De kan opfange mere kulstof, end de udleder. Så hvorfor er træbygninger ikke mainstream?

Fire etager høj og lavet næsten udelukkende af træ, ZEB Lab-bygningen i Trondheim, Norge, havde, selv før den eksisterede, sugede lige så meget kulstof fra atmosfæren, som det sandsynligvis ville producere i byggeriet. Nu, takket være dens trælevende oprindelse, såvel som til den slanke flade af solpaneler på taget og til andre energieffektivitetsforanstaltninger, det er en kulstof-negativ bygning. Med andre ord, fra fødsel til død, det vil have trukket mere kulstof, end det udledte.

Der er forskellige måder at opbevare overskydende kuldioxid på. "En måde er at have det skjult i bygninger, " siger Tero Hasu, en projektleder hos Kouvola Innovation, et kommunalt ejet udviklingsselskab i byen Kouvola i Finland. ZEB (zero emission building) Lab opnår dette ved at bruge træ til næsten alt – fra bjælker til søjler og trapper. Beton findes kun i fundamenter og stueetagen.

Men mens spændende trækonstruktioner dukker op over hele verden - inklusive fancy træskyskrabere fra Norge til Milwaukee i USA - er de fortsat undtagelsen i de fleste lande. Forskere mener nu, at der er et presserende behov for at skifte gear og gøre byggeri fra træ mainstream.

"Hver bygning, der går over fire etager, eller endnu lavere, er et forsknings- eller demonstrationsprojekt, " bemærkede Dr. Niels Morsing, direktør for træ og biomaterialer ved Teknologisk Institut i København. "Der er en stor indsats i at bevise præstationer. Det er en af ​​barriererne, at vi ikke har "præ-accepterede" løsninger."

Klimaløsning

Fortalere siger at bygge i træ, hvis det gik mainstream, kunne huse en voksende befolkning og give en dramatisk klimaløsning. I løbet af de næste fire årtier, Der vil være behov for næsten 230 milliarder kvadratmeter nybyggeri for at understøtte verdens stadig tættere byer, ifølge FN's miljøprograms 2017 Global Status Report.

Når træerne vokser, de binder kulstof - omkring et ton CO ₂ for hver kubikmeter træ. Mens der udledes kulstof ved forarbejdning af træet, produktionen af ​​beton er notorisk kulstofintensiv. Bare den kemiske reaktion, der producerer et ton cement, frigiver omkring et halvt ton CO ₂ . Forudsat at træerne kommer fra bæredygtige skove - så de udskiftes, når de hugges ned - og så længe træet genbruges ved slutningen af ​​en bygnings levetid, det kunne være en stærk løsning.

Alligevel menes det, at langt under 10 % af byggeriet i Europa er af træ. Forskere i Finland har for nylig beregnet, at hvis procentdelen af ​​træbygninger i Europa steg støt fra 10 % i 2020 til 80 % i 2040, og hvis disse bygninger indeholdt flere trækomponenter end før (såsom bjælker, gulve, lofter og beklædning) så kunne der i alt lagres 0,42 gigaton kulstof over den 20-årige periode.

Modvilje

Men der er en modvilje mod at bruge træ, siger Dr. Morsing, nogle gange for at forstå, hvis forældet, grunde.

En grund er frygt for brand, dels på grund af forfædres minder om middelalderbyer i flammer.

"Selvfølgelig, træ brænder, og du skal lave dit design og din strategi for brandsikring i overensstemmelse hermed, " sagde han. Men regler fokuserer på, om en bygning kan evakueres hurtigt - og det afhænger af mange faktorer, ikke kun byggematerialet. Udsætning af sprinklere, beklædning af træfacader med puds, eller brug af beton i kritiske områder såsom trapper kan være strategier.

Brande er også mindre af et problem ved brug af massetræ. Dette er højteknologisk, konstrueret træ, såsom krydslamineret træ (CLT), skabt ved at stable flere lag træ i 90 grader i forhold til hinanden under pres.

Massetømmer - som et tykt træ - brænder lige på ydersiden, kullet, der afskærmer træet mod yderligere forbrænding indeni. Med de rigtige teknikker 'er det muligt at gøre en træbygning lige så sikker som en murstens- eller betonbygning, " sagde Dr. Morsing.

Råd er et andet problem, der har givet efter til nye behandlinger og belægninger, og kan minimeres med valg af den rigtige træart, tilføjer han.

Så er der styrke:Hvor sikker ville du føle dig på 80. etage i det foreslåede Oakwood Timber Tower i centrum af London? Faktisk, massetræ kan være stærkere end beton, og stål og beton kan bruges, sparsomt, i højere strukturer for at tilføje stivhed, siger eksperter.

Industrialiseret

Men der er andre, mindre håndterbare forhindringer. Siden 1960'erne, byggeriet er blevet industrialiseret, bliver en billig, reproducerbart og hurtigt system, hvor bygherrer ved, hvad de får, ingeniører ved, hvad de beregner, og arkitekter forstår, hvad der er muligt.

"Det er et spørgsmål om at industrialisere træindustrien for at konkurrere på omkostningerne, " sagde Dr. Morsing.

For eksempel, selvom der er flere firmaer, der fremstiller CLT, der er ingen fælles standarder for dens produktion. "Det er ikke så nemt at bruge, " sagde Dr. Morsing, 'For hvis du er ingeniør eller arkitekt, har du flere produkter til rådighed, og du skal beregne i overensstemmelse med den specifikke leverandør.

Hasu er enig. Han siger, at den største udfordring er, at strukturelle komponenter som vægge, skillevægge og gulve (såkaldte planelementer) er ikke standardiserede. "Udviklere er ikke interesserede i at udvikle en træløsning på egen hånd; de vil gerne købe færdige løsninger. Men træ er ikke standardiseret." Alle de karakteristiske træbygninger i Skandinavien, for eksempel, er mere eller mindre skræddersyede, han siger.

En anden frustration er, at de fleste byggeregler og regler går tilbage til før træ var et højteknologisk produkt.

Dr. Morsing fører tilsyn med et projekt kaldet Build-in-Wood, som har til formål at øge andelen af ​​træ, der bruges drastisk til byggeri af etagebyggeri, ved at dokumentere og systematisere trækomponenter, så byggebranchen får let ved at bruge dem.

Det betyder, at hver enhed af den samme vare skal fungere godt, målbart og konsekvent. Det betyder også, at man skal finde ud af, hvordan man præfabrikerer komponenterne, så de kan masseproduceres off-site. Build-in-Wood hjælper også seks europæiske byer med at bygge mere i træ.

Udover at opføre ZEB Lab-bygningen, Hasus projekt, NERO, har fokuseret på at forbedre design- og fremstillingsprocesserne for næsten nulenergibygninger generelt, hvordan man gør dem tilstrækkeligt energieffektive til at modstå bitre nordlige vintre, og klarer sig godt på trods af sæsonbestemte temperaturudsving, lys og fugt.

"Jeg elsker (ZEB-bygningen), " sagde Hasu, "fordi de har prøvet at gøre det hele." Han siger, at det er et godt eksempel på, hvor meget der kan gøres med forplanlægning og de materialer, vi har i dag.

Bygningen er bygget for et universitets- og energiforskningsselskab SINTEF, så han siger, at de var instinktivt åbne, når det kom til at prøve nye tilgange til byggeri.

Men Hasu, som har brugt 30 år på at arbejde på industrialiseret byggeri og byggepladser, mener, at når folk oplever at bo eller arbejde inde i en hovedsagelig træbygning frem for en betonbygning, de vil blive omvendt. "Den er meget mere stille ... og træoverfladen udjævner fugten indeni - den trækker vejret. Der er ikke så meget ekko indeni. Det er en meget anderledes følelse."