1. Слепена или слоеста дървесина - какво трябва да знаете?

Архитектите, строителите и привържениците на устойчивостта са въодушевени от новия строителен материал, който според тях може значително да намали емисиите в строителния сектор, отпадъците, замърсяването и разходите за строителство и да създаде физически, психологически и естетически по-здравословна среда. Този нов материал е - няма да повярвате - дърво! Дървото се използва за строителство от праисторически времена, но особено след големи пожари и други аварии става ясно, че дървената конструкция може да бъде опасна и нестабилна в сравнение с материали като бетон и стомана. Новите технологии, обаче, отново поставиха дървото в светлината на прожекторите. Целият фокус сега е върху т.нар. слоеста дървесина. Всъщност слепената или слоеста, строителна или индустриална дървесина са различни имена за един и същ продукт – ламели и панели, които се получават чрез слепване или коване на слоеве дървесина, което дава на материала по-добри характеристики от бетона или стоманата, и в същото време е три пъти по-лек от тях и е естествен материал. Благодарение на тези свойства, със слепената дървесина може да се преодоляват по-големи отстояния, тъй като е много стабилна и здрава, и най-важното е, че не гори. И така, детайли мека дървесина - обикновено иглолистни дървета като бор, смърч или ела, а понякога и широколистни видове като бреза, ясен и бук - се слепват или заковават едно за друго по няколко начина, за да се получат възможно най-големи ламели или панели. Слоеста дървесина е общ термин, който обхваща продукти с различни размери и функции, като слепени греди, слепена фурнирована дървесина, дървесина, съединена с пирони или клинове. Между другото, най-често срещаната и добре позната форма на слоеста дървесина, тази, която отвори най-новите архитектурни възможности, е кръстосано слепената дървесина (CLT – Cross Laminated Timber).

1.1. Кръстосано слепена дървесина (CLT)

Кръстосано слепената дървесина се получава чрез слепване на дървени дъски, които се сушат в сушилня, след което се слепват една върху друга или напречно, така че влакната на всеки слой да са под прав ъгъл спрямо влакната на следващия слой. При този тип подреждане е възможно да се направят големи дъски или ламели с дебелина до 1 m и дължина до 25 m. Средният размер на панелите е малко повече от 4х10 m (в момента размерът на панелите е най-вече ограничен от възможностите за транспорт, а не за производство). Такива големи дървени панели надвишават структурните свойства на бетона и стоманата. CLT може да се използва за направата на подове, стени, тавани - всъщност цели сгради. Норвегия наскоро построи най-високата дървена конструкция в света с 18 етажа; планирана е 80-етажна дървена кула в Чикаго, САЩ. Много експерти са възхитени от потенциала на промишленото производство на тази дървесина, както заради архитектурните ѝ характеристики, така и заради намаляването на замърсяването и отпадъците в строителния сектор.

1.2. История на кръстосано слепената дървесина

Ще разгледаме накратко историята на промишленото производство на дървесина и ще видим къде се намира то в момента. CLT се появява за първи път в началото на 90-те години на миналия век в Австрия, която е богата на иглолистни гори. Създадена е от изследователя Герхард Шикхофер. Както в Австрия, така и в Европа като цяло, CLT се разраства през 2000-те и се използва главно в жилищното строителство. Европейците, обаче, не са прекалено ентусиазирани от дървената скелетна конструкция, която е много популярна в Съединените щати. Предпочитаме по-здрави материали като бетон или тухла. Очаква се CLT да направи строителството по-устойчиво в Европа.

1.3. Слоеста, тоест слепена дървесина - предимствата

1.3.1. Слепената дървесина е огнеупорна

Работата е там, че големи, здрави, уплътнени детайли от дървесина доста трудно се запалват. (Опитайте се да държите запалката под голям дънер за известно време.) В случай на пожар, външният слой от промишлени ламели ще се нагрее, но няма да се запали, предпазвайки вътрешните слоеве. Това позволява на вътрешните слоеве да запазят структурната цялост дори за няколко часа при много силен пожар. Интересен факт, който повечето хора не знаят, е, че стоманата не е толкова устойчива, колкото се смята. Когато достигне определена температура, тя става много нестабилна и провисва, така че сградата може да рухне за час. Най-модерните / най-безопасните дървени сгради имат стоманени греди, облицовани с масивна дървесина.

1.3.2. Слепената дървесина намалява емисиите на въглероден диоксид

Около 11 % от глобалните емисии на парникови газове идват от строителни материали и конструкции; други 28 % идват от строителни работи, които включват основно загуба на енергия. Тъй като енергията става по-чиста, строителните материали и конструкции ще станат все по-голям фактор за замърсяване. Това е нещо, което трябва да се намали чрез използване на индустриална дървесина. Оценяването на цялостното въздействие на промишлената дървесина върху емисиите на въглероден диоксид за един единствен жизнен цикъл е много сложно. Трябва да се вземат предвид поне три фактора, които включват въглероден диоксид.

Първо, самата верига за доставка на дървесина отделя някои емисии на парникови газове, като се започне с обезлесяването. При сечта се освобождава въглероден диоксид от почвата, а също така се получават растителни и дървесни отпадъци, които в крайна сметка гният и отделят повече въглероден диоксид, а емисиите на газове се генерират и от превозните средства и машини, необходими за рязане на дървесина и транспортиране до дъскорезници и работилници. Повечето обичайни анализи на жизнения цикъл показват, че дървесните запаси са неутрални, ако се приеме, че произхождат от устойчиво управлявани гори; както ще видим по-късно, това много рядко се случва.

Второ, част от въглеродния диоксид се намира в структурата на самата дървесина и по този начин той става част от сградите, в които е вградено дървото, което може да издържи от 50 до 100 години. Въпреки че точното количество зависи от дървесните видове, горските практики, транспортните разходи и много други фактори, един кубичен метър CLT съдържа около един тон CO2. (Както ще видим, това зависи от определени условия в горското стопанство.)

Трето и най-важно, като заменим бетона и стоманата с дърво, ние избягваме въглеродния диоксид, вграден в тези материали, което е неизбежно. Производството на цимент и бетон представлява около 8% от глобалните емисии на парникови газове, повече от всяка отделна страна с изключение на Съединените щати и Китай. Световната индустрия за добиване на желязо и стомана отделя допълнителни 5 %. За производството на тон бетон се отделя около половин тон CO2; производство на тон стомана, произвежда 2 тона CO2. Благодарение на CLT всички тези последици могат да бъдат избегнати.

Как точно ще бъдат компенсирани тези три ефекта на въглеродния диоксид ще зависи от отделните случаи, въпреки че изследванията показват, че за всички гори, с изключение на тези, които са много лошо стопанисвани, общият ефект от използването на CLT вместо бетон и стомана ще бъде значително намаление на парникови газове. Проучване от 2014 г. в Journal of Sustainable Forestry (Списание за устойчиво горско стопанство) разглежда подробно ефектите от обширната замяна на строителните материали с дървени продукти и стига до следното заключение: „В световен мащаб може дългосрочно да се получи допълнителен дървен материал, наред с достатъчно добре изградена инфраструктура, съоръжения и мостове, така че годишните емисии на CO2 да се намалят с от 14 до 31 %; в същото време използването на бетон и стомана би била намалена с от 12 до 19 %, ако промишлената, слепена дървесина представлява определена част от тази конструкция.“ Най-големият дял в намаляването на емисиите на CO2 би се дължал на“ избягване на прекомерната употреба на енергия от изкопаеми горива, която се използва за производство на стоманени и бетонни конструкции."

1.4. Слоеста дървесина - съмнения

Архитектите и строителите като цяло, както и предприятията и общностите, които се занимават с устойчивото развитие, са толкова ентусиазирани от промишлено произведената слоеста дървесина, колкото и „зелените“ политици и градските власти, които търсят начини за ускоряване на намаляването на замърсяването. Това е материал, който може да се отглежда в изобилие, създава работни места в селските райони, намалява строителните отпадъци и разходите за труд и забавя производството на бетон и стомана, които не са малки ползи.

Съществуват, обаче, някои основателни съмнения относно използването на промишлена дървесина, по-специално по отношение на веригата за доставка:

Първо, опазването и правилното управление на горите е важна част от борбата срещу изменението на климата и опазването на природата. Недокоснатите горски екосистеми не само държат емисиите на въглероден диоксид под контрол, но също така служат за опазване на екосистемите и растителните биотопи, местообитанията на диви животни, зони за отдих и в крайна сметка, самата красота на природата. Еколозите се притесняват, че горите няма да бъдат достатъчно защитени в случай, че търсенето на дървесина се увеличи рязко.

Второ, някои природозащитници смятат, че ползите от секвестирането на дървесината като строителен материал са надценени. Миналата година Международният институт за устойчиво развитие публикува доклад, разглеждащ недостатъците и слабостите в анализа на жизнения цикъл на строителните материали, особено на дървесината. Открито е, че „съществуващият LCA (оценка на жизнения цикъл) дава много променливи резултати, дори и за подобни обекти“, че има голяма регионална променливост в работата на обектите и преди всичко, че LCA има тенденция да преувеличава значението на „вградения въглероден диоксид“ в дървесината, като се пренебрегват вредните емисии в други части от жизнения цикъл. Много екологични групи призовават за предпазливост при използване на индустриална дървесина. Те твърдят, че поради досегашната лоша лесовъдна практика, ползите за климата са надценени.

2. Къде се използва най-много слепената дървесина?

Промишлената слоеста дървесина до голяма степен се поема от строителната индустрия. Тъй като строителните разпоредби се променят, за да позволят изграждането на по-високи дървени сгради и разговорите за изменението на климата продължават, мнозина виждат тази дървесина като бъдещето на строителството. Инженерните продукти от дървесина днес предлагат повече възможности от всякога, отчасти поради подобрените свойства на материала и ефективното използване на природните ресурси в сравнение с обикновената рязана дървесина. Резултатът е по-голяма употреба и по-малко материални отпадъци. Ето десет примера за използване на слепена дървесина в строителството:

2.1. Бизнес сгради

Откритите дървени конструктивни елементи създават топла и привлекателна атмосфера в офис сградите. Строителство с кръстосано слепени дървесни елементи (CLT- Cross Laminated Timber), слоеста дървесина чрез заковаване (NLT) и други продукти от масивно дърво могат да бъдат комбинирани по няколко начина, за да се създаде помещение, което може да се промени според нуждите на обитателите.

2.2. Студентски общежития

При изграждане на студентски общежития (счита се, че помещенията са по-малки в сравнение с офисните), дървото може да бъде видимо или покрито, като е възможно да се използват различни конструктивни системи от слепена дървесина.

2.3. "Строителни уплътнения"

В градските райони много често единственият наличен парцел за ново строителство се намира между съществуващи сгради. Това може да бъде много интересно строително предизвикателство. Слоестата дървесина е отличен избор за такива места, тъй като компонентите, тоест строителните модули са много прецизно изработени с CNC машини, които имат много малки отклонения. Такива монтажни материали се доставят на строителната площадка директно от производството.

2.4. Жилищни сгради

Собствените апартаменти и имотите под наем изискват малко по-различни структурни системи от офисите и общежитията. Проблеми като акустика и вибрации оказват голямо влияние върху дизайна на тези сгради. В някои случаи строителната дървесина може да остане видима, за да осигури на наемателите ползи за здравето и директен контакт с естествени материали.

2.5. Служебни сглобяеми сгради и ваканционни къщи

Строителната дървесина без облицовка е естетически привлекателна и създава топла и комфортна среда. Разходите за конструкция от слепена дървесина може да бъдат по-високи от тези за дървената скелетна конструкция, но слоестите дървени елементи предлагат възможност за сглобяема конструкция, която може да бъде много полезна в отдалечени или труднодостъпни места.

2.6. Паркове

Дървото често се използва на открито. Интелигентният избор на материали и детайли може значително да повлияе на трайността и издръжливостта на дървото. Ако са защитени с покрив, подовите настилки от масивно дърво са атрактивна алтернатива на естествените структури.

2.7. Класни стаи

Проучванията показват, че използването на естествени материали като дърво, в класните стаи подобрява ученето. Използването на слепена дървесина в образователните институции създава топла, привлекателна среда, която насърчава ученето.

2.8. Закрити басейни и спортни игрища

Слепената дървесина често се използва при изграждането на спортни зали, плувни басейни и закрити водни паркове, тъй като е в състояние да преодолява големи участъци и в същото време е визуално привлекателна. Кръстосано слепените слоести плочи могат да покрият по-големи площи с по-малко носачи, което също така, спестява много време по време на строителството.

2.9. Магазини

Търговците са открили, че хората прекарват повече време в магазините направени с дървен материал и такива, които са с естествено осветление. Поради това, слепената дървесина е желателна в магазините.

2.10. Строителство върху терен с лоша носеща способност

Обектите от кръстосано слепена дървесина са много по-леки от бетонните или металните. Следователно, на места със землище с лоша носимост, конструкцията от слепена дървесина позволява многоетажно строителство, без да се надвишава носещата способност на подовете.

3. Слоеста, слепена дървесина - видове

3.1. Кръстосано слепена дървесина (CLT)

Както вече споменахме, CLT се състои от слоеве дървесина (обикновено три, пет или седем), подредени напречно един върху друг и след това залепени заедно, за да се получат структурни панели, които спрямо размерите си са изключително здрави, стабилни и твърди. Панелите са особено рентабилни, когато се използват за изграждане на високоетажни и големи сгради. Някои архитекти виждат CLT като самостоятелна система или като продукт, който може да се използва в комбинация с други продукти от дърво; може да се използва и в хибридни и композитни структури. CLT е много подходяща за подове, стени и покриви, а поради естетиката си може да бъде изложена и в интериора. CLT може да се произвежда в определени размери, като размерите на панелите варират в зависимост от производителя. CLT може да се използва във всички видове запалими конструкции.

3.2. Слоеста дървесина чрез заковаване (NLT)

NLT се прави от отделни дървени дъски или греди, подредени една до друга и закрепени с пирони или винтове, за да се създаде по-голям конструктивен елемент. NLT далеч не е нова технология – използва се повече от век – но в процеса е постигнат напредък. Обикновено се използва за подове, носещи плочи и покриви. В зависимост от начина на подреждане и дизайн могат да се получат различни структурни и текстурни елементи. NLT се използва и за направата на асансьорни клетки и стълбища в сгради с дървена конструкция. С NLT могат да се създават уникални извити форми на покрива. Предимствата на NLT включват използването на местни дървесни видове и факта, че по принцип не се изисква специализирано оборудване за монтаж. Квалифицирани и способни дърводелци могат да направят NLT система на място.

3.3. Слепена дървесина

Състои се от отделни плочи от слепена дървесина, които се подбират и монтират според приложението им, след което се залепват със силни влагоустойчиви лепила. Влакната на всички слоеве трябва да са успоредни на дължината на панела. Лепилото, използвано в този процес, трябва да бъде с високо качество с характеристики като здравина и твърдост и трябва, поради конструктивни или архитектурни причини, да изглежда различно за различните цели. Въпреки че често се използва за направата на греди и колони, дизайнерите могат да използват слепената дървесина за подови настилки или покриви.

3.4. Слоеста дървесина чрез клинове (DLT)

Вградените дървени панели са следващото поколение продукти от масивна дървесина, които имат много широко приложение в Европа. Панелите са изработени от мека дървесина чрез наслояване на няколко слоя в сандвич и съединяването им с клинове. Клиновете обикновено са направени от твърда дървесина и държат всяка плоча поотделно, подобно на пироните, които държат NLT плочите, така че триенето придава на дъската определена стабилност на размерите. Сред предимствата на DLT е възможността за монтиране на акустични ленти директно върху долната повърхност на панела. Това е от помощ за архитектите заради звукоизолацията, а видимите дървени панели позволяват множество видове повърхностна обработка. С нарастването на интереса към DLT ще се появят продуктови иновации и по този начин ще стават все по-достъпни.

3.5. Структурна композитна дървесина (SCL)

SCL е семейство дървесни продукти, създадени чрез свързване на изсушени слоеве от фурнир, дървесни влакна или парчета дървесина с влагоустойчиво лепило в по-големи блокове материал, които след това се нарязват на определени размери.

4. Как се строи със слепена дървесина?

Както при всеки друг строителен проект, когато се строи с CLT, проектът на сградата трябва да бъде точен и с конкретни означения преди началото на работата. Промяната на проекта е много по-лесна и по-евтина от всякакви промени на строителната площадка. Въпреки това, ако проучите внимателно промените и се консултирате с професионален екип, са възможни малки допълнителни изменения в проекта при строителство с CLT. Тъй като всяка стена има съответен технически чертеж, в този случай е по-лесно да се направи промяна, докато определени части от сградата все още са в производствените мощности.

Когато се строи с кръстосано слепена дървесина, няма да се изисква специална финална облицовка - сградата CLT може да бъде завършена с външните и вътрешните материали, използвани за всяка класически построена сграда. Тъй като повечето жилищни сгради с CLT ще имат изолация (до 20 cm, в зависимост от желаната U стойност), това трябва да се има предвид при избора на начин за фиксиране на облицовката. Най-ефикасни са леките покрития (като тънкослойна мазилка, циментови плоскости), които могат да бъдат прикрепени директно към CLT с помощта на анкери или летви.

Имайте предвид, че ще се наложи наемане на други специализирани изпълнители за подови и стенни покрития в сградата и други занаятчийски работи (механични инсталации, ел. инсталации), както при класическото строителство. Както при всички фабрични производствени методи, при конструкцията от кръстосано слепена дървесина трябва да се осигури адекватен достъп до строителната площадка за камиони и автокранове за доставяне на отделните елементи на сградата и подреждането им на местата им.

4.1. Колко струва строителство със слепена дървесина?

Тук е трудно да се даде точна оценка за CLT строителство - много зависи от проекта.

Трябва да се вземат предвид и транспортните разходи - средната къща се нуждае от около 40-50 m3 CLT, което съответства на едно пълно натоварване. Имайте предвид, че първоначалните разходи може да изглеждат високи, но ще спестите от време, в сравнение с някои други строителни методи. Строителните фирми, занимаващи се с CLT строителство, ще могат да направят точна оферта за изпълнение на работите на базата на дадените планове. Офертата обикновено включва проектиране, доставка и изграждане на съоръжението от CLT. Офертите обаче обикновено не включват всички други строителни и занаятчийски работи, необходими за завършване на къщата.