크로스 라미네이트 목재

Cross-laminated timber
가문비나무로 만든 세 겹의 CLT 플레이트

크로스 라미네이트 목재(CLT)(공학적 목재의[1] 하위 범주)는 단일 통나무에서 잘라낸 목재와 같이 단단한 톱으로 된 목재 층을 접착하여 만든 목재 패널 제품입니다.보드의 각 층은 보통 인접한 층에 수직으로 배치되어 있으며, 각 보드의 넓은 면에 접착되어 있으며, 일반적으로 대칭적인 방식으로 바깥쪽 층의 방향이 동일합니다.홀수 레이어가 가장 일반적이지만 짝수 레이어를 가진 구성도 있습니다(이 설정은 대칭 구성을 제공하도록 배열됩니다).일반 목재는 이방성 물질로, 힘이 가해지는 방향에 따라 물리적 특성이 변합니다.목재층을 직각으로 붙임으로써 패널은 양방향으로 더 나은 구조적 강성을 얻을 수 있습니다.합판과 비슷하지만 눈에 띄게 두꺼운 적층(또는 라멜라)이 있습니다.

CLT는 모든 라미네이션이 동일한 [2]방향으로 배치된 제품인 접착제 라미네이트 목재(글람)와 구별됩니다.

역사

CLT는 1990년대 초 독일과 오스트리아에서 처음 개발되어 사용되었습니다.오스트리아 태생의 연구원 게르하르트 쉬크호퍼는 1994년에 [3]CLT에 관한 박사 학위 논문 연구를 발표했다.오스트리아는 Schickhofer의 광범위한 연구를 바탕으로 2002년에 최초의 국가 CLT 지침을 발표했습니다.이러한 국가 지침인 "Holzmassivbauweise"는 다층 건물에서 엔지니어링 요소를 수용하기 위한 길을 연 것으로 인정받고 있습니다.Gerhard Schickhofer는 CLT [4]연구 분야에서 획기적인 기여를 한 공로로 2019 Marcus Wallenberg 상을 수상했습니다.

2000년대까지 CLT는 유럽에서 훨씬 더 폭넓게 사용되었으며, 단독 가구 및 다층 주택과 같은 다양한 건축 시스템에 사용되었습니다.오래된 목재를 구하기 어려워짐에 따라, CLT와 다른 공학적 목재 제품들이 [5]시장에 등장했다.

빌딩 코드 요건(미국)

2015년, CLT는 목재 건축을 위한 국가 설계 규격으로 통합되었습니다.이 규격은 2015년 국제 건축 법규에 대한 참고 자료로 사용되었으며, 이에 따라 CLT가 법규 준수 건축 자재로 인정될 수 있게 되었습니다.이러한 코드 변경으로 CLT를 외부 벽, 바닥, 칸막이 벽 및 지붕 조립에 사용할 수 있게 되었습니다.또한 2015년 IBC에는 CLT에 고유한 방화, 연결 규정 및 고정 장치 요건이 포함되었다.이 법규는 구조용 CLT 제품이 ANSI/APA PRG [6]320에서 명시한 구조 성능 요건을 충족하도록 의무화했다.

제조업

CLT의 제조는 9단계로 나눌 수 있습니다.주요 목재 선택, 목재 그룹화, 목재 대패질, 접착제 도포, 패널 레이업, 조립 프레스, 품질 관리, 그리고 최종적으로 마케팅과 [5]: 77–91 배송입니다.

주요 목재 선택은 수분 함량 검사, 육안 등급 설정, 때로는 응용 프로그램 구조 테스트에 따라 2-3개의 부분으로 구성됩니다.이 선정 결과에 따라 CLT에 적합한 목재를 사용하여 시공 등급 CLT 또는 외관 등급 CLT를 작성합니다.어느 범주에도 들어갈 수 없는 목재는 합판 또는 접착된 적층 목재와 같은 다양한 제품에 사용될 수 있습니다.

그룹화 단계는 다양한 범주의 목재가 함께 그룹화되도록 합니다.건축용 CLT의 경우 구조 특성이 뛰어난 목재가 CLT 패널의 내부 레이어에 사용되며, 가장 바깥쪽 레이어 2개는 심미적 품질이 높아집니다.미적 등급의 CLT의 경우 모든 레이어가 더 높은 시각적 품질을 갖습니다.

대패질 공정은 목재 표면을 개선합니다.그 목적은 층간 접착제의 성능을 향상시키는 것입니다.상단과 하단에서 약 2.5mm를 잘라내고 측면에서는 3.8mm를 잘라 평탄한 [7]표면을 보장합니다.위 및 아래 면만 처리하는 경우가 있습니다. 일반적으로 면이 다른 물질에 부착되지 않아도 되는 경우가 이에 해당합니다.이 단계로 인해 목재 전체의 수분 함량이 변경될 수 있지만,[citation needed] 이는 거의 발생하지 않습니다.

그런 다음 용도 및 특정 클라이언트 요구에 따라 목재를 일정 길이로 잘라냅니다.

그런 다음 접착제는 일반적으로 기계를 통해 목재에 도포됩니다.접착제는 접착제에 구멍이나 공극이 없도록 밀폐된 상태로 도포해야 하며 일정한 속도로 도포해야 합니다.

패널 레이업은 개별 목재층을 서로 붙이기 위해 이루어진다.성능표준 ANSI/AP PRG 320 섹션 8.3.1에 따르면 층간 표면적의 최소 80%가 함께 결합되어야 한다.

어셈블리를 누르면 접착 프로세스가 완전히 완료됩니다.프레스 방법에는 크게 진공 프레스 및 유압 프레스라는 두 가지 유형이 있습니다.진공 프레스에서는 한 번에 여러 개의 CLT 패널을 누를 수 있어 프로세스의 시간과 에너지 효율이 향상됩니다.진공 프레싱의 또 다른 장점은 전체 구조물에 압력이 분산되기 때문에 곡선 형태의 CLT 패널에 압력을 가할 수 있다는 것입니다.유압 프레싱의 장점은 더 높은 압력을 포함하며 각 모서리에 가해지는 압력을 지정할 [8]수 있습니다.

그런 다음 CLT 패널에 대해 품질 관리가 수행됩니다.일반적으로 더 나은 표면을 만들기 위해 샌딩 기계가 사용됩니다.또한 CLT 패널은 특정 설계에 맞게 절단됩니다.긴 구조를 형성하기 위해 패널을 접합해야 하는 경우 핑거 조인트를 사용하는 경우가 많습니다.

접착제

접착제에는 멜라민 요소 포름알데히드(MUF)가 포함되지만 포름알데히드 프리 [9]접착제도 있습니다.폴리우레탄 및 페놀포름알데히드수지(PRF)가 [10]옵션입니다.

이점

CLT는 건축 자재로서 다음과 같은 몇 가지 장점이 있습니다.

  • 설계의 유연성– CLT에는 다양한 어플리케이션이 있습니다.벽, 지붕 또는 천장에 사용할 수 있습니다.판넬 두께는 층을 더하면 쉽게 늘릴 수 있고, 판넬을 [citation needed]접합하면 길이를 늘릴 수 있습니다.
  • 친환경 – CLT는 나무로 만들어졌기 때문에 재생 가능하고 친환경적이며 지속 가능한 [11]재료입니다.그것은 탄소를 격리시킬 수 있지만, 산림 관리 관행의 차이는 [12]격리된 탄소의 양에 변화를 가져온다.
  • 프리패브릭 – 현장에 도착하기 전에 CLT로 만든 바닥 또는 벽을 완전히 제조할 수 있으므로 리드 타임을 단축하고 전체 건설 [citation needed]비용을 절감할 수 있습니다.
  • 단열재 – 여러 층의 나무로 되어 있기 때문에 패널 [citation needed]두께에 따라서는 CLT의 단열재가 높을 수 있습니다.
  • CLT는 비교적 가벼운 건축 자재입니다.기초도 그만큼 클 필요가 없고, 현장에서 필요한 기계도 무거운 건축 [5]자재를 들어올리는 데 필요한 기계보다 작습니다.이러한 측면은 더 무거운 프로젝트를 지원할 수 없는 현장에 CLT 건물을 세울 수 있는 추가 용량을 제공하며,[13] 현장 주변의 기존 건물로 인해 공사가 특히 빡빡하거나 접근이 어려운 프로젝트를 쉽게 주입할 수 있습니다.

단점들

또한 CLT에는 다음과 같은 몇 가지 단점이 있습니다.

  • 높은[14] 생산 비용– 비교적 새로운 소재이기 때문에 CLT는 많은 [15]장소에서 생산되지 않습니다.또한 일반 스터드 벽에 비해 상당한 양의 목재 및 기타 재료가 필요합니다.
  • 제한된 실적 – CLT는 비교적 새로운 재료이기 때문에 많은 건축 프로젝트에서 사용되지 않았습니다.CLT에[5][16][17][18][19] 대해 상당한 기술적 연구가 이루어졌지만, 기존 [20][21][22]관행에서 벗어나는 것에 저항하는 건설 산업의 경로 의존적 문화 때문에 새로운 관행과 결과를 건설 산업에 통합하는 데는 시간이 걸립니다.
  • 음향 성능 – 허용 가능한 음향 성능을 달성하려면 더 많은 CLT 패널을 사용해야 합니다.CLT 핸드북에 따르면 미네랄을 사이에 둔 2개의 CLT 패널이 [5]: 369 벽체의 방음 국제 건축 요건을 충족합니다.
  • 가연성 - 두꺼운 빔에 사용되는 경우 유리하지만 나무는 강철과 같은 다른 건축 자재와 달리 본질적으로 가연성이 있습니다.강성을 잃기 전에 예측 가능한 속도로 연소하는 목재와 달리 노출된 강철은 높은 [23]열에 노출되면 먼저 내하력이 손실될 수 있습니다.

사용하다

파빌리온즈

2016년 9월 런던 첼시 예술대학에서 하드우드 CLT 패널을 사용하여 세계 최초의 목재 메가튜브 구조물이 건설되었습니다.길이 35m의 이 "미소"는 런던 디자인 페스티벌을 위해 건축가 앨리슨 브룩스가 디자인하고 미국 하드우드 수출 협회와 협력하여 아룹이 디자인했습니다.이 구조는 중앙에서 바닥에 닿는 미소 모양의 곡선 튜브입니다.최대 수용 [24]인원은 60명입니다.

고층 건물

노르웨이 브루문달에 있는 Mjöstörnet은 현재 세계에서 가장 높은 목재 건물이다.

CLT의 구조적 특성, 프리패브릭 기능 및 다른 건축 자재에 비해 가볍기 때문에 CLT는 많은 중층 및 고층 건물에서 사용되기 시작했습니다(플라이스크레이퍼 참조).영국의 B&K Structures가 제공하는 4,649입방미터의 CLT를 갖춘 Dalston Lane은 세계적으로 가장 큰 CLT 프로젝트 중 하나입니다.이 프로젝트는 2017년 초에 끝났다.건물이 갈색 밭 위에 지어졌다는 것을 고려하면, 그것은 CLT가 [25][26]얼마나 가벼운지 때문에 실현 가능하다고 생각했던 것보다 훨씬 더 높았다.

캐나다 프린스 조지 소재 노던 브리티시컬럼비아 대학의 목재 혁신 디자인 센터는 [27]마이클 그린 아키텍처가 설계한 2015년 세계에서 가장 높은(29.5m) 현대식 건축물이 되었습니다.2016년 9월 완공된 미국 미니애폴리스의 T3는 마이클 그린 아키텍처가 100여년 만에 지은 미국 최초의 현대식 목재 건물로 완공 당시 북미 [28]최대 규모였다.오리건주 포틀랜드의 Framework는 북미에서 [29]가장 높은 목재 건물이 되기 위해 12층 구조물에 CLT를 사용할 계획이었다.이 구조는 LEBER Architecture에 의해 설계되었으며, 측면 지진 시스템으로서 최초의 포스트 텐션 요동 벽 코어를 가지고 있었을 가능성이 있습니다.이 사업은 2018년 [30]자금조달로 인해 취소되었다.

호주의 브리즈번에는 2018년 말 9층짜리 올타임 오피스 빌딩이 완공됐다.CLT의 프리패브릭 기능 덕분에 예정보다 6주 일찍 공사가 완료되었습니다.CLT는 콘크리트 및 강철과 같은 기존 건축 자재보다 가벼웠기 때문에 구조 요소에서 기능적 공간으로 20%[31][32] 더 많은 공간을 재할당할 수 있었습니다.

14층이 넘는 최초의 하이브리드 건물은 UBC의 브록 커먼스 레지던스 홀입니다.2017년 9월 완공된 이 건물은 약 53m, 18층 건물로 약 400명의 학생들이 거주하고 있다.이 건물의 건축 회사는 Acton Ostry Architects였고 구조 엔지니어링 회사는 Fast + Epp였습니다.18층 중 17층은 바닥 패널로 CLT를 사용하고 기둥으로 글루 라미네이트 목재를 사용하고 있으며, 외관에 사용되는 클래드의 70%는 목재로 되어 있습니다.콘크리트와 강철을 사용한 경우와 비교하여 이산화탄소 배출량이 2432톤 감소된 것으로 추정됩니다.그 건물의 대략적인 비용은 5,150만 달러였다.이 프로젝트는 [33]LEED 골드를 완성하는 것을 목표로 하고 있습니다.

스웨덴에서 가장 높은 CLT 구조물은 C.F.에 의해 2020년 초에 완공된 Kajstaden의 Tall Timber Building입니다. 뮐러 아키텍트

노르웨이 브루문달에 있는 Voll Arkitekter의 Mjöstörnet은 현재 85.[34]4미터로 세계에서 가장 높은 목재 건물이다.

브릿지

CLT는 많은 브리지 프로젝트에서도 사용됩니다.160미터 길이의 미스티시니 다리는 캐나다 퀘벡주 미스티시니에 위치해 있으며 우파아치쿠스 고개를 가로지른다.이 다리의 설계자는 Stantec이며 2014년에 완공되었습니다.현지 조달된 CLT 패널과 글루 라미네이트 목재 거더를 [35]교량의 주요 구조 부재로 사용했습니다.이 프로젝트는, 제48회 컨설팅 엔지니어링 기업 협회(ACEC)의 수송 부문의 전국 우수상, 및 Engineering a Better Canada 어워드 [36]등, 다수의 상을 수상했습니다.

마이카사기 다리는 퀘벡의 북쪽에 위치해 있고 68미터에 걸쳐 있다.이 다리는 2011년에 완공되었으며, CLT와 글루 라미네이트 목재를 조합하여 2개의 박스 거더를 제작하였습니다.이 목재 조합은 기존 강철 [37]교량에 비해 짧은 리드 타임을 허용하는 프리패브릭 기능 때문에 선택되었습니다.

주차 구조

모듈러 구조

CLT는 모듈러 [39]구조에서 사용하기에 적합한 후보로 확인되었습니다.실리콘밸리를 거점으로 하는 모듈러 건설 스타트업 카테라는 2019년 워싱턴[40] 스포케인에 25,000 평방 피트(23,0002 m) 규모의 모듈러 건설 CLT 공장을 열었고,[41] 일부 정치인들은 시애틀과 같은 도시의 주택 위기에 대처하기 위해 조립식 모듈러 CLT 건설을 사용할 것을 요구하고 있다.

다이슨 인스티튜트 빌리지(Dyson Institute Village)는 2019년 영국 메스베리 외곽에 건설되어 다이슨 공과대학에 캠퍼스 내 학생 기숙사를 제공하고 있습니다.이 마을은 런던 건축가 윌킨슨 에이어에 의해 여러 개의 쌓아 올린 원룸 모듈로 설계되었으며 몬트리올의 해비타트 67을 본떠 만들어졌다.포드는 교차 적층된 목재로 제작되며 각 포드는 [42]알루미늄으로 포장되어 있습니다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

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외부 링크

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