Drvo ponovo osvaja građevinsku industriju sveta

Iako su beton i čelik u poslednjih 150 godina postali sinonimi za modernu gradnju zbog svoje sposobnosti da podnesu veće težine, kao i većoj otpornosti na požar, zemljotrese i vlagu, njihova proizvodnja ima značajan uticaj na okolinu. Proizvodnja čelika i betona odgovorna je za više od 10% globalnih emisija ugljenika, što postavlja pitanja o njihovoj održivosti.

Međutim, profesor građevinskog inženjerstva sa Univerziteta u Juti Kris (Chris) Pantelides veruje da drvo može biti ključno u prevazilaženju ovih izazova. Pantelides, koji već sedam godina istražuje i razvija tehnologiju masivnog drveta, smatra da drvo predstavlja budućnost građevinarstva.

Masivno drvo, koje se sastoji od više slojeva čvrsto laminiranih ili na drugi način spojenih, nudi brojne prednosti u odnosu na tradicionalne građevinske materijale. Pantelides ističe da masivno drvo može zameniti čelik i beton u mnogim konstrukcijama zahvaljujući svojoj čvrstoći, a pritom je znatno lakše. Zbog svoje superkompresovane strukture, masivno drvo je otporno na vatru, vlagu i izuzetno je trajno.

Zahvaljujući savremenim tehnikama održivog šumarstva, korišćenje drveta je sada održivije nego ikada. Pantelides naglašava da evropske šume mogu proizvesti dovoljno drveta za trosobni stan za samo sedam sekundi, dok Kanada ima dovoljno drveta da obezbedi stambeni prostor za milijardu ljudi, uz šume koje se obnavljaju brže nego što raste populacija.

Tona uzgojenog drveta apsorbuje 1,8 tona ugljen-dioksida iz atmosfere, čineći masivno drvo ne samo ekološki prihvatljivim, već i ključnim u borbi protiv klimatskih promena. Zgrade od masivnog drveta mogu se graditi 25% brže u odnosu na betonske, uz 90% manje građevinskog saobraćaja.

Pantelides takođe ističe da ljudi prirodno preferiraju boravak u prostorima sa vidljivim drvenim elementima, što doprinosi zdravijem životnom i radnom okruženju. Iako čelik ostaje materijal izbora za visoke zgrade u područjima podložnim zemljotresima ili uraganima, istraživanje Pantelidesa na temu masivnog drveta i njegove otpornosti na seizmička oštećenja otvara nove mogućnosti za upotrebu ovog drevnog materijala u savremenoj gradnji.

Kroz svoj rad objavljen u časopisu "Journal of Structural Engineering", Pantelides doprinosi razvoju tehnika koje bi masivno drvo mogle učiniti još prihvatljivijim za široku upotrebu u građevinarstvu.

Od početka svog istraživanja masivnog drveta, Kris Pantelides i njegov tim su eksperimentisali sa različitim receptima, konačno razvijajući tehniku koja uključuje obradu tamne jele u iver, koji se zatim čvrsto komprimuje u daske ili ploče, a potom laminira snažnim lepkom. Ovako proizvedena šperploča može se spajati sa drugim drvenim delovima pomoću čeličnih šipki i ploča, stvarajući čvrste spojeve.

Pantelides je eksperimentisao sa različitim verzijama arhitektonskih elemenata od masivnog drveta otpornih na zemljotrese, uključujući "Timber Buckling Restrained Brace" (T-BRB) - kome je posvećena njegova najnovija publikacija.

U tradicionalnoj arhitekturi, BRB (steznici za slučaj potresa) koji nisu od drveta apsorbuju seizmičku silu zemljotresa odvraćajući je od okvira zgrade i preusmeravajući je na čelično jezgro unutar nosača, koje je obično smeštene u čeličnoj cevi ispunjenoj betonom. Umesto da celokupni integritet zgrade bude ugrožen, samo nosači će pretrpeti veću štetu i moraće da se zamene. Pantelides se fokusirao na razvoj BRB koji je, iako i dalje koristi traku od čelika za jezgro, izrađen od masivnog drveta i prilagođen okvirima od masivnog drveta.

Kao deo specijalizovane opreme, u jednoj od laboratorija fakulteta nalik na hangar u Lejton zgradi, nalazi se ogromna metalna kula, aktuator, koja se proteže od plafona do ispod betonskog poda. Ovaj gigantski crveni uređaj simulira efekte seizmičke aktivnosti na bilo šta što se postavi unutra, ljuljajući ga napred-nazad. Upravo ovde Pantelides i njegov tim mogu testirati sisteme otporne na bočne sile (LFRS), poput T-BRB-a.

Zajedno sa Emili Vilijamson (Emily Williamson), koautorkom na novom radu, Pantelides je razvio nekoliko različitih konfiguracija ovog T-BRB-a pre nego što su svaku pojedinačno umetnuli u drveni okvir, koji je zatim postavljen unutar aktuatora. Zatim je usledilo horizontalno podrhtavanje sa silama ekvivalentnim zemljotresu magnitude 7,0 stepeni tokom devet testova. Senzori su zabeležili kako se različiti elementi savijaju ili pomeraju tokom testova.

Zatim su okvir i nosači su demontirani, pregledani i izmereni. Studija Pantelidesa, u kojoj su koautori Hans-Erik Blomgren iz Timberlanda i Daglas Ramer (Douglas Rammer) iz Laboratorije za šumske proizvode, obezbedila je informacije koje će pomoći da se ubrza upotreba masivnog drveta, koje će postati čvršće i više.

Iako se konstrukcija od masivnog drveta koristi u Evropi već nekoliko decenija, SAD su bile sporije u usvajanju, delimično zbog strogih građevinskih propisa. Nedavno su ti propisi izmenjeni, pa se očekuje da će masivno drvo postati sve prisutnije čak i u područjima sklonim prirodnim katastrofama, odgovarajući na povećanu potražnju za održivijim građevinskim materijalima.

Pantelides veruje da u narednih 20 godina neće biti mnogo zgrada nižih od 18 spratova izgrađenih od betona i čelika. Ubeđen je da će se čak i neboderi sa preko 50 spratova graditi od masivnog drveta.