Yancheng Lianggong Formwork Co., Ltd +86-18201051212
Nombre Parcourir:0 auteur:Éditeur du site publier Temps: 2025-01-06 origine:Propulsé
Le bois est un matériau de construction essentiel depuis des millénaires, apprécié pour sa disponibilité, sa maniabilité et son esthétique naturelle. Traditionnellement, son utilisation était limitée aux structures de faible hauteur en raison de limitations en termes de résistance et de résistance aux facteurs environnementaux. Cependant, l’avènement des produits en bois d’ingénierie et des techniques de construction modernes a révolutionné les applications potentielles du bois. La question pressante pour les architectes, les ingénieurs et les constructeurs aujourd’hui est la suivante : Le bois peut-il être utilisé pour les immeubles de grande hauteur ? Cet article examine la faisabilité du bois comme matériau principal dans la construction de grandes hauteurs, explorant les progrès de la technologie du bois, les considérations structurelles, les défis réglementaires et l'intégration de systèmes complémentaires tels que Coffrage en acier pour la construction de bâtiments.
Tout au long de l’histoire, le bois a été la pierre angulaire de la construction dans diverses cultures. Des pagodes japonaises traditionnelles, qui ont résisté aux tremblements de terre pendant des siècles, aux maisons à pans de bois d'Europe, le bois a fait preuve d'une résilience remarquable lorsqu'il est utilisé correctement. Ces structures historiques mettent en valeur la longévité et la durabilité du bois lorsqu'elles sont conçues et entretenues de manière appropriée. Cependant, les limites du bois traditionnel, telles que sa sensibilité au feu, à la pourriture et sa capacité structurelle limitée, ont historiquement limité son utilisation dans les applications de grande hauteur.
Le 21e siècle a été témoin d’avancées significatives dans la technologie du bois, notamment avec le développement de produits en bois d’ingénierie. Ces innovations répondent aux limites traditionnelles du bois, améliorant ses capacités structurelles et élargissant son adéquation aux structures de plus en plus grandes.
Le bois lamellé-croisé est un produit révolutionnaire composé de plusieurs couches de planches de bois massif empilées en croix et liées ensemble avec des adhésifs structurels. Cette stratification croisée offre une stabilité dimensionnelle, une résistance et une rigidité, ce qui rend les panneaux CLT idéaux pour les murs, les sols et les toits des bâtiments résidentiels et commerciaux. Des études ont montré que les panneaux CLT présentent d'excellentes performances sismiques en raison de leur légèreté et de leur flexibilité, ce qui les rend adaptés à une utilisation dans les régions sujettes aux tremblements de terre.
Les performances thermiques du CLT constituent un autre avantage significatif. Les propriétés isolantes naturelles du bois contribuent à l'efficacité énergétique des bâtiments, réduisant ainsi les coûts de chauffage et de climatisation. De plus, les panneaux CLT peuvent être préfabriqués hors site avec une grande précision, réduisant ainsi le temps de construction et les coûts de main-d'œuvre.
Le bois lamellé-collé, communément appelé bois lamellé-collé, est un produit en bois d'ingénierie comprenant plusieurs couches de bois dimensionné liées entre elles avec des adhésifs durables et résistants à l'humidité. Les poutres en bois lamellé-collé sont polyvalentes et peuvent être fabriquées sous différentes formes et tailles, y compris des courbes et des arcs, offrant ainsi aux architectes une flexibilité de conception considérable. Le rapport résistance/poids élevé du bois lamellé-collé permet des portées plus longues sans supports intermédiaires, ce qui est avantageux dans les conceptions ouvertes souvent vues dans les immeubles de grande hauteur modernes.
Les recherches indiquent que les poutres en bois lamellé-collé peuvent atteindre une résistance comparable, voire supérieure, à celle de l'acier lorsqu'elle est mesurée en termes de résistance par unité de poids. Cela fait du bois lamellé-collé une option intéressante pour les éléments structurels des constructions de grande hauteur, en particulier lorsqu'il est combiné avec d'autres matériaux dans des systèmes hybrides.
La viabilité du bois dans les immeubles de grande hauteur dépend de ses performances structurelles sous diverses charges et conditions. Les propriétés clés comprennent la résistance, la rigidité, la résistance au feu et la durabilité.
Les produits en bois d'ingénierie offrent des propriétés mécaniques améliorées grâce à la réduction des imperfections naturelles. Les défauts tels que les nœuds et les grains inégaux sont minimisés grâce au processus de fabrication, ce qui donne lieu à des performances plus uniformes et prévisibles. Les techniques modernes d'évaluation de la résistance, notamment l'évaluation des contraintes des machines et l'évaluation acoustique, garantissent que les composants en bois répondent à des normes rigoureuses.
Des études ont démontré que le CLT et le bois lamellé-collé peuvent supporter efficacement les charges associées aux immeubles de grande hauteur. Par exemple, une étude publiée dans le Journal of Structural Engineering a souligné que les panneaux CLT présentent une résistance élevée dans le plan et hors du plan, ce qui les rend adaptés aux murs porteurs et aux diaphragmes dans les structures à plusieurs étages.
Contrairement aux idées reçues, le bois peut bien résister au feu en raison de son comportement de carbonisation prévisible. Lorsqu'elle est exposée au feu, une couche de charbon se forme à la surface, isolant le bois intérieur et ralentissant le taux de combustion. Cette caractéristique permet aux gros éléments en bois de conserver leur intégrité structurelle plus longtemps que l'acier non protégé, qui peut perdre rapidement sa résistance à des températures élevées.
La résistance au feu peut être encore améliorée grâce à des stratégies de conception, telles que le surdimensionnement des éléments structurels pour tenir compte de la carbonisation ou l'application de traitements ignifuges. La conformité aux codes de prévention des incendies est obtenue en effectuant des tests de résistance au feu et en adhérant aux exigences de conception prescriptives décrites dans les réglementations de construction.
La durabilité du bois est influencée par des facteurs tels que l'humidité, les insectes et les champignons. Les produits en bois d'ingénierie sont fabriqués dans des conditions contrôlées, réduisant ainsi la teneur en humidité et inhibant la croissance des organismes de décomposition. Les revêtements protecteurs et les conservateurs peuvent améliorer la résistance aux facteurs environnementaux, prolongeant ainsi la durée de vie des structures en bois.
De plus, des détails de conception appropriés, comme l’intégration d’une ventilation adéquate et l’évitement des pièges à eau, sont essentiels pour prévenir les problèmes liés à l’humidité. L'utilisation de barrières contre l'humidité et de systèmes de drainage contrôlés protège davantage les composants en bois des immeubles de grande hauteur.
Plusieurs projets pionniers à travers le monde ont utilisé avec succès le bois dans la construction de grandes hauteurs, démontrant sa faisabilité et ses avantages.
Mesurant 85,4 mètres, Mjøstårnet est un bâtiment à usage mixte de 18 étages situé à Brumunddal, en Norvège, achevé en 2019. Il a la particularité d'être l'un des bâtiments en bois les plus hauts du monde. La structure utilise des colonnes et des poutres en bois lamellé-collé, des murs et des planchers en CLT, mettant en valeur les capacités du bois dans un contexte de grande hauteur. Le bâtiment répond à toutes les exigences structurelles et de sécurité incendie, intégrant des systèmes de gicleurs et des matériaux résistants au feu stratégiquement placés.
La tour HoHo à Vienne est un bâtiment de 24 étages atteignant 84 mètres de hauteur, achevé en 2019. Doté d'un système de construction hybride, il combine le bois et le béton pour optimiser les performances. Environ 75 % de la structure est en bois, ce qui réduit considérablement l'empreinte carbone du bâtiment. L'utilisation de modules préfabriqués en bois a permis une construction rapide, un étage étant achevé tous les six jours.
Située à l'Université de la Colombie-Britannique, la Brock Commons Tallwood House est une résidence étudiante de 18 étages achevée en 2017. Le bâtiment utilise un système hybride avec des dalles de plancher en CLT et des colonnes en bois lamellé-collé, soutenu par un noyau en béton pour la stabilité latérale. Le processus de construction a été remarquablement rapide, la structure en bois étant érigée en seulement 70 jours. Le projet a démontré des réductions significatives des émissions de gaz à effet de serre par rapport à la construction traditionnelle en béton.
Malgré les progrès et les projets réussis, plusieurs défis doivent être relevés pour exploiter pleinement le potentiel du bois dans la construction de grande hauteur.
Les codes et réglementations du bâtiment peuvent poser des défis importants, car nombre d’entre eux ont été élaborés en tenant compte des matériaux traditionnels et peuvent ne pas s’adapter aux technologies innovantes du bois. L'absence de directives standardisées pour les immeubles de grande hauteur en bois nécessite des approbations spécifiques au projet, ce qui peut prendre du temps et être coûteux. Des efforts sont en cours pour mettre à jour les codes, tels que l'inclusion dans le Code international du bâtiment des bâtiments en bois massif plus hauts, mais leur adoption généralisée est progressive.
Il existe souvent des scepticismes quant aux performances du bois, notamment en ce qui concerne la sécurité incendie et la durabilité. Éduquer les parties prenantes sur les propriétés du bois d’ingénierie et les résultats des études scientifiques est crucial. La démonstration d’études de cas réussies et la fourniture de données transparentes peuvent contribuer à changer les perceptions et encourager une plus large acceptation au sein de l’industrie.
La disponibilité de produits en bois d’ingénierie de haute qualité dépend d’une chaîne d’approvisionnement bien développée. Dans les régions où de telles industries ne sont pas implantées, l’approvisionnement en matériaux peut s’avérer difficile. Il est nécessaire d’investir dans des installations de fabrication locales et de former une main-d’œuvre qualifiée pour soutenir la croissance de la construction de grande hauteur en bois.
La construction d’immeubles de grande hauteur bénéficie souvent d’une approche hybride, combinant le bois avec d’autres matériaux comme l’acier et le béton. L'utilisation de Coffrage en acier pour la construction de bâtiments fait partie intégrante de ce processus. Le coffrage en acier fournit le support nécessaire pour couler les composants en béton, tels que les noyaux et les fondations, qui complètent la structure en bois.
Le coffrage en acier offre résistance, durabilité et précision, qui sont essentielles pour des finitions en béton de haute qualité et pour l'intégrité structurelle. Sa nature modulaire permet une flexibilité de conception et un montage et démontage efficaces. Lors de la construction de bâtiments hybrides, les coffrages en acier garantissent la formation précise d'éléments en béton qui s'interfacent parfaitement avec les composants en bois.
Par exemple, l'utilisation de coffrages en acier pour former les noyaux en béton améliore la stabilité latérale du bâtiment, ce qui est particulièrement important dans les structures de grande hauteur soumises aux forces éoliennes et sismiques. La combinaison des propriétés légères du bois avec la masse et la rigidité du béton permet d'optimiser les performances structurelles.
Lors de la construction de la Brock Commons Tallwood House, l’intégration du bois, du béton et de l’acier a été essentielle. Les noyaux en béton ont été construits à l’aide de systèmes avancés de coffrage en acier, garantissant précision et robustesse structurelle. Les planchers et les colonnes en bois ont ensuite été installés efficacement, en capitalisant sur la rapidité des composants préfabriqués en bois.
La collaboration entre différents systèmes de construction met en évidence l'importance du coffrage en acier pour obtenir les tolérances et l'alignement nécessaires dans les immeubles de grande hauteur. Il montre également comment Coffrage en acier pour la construction de bâtiments contribue à l’intégration réussie du bois et du béton.
Les avantages environnementaux de l’utilisation du bois dans la construction sont importants. Le bois est une ressource renouvelable et les forêts gérées de manière durable peuvent séquestrer le dioxyde de carbone de l'atmosphère. Les bâtiments en bois agissent comme des réservoirs de carbone, emprisonnant le carbone pendant toute la durée de vie de la structure.
Les études d'évaluation du cycle de vie ont montré que les bâtiments en bois peuvent avoir une empreinte carbone nettement inférieure à celle de ceux construits avec des matériaux conventionnels. La production d’acier et de béton est gourmande en énergie et génère d’importantes émissions de gaz à effet de serre. Remplacer ces matériaux par du bois lorsque cela est possible peut contribuer aux efforts mondiaux visant à atténuer le changement climatique.
La préfabrication des composants en bois entraîne des délais de construction plus rapides et une réduction des coûts de main-d'œuvre. La fabrication de précision dans des environnements contrôlés minimise les déchets et améliore la qualité. Des calendriers de construction plus courts réduisent les coûts de financement et permettent une occupation plus précoce, améliorant ainsi la viabilité économique globale du projet.
De plus, le poids plus léger des structures en bois peut réduire les exigences en matière de fondations, ce qui entraîne des économies, en particulier sur les sites aux sols pauvres. La facilité de modification et l’adaptabilité des bâtiments en bois peuvent également prolonger leur durée de vie utile, offrant ainsi des avantages économiques à long terme.
L’avenir du bois dans la construction de grande hauteur semble prometteur, avec des recherches et des développements technologiques en cours prêts à surmonter les défis existants. Les innovations dans la science des matériaux, telles que le développement de produits en bois modifiés aux propriétés améliorées, élargissent les possibilités d'utilisation du bois.
Les technologies émergentes telles que les composites hybrides de bois et les matériaux nanocellulosiques offrent une résistance, une durabilité et une résistance au feu améliorées. Les outils de conception numérique et la modélisation des informations du bâtiment (BIM) facilitent la planification et la coordination des structures en bois complexes, réduisant ainsi les erreurs et optimisant l'utilisation des ressources.
Les efforts visant à mettre à jour les codes du bâtiment et à élaborer des normes internationales pour les constructions de grande hauteur en bois prennent de l'ampleur. La collaboration entre les acteurs de l'industrie, les chercheurs et les organismes de réglementation est essentielle pour établir des lignes directrices qui garantissent la sécurité tout en favorisant l'innovation.
Il est crucial d’investir dans des programmes d’éducation et de formation destinés aux architectes, aux ingénieurs et aux professionnels de la construction. L'amélioration des connaissances et des compétences liées à la conception et à la construction en bois soutiendra la croissance de l'industrie et encouragera l'adoption de meilleures pratiques.
En conclusion, le bois est devenu un matériau viable pour la construction de grandes hauteurs, grâce aux progrès significatifs dans les produits en bois d'ingénierie et les technologies de construction. Même si des défis subsistent, notamment en ce qui concerne les cadres réglementaires et l'acceptation par le marché, des projets réussis dans le monde entier démontrent le potentiel du bois. L'intégration de systèmes complémentaires, tels que Coffrage en acier pour la construction de bâtiments, améliore l'efficacité de la construction et les performances structurelles.
Les avantages environnementaux et économiques du bois, combinés à ses capacités de performance, en font une option attractive pour le développement urbain durable. Alors que l’industrie continue d’innover et de relever les défis existants, le bois est sur le point de jouer un rôle important dans l’élaboration de l’horizon de l’avenir.
