1. Čo je to lepené (konštrukčné) drevo?

Architekti, stavitelia a obhajcovia udržateľnosti sú nadšení z nového stavebného materiálu, o ktorom sa domnievajú, že by mohol významne znížiť emisie skleníkových plynov v stavebníctve, znížiť odpad, znečistenie a náklady na stavbu a vytvoriť fyzicky, psychologicky a esteticky zdravšie postavené prostredie. Materiál je známy ako, ha, drevo! Drevo sa na stavbu používa už od praveku, ale najmä po veľkých požiaroch a iných nehodách sme zistili, že drevená konštrukcia môže byť tiež nebezpečná a nestabilná v porovnaní s materiálmi, ako sú betón a oceľ. Nové technológie však teraz drevo uviedli nanovo do centra pozornosti. Celé zameranie je teraz na tzv. konštrukčné drevo. Stručne povedané, ide o lepenie kusov mäkkého dreva - zvyčajne ihličnanov, ako je borovica, smrek alebo jedľa, a niekedy aj listnatých druhov, ako sú breza, jaseň a buk, aby sa vytvorili väčšie kusy. Konštrukčné lepené drevo alebo aj masívne drevo či preglejka je všeobecný pojem, ktorý sa vzťahuje na výrobky rôznych veľkostí a funkcií, ako sú lepené trámy, lepené dyhované drevo, drevo lepené s klincami a drevo lepené s hmoždinkami. Najbežnejšou a najznámejšou formou masívneho dreva, ktorá otvorila najviac nových architektonických možností, je ale drevo krížovo vrstvené (CLT).

1.1 Drevo lepené krížom (CLT)

Krížovo laminované drevo sa vyrába vzájomným lepením drevených panelov, ktoré boli orezané a vysušené v peci, po vrstvách a priečne, aby vlákna každej vrstvy smerovali kolmo k vláknam nasledujúcej vrstvy. Pomocou tohto typu stohovania je možné vytvárať veľké dosky, hrubé až jeden meter a dlhé až 25 metrov. Priemerná veľkosť panelov je niečo viac ako 4 x 10 metrov (v súčasnosti je veľkosť panelov obmedzená hlavne dopravnými obmedzeniami - nie tak výrobnými možnosťami). Takéto veľké drevené dosky dokonca prevyšujú konštrukčné vlastnosti betónu a ocele. CLT sa dá použiť na výrobu podláh, stien, stropov - v skutočnosti celých budov. Nórsko nedávno postavilo najvyššiu sériovo vyrábanú štruktúru na svete s 18 poschodiami; v Chicagu / USA je plánovaná 80-poschodová drevená veža. Mnoho odborníkov je nesmierne nadšených z potenciálu masovo vyrábaného dreva, a to jednak pre jeho architektonické vlastnosti, jednak pre jeho potenciál dekarbonizovať stavebný sektor.

1.2 História krížovo laminovaného dreva

Poďme sa rýchlo pozrieť na históriu masívneho dreva a pozrime sa, kde v súčasnosti stojí. CLT bol prvýkrát vyvinutý na začiatku 90. rokov v Rakúsku, kde je dostatok ihličnatého dreva. Vytvoril ho výskumník Gerhard Schickhofer. V Rakúsku a Európe všeobecne sa CLT rozšíril v roku 2000 a používa sa hlavne v bytovej výstavbe. Európania nie sú príliš nadšení voľnou drevenou skeletovou konštrukciou, ktorá je populárna v USA. Preferujeme pevnejšie materiály ako betón alebo tehla. Očakáva sa tiež, že CLT zabezpečí, aby bola výstavba v Európe udržateľnejšia.

1.3 Konštrukčné alebo lepené drevo - výhody

1.3.1 Lepené drevo je ohňovzdorné

Ide o to, že veľké, pevné a stlačené kusy dreva sa v skutočnosti dosť ťažko vznietia. (Vyskúšajte zapaľovač podržať chvíľu pod veľkým kmeňom.) V prípade požiaru vonkajšia vrstva z masívneho dreva zuhoľnatie a účinne uhasí oheň a ochráni vnútorné vrstvy. To umožňuje vnútorným vrstvám udržiavať štrukturálnu integritu aj počas niekoľkých hodín pri veľmi silnom požiari. Zaujímavý fakt: väčšina ľudí si neuvedomuje, že oceľ v ohni je strašne citlivá. Keď dosiahne určitú teplotu, stane sa veľmi nepredvídateľná a povolí sa. Budova sa zrúti ... Najmodernejšie / najbezpečnejšie drevené budovy majú oceľové nosníky obložené masívnym drevom.

1.3.2 Lepené drevo znižuje emisie uhlíka

Asi 11 percent globálnych emisií skleníkových plynov pochádza zo stavebných materiálov a stavieb; ďalších 28 percent pochádza zo stavebných prác, ktoré väčšinou zahŕňajú márnotratné využitie energie. Keď bude energia stále čistejšia, stavebné materiály a konštrukcia budú predstavovať čoraz väčší faktor v emisiách uhlíka. To chceme znížiť použitím masívneho dreva. Stanovenie celkového vplyvu drevnej hmoty na emisie uhlíka počas životného cyklu je veľmi zložité. Musia sa brať do úvahy najmenej tri uhlíkové efekty.

Po prvé, samotný dodávateľský reťazec uvoľňuje určité emisie skleníkových plynov, počnúc lesným hospodárstvom. Ťažba dreva uvoľňuje uhlík z pôdy a vytvára odpad z rastlín a dreva, ktorý nakoniec hnije a uvoľňuje uhlík. Emisie vytvárajú aj vozidlá a stroje potrebné na rezanie dreva, jeho prepravu na pílu a spracovanie. Väčšina konvenčných analýz životného cyklu považuje dodávku dreva za uhlíkovo neutrálnu za predpokladu, že pochádza z trvalo udržateľných lesov; ako uvidíme neskôr, nie je to vždy správny predpoklad.

Po druhé, časť uhlíka je zabudovaná do samotného dreva, ktoré je tiež zabudované do budov, ktoré môžu trvať 50 až 100 rokov. Aj keď presné množstvo závisí od druhov drevín, lesníckych postupov, nákladov na prepravu a mnohých ďalších faktorov, na jeden kubický meter CLT sa zmestí asi jedna tona CO2. (Ako uvidíme, závisí to od určitých predpokladov v lesníctve.)

Po tretie a najdôležitejšie je, že nahradením betónu a ocele drevom sa vyhneme uhlíku zabudovanému v týchto materiáloch, čo je nevyhnutné. Výroba cementu a betónu je zodpovedná za asi 8 percent globálnych emisií skleníkových plynov, čo je viac ako v ktorejkoľvek inej krajine okrem USA a Číny. Globálny priemysel železa a ocele je zodpovedný za ďalších 5 percent. Na výrobu tony betónu emitujeme asi pol tony CO2; Keď sa vyrobí tona ocele, vyprodukujú sa 2 tony CO2. Pomocou CLT sa vyhýbame všetkým týmto zabudovaným emisiám.

To, ako presne sa tieto tri uhlíkové efekty vyrovnajú, závisí od konkrétneho prípadu, ale výskumy ukazujú, že vo všetkých lesoch s výnimkou najviac zle obhospodarovaných bude celkovým účinkom použitia CLT namiesto betónu a ocele významné zníženie skleníkových plynov. Štúdia z roku 2014 v časopise Journal of Sustainable Forestry podrobne preskúmala účinky rozsiahlej výmeny stavebných materiálov produktmi z dreva a dospela k záveru: „Globálne je možné udržateľne získať dostatok dodatočného dreva a zároveň potrebujeme dostatok vybudovanej infraštruktúry a budov. a mosty na zníženie ročných emisií CO2 o 14 až 31 % a spotreba betónu a ocele o 12 až 19 %, ak by časť tejto infraštruktúry bola vyrobená z lepeného masívneho dreva. Najväčší pokles emisií CO2 bude spôsobený „zabránením nadmernému využívaniu energie z fosílnych palív používaných na výrobu oceľových a betónových konštrukcií“.

1.4 Konštrukčné alebo lepené drevo - rezervácie

Architekti a stavitelia sú všeobecne nadšení z masívneho dreva, rovnako ako drevárske podniky a udržateľné komunity, ekologickí politici, klimatickí jastrabi a mestskí úradníci, ktorí hľadajú spôsoby, ako urýchliť oduhličenie. Je to materiál, ktorý sa dá hojne pestovať, vytvára pracovné miesta vo vidieckych oblastiach, znižuje stavebný odpad a náklady na pracovnú silu a spomaľuje výrobu betónu a ocele, čo sa javí ako veľmi prospešné.

Existujú však oprávnené obavy, pokiaľ ide o použitie masívneho dreva, najmä pokiaľ ide o dodávateľský reťazec:

Po prvé, ochrana a správne obhospodarovanie lesov je veľkou súčasťou boja proti zmenám podnebia a ochrany životaschopného sveta. Nenarušené lesné ekosystémy poskytujú nielen zachytávanie uhlíka, ale aj ekosystémy a biotopy rastlín, biotop voľne žijúcich živočíchov, rekreačný priestor a v konečnom dôsledku aj krásu prírody. Ochrancovia životného prostredia sa obávajú, že lesy nie sú dostatočne chránené v prípade prudkého zvýšenia dopytu po dreve.

Po druhé, niektorí ekológovia sa obávajú, že výhody sekvestrácie dreva ako stavebného materiálu sú preceňované. Medzinárodný inštitút pre trvalo udržateľný rozvoj vydal minulý rok správu, v ktorej skúmal medzery a slabiny v analýze životného cyklu stavebných materiálov, najmä dreva. Zistili, že „existujúce LCA (hodnotenie životného cyklu) prináša veľmi premenlivé výsledky, dokonca aj pri podobných budovách“, že existuje veľká regionálna variabilita v stavebných vlastnostiach a predovšetkým to, že LCA má tendenciu preháňať význam „zabudovaného uhlíka“ v dreve , tak ignoruje alebo podceňuje emisie v iných častiach životného cyklu. Mnoho ekologických skupín žiada o opatrnosť, pokiaľ ide o použitie hromadného dreva. Tvrdia, že jeho klimatické výhody sú prehnané v dôsledku doterajšej nesprávnej lesníckej praxe.

2. Kde sa najčastejšie používa konštrukčné lepené drevo?

Konštrukčné lepené drevo vo veľkej miere preberá stavebný priemysel. Zatiaľ čo sa stavebné predpisy menia tak, aby umožňovali výstavbu vyšších drevených budov, a rozhovory o zmene podnebia pokračujú, mnohí vidia ako budúcnosť výstavby štrukturálne lepené drevo. Konštruované výrobky z dreva dnes ponúkajú viac možností ako kedykoľvek predtým, čiastočne kvôli zlepšeným vlastnostiam materiálu a efektívnemu využívaniu prírodných zdrojov v porovnaní s bežným rezaným drevom. Výsledkom je viac využití ako kedykoľvek predtým a menšie množstvo odpadu. Tu je 10 prípadov použitia preglejky:

2.1 Kancelárske budovy

Odkryté drevené konštrukčné prvky vytvárajú v kancelárskych budovách príjemnú a príjemnú atmosféru. Konštrukciu z preglejky, krížovo laminovaného dreva (CLT), klincovaného laminovaného dreva (NLT) a iných výrobkov z masívneho dreva možno kombinovať niekoľkými spôsobmi a vytvoriť tak priestor, ktorý sa môže prispôsobiť meniacim sa potrebám nájomníkov v priebehu času.

2.2 Študentské internáty

Pri budovaní ubytovania pre študentov môže byť drevo skryté alebo priznané a malá veľkosť miestností (v porovnaní s kancelárskymi priestormi) umožňuje použitie rôznych konštrukčných lepených drevených systémov.

2.3 Stavebné uzávery

V mestských centrách je často jediný pozemok, ktorý je k dispozícii pre novú výstavbu, vložený medzi existujúce budovy. To pre niektorých predstavuje značnú stavebnú výzvu. Masívne drevo je vynikajúcou voľbou pre tieto miesta, pretože komponenty sú veľmi presne vyrobené stavebné moduly vytvorené na CNC strojoch, ktoré majú veľmi malé odchýlky. Prefabrikované materiály sa tiež dodávajú na stavbu včas.

2.4 Obytné budovy

Vlastnené byty a nehnuteľnosti na prenájom vyžadujú mierne odlišné konštrukčné systémy ako vyššie spomenuté kancelárske a študentské internáty. Akustika a vibrácie majú veľký vplyv na dizajn týchto budov. V niektorých prípadoch môže konštrukčné lepené drevo zostať odkryté, čo obyvateľom poskytuje pozitívne zdravotné výhody a priamy kontakt s prírodnými materiálmi.

2.5 Domy a rekreačné domy

Priznané drevo v budove poskytuje estetické pôsobenie a vytvára teplé a príjemné prostredie. Stavebné náklady na lepené konštrukčné drevo môžu byť vyššie ako drevené rámové konštrukcie, ale masívne drevo ponúka možnosť prefabrikovanej konštrukcie, čo môže byť veľmi užitočné v odľahlých alebo terénne náročných lokalitách.

2.6 Parky

Drevo sa tiež často používa aj vonku. Inteligentný výber materiálov a detailov významne ovplyvňuje životnosť a trvácnosť dreva. Ak sú chránené pod strechami, vystavená masívna drevená podlaha je atraktívnou alternatívou k parkovým konštrukciám.

2.7 Učebne

Štúdie preukázali, že používanie prírodných materiálov, napríklad dreva, v triedach zlepšuje učenie. Používanie lepeného dreva vo vzdelávacích inštitúciách vytvára teplé a príjemné študijné prostredie, ktoré podporuje učenie.

2.8 Kryté bazény a športoviská

Lepené drevo sa často používa pri výstavbe športových arén, bazénov a krytých aquaparkov, pretože je schopný prekonať veľké rozpätia a zároveň ponúka vizuálnu príťažlivosť. Krížom laminované dosky CLT môžu pokryť veľké plochy s menšou podporou, čo tiež šetrí veľa času počas výstavby.

2.9 Maloobchod

Obchodníci zistili, že ľudia trávia viac času v obchodoch s exponovaným drevom a prirodzeným osvetlením. Glulam je preto veľmi vhodný do obchodov.

2.10 Stavba na zle únosnom teréne

Budovy z priečne laminovaného dreva sú výrazne ľahšie ako betónové alebo kovové. Výsledkom je, že v miestach so slabo únosnými pôdami umožňuje preglejková konštrukcia viacpodlažnú konštrukciu bez prekročenia únosnosti podlahy.

3. Konštrukčné resp. lepené drevo - druhy

3.1 Krížom lepené drevo(CLT)

Ako už bolo spomenuté, CLT pozostáva z vrstiev dreva (zvyčajne troch, piatich alebo siedmich), ktoré sú smerované kolmo na seba a potom sú spolu zlepené a vytvárajú konštrukčné panely s mimoriadnou pevnosťou, rozmerovou stabilitou a tuhosťou. Dosky sú obzvlášť nákladovo efektívne pre viacpodlažné a veľké budovy. Niektorí architekti CLT ho považujú za samostatný systém alebo za produkt, ktorý je možné použiť v spojení s inými produktmi z dreva; môže sa tiež použiť v hybridných a kompozitných aplikáciách. CLT je veľmi vhodný na podlahy, steny a strechy, z estetického hľadiska ho možno odhaliť v interiéri. Vďaka krížovej laminácii ponúka CLT aj obojsmerné rozsahy. CLT je možné vyrábať vo vlastných rozmeroch a veľkosti dosiek sa líšia podľa výrobcu. CLT je možné použiť vo všetkých druhoch horľavých štruktúr.

3.2 Klincovité konštrukčné drevo (NLT)

NLT je vyrobená z jednotlivých drevených dosiek naskladaných na okraj a pripevnených klincami alebo skrutkami, aby sa vytvoril väčší konštrukčný prvok. NLT nie je ani zďaleka novou technológiou - používa sa už viac ako storočie -, ale v procese došlo k pokroku. Spravidla sa používa na podlahy, nosné panely a strechy. Ponúka potenciál pre rozmanitý vzhľad textúry v exponovaných aplikáciách. NLT sa tiež používa na vytváranie výťahových šácht a schodísk v budovách s dreveným rámom. Pomocou NLT môžeme vytvárať aj jedinečné tvary zakrivenej strechy. Medzi výhody NLT patrí použitie miestne dostupných druhov drevín a skutočnosť, že sa zvyčajne nevyžaduje špeciálne inštalačné zariadenie. Systém NLT je možné vytvoriť s dobrým stolárskym remeselníkom na mieste.

3.3 Lepené drevo (Glulam)

Skladá sa z jednotlivých panelov z lepeného dreva, ktoré sa vyberajú a inštalujú podľa ich výkonnostných charakteristík, a potom sa lepia odolnými lepidlami odolnými proti vlhkosti. Vlákna všetkých vrstiev prebiehajú rovnobežne s dĺžkou dosiek. Lepené drevo má vynikajúce vlastnosti ako pevnosť a tuhosť a je dostupné v rôznych typoch vzhľadu pre štrukturálne alebo architektonické účely. Aj keď ho návrhári bežne používajú na výrobu trámov a stĺpov, môžu tiež použiť lepené drevo na podlahové dosky alebo strechy.

3.4 Drevo lepené s hmoždinkami (DLT)

Lepené drevené panely sú pevné výrobky z dreva novej generácie, ktoré sa v Európe široko používajú. Panely sú vyrobené z panelov z mäkkého dreva naskladaných ako panely a zlepené dokopy pomocou hmoždiniek. Zvyčajne je vyrobené z tvrdého dreva a každú dosku držia osobitne, podobne ako nechty pri doskách NLT, a trenie dodáva doske určitú rozmerovú stabilitu. Medzi výhody DLT patrí možnosť inštalácie akustických pásov priamo do spodnej plochy panelu. To môže architektovi pomôcť dosiahnuť zdravé ciele, zatiaľ čo ponecháva drevo odkryté a umožňuje širokú škálu povrchových úprav. S rastúcim záujmom o DLT nastanú ďalšie inovácie produktov spolu so zvýšenou dostupnosťou.

3.5 Kompozitné drevo (SCL)

SCL je skupina drevených výrobkov vytvorených nanesením vysušených vrstiev dýh, drevených vlákien alebo vločiek pomocou lepidla odolného proti vlhkosti na väčšie bloky materiálu, ktoré sa potom znovu nastrihajú na konkrétne veľkosti.

4. Ako stavať s krížovo laminovaným drevom?

Ako pri každom stavebnom projekte, aj pri budovaní pomocou CLT chcete, aby bol návrh budovy pred začatím práce správny a presne načrtnutý. Zmena výkresov je oveľa ľahšia a lacnejšia ako akékoľvek zmeny na stavbe. Ak však pozorne preštudujete zmeny a poradíte sa so svojím profesionálnym tímom, pri budovaní pomocou CLT sú možné aj menšie následné zmeny dizajnu. Pretože každá stena má zodpovedajúci technický výkres, je v tomto prípade jednoduchšie zaviesť zmenu, kým sú jednotlivé komponenty budovy ešte v dielni. Pri stavbe z krížom laminovaného dreva tiež nebudete potrebovať špeciálne finálne krytiny - budovu CLT je možné dokončiť rovnakými vonkajšími a vnútornými materiálmi ako každá klasicky postavená budova. Pretože väčšina obytných budov s CLT bude zabalená v izolácii (do 200 mm, v závislosti od požadovanej hodnoty U), malo by sa to vziať do úvahy pri výbere spôsobu upevnenia opláštenia. Najúčinnejšie sú ľahké obloženia (napríklad tenkovrstvá omietka, cementové dosky alebo kamenné posúvače), ktoré je možné pripevniť priamo na CLT pomocou montážnych spôn alebo líšt. Pamätajte tiež na to, že rovnako ako pri klasických stavbách budete musieť najať ďalších špecializovaných dodávateľov podlahových a stenových krytín budov a iných remeselných prác (mechanické inštalácie, elektrické inštalácie ...). Rovnako ako pri všetkých prefabrikovaných stavebných metódach, aj v prípade priečne lepenej drevenej konštrukcie budete musieť zabezpečiť adekvátny prístup na stavbu nákladným autom a žeriavom, ktoré dodajú jednotlivé prvky domu a naskladajú ich na miesto.

4.1 Koľko stojí konštrukcia s krížovo laminovaným drevom?

Tu je ťažké poskytnúť presný odhad pre výstavbu CLT - veľa závisí od dizajnu - ale očakávame, že za dom postavený pomocou CLT zaplatíme medzi 300 a 500 EUR / m2 hrubej vnútornej plochy. Počítať treba aj s financiami na dopravu - priemerný dom potrebuje asi 40 - 50 m3 CLT, čo zodpovedá jednému plnému nákladu.

Pamätajte, že počiatočné náklady sa môžu zdať vysoké, ale v porovnaní s niektorými inými stavebnými metódami ušetríte na rýchlosti výstavby. Stavebné spoločnosti pracujúce s CLT budú schopné poskytnúť presnú ponuku vykonania na základe vašich plánov. Ponuka zvyčajne zahŕňa dodávku, návrh a montáž zariadenia od spoločnosti CLT. Zvyčajne však ponuka nezahŕňa všetky ďalšie stavebné a remeselné práce potrebné na dokončenie domu.