A construção e operação de todos os tipos de edifícios consomem grandes quantidades de energia e recursos naturais. Pesquisadores em todo o mundo têm, portanto, buscado maneiras de tornar os edifícios mais eficientes e menos dependentes de materiais com alto teor de emissões.

Agora, um projeto desenvolvido por meio de uma aula do MIT apresentou um design altamente eficiente em termos de energia para um grande edifício comunitário que usa um dos materiais de construção mais antigos do mundo. Para esta estrutura, chamado de "a Longhouse, "madeiras maciças feitas de madeira convencional seriam laminadas juntas como uma espécie de compensado superdimensionado.

O projeto será apresentado em outubro na Conferência Maine Mass Timber, que se dedica a explorar novos usos deste material, que pode ser usado para construir um seguro, som de prédios altos, se os códigos de construção permitirem.

John Klein, um cientista pesquisador do departamento de arquitetura do MIT que ministrou um workshop chamado Mass Timber Design, que surgiu com o novo design, explica que "na América do Norte, temos uma abundância de recursos florestais, e muito disso está coberto de vegetação. Há um esforço para encontrar maneiras de usar produtos florestais de forma sustentável, e as florestas estão ativamente passando por processos de desbaste para evitar incêndios florestais e infestações de besouros. "

As pessoas tendem a pensar na madeira como um material adequado para estruturas de poucos andares, mas não para estruturas maiores, Klein diz. Mas já alguns construtores estão começando a usar produtos de madeira em massa (um termo que basicamente se aplica a quaisquer produtos de madeira muito maiores do que a madeira convencional) para estruturas maiores, incluindo prédios médios de até 20 andares. Mesmo os edifícios mais altos devem ser práticos com esta tecnologia, ele diz. Um dos maiores edifícios de madeira em massa nos EUA é o novo 82, Edifício de Design John W. Olver com 000 pés quadrados na Universidade de Massachusetts em Amherst.

Uma das primeiras questões que as pessoas levantam quando ouvem falar dessa construção tem a ver com o fogo. Essas estruturas altas de madeira podem ser realmente seguras? Na verdade, Klein diz, testes demonstraram que as estruturas de madeira maciça podem resistir ao fogo tão bem ou melhor do que o aço. Isso porque a madeira exposta ao fogo produz naturalmente uma camada de carvão, que é altamente isolante e pode proteger a maior parte da madeira por mais de duas horas. Aço, em contraste, pode falhar repentinamente quando o calor o amolece e o faz dobrar.

Klein explica que essa resistência natural ao fogo faz sentido quando você pensa em jogar um fósforo aceso em uma pilha de aparas de madeira, versus largá-lo em um tronco. As aparas vão explodir em chamas, mas no registro uma correspondência simplesmente se apagará. Quanto maior o volume da madeira, melhor resiste à ignição.

A estrutura projetada pela classe usa vigas maciças feitas de camadas de folhas de madeira laminadas juntas, um processo conhecido como madeira folheada laminada (LVL), feito em painéis de 15 metros de comprimento, 3 metros de largura, e mais de 15 centímetros de espessura. Eles são cortados sob medida e usados ​​para fazer uma série de grandes arcos, 12 metros de altura até o pico central e medindo 15 metros de largura, feito de seções com uma seção transversal triangular para adicionar resistência estrutural. Uma série desses arcos é montada para criar um grande espaço fechado sem a necessidade de suportes estruturais internos. O design plissado do telhado é projetado para acomodar painéis solares e janelas para iluminação natural e aquecimento solar passivo.

"A profundidade estrutural alcançada com a construção da seção triangular nos ajuda a atingir o vão livre desejado para o espaço comum, ao mesmo tempo que empresta uma linguagem visual tanto no interior quanto no exterior da estrutura, "diz Demi Fang, um aluno de pós-graduação em arquitetura do MIT que fazia parte da equipe de design. "Cada arco se afina e se alarga ao longo de seu comprimento, porque nem todos os pontos ao longo do arco estarão sujeitos à mesma magnitude de forças, e esta profundidade de seção transversal variável expressa o desempenho estrutural ao mesmo tempo que incentiva a economia de materiais, " ela diz.

Os arcos seriam construídos em seções de fábrica, e então aparafusados ​​no local para fazer a construção completa. Como o prédio seria em grande parte pré-fabricado, o processo real de construção no local seria muito simplificado, Klein diz.

"The Longhouse é um edifício multifuncional, projetado para acomodar uma variedade de cenários de eventos de co-working, aulas de ginástica, mixers sociais, exposições, jantares e palestras, "Klein diz, acrescentando que se baseia em uma longa tradição de tais estruturas comunais em culturas ao redor do mundo.

Considerando que a produção de concreto, usado na maioria dos grandes edifícios do mundo, envolve grandes emissões de gases de efeito estufa do cozimento de calcário, construção usando madeira maciça tem o efeito oposto, Klein diz. Enquanto o concreto aumenta a carga mundial de gases de efeito estufa, madeira na verdade diminui isso, porque o carbono removido do ar enquanto as árvores crescem é essencialmente sequestrado enquanto durar a construção. "O prédio é um sumidouro de carbono, " ele diz.

Um obstáculo para um maior uso de madeira em massa para grandes estruturas está nos atuais códigos de construção dos EUA, Klein diz, que limitam o uso de madeira estrutural para edifícios residenciais de até cinco andares, ou edifícios comerciais de até seis andares. Mas a construção recente de edifícios de madeira muito mais altos na Europa, Austrália, e o Canadá - incluindo um edifício de madeira de 18 andares na Colúmbia Britânica - deve ajudar a estabelecer a segurança de tais edifícios e levar às mudanças necessárias no código, ele diz.

O projeto da Longhouse foi desenvolvido por uma equipe interdisciplinar em 4.S13 (Projeto de madeira maciça), uma oficina de design no departamento de arquitetura do MIT que explora o futuro dos edifícios sustentáveis. A equipe incluiu John Fechtel, Paul Short, Demi Fang, Andrew Brose, Hyerin Lee, e Alexandre Beaudouin-Mackay. Foi apoiado pelo Departamento de Arquitetura, BuroHappold Engineering e Nova Concepts.