Drewno zamiast betonu. Świat znowu stawia na ekologiczne budynki

Nasi przodkowie, budując domy, wykorzystywali powszechnie dostępne materiały - drewno do konstrukcji domu i słomę do pokrycia go. Później zwróciliśmy się ku trwalszym materiałom, takim jak kamień, cegły, aż w końcu doszliśmy do zbrojonych konstrukcji betonowych. Niestety podczas produkcji stali i betonu emitowane są znaczne ilości dwutlenku węgla. Gazu cieplarnianego, który chcemy drastycznie ograniczyć, walcząc ze skutkami globalnego ocieplenia.

Z pomocą ponownie przychodzi nam drewno, które magazynuje dwutlenek węgla, a precyzując, jeden z pierwiastków cieplarnianej cząsteczki - węgiel. Warto przypomnieć, że w procesie fotosyntezy rośliny pobierają dwutlenek węgla i przy użyciu energii słonecznej oddzielają węgiel od tlenu. Pierwszy wbudowują w swoją strukturę, dzięki czemu mogą rosnąć, drugi wydalają jako produkt zbędny (pominiemy tu proces oddychania roślin).

W Australii badania przeprowadzone w 2017 r. wykazały, że budownictwo odpowiada tam za 18 proc. śladu węglowego. Do 2050 r. te wartości mogą się podwoić, dlatego architekci coraz częściej zwracają swoją uwagę w kierunku drewna jako materiału budowlanego. Nie chodzi tu o budownictwo jednorodzinne, ale wielorodzinne, o bloki mieszkalne, a nawet wysokościowce. Ale czy będą odpowiednio wytrzymałe i trwałe?

Budowanie coraz wyższych konstrukcji stawia przed inżynierami kolejne wyzwania co do ich trwałości. Muszą być odporne nie tylko na warunki atmosferyczne, ale także i na obciążenia przewidziane dla tradycyjnych bloków. Co więcej, chęć stawiania drewnianych budynków na terenach aktywnych sejsmicznie powoduje konieczność uodpornienia ich na silne wstrząsy.

Okazuje się jednak, że w każdym przypadku drewno sprawdza się doskonale. Idealnym przykładem trwałości jest osiedle mieszkaniowe w Dornbirn w Austrii zwane Ölzbündt. Wybudowany w 1997 r. blok po upływie ponad ćwierć wieku wciąż jest w doskonałym stanie. Nawet więcej, wygląda, jakby niedawno był wybudowany.

Jego prosta bryła nawiązuje do tradycyjnych lokalnych domów pokrytych gontem. Początkowo był projektem badawczo-rozwojowym, prezentacją wielokondygnacyjnego budownictwa z drewna. Mierzący niemal 42 metry długości i 9 metrów szerokości trzykondygnacyjny blok posiada dwanaście mieszkań jedno- i dwupokojowych. Wykończony jest drewnem modrzewiowym. Ze stali wykonane zostały balkony, a klatkę schodową zamknięto w szkle.

Ölzbündt był jednym z pierwszych budynków w Europie, który osiągnął standardy budownictwa pasywnego. Dzięki termoizolacyjnym właściwościom ścian zewnętrznych elementy grzewcze nie były potrzebne. Ciepłą wodę wytwarzają panele fotowoltaiczne na dachu.

A co z wytrzymałością na wstrząsy? Niedawne testy przeprowadzone przez Colorado School of Mines przy użyciu największego na świecie hydraulicznego stołu wstrząsowego o wymiarach 7,6 m x 12,2 m, należącego do Uniwersytetu Kalifornijskiego w San Diego, pokazały, że nie ma się czego obawiać. Wytrzymało wstrząsy o sile 6,7 i 7,7 w skali Richtera.

Sam budynek ma 34 metry wysokości i jest najwyższym drewnianym budynkiem, który został przetestowany w taki sposób. Jest w całości zbudowany z drewna, spięty stalowymi prętami przez całą wysokość konstrukcji. Podczas testów wypróbowano aż siedem różnych rodzajów drewna konstrukcyjnego, w tym drewno klejone warstwowo (glulam), drewno klejone krzyżowo (CLT) i drewno łączone mechanicznie (NLT).

Mimo że technologicznie jesteśmy w stanie wznosić znacznie więcej drewnianych budynków, wciąż tkwimy w stali i betonie. Raport Forest and Wood Products Australia (FWPA) wskazał na dwa duże problemy, które hamują rozwój wysokościowego budownictwa drewnianego.

Chodzi o brak specjalistycznej wiedzy inżynierów na temat drewnianych konstrukcji. Na wydziałach budownictwa i architektury zbyt duży nacisk kładzie się na tradycyjnie stosowane metody i produkty.

Drugim problemem jest... nasza mentalność, która cały czas jest przy domach betonowych. To drewno powinno być podstawowym materiałem, a stal i beton ewentualnymi dodatkami.

Najwyższym drewnianym budynkiem, jaki powstał z drewna jest Mjøstårnet o wysokości 85,4 metra. Nieco niższy jest mieszkalny Hyperion w Tuluzie we Francji o wysokości 55 m i Brock Commons - akademik kanadyjskiego University of British Columbia o wysokości 53 m. Jednak w najbliższych latach możemy się spodziewać kolejnych obiektów, które będą coraz wyższe.

A jak na tle całego świata wygląda Polska? Nie ma co ukrywać, Polski w czołówce nie zobaczymy, ale optymistyczne jest to, że inżynierowie próbują coś zmienić. Na uczelniach powstają całe zespoły naukowców, które koncentrują się na działalności naukowej i dydaktycznej pod kątem konstrukcji drewnianych jak np. Zespół Konstrukcji Drewnianych Wydziału Inżynierii Lądowej Politechniki Warszawskiej.

Organizowane są także wydarzenia, np. Otwarte Dni Drewna, które promują wykorzystanie tego ekologicznego surowca.

Obecnie w naszym kraju prężnie działa branża drewniana, nasze meble są eksportowane za granicę, polskie fabryki produkują płyty meblowe dla największych producentów mebli. Mamy świetnych architektów i inżynierów. Polska ma potencjał, by realnie zaistnieć na światowym rynku drewnianego budownictwa wielorodzinnego.