1. Kaj je lepljen (strukturni) les?

Arhitekti, gradbeniki in zagovorniki trajnosti so navdušeni nad novim gradbenim materialom, ki bi po njihovem mnenju, lahko znatno zmanjšal emisije toplogrednih plinov v gradbenem sektorju, zmanjšal odpadke, onesnaženje in stroške povezane z gradnjo ter ustvaril bolj fizično, psihološko in estetsko zdravo grajeno okolje. Material je znan kot, ha, les! Les se sicer uporablja za gradnjo že od prazgodovine, toda zlasti po velikih požarih in drugih nesrečah smo ugotovili, da je gradnja z lesom lahko tudi nevarna in nestabilna v primerjavi z materialoma kot sta beton in jeklo.Vendar pa so nove tehnologije zdaj znova postavile les v središče pozornosti. Ves fokus je zdaj na t.i. strukturnem oz. masovnem lepljenem lesu. Le-ta, na kratko, vključuje lepljenje kosov mehkega lesa - običajno iglavcev, kot so bor, smreka ali jelka, včasih pa tudi listnatih vrst, kot so breza, jesen in bukev - skupaj, da tvorijo večje kose. Strukturni lepljen les oz. masovni les je generični izraz, ki zajema izdelke različnih velikosti in funkcij, kot so lepljeni tramovi, lepljeni furnirani les, les, lepljen z žeblji, in les, lepljen s čepi. Toda najpogostejša in najbolj znana oblika masovnega lesa, tista, ki je odprla največ novih arhitekturnih možnosti, je križno lepljeni les (CLT).

1.1 Križno lepljen les (CLT)

Križno lepljen les je izdelan tako, da se lesne plošče, ki so bile obrezane in posušene v peči, lepljene ena na drugo v plasteh ter navzkrižno, tako da so vlakna vsake plasti obrnjeno pravokotno na vlakna naslednje plasti. S tovrstnim zlaganjem je možno ustvariti velike plošče, debeline tudi do enega metra in dolžinetudi do 25 metrov. Povprečna velikost plošč nekaj več kot 4 x10 metrov (V tem trenutku je velikost plošč omejena predvsem z omejitvami pri transportu - ne toliko z možnostmi proizvodnje). Tako velike lesene celo presegajo strukturne lastnosti betona in jekla. CLT se lahko uporablja za izdelavo tal, sten, stropov - pravzaprav celotnih stavb. Na Norveškem je bila nedavno zgrajena najvišja masovna lesena konstrukcija na svetu z 18 nadstropji; v Chicagu/ZDA je predviden 80-nadstropni leseni stolp. Veliko strokovnjakov je nad potencialom masovnega lesa izjemno navdušenih, tako zaradi njegovih arhitekturnih lastnosti kot tudi zaradi njegovega potenciala za razogljičenje gradbenega sektorja.

1.2 Zgodovina križno lepljenega lesa

Na hitro se zavrtimo skozi zgodovino masovnega lesa in poglejmo kje trenutno stoji. CLT je bil prvič razvit v začetku devetdesetih let v Avstriji, kjer je obilo mehkega lesa. Ustvaril ga je raziskovalec Gerhard Schickhofer. V Avstriji in na splošno v Evropi, se je CLT razširil v 2000-ih, predvsem pa se ga uporablja v stanovanjski gradnji. Evropejci nismo prevč navdušeni nad ohlapno leseno skeletno gradnjo, ki je popularna v ZDA. Raje imamo bolj trdne materiale, kot sta beton ali opeka. CLT pa naj bi tudi v evropi naredil gradnjo bolj trajnostno.

1.3 Strukturni oz. lepljen les - prednosti

1.3.1 Lepljen les je požarno varen

Stvar je v tem, da je velike, trdne, stisnjene kose lesa v resnici precej težko vžgati. (Poizkusite in nekaj ​​časa držite vžigalnik pod velikim hlodom.) V primeru požara bo zunanji sloj masivnega lesa zoglenel in taučinkovito ugasnil ogenj ter zaščitil notranje sloje. To omogoča, da notranji sloji ohranijo strukturno integriteto celo nekaj ur v zelo močnem ognju. Zanimivost: večina ljudi se ne zaveda, da je jeklo v ognju strašno občutljivo. Ko doseže določeno temperaturo, postane zelo nepredvidljivo in popusti. Zgradba se sesuje...Najsodobnejše/najvarnejše lesene stavbe imajo jeklene nosilce oblečene v masivni les.

1.3.2 Lepljen les zmanjšuje emisije ogljika

Približno 11 odstotkov svetovnih emisij toplogrednih plinov prihaja iz gradbenih materialov in gradbeništva; še 28 odstotkov prihaja iz gradbenih del, ki večinoma vključujejo potratno rabo energije. Medtem, ko energija postaja vedno čistejša, bodo gradbeni materiali in gradnja predstavljali vedno večji faktor oddajanja ogljika v ozračje. To je tisto, kar želimo zmanjšati z uporabo masovnega lesa. Določanje celotnega vpliva masovnega lesa na emisije ogljika v celotnem življenjskem ciklu je zelo zapleteno. Upoštevati je treba vsaj tri učinke ogljika.

Najprej že sama dobavna veriga sprosti nekaj emisij toplogrednih plinov, začenši z gozdarstvom. Pri sečnji se sprošča ogljik iz tal, pri tem nastajajo rastlinski in lesni odpadki, ki sčasoma zgnijejo in sproščajo ogljik, emisije pa ustvarjajo tudi vozila in stroji, ki so potrebni za rezanje lesa, njegov transport v žago in njegovo obdelavo. Večina običajnih analiz življenjskega cikla šteje oskrbo z lesom kot ogljično nevtralno, ob predpostavki, da prihaja iz trajnostno upravljanih gozdov; kot bomo videli kasneje, to ni vedno pravilna predpostavka.

Drugič, v sam les je vdelanega nekaj ogljika, ki se vgradi tudi v stavbe, ki bi lahko trajale od 50 do 100 let. Čeprav je natančen znesek odvisen od drevesnih vrst, gozdarskih praks, stroškov prevoza in številnih drugih dejavnikov, drži en kubični meter CLT približno eno tono CO2. (Kot bomo videli, je to odvisno od nekaterih predpostavk pri gozdarstvu.)

Tretjič in najpomembneje je, da se z nadomeščanjem betona in jekla z lesom izognemo ogljiku, vdelanemu v te materiale, kar je bistveno. Proizvodnja cementa in betona je odgovorna za približno 8 odstotkov svetovnih emisij toplogrednih plinov, več kot katera koli posamezna država, razen ZDA in Kitajske. Globalna industrija železa in jekla je odgovorna za dodatnih 5 odstotkov. Za proizvodnjo tone betona izpustimo približno pol tone CO2; Pri izdelavi tone jekla se proizvede 2 toni CO2. S CLT se izognemo vsem tem utelešenim emisijam.

Natančno kako se bodo ti trije učinki ogljika izravnali, je odvisno od posameznih primerov, vendar raziskave kažejo, da bo za vse gozdove, razen za najbolj slabo gospodarjene, splošni učinek uporabe CLT namesto betona in jekla precejšnje zmanjšanje toplogrednih plinov. Študija iz leta 2014 v reviji Journal of Sustainable Forestry je podrobno preučila vprašanje učinkov obsežnega nadomeščanja gradbenih materialov z lesnimi izdelki in zaključila: »V svetovnem merilu je mogoče trajnostno pridobiti dovolj dodatnega lesa in obenem potrebujemo dovolj zgrajene infrastrukture ter stavb in mostov, da lahko zmanjšamo letne emisije CO2 za 14 do 31% in porabo betona in jekla za 12 do 19%, če bi bil del te infrastrukture iz lepljenega masovnega lesa. Največji padec emisij CO2 bo prišel iz "izogibanja presežne uporabe energije iz fosilnih goriv, ki se uporablja za izdelavo jeklenih in betonskih konstrukcij."

1.4 Strukturni oz. lepljen les - zadržki

Arhitekti in gradbeniki so na splošno navdušeni nad masovnim lesom, tako kot tudi lesna podjetja in trajnostne skupnosti, zeleni politiki, podnebni jastrebi in mestne oblasti, ki iščejo načine za pospešitev razogljičenja. Je material, ki ga lahko gojimo v izobilju, ustvarja delovna mesta na podeželju, zmanjšuje gradbene odpadke in stroške dela ter upočasnjuje proizvodnjo betona in jekla, kar je vse videti kot zelo koristno.

Obstaja pa nekaj upravičenih zadržkov glede uporabe masovnega lesa, predvsem v zvezi z dobavno verigo:

Prvič, zaščita in pravilno gospodarjenje z gozdovi je velik del boja proti podnebnim spremembam in ohranjanju sveta, ki je primeren za življenje. Neokrnjeni gozdni ekosistemi ne zagotavljajo le zajemanja ogljika, temveč tudi ekosisteme ter biotope rastlin, habitat divjih živali, prostor za rekreacijo in konec koncev lepoto narave. Okoljevarstveniki so zaskrbljeni, da gozdovi niso dovolj zaščiteni za primer, ko bo povpraševanje po lesu strmo naraščalo.

Drugič, nekatere okoljevarstvenike skrbi, da so koristi sekvestracije lesa kot gradbenega materiala precenjene. Mednarodni inštitut za trajnostni razvoj je lani izdal poročilo, v katerem je preučil vrzeli in slabosti v analizi življenjskega cikla v zvezi z gradbenimi materiali, zlasti lesom. Ugotovili so, da "obstoječi LCA (life cycle assesment - ocene življenjskega kroga) dajejo zelo spremenljive rezultate, tudi za podobne zgradbe", da obstaja velika regionalna variabilnost zmogljivosti zgradb, predvsem pa, da LCA ponavadi pretirava s pomembnostjo "utelešenega ogljika" v lesu, tako da ignorira oz. podcenjuje emisije v drugih delih življenjskega cikla. Številne okoljske skupine pozivajo k previdnosti glede uporabe masovnega lesa. Trdijo, da so zaradi dosedanjih slabih gozdarskih praks njene podnebne koristi pretirane.

2. Kje se najpogosteje uporablja strukturni lepljen les?

Strukturni lepljen les v veliki meri prevzema gradbeno industrijo. Medtem, ko se gradbeni predpisi spreminjajo, da bi omogočili gradnjo višjih lesenih zgradb in se pogovor o podnebnih spremembah nadaljuje, mnogi vidijo strukturni lepljen les kot prihodnost gradnje. Inženirski izdelki iz lesa danes ponujajo več možnosti kot kdaj koli prej, deloma zaradi izboljšanih lastnosti materiala in učinkovite rabe naravnih virov v primerjavi z običajnim žaganim lesom. Rezultat tega je več možnosti uporabe kot kadar koli prej in manj materialnih odpadkov. Tukaj je 10 primerov rabe za gradbeni lepljen les:

2.1 Poslovne stavbe

Izpostavljeni leseni strukturni elementi ustvarjajo toplo in vabljivo vzdušje v poslovnih stavbah. Gradnjo iz lepljenega lesa, križno lepljenega lesa (CLT), žebljanega laminiranega lesa (NLT) in drugih masovnih lesnih izdelkov lahko na več načinov kombiniramo, da ustvarimo prostor, ki se lahko prilagodi, ko se potrebe najemnikov spreminjajo s časom.

2.2 Študentski domovi

Pri gradnji nastanitev za študente je les lahko skrit ali izpostavljen, majhne velikosti prostorov (v primerjavi s pisarniškimi prostori) pa omogočajo uporabo različnih sistemov strukturnega lepljenega lesa.

2.3 Gradbene plombe

V urbanih središčih so pogosto edina zemljišča, ki so na voljo za novogradnje, stisnjena med obstoječe stavbe. To predstavlja precejšen gradbeni izziv nekaj. Masovni les je odlična izbira za te lokacije, ker so sestavni deli oz. gradbeni moduli zelo natančno izdelani s CNC stroji, ki imajo zelo majhna odstopanja. Prefabricirani materiali so tudi pravočasno dostavljeni na gradbišče.

2.4 Večstanovanjske stavbe

Lastniška stanovanja in nepremičnine za najem zahtevajo nekoliko drugačne strukturne sisteme kot zgoraj opisani pisarniški in študentski domovi. Vprašanja, kot so akustika in vibracije, zelo vplivajo na zasnovo teh zgradb. V nekaterih primerih lahko strukturni lepljen les ostane izpostavljen, kar stanovalcem zagotavlja pozitivne zdravstvene koristi in neposreden stik z naravnimi materiali.

2.5 Hiše in počitniške hiše po meri

Izpostavljeni les v stavbi zagotavlja estetsko privlačnost in ustvarja toplo in vabljivo okolje. Stroški gradnje s strukturnim lepljenim lesom so lahko višji od lesene skeletne gradnje, vendar masovni les nudi možnost montažne gradnje, ki je lahko zelo koristna na oddaljenih ali terensko zahtevnih lokacijah.

2.6 Parki

Les se pogosto uporablja tudi na prostem. Pametne izbire materialov in detajlov bistveno vplivajo na trajnost in obstojnost lesa. Če so zaščitene pod strehami, so izpostavljene masivne lesne talne obloge privlačna alternativa za parkovne strukture.

2.7 Učilnice

Študije so pokazale, da uporaba naravnih materialov, kot je les, v učilnicah, izboljša učenje. Uporaba lepljenega lesa v izobraževalnih ustanovah ustvarja topla, vabljiva študijska okolja, ki spodbujajo učenje.

2.8 Pokriti bazeni in športna prizorišča

Lepljen les se pogosto uporablja pri gradnji športnih aren, bazenov in notranjih vodnih parkov saj je sposoben premagovanja velikih razponov in obenem nudi vizualno privlačnost. Križno lepljene plošče CLT lahko pokrivajo velike površine z manj podpore, kar prihrani tudi precej časa med gradnjo.

2.9 Trgovine na drobno

Trgovci ugotavljajo, da ljudje več časa preživijo v trgovinah z izpostavljenim lesom in naravno razsvetljavo. Lepljen les je zato zelo primeren za trgovine.

2.10 Gradnja na slabo nosilnem terenu

Zgradbe iz križno lepljenega lesa so bistveno lažje od betonskih ali kovinskih. Zaradi tega na lokacijah s slabo nosilnimi tlemi gradnja iz lepljenega lesa omogoča večnadstropno gradnjo, ne da bi z njo presegli nosilnost tal.

3. Strukturni oz. lepljen les- vrste

3.1 Križno lepljen les (CLT)

Kot smo že omenili je CLT sestavljen iz plasti lesa (običajno treh, petih ali sedmih), usmerjenih pravokotno druga proti drugi in nato zlepljenih, da tvorijo strukturne plošče z izjemno trdnostjo, dimenzijsko stabilnostjo in togostjo. Plošče so še posebej stroškovno učinkovite za večnadstropne in velike zgradbe. Nekateri arhitekti CLT gledajo kot na samostojni sistem ali pa kot izdelek, ki ga je mogoče uporabiti skupaj z drugimi izdelki iz lesa; lahko se uporablja tudi v hibridnih in kompozitnih aplikacijah. CLT je zelo primeren za tla, stene in strehe, zaradi estetike je lahko izpostavljen v notranjosti. Zaradi navzkrižne laminacije CLT ponuja tudi dvosmerne razpone. CLT lahko izdelate v dimenzijah po meri, velikosti plošč pa se razlikujejo glede na proizvajalca. CLT se lahko uporablja pri vseh vrstah gorljivih konstrukcij.

3.2 Žebljan strukturni les (NLT)

NLT je narejen iz posameznih lesenih desk, ki so zložene na rob in pritrjene z žeblji ali vijaki, da ustvarijo večji strukturni element. NLT še zdaleč ni nova tehnologija - uporablja se že več kot stoletje -, vendar je v postopku prišlo do napredka . Običajno se uporablja za tla, nosilne plošče in strehe. Ponuja potencial za različne teksturirane videze v izpostavljenih aplikacijah. NLT se uporablja tudi za ustvarjanje jaškov za dvigala in stopnišča v zgradbah z lesenim okvirjem. Z NLT lahko ustvarimo edinstvene tudi ukrivljene oblike streh. Prednosti NLT vključujejo uporabo lokalno dostopnih vrst lesa in dejstvo, da specializirana oprema za vgradnjo na splošno ni potrebna. Sistem NLT je mogoče ustvariti z dobrim tesarstvom na kraju samem.

3.3 Lepljen les (glulam)

Sestavljen je iz posameznih plošč lepljenega les, ki so izbrane in nameščene glede na njihove lastnosti delovanja, nato pa povezani z vzdržljivimi lepili, odpornimi proti vlagi. Vlakna vseh slojev potekajo vzporedno z dolžino plošč. Lepilo ima odlične lastnosti kot sta trdnost in togost ter je na voljo v različnih vrstah videza za strukturne ali arhitekturne namene. Čeprav se običajno uporablja za izdelavo nosilcev in stebrov, lahko oblikovalci uporabijo lepljeni les tudi za talne plošče ali strehe.

3.4 Les lepljen z mozniki (DLT)

Lesene plošče, lepljene s čepi, so masivni lesni proizvodi naslednje generacije, ki se pogosto uporabljajo v Evropi. Plošče so narejene iz lesenih plošč iz mehkega lesa zloženih kot plošče ter zlepljenih skupaj z mozniki. Običajno je izdelan iz trdega lesa in držijo vsako ploščo posebej, podobno kot delujejo žeblji v plošči NLT, trenje pa plošči daje določeno dimenzijsko stabilnost. Med prednostmi DLT je možnost vgradnje akustičnih trakov neposredno v spodnjo površino plošče. To lahko pomaga arhitektu pri doseganju zvočnih ciljev, hkrati pa ohranja les izpostavljen in omogoča najrazličnejše površinske obdelave. Z naraščajočim zanimanjem za DLT se bodo zgodile nadaljnje inovacije izdelkov, skupaj s povečano razpoložljivostjo.

3.5 Strukturni kompozitni les (SCL)

SCL je družina izdelkov iz lesa, ustvarjenih z nanosom posušenih in plasti furnirjev, lesnih vlaken ali kosmičev z lepilom, odpornim proti vlagi, v večje bloke materiala, ki se nato ponovno razrežejo v določene velikosti.

4. Kako graditi s križno lepljenim lesom?

Kot pri katerem koli gradbenem projektu si tudi pri gradnji s CLT želite, da je zasnova objekta pravilna in natančno začrtana predno začnete z deli. Spreminjanje risb je veliko lažje in cenejše kot kakoršno koli spreminjanje na gradbišču. Kljub vsemu pa je, če pa spremembe natančno preučite in se posvetujete s svojo strokovno ekipo, tudi pri gradnji s CLT možne manjše naknadne spremembe zasnove. Ker ima vsaka stena pripadajočo tehnično risbo, je v tem primeru lažje uvesti spremembo v času, ko so posamezne komponente objekta še v delavnici. Pri gradnji s križno lepljenim lesom prav tako ne boste potrebovali posebnih finalnih oblog - zgradbo iz CLT je namreč možno finalno obdelati z enakimi zunanjimi in notranjimi materiali kot katero koli klasično grajeno zgradbo. Ker bo večina stanovanjskih stavb s CLT zavitih v izolacijo (do 200 mm, odvisno od želene vrednosti U), je to treba upoštevati pri izbiri načina pritrditve obloge. Najučinkovitejše so lahke obloge (na primer tankoslojni omet, cementne plošče ali kamniti drsniki), ki jih je mogoče pritrditi neposredno v CLT s pritrdilnimi sponkami ali letvami. Ne pozabite tudi, da boste morali za talne in stenske obloge v stavbi ter druga obrtniška dela (strojne inštalacije, elektro inštalacije...), ravno tako kot pri klasični gradnji, zaposliti druge specializirane izvajalce. Kot pri vseh metodah prefabricirane izdelave, boste tudi v primeru gradnje s križno lepljenim lesom morali zagotoviti ustrezen dostop do gradbišča tovornjaku in avtodvigalu, ki bosta dostavila posamezne elemente hiše in jih zložila na svoje mesto.

4.1 Koliko stane gradnja s križno lepljenim lesom?

Tu je težko zagotoviti natančno oceno za gradnjo CLT - veliko je odvisno od zasnove - vendar pričakujemo, da bomo za hišo, zgrajeno s CLT, plačali med 300 in 500 EUR / m2 bruto notranje površine.

Upoštevati je treba tudi stroške prevoza - povprečna hiša rabi cca 40-50 m3 CLT, kar ustreza enemu polnemu tovoru. Ne pozabite, vnaprejšnji stroški se lahko zdijo visoki, vendar boste prihranili s hitrostjo gradnje v primerjavi z nekaterimi drugimi načini gradnje. Podjetja, ki se ukvarjajo z gradnjo iz CLT bodo lahko zagotovila natančno ponudbo izvedbe na podlagi vaših načrtov. Ponudba običajno vsebuje dobavo, zasnovo in ​​montažo objekta iz CLT. Običajno pa ponudba ne vsebuje vseh ostalih gradbeno obrtniških del, ki so potrebna za dokončanje hiše.