ไม้แปรรูป Cross Laminated Timber (CLT)

ในระยะเวลาที่ผ่านพบว่า มีนวัตกรรมวัสดุก่อสร้างที่เกิดขึ้นใหม่และนำมาใช้ในอุตสาหกรรมการก่อสร้างหลายชนิด ทั้งที่เกิดจากการนำเทคโนโลยีมาสร้างนวัตกรรมใหม่ รวมถึงการวัสดุที่มีอยู่แล้วมาประยุกต์ใช้ในงานด้านโครงสร้างพื้นฐาน และการออกแบบวัสดุตกแต่ง โดยยึดหลักแนวคิดการพัฒนานวัตกรรมสู่ความยั่งยืน (Sadana, Nishtha, 2021)

นวัตกรรมวัสดุก่อสร้าง จำแนกได้ 10 ประเภท ชิ้นแรก ที่จะกล่าวถึง คือ ไม้อัดประสาน (Cross Laminated Timber-CLT)

ในช่วงหลายปีที่ผ่านมามีการฟื้นฟูเทคนิคการก่อสร้างที่ใช้ไม้มาเป็นองค์ประกอบในการก่อสร้างมากขึ้น เนื่องจากเทคโนโลยีในการผลิตวัสดุ ทำให้สามารถผลิตวัสดุซึ่งมีลักษณะคล้าย และมีองค์ประกอบจากไม้ ซึ่งมีความแข็งแรง รวมถึงรูปแบบให้เลือกใช้งานได้หลากหลายขึ้นในท้องตลาด เช่น Glulam และ Laminated Veneer Lumber (LVL) และวัสดุที่ดูเหมือนว่าจะมีการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างมากที่สุดคือ Cross Laminated Timber (CLT)

Cross Laminated Timber (CLT) คือวัสดุที่เสริมแรงจากวัตถุดิบจากไม้เดิม โดยการเตรียมวัสดุไม้เป็นแผ่นกระดาน (Plank) มาซ้อนทับกันเป็นชั้น โดยการเรียงแนวของแผ่นไม้ให้เป็นแนวขวางสลับกันไปมาตั้งแต่ 3–5 ชั้นขึ้นไป โดยระหว่างชั้นของแผ่นไม้จะเคลือบด้วยกาวชนิดพิเศษ ช่วยให้แผ่น CLT แต่ละชั้นยึดติดกันมีความแข็งแรงมากขึ้นสามารถนำไปใช้เป็นโครงสร้างได้ทันที ซึ่งกรรมวิธีการผลิตในลักษณะนี้จะคล้ายคลึงกันกับการผลิตของไม้อัด (Plywood) แต่ไม้ CLT จะมีระยะความหนาของแต่ละชั้น (Plank) ที่มากกว่าไม้อัด ทำให้สามารถใช้ไม้ CLT เป็นโครงสร้างหลักของอาคารได้ ไม่ว่าจะเป็นส่วนของเสา คาน หรือพื้น ส่วนไม้อัดที่บางกว่าจะใช้เป็นวัสดุบุผนังและกระดานกั้นแนวผนังเท่านั้น (NewbTay, 2563)

รูปที่ 1 ตัวอย่าง : การครอสแนวเสี้ยนไม้ของไม้แปรรูป CLT ที่มีลักษณะขวางสลับกันไปมาในแต่ละชั้น เลเยอร์ ที่มา : www.chemical-materials.elsevier.com

รูปที่ 2 ตัวอย่าง : Conventional assembly layup of cross-laminated timber (CLT 90°) ที่มา : https://www.researchgate.net/publication/313192887

ในส่วนของประเทศไทยการศึกษาทางด้านพัฒนาการงานวิจัยไม้ประกับกาว มีความสอดคล้องกับการพัฒนางานวิจัยไม้ประกับกาวในต่างประเทศ วิธีการที่ได้มีการวิจัยและพัฒนามาอย่างต่อเนื่อง คือวิธีการประกับไม้ในทางเรียงกัน หรือเรียกว่า ไม้ประกับกาว (glue laminated timber) ไม้ที่ถูกนำมาใช้ในวิธีการของไม้ประกับกาวมากที่สุดคือ ไม้ยางพารา ขนาดของไม้ประกับกาวที่ผลิตในอุตสาหกรรมมีขนาดอ้างอิงกับระบบการผลิตของไม้แปรรูป ไม้ประกับกาวมีข้อได้เปรียบไม้แบบเต็มท่อน เนื่องจากผ่านขั้นตอนการผลิตทำให้มีขนาดที่เป็นฉาก นอกจากนี้มีการทดลองนำไม้ชนิดอื่นมาใช้ เช่น ไม้ไผ่ประกับกาว (glue bamboo laminated timber) จากการศึกษาของ ศวิษฐ์ พิริยะสุรวงศ์ และ เทิดศักดิ์ เตชะกิจขจร (2563) พบว่า “..ในประเทศไทยมีฐานข้อมูลในเรื่องการทำเครื่องเรือน แต่ยังไม่เคยมีฐานข้อมูลในการใช้เป็นโครงสร้าง ส่วนวิธีการวิจัยที่เกี่ยวข้องกับไม้อัดประสาน (cross laminated timber) ในประเทศไทยมีเพียงการวิจัยพัฒนา ยังไม่มีการทดลองนำมาใช้เป็นโครงสร้างอาคารทั้งในรูปแบบไม้แปรรูป และไม้ไผ่ หากมีการเก็บรวบรวมจัดทำฐานข้อมูลในไม้แต่ละชนิด จะทำให้เทคโนโลยีไม้ประกับกาวและไม้อัดประสาน สามารถพัฒนาต่อได้ไปได้ในโครงสร้าง รวมทั้งเป็นการส่งเสริมให้สังคมหันมาปลูกไม้ เพื่อเป็นการดูแลสิ่งแวดล้อมด้วยอีกประการ”

ปัจจุบัน Cross Laminated Timber (CLT) เป็นวัสดุก่อสร้างที่เป็นวัสดุก่อสร้างที่ได้รับความนิยมเป็นอันดับต้นๆ เนื่องจากกรรมวิธีการผลิตที่เร็วขึ้น คุณภาพดีเยี่ยม และวัสดุออกแบบมาให้มีความยืดหยุ่น แม้ต้นทุนเริ่มต้นของวัสดุจะสูงขึ้น แต่เมื่อคำนึงถึงต้นทุนการก่อสร้างทั้งหมดแล้ว จะช่วยประหยัดได้ เนื่องจากความสวยงามและความแข็งแกร่งที่ดูเป็นธรรมชาติ นักออกแบบและผู้สร้างจึงกำลังคิดสร้างหรือ ใช้วัสดุ CLT เป็นหลัก ตัวอย่างที่น่าสนใจอย่างหนึ่งของ CLT ที่ใช้ในอาคาร

โครงสร้างไม้ Cross Laminated Timber (CLT) สามารถสร้างอาคารได้กี่ชั้น

ด้วยความแข็งแรงของโครงสร้างจากไม้ CLT ในส่วนของโครงสร้างอาคารหลัก ๆ อย่างเสา คาน และพื้น วัสดุอย่างไม้ CLT สามารถนำมาใช้ก่อสร้างอาคารได้สูงที่สุด 18 ชั้น ปัจจุบันอาคารล่าสุดที่ก่อสร้างด้วยไม้ CLT คืออาคารโรงแรม Mjøstårnet ที่ประเทศนอร์เวย์ โครงสร้างทั้งหมดสูงถึง 85.4 เมตร โดยแซงแชมป์เก่าอย่างหอพักนักศึกษา Brock Commons Tallwood House ที่นครแวนคูเวอร์ ประเทศแคนาดาที่สร้างเสร็จก่อนหน้าได้ไม่นานที่ความสูง 53 เมตร กับ 18 ชั้น โดยที่ใช้โครงสร้างแบบ Hybrid ก็คือ อย่างส่วนของแกนอาคารยังใช้วัสดุเป็นคอนกรีตเสริมเหล็ก เช่น โครงสร้างปล่องบันไดหนีไฟและปล่องลิฟต์ ด้วยเหตุผลด้านความปลอดภัยจึงยังใช้วัสดุเป็นคอนกรีตเสริมเหล็กเช่นเดิม ดังนั้นโครงสร้างทั้งหมดของอาคารไม่ได้ใช้ไม้ CLT อย่างเดียวนั่นเอง (NewbTay, 2563)

รูปที่ 3 ตัวอย่าง : Øystein Elgsaas, Voll Arkitekter ที่มา : https://www.architectsjournal.co.uk/news/norwegian-wood-voll-arkitekter-tower-named-worlds-tallest-timber-building

ตึกระฟ้าต้นแบบที่สร้างมาจากโครงสร้างไม้แปรรูป Cross-Laminated Timber​ ทั้งหลัง

ตึก Brock Commons ในเมืองแวนคูเวอร์ ถือเป็นตึกไม้ระฟ้าต้นแบบแห่งแรกของโลก ที่ใช้ระบบโครงสร้างไม้เกือบทั้งอาคารมากกว่า 90% (มีเพียงปล่องลิฟท์เท่านั้นที่ทำจากคอนกรีต) โดยโครงสร้างไม้ดังกล่าวทำมาจากเทคโนโลยีไม้แปรรูป Cross-Laminated Timber หรือ CLT ถ้าหากมองผิวเผินจากภายนอก ตึก Brock Commons อาจดูเหมือนตึกธรรมดาทั่ว ๆ ไป แต่ถ้าหากได้รู้ถึงรายละเอียดโครงสร้างแล้ว อาจจะทำให้ผู้อ่านต้องแปลกใจ เพราะว่าตึก Brock Commons เป็นอาคารโครงสร้างไม้ที่มีความสูงถึง 53 เมตร มีจำนวน 18 ชั้น นับเป็นอาคารระฟ้าหลังแรกของโลกที่ทำจากโครงสร้างไม้ที่มีความสูงที่สุดในโลก การเกิดขึ้นของตึก Brock Commons อาคารระฟ้าที่ทำจากโครงสร้างไม้ทั้งหลังในแวนคูเวอร์ ได้สร้างแรงกระเพื่อม และจุดประกายให้สถาปนิกหัวก้าวหน้าทั่วโลก หันมาให้ความสนใจ และนำเทคโนโลยีโครงสร้างไม้สำหรับตึกระฟ้า ไปประยุกต์ต่อยอดใช้กับงานออกแบบมากขึ้น (WAZZADU Encyclopedia, 2561)

รูปที่ 4 ตัวอย่าง : Detail โครงสร้างอาคารที่ทำจากไม้แปรรูป CLT ที่มา : www.designboom.com

รูปที่ 5 ตัวอย่าง : ตึก Brock Commons ในเมืองแวนคูเวอร์ ที่มา : https://www.wazzadu.com/article/4405

ความท้าทายต่อไปคือการเชิญชวนให้หน่วยงานผู้ดูแลอาคารก่อสร้างทั่วโลกได้ยอมรับการใช้ไม้แปรรูปเป็นวัสดุสำหรับโครงสร้างอาคาร มีคุณสมบัติทนต่อไฟและมีความคงทนแข็งแรงไม่แพ้เหล็กหรือคอนกรีต สามารถใช้งานได้อย่างยั่งยืนเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม รวมถึงยังสามารถตอบโจทย์สภาพงานก่อสร้างได้ตรงตามความต้องการของผู้ใช้งาน เช่น คนที่ต้องการอยู่อาศัยและทำงานในอาคารไม้สูง ทั้งนี้อาจต้องใช้เวลาอีกสักระยะเพื่อให้ไม้แปรรูปเป็นที่ยอมรับกันทั่วโลก แต่ทั้งนี้ทั้งนั้น ไม้ที่เป็นแหล่งวัตถุดิบของการผลิตไม้ CLT เองก็ยังนับว่าเป็นทรัพยากรที่มีจำกัด ดังนั้นการวงการอุตสาหกรรมก่อสร้างจะใช้วัสดุก่อสร้างชนิดนี้เป็นทางเลือกมากขึ้น ต้องอาศัยความร่วมมือจากอุตสาหกรรมจากสาขาอื่น ๆ เข้าร่วมในการวางแผน การบริหารจัดการในระยะยาวในการปรับเปลี่ยนวัสดุที่นำมาใช้ในงานก่อสร้างแบบยั่งยืนต่อไป

บรรณานุกรม

ศวิษฐ์ พิริยะสุรวงศ์ และ เทิดศักดิ์ เตชะกิจขจร, 2563, พัฒนาการไม้ประกับกาวในประเทศไทย = Development of glued laminated timber in Thailand, เจ-ดี : วารสารวิชาการการออกแบบสภาพแวดล้อม, 7(1).

Buck, Dietrich, 2016, “Further Development of Cross-Laminated Timber (CLT): Mechanical Tests on 45° Alternating Layers” World Conference on Timber Engineering [Online], Available: https://www.researchgate.net/publication/313192887 [August 22–25, 2016]

WAZZADU Encyclopedia, 2561, Cross-Laminated Timber หรือไม้แปรรูป CLT นวัตกรรมโครงสร้างไม้สำหรับตึกระฟ้าในศตวรรษที่ 21 [Online], Available: https://www.wazzadu.com/article/2991 [14 มกราคม 2565]

NewbTay, 2563, สร้างคอนโดด้วยไม้ CLT (Cross Laminate Timber) วัสดุชนิดใหม่แห่ง [Online], Available: https://www.condonewb.com/talk/454/ไม้CLT-CrossLaminateTimber-วัสดุชนิดใหม่แห่งอนาคต [14 มกราคม 2565]

Sadana, Nishtha, 2021, 10- Innovative construction materials used around the world [Online], Available: https://www.re-thinkingthefuture.com/rtf-fresh-perspectives/a1072-10-innovative-construction-materials-used-around-the-world/ [January 14, 2022]

Williams, Fran, 2020, Norwegian wood: Voll Arkitekter tower named world’s tallest timber building [Online], Available: https://www.architectsjournal.co.uk/news/norwegian-wood-voll-arkitekter-tower-named-worlds-tallest-timber-building [January 14, 2022]

เรียบเรียงโดย สุพักตรา ยุทธภัณฑ์บริภาร