Da li je SLT lamelirano drvo budućnost održive izgradnje?

U ovom članku:
Da li je SLT lamelirano drvo budućnost održive izgradnje?

SPLAM eksperimentalni paviljonski prostor od lameliranog drveta, projekat kompanije SOM, služi kao probni slučaj upotrebljivosti održivog materijala širom industrije.

  • Kako bi se izbalansirale ekološke prednosti i mane drveta, kompanija SOM je proizvela napravila SLT lamelirano drvo.
  • Eksperimentalni paviljon izgrađen od SLT spaja istraživanja i stvarne uslove sa ciljem da se prikažu koristi materijala.
  • Projekti u kojima se u maloj količini koriste inovativni materijali su prvi korak ka njihovoj upotrebljivosti za veće projekte i usvajanje materijala širom industrije.

Beton je sveprisutan iz dobrog razloga, uključujući i to što spada u najsnažnije građevinske materijale. Takođe ima i značajne nedostatke: proizvodnja cementa, ključnog sastojka betona, stvara približno oko 8% emisije gasova staklene bašte. Da bi to nadoknadile, kompanije građevinskog materijala usvajaju modele kružne ekonomije za ubrzanje proizvodnje sa malim sadržajem ugljenika ili proizvoda koji su ugljenično neutralni.

Sa sličnim izazovima i odgovornostima se sreće i moderna industrija čelika. Iako čelik može da se reciklira, proizvodnja čelika generiše do 11% svetske emisije gasova koji izazivaju efekat staklene bašte. Da bi se tome suprotstavila, industrija čelika radi na tome da proaktivno umanji emisiju i otpad, smanjujući njen uticaj na životnu sredinu.

A tu je i drvo. Krčenje šuma je uzrok 15% svetske emisije gasova staklene bašte, ali drvo koje se seče iz šuma kojima se održivo upravlja zapravo više ugljen-dioksida upije iz atmosfere, nego što ga u nju emituje. To je zato što drveće ne samo da upija ugljen-dioksid, ono ga i skladišti. Kada se drvo poseče za drvenu građu, ugljenik u njemu ostaje dok drvo ne izgori ili se ne raspadne, što čini da drvena građa bude jedan od najodrživijih građevinskih materijala.

Ali drvo nije ni večno ni čisto. Drveće može da se ponovo zasadi, ali su potrebne godine ili decenije da se šume obnove. Iako drveće zadržava ugljenik, proizvodnja drvene građe, transport i izgradnja ga emituju.

Da bi napravili ravnotežu između ekoloških koristi i uticaja, dizajneri i građevinari zainteresovanji za održivost susreli su se sa čudnim paradoksom: Kako da istovremeno više koriste manje drveta? Kompanija Skidmore, Owings & Merrill (SOM) možda ima odgovor: prostorno lamelirano drvo (spatial laminated timber – SLT). Materijal i istraživački procesi kojima je stvoreno u velikoj meri pomažu arhitekturi, inženjeringu i građevinskoj industriji da dosegnu nove visine održivosti i inovacije.

Od CLT do SLT lameliranog drveta

Kompanija SOM napravila je SLT lamelirano drvo kao deo naprednog tehnološkog istraživačkog projekta za Arhitektonsko bijenale 2021 koje se održavalo u Čikagu. Razvijen zajedno sa studentima Taubman koledža za arhitekturu i urbani razvoj Univerziteta u Mičigenu. SLT je inspirisan unakrsno lameliranim drvetom (CLT), projektovanog drvenog proizvoda napravljenog od slojeva drveta koji su sušeni u peći i unakrsno lepljeni, što mu daje snagu i integritet.

Za razliku od CLT, SLT lamelirano drvo koristi manje, precizno sečene 2x4s daske utkane kao platno, preko međusobno povezanih drvenih spojeva, zatim gusto naslaganih na mestima gde je potrebna konstrukcijska podrška i na ponekim mestima gde nije.

„Jedan od izazova standardnog CLT sistema je veličina potrebne daske i količina vremena i prostora potrebnog da drvo izraste do te veličine “, kaže Skot Dankan, partner na projektu kompanije SOM. „Korišćenjem manjih komada drveta, ono se brže uzgaja i mogu da se i iskoristite i manje poželjni delovi drveta koji se često bacaju. Mogu čak da se koriste spaseni delovi srušenih zgrada.“

Korišćenjem malih i recikliranih komada drveta, SLT smanjujete potrošnju drveta za 46% u poređenju sa konvencionalnim drvenim panelima, procenjuje kompanija SOM.
Sekundarna korist, sudeći po Dankanu, je da SLT omogućava bolju ugradnju građevinskih elemenata kao što su kanali, osvetljenje i prskalice. Inače, one moraju biti postavljene ispod konstruktivne drvene grede, što uslovljava da zidovi budu viši nego što bi u drugom slučaju bili.

Sa SLT lameliranim drvetom, ovi građevinski elementi mogu biti ugrađeni u drvo, umesto ispod njega, što znači da zgrade mogu da imaju istu unutrašnju visinu plafona sa kraćim spoljnim zidovima.

„Posle konstrukcije, dosta ugrađenog ugljenika u zgradama potiče od spoljnih obloga“, kaže Dankan, koji ističe staklo i aluminijum kao tipične materijale za oblaganje sa visokim nivoom ugljenika.“ „Dakle, u meri u kojoj možete smanjiti visinu spoljašnjeg zida, možete smanjiti količinu materijala koji ulazi u njega.“

Tehnologija je ključ koji omogućava pravljenje SLT lameliranog drveta, sudeći po Tsz Jan Ng, vanrednog profesora arhitekture na Taubman koledžu za arhitekturu i urbano planiranje. Prvo, prostorna analiza koristi kompjutersko modelovanje za odlučivanje o optimalnom rasporedu, što određuje koliko je slojeva SLT rešetke potrebno da bi se maksimalno povećao strukturalni integritet dok se materijal minimalizuje. Zatim, proizvođači u laboratoriji koriste CNC mašinu kako bi pomoću robotike oblikovali i isekli komade drveta koji se montiraju na licu mesta.

„Tehnologija se nikada ne odnosi na jedno jedinstveno rešenje, već je poenta u procesima i načinima rada“, kaže Ng. „Ovde je koristimo da uzdignemo ovaj sveprisutni materijal koji je veoma popularan u građevinarstvu Severne Amerike i da preispitamo način na koji štedimo materijal dok je koristimo.“
EPIC prikaz

Da bi prikazali koristi SLT, kompanija SOM i Taubman koledž dizajnirali su, i u punoj veličini izgradili, prototip konstrukcijskog okvira koji se koristi u izgradnji otpornoj na vatru: drveni paviljon koji su nazvali SPLAM (spatial laminated timber). Sastoji se od 412 SLT panela napravljenih od 912 komada drveta. SPLAM paviljon smešten je u kampusu javne čarter srednje škole EPIC Academy na južnoj strani Čikaga. Završen u septembru 2021.godine, paviljon je bio domaćin niza događaja u okviru čikaškog Arhitektonskog bijenala, a sada ga koristi srednja škola EPIC kao učionicu na otvorenom i prostor za performanse.

„Umesto da samo napravimo dokaz o konceptu koji bi završio na deponiji, želeli smo na napravimo paviljon koji će se koristiti“, kaže Ng. On kao inspiraciju navodi Slobodne škole iz 1960-ih, privremene, alternativne škole koje su organizovale vođe Pokreta za ljudska prava koje su crnim studentima i njihovim roditeljima ponudili prostore kako bi postali angažovani glasači i građani.

„Radili smo na vrhuncu pandemije kada je zapravo bilo sigurnije da budete napolju, nego unutra, kao i tokom perioda „Black Lives Matter,” kaže Ng. „Slobodne škole su neformalna okupljanja gde je obrazovanje bilo o građanskom učestvovanju i rastu zajednice i videli smo priliku da to povežemo sa istorijom stvaranjem otvorenog i fleksibilnog prostora za učenje.“

Iako učenici srednje škole EPIC koriste SPLAM paviljon, studenti koledža Taubman su pomogli da se on napravi, sudeći po Ng, koji kaže da su master studenti arhitekture proveli celu akademsku godinu osmišljavajući i testirajući SLT prototipe u bliskoj saradnji sa inženjerima kompanije SOM.

Kompanija SOM je koristila softver Autodesk Revit da isprati celo projektovanje: Crteži su korišćeni za sklapanje svakog dela projekta i dokumentovanje svakog elementa u zgradi. Svo modelovanje rađeno u softveru Revit je predato je izvođaču/graditelju kako bi se ubrzala izgradnja.

Na kraju, raspored dasaka 2x4s zahtevao je visoko artikulisane spojeve i prethodno izbušene rupe za šrafove smeštene na preciznim lokacijama; ovaj posao je urađen u programu Autodesk Dynamo, koji je takođe korišćen za pravljenje animacije koja je poslata da izvođačima služi kao smernica. Jednom kada je koncept dokazan i projektovanje završeno, procesi programiranja skripti, proizvodnje i montaže je svaki trajao po nedelju dana.

Upotrebljivost u budućnosti

Neposredna korist SPLAM paviljona kao školskog i javnog prostora je očigledna. Najznačajniji je, zapravo, dugoročni transformativni potencijal: u velikoj meri SLT sistem korišćen u SPLAM paviljonu bi u osnovi mogao da promeni građevinsku industriju.

„Naročito u eri planetarne krize u kojoj smo, moramo da prepoznamo uticaj koji naši gradovi i građevine imaju na životnu sredinu i šta možemo da uradimo da ga smanjimo“, kaže Dankan. „Projekat kao što je SPLAM je mali, ali mu je cilj da ima pojačan uticaj na kulturu izgradnje.“

Veliki uticaji započinje malim koracima, sudeći po Dankanu, koji kaže da kompanija SOM investira u istraživačke projekte kao što je SPLAM, ne samo zbog pažnje i priznanja, već zato što oni dovode do stvarnih poboljšanja u projektovanju i izgradnji.

„U kompaniji SOM mnogo razgovaramo o postepenim inovacijama“, kaže Dankan. „Pod tim podrazumevam učenje iz onog što je bilo ranije, pa da se na to nadograđuje. Pošto često dosta radimo na veoma kompleksnim projektima, postoji potreba za inovacijama koje se oslanjaju na naše pređašnje iskustvo“.

Istraživački projekti su prilika da se stvori iskustvo tamo gde ga nema – da se napravi prvi korak tamo gde može da nastane veliko stepenište do novog nivoa efikasnosti i produktivnosti. I na taj način, dokazi koncepta mogu da podrže pravi naučni rad.

Ali to se ne dešava preko noći. Da bi se inovacija pretvorila u primenu, kompanije koje sponzorišu istraživanje moraju da ulažu u infrastrukturu kako bi je poboljšale. „Iznenađujuće značajan faktor u primeni novih ideja je uloga izvođača“, kaže Dankan, koji predlaže da se nove ideje sa građevinskim partnerima „testiraju pod pritiskom“ kako bi se utvrdila njihova izvodljivost sa građevinskom radnom snagom. „Jedna je stvar nešto napraviti pod pravim uslovima u laboratoriji, ali je nešto sasvim drugo to uraditi na gradilištu.“

Nije dovoljno da nova inovacija funkcioniše. Kada su u pitanju pravi dolari klijenata koji plaćaju, ona mora da funkcioniše brzo i bude pristupačna kao konvencionalna metoda i materijal. „Da bi smo u procesu u većem obimu primenili nove ideje, važno je da razumemo građevinsku industriju kakva trenutno jeste“, kaže Ng. „Dakle, dokaz koncepta nije samo stvar, to je takođe  i treba imati radnu snagu koja će da ga izvede.“

Kako bi ostvarili svoju viziju, inovatori moraju da budu voljni da preuzmu nove uloge i odgovornosti. Kompanijama koje se navikle na projektovanje, inženjering i izgradnju, na primer, mora da ude udobno i sa podučavanjem, obukama i preporukama.

„Ako je vaš cilj nešto što nikada nije urađeno, ključno je da izađete iz svojih okvira“, kaže Dankan, koji dodaje da će SLT lamelirano drvo i njemu slične buduće inovacije pomoći kompaniji SOM da smanje troškove izgradnje i ugljenik. „ Pokušavamo da uskladimo ekološku i ekonomsku efikasnost, a konstrukcija – drveni stub – zaista obećava da to možemo da uradimo.“

Izvor: teamCAD

Facebook
Twitter
LinkedIn
WhatsApp