1. Što je lijepljeno drvo?

Arhitekti, graditelji i zagovornici održivog razvoja oduševljeni su novim građevinskim materijalom za koji vjeruju da bi mogao znatno smanjiti emisiju stakleničkih plinova u građevinskom sektoru, smanjiti otpad, zagađenje i troškove gradnje te stvoriti fizički, psihološki, estetski zdravije okruženje. Riječ je o drvu! Drvo se upotrebljavalo za gradnju od prapovijesti, no nakon većih požara i drugih nesreća, otkrili smo da drvena konstrukcija može biti opasna i nestabilna u usporedbi s materijalima poput betona i čelika. Međutim, nove tehnologije ponovno postavljaju drvo u središte pozornosti. Čitav fokus sada je na masivnom lijepljenom drvu, koje uključuje lijepljenje komada mekog drva – obično četinjača poput bora, smreke ili jele, a ponekad i listopadnih vrsta poput breze, jasena i bukve – zajedno, kako bi se dobili veći komadi. Strukturno lijepljeno drvo, odnosno masivno drvo generički je pojam koji obuhvaća proizvode različitih veličina i funkcija, kao što su lijepljene grede, lijepljeno furnirano drvo, drvo lijepljeno čavlima i drvo lijepljeno čepovima. Ali najčešći i najpoznatiji oblik masivnog drva je onaj koji je otvorio najviše novih arhitektonskih mogućnosti, a to je je križno lijepljeno masivno drvo (CLT).

1.1. Križno lijepljeno drvo (CLT)

Križno lijepljeno drvo izrađuje se od slojevito i križno lijepljenih drvenih dasaka koje su obrezane i osušene u pećnici, tako da su vlakna svakog sloja dasaka okrenuta okomito na vlakna sljedećeg sloja. Slaganjem na ovaj način dobivaju se velike ploče debljine do jednog metra i dužine do 25 metara. Prosječna veličina ploča iznosi nešto više od 4 x 10 metara (trenutno je veličina ploča uglavnom ograničena transportnim ograničenjima, a ne toliko proizvodnim mogućnostima). Tako velike drvene ploče premašuju strukturna svojstva betona i čelika. CLT se može upotrijebiti  za izradu podova, zidova, stropova - zapravo cijelih objekata. Nedavno je u Norveškoj izgrađena najviša masivna drvena konstrukcija na svijetu s 18 katova; u Chicagu u SAD-u planira se izgradnja drvene zgrade od 80 katova. Mnogi stručnjaci su oduševljeni potencijalom masivnog drva, kako zbog njegovih arhitektonskih svojstava, tako i zbog potencijala za dekarbonizaciju građevinskog sektora.

1.2. Povijest križno lijepljenog drva

Kratko ćemo pogledati povijest masivnog drva i vidjeti u kojoj fazi se ona trenutno nalazi. CLT je prvi put razvijen ranih 1990-ih u Austriji, koja obiluje mekim drvom. Stvorio ga je istraživač Gerhard Schickhofer. U Austriji i Europi CLT se proširio 2000-ih i uglavnom se danas upotrebljava za gradnju stambenih jedinica. Međutim, Europljani nisu oduševljeni labavom drvenom skeletnom gradnjom, koja je popularna u SAD-u. Mi više volimo čvrste materijale, poput betona ili opeke. Od CLT-a se očekuje da gradnju učini održivijom u Europi.

1.3. Prednosti strukturnog odnosno lijepljenog drva

3.1. Lijepljeno drvo ipak pruža dobru zaštitu od požara

Stvar je u tome što je velike, čvrste, stisnute komade drva zapravo prilično teško zapaliti. (Pokušajte neko vrijeme držati upaljač ispod velike cjepanice.) U slučaju požara, vanjski sloj masivnog drva će se karbonizirati i učinkovito ugasiti vatru i zaštititi unutarnje slojeve. To omogućuje unutarnjim slojevima da zadrže strukturni integritet čak i nekoliko sati u vrlo jakoj vatri. Zanimljiva činjenica: većina ljudi uopće nije svjesna da je čelik u vatri zapravo užasno osjetljiv. Kada dosegne određenu temperaturu, postaje vrlo nepredvidljiv i popusti. Zgrada se ruši... Najmodernije i najsigurnije drvene zgrade imaju čelične nosače obložene masivnim drvom.

1.3.2. Lijepljeno drvo smanjuje emisije ugljika

Oko 11 % globalnih emisija stakleničkih plinova dolazi od građevinskog materijala i građevinske industrije; ostalih 28 % dolazi od građevinskih radova, koji uglavnom uključuju rasipnu potrošnju energije. Dok energija postaje sve čišća, građevinski materijali i gradnja će biti sve veći faktor oslobađanja ugljika u atmosferu. Upravo to želimo smanjiti upotrebom masivnog drva. Utvrđivanje ukupnog utjecaja masivnog drva na emisiju ugljika tijekom cijelog životnog ciklusa vrlo je složeno. Treba uzeti u obzir najmanje tri efekta ugljika.
Kao prvo, već sam lanac opskrbe ispušta neke emisije stakleničkih plinova, još ako krenemo od šumarstva. Sječa oslobađa ugljik iz tla, stvara se biljni otpad i drveni otpad koji s vremenom istruli i oslobađa ugljik, a emisije generiraju i vozila i strojevi koji su nam potrebni za sječu drva, transport i obradu. Većina konvencionalnih analiza životnog ciklusa smatra da je opskrba drvom ugljično neutralna, pod pretpostavkom da dolazi iz šuma kojima se održivo gospodari; kao što ćemo vidjeti kasnije, to nije uvijek točna pretpostavka.
Drugo, dio ugljika ugrađen je već u samo drvo koje se ugrađuje u zgrade koje bi mogle trajati od 50 do 100 godina. Iako točna količina ovisi o vrsti drva, šumarskoj praksi prijevoznim troškovima, kao i o mnogim drugim čimbenicima, jedan kubični metar CLT-a sadrži približno jednu tonu CO2. (Kao što ćemo vidjeti, to ovisi o određenim pretpostavkama u šumarstvu.)
Treće i najvažnije, zamjenom betona i čelika drvom izbjegavamo ugljik koji je ugrađen u te materijale, što je od ključnog značenja. Proizvodnja cementa i betona odgovorna je za oko 8 % globalnih emisija stakleničkih plinova, više od bilo koje pojedinačne zemlje, osim SAD-a i Kine. Globalna industrija željeza i čelika odgovorna je za dodatnih 5 %. U proizvodnji tone betona oslobađa se oko pola tone CO2. S proizvodnjom tone čelika proizvedu se 2 tone CO2. S CLT-om izbjegavamo sve ove ugrađene emisije.

Kako će se točno ta tri efekta ugljika ponašati, ovisi o pojedinačnom slučaju, no istraživanja pokazuju da će za sve šume, osim za one kojima se najmanje gospodari, opći efekt upotrebe CLT-a umjesto betona i čelika, biti znatno smanjenje stakleničkih plinova. Studija iz 2014. godine u časopisu Journal of Sustainable Forestry detaljno je ispitala rezultate velike zamjene građevinskog materijala drvnim proizvodima i zaključila: „Na globalnoj razini možemo dobiti dovoljno dodatnog drva i istodobno trebamo dovoljno izgrađenih zgrada, mostova i infrastrukture da možemo smanjiti godišnju emisiju CO2 za 14 do 31 % i potrošnju betona i čelika za 12 do 19 % ako bi dio te infrastrukture bio od lijepljenog masivnog drva. Najveći pad emisije CO2 doći će od „izbjegavanja prekomjerne potrošnje energije iz fosilnih goriva koja se upotrebljava za izradu čeličnih i betonskih konstrukcija”.

1.4. Ograničenja strukturnog odnosno lijepljenog drva

Arhitekti i graditelji općenito su oduševljeni masivnim drvom, kao i drvna poduzeća i održive zajednice, zeleni političari, klimatski jastrebovi i gradske vlasti koje traže načine za ubrzavanje dekarbonizacije. To je materijal koji se može uzgajati u izobilju, stvara radna mjesta u ruralnim područjima, smanjuje građevinski otpad i troškove radne snage i usporava proizvodnju betona i čelika, što sve izgleda vrlo korisno. Međutim, postoje neke opravdane zabrinutosti u vezi s upotrebom masivnog drva, osobito u vezi s opskrbnim lancem:
Prvo, zaštita i pravilno gospodarenje šumama važan je dio borbe protiv klimatskih promjena i očuvanja svijeta za život. Neokrnjeni šumski ekosustavi ne osiguravaju samo ugljik, već i ekosustave i biljne biotope, stanište divljih životinja, prostor za rekreaciju i u konačnici ljepotu prirode. Ekolozi su zabrinuti što šume nisu dovoljno zaštićene u slučaju da potražnja za drvom naglo poraste.
Drugo, neke ekologe zabrinjava to što su koristi sekvestracije drva kao građevinskog materijala precijenjene. Međunarodni institut za održivi razvoj objavio je prošle godine izvješće u kojem ispituje praznine i nedostatke u analizi životnog ciklusa u vezi s građevinskim materijalom, osobito drvima. Utvrdili su da „postojeći LCA (engl. life cycle assesment –procjena životnog ciklusa) daje vrlo promjenjive rezultate, čak i za slične zgrade”, da postoji velika regionalna varijabilnost kapaciteta zgrada, a prije svega da LCA ponekada pretjeruje s važnošću „ugrađenog ugljika” u drvu tako da zanemaruje, odnosno podcjenjuje emisije u drugim dijelovima životnog ciklusa. Mnoge ekološke grupe pozivaju na oprez u vezi s upotrebom masivnog drva. One tvrde da su njene klimatske koristi pretjerane zbog dosadašnjih slabih šumarskih praksi.

2. Gdje se najčešće upotrebljava strukturno lijepljeno drvo?

Strukturno lijepljeno drvo velikim dijelom preuzima građevinsku industriju. Iako se građevinski propisi mijenjaju kako bi se omogućila gradnja viših drvenih zgrada i razgovor o klimatskim promjenama nastavlja, mnogi vide strukturno lijepljeno drvo kao budućnost gradnje. Drveni inženjerski proizvodi danas pružaju više mogućnosti nego ikad prije, dijelom i zbog poboljšanih svojstava materijala i učinkovite upotrebe prirodnih resursa u usporedbi s konvencionalnim rezanim drvom. Rezultat su veće mogućnosti upotrebe nego ikad prije i manje materijalnog otpada. Evo 10 primjera upotrebe građevinskog lijepljenog drva:

2.1. Poslovne zgrade

Drveni strukturni elementi stvaraju toplu i primamljivu atmosferu u poslovnim zgradama. Gradnju od lijepljenog drva, križno lijepljenog drva (CLT), drva laminiranog čavlima (NLT) i drugih proizvoda od masivnog drva možemo kombinirati na nekoliko načina kako bi se stvorio prostor koji se može prilagoditi svakoj potrebi korisnika, koje se s vremenom mjenjaju.

2.2. Studentski domovi

Pri izgradnji studentskog doma drvo može biti skriveno ili izloženo, a male veličine prostorija (koje se mogu usporediti s uredskim prostorima) omogućuju upotrebu različitih sustava strukturno lijepljenog drva.

2.3. Građevinske plombe

U urbanim središtima su često jedina zemljišta koja su dostupna za novogradnju smještena između postojećih objekata, što predstavlja značajan građevinski izazov. Masivno drvo je izvrstan odabir za takve lokacije, jer se komponente odnosno građevinski moduli vrlo precizno izrađuju CNC strojevima, koji imaju vrlo mala odstupanja. Tvornički izrađeni materijali također su dostavljaju na gradilište na vrijeme.

2.4. Stambene zgrade

Stanovi u vlasništvu i nekretnine za iznajmljivanje zahtijevaju malo drukčije strukturne sustave od gore opisanih za urede i studentske domove. Pitanja poput akustike i vibracija uvelike utječu na dizajn tih zgrada. U nekim slučajevima strukturno lijepljeno drvo može ostati izloženo, pružajući stanovnicima koristi za zdravlje i izravan kontakt s prirodnim materijalima.

2.5. Prilagođene kuće i kuće za odmor

Izloženo drvo u zgradi osigurava estetsku privlačnost i stvara toplo i privlačno okruženje. Troškovi gradnje sa strukturno lijepljenim drvom mogu biti veći od drvene skeletne konstrukcije, ali masivno drvo pruža mogućnost montažne gradnje, što može biti vrlo korisno na udaljenim ili terenski zahtjevnijim lokacijama.

2.6. Parkovi

Drvo se također često upotrebljava na otvorenom. Pametan odabir materijala i detalja znatno utječe na trajnost i postojanost drva. Ako su zaštićene krovovima, izložene podne obloge od masivnog drva su atraktivna alternativa za parkovne strukture.

2.7. Učionice

Studije su pokazale da uporaba prirodnih materijala poput drva u učionicama poboljšava učenje. Upotreba lijepljenog drva u obrazovnim institucijama stvara toplo, privlačno okruženje koje potiče učenje.

2.8. Pokriveni bazeni i sportski tereni

Lijepljeno drvo se često upotrebljava u izgradnji sportskih arena, bazena i zatvorenih vodenih parkova jer je u stanju svladati velike raspone i vizualno je privlačno. Križno lijepljene CLT ploče mogu pokriti velike površine s manje potpore, što također štedi puno vremena tijekom gradnje.

2.9. Trgovina na malo

Trgovci otkrivaju da ljudi provode više vremena u trgovinama s izloženim drvom i prirodnom rasvjetom. Lijepljeno drvo je stoga vrlo pogodno za trgovine.

2.10. Izgradnja na slabo nosivom terenu

Križno lijepljene drvene zgrade znatno su lakše od betonskih ili metalnih. Stoga na lokacijama sa slabo nosivim tlima gradnja od lijepljenog drva omogućava višekatnu gradnju bez prekoračenja nosivosti poda.

3. Vrste strukturnog odnosno lijepljenog drva

3.1. Križno lijepljeno drvo (CLT)

Kao što smo već naveli, CLT se sastoji od slojeva drva (obično tri, pet ili sedam) usmjerenih okomito jedni na druge, a zatim i zalijepljenih kako bi oblikovali strukturne ploče iznimne čvrstoće, dimenzijske stabilnosti krutosti. Takve su ploče osobito isplative za višekatne i velike zgrade. Neki arhitekti CLT vide kao samostalni sustav ili kao proizvod koji se može kombinirati zajedno s drugim drvnim proizvodima; može se upotrebljavati i u hibridnim i kompozitnim aplikacijama. CLT je vrlo pogodan za podove, zidove i krovove, zbog estetike može biti izložen u unutrašnjosti. Zbog križnog lijepljenja CLT također nudi dvosmjerne raspone. CLT se može izrađivati ​​u dimenzijama po mjeri, a veličine ploče razlikuju se ovisno o proizvođaču. CLT se može upotrebljavati za sve vrste zapaljivih konstrukcija.

3.2. Drvo laminirano čavlima (NLT)

NLT je izrađen od pojedinačnih drvenih dasaka koje su složene na rub i pričvršćene čavlima ili vijcima kako bi se stvorio veći strukturni element. NLT je daleko od nove tehnologije, upotrebljava se više od stoljeća, ali u tom je procesu postignut napredak. Obično se upotrebljava za podove, nosive ploče i krovove. Pruža veliki potencijal za raznolik teksturni izgled u izloženim aplikacijama. NLT se također upotrebljava za stvaranje okna dizala i stubišta u zgradama s drvenim okvirom. S NLT-om možemo stvoriti i jedinstvene zakrivljene oblike krova. Prednosti NLT-a uključuju upotrebu lokalno dostupnih vrsta drva i činjenicu da specijalizirana oprema za ugradnju uglavnom nije potrebna. NLT sustav može se izgraditi dobrom stolarijom na licu mjesta.

3.3. Lijepljeno drvo (glulam)

Sastoji se od pojedinačnih ploča od lijepljenog drva koje se odabiru i ugrađuju ovisno o njihovim svojstvima djelovanja, a zatim se povezuju trajnim ljepilom otpornim na vlagu. Vlakna svih slojeva idu usporedno s duljinom ploča. Ljepilo ima izvrsna svojstva, poput čvrstoće i krutosti, a dostupno je u različitim tipovima oblika za strukturne ili arhitektonske svrhe. Iako se obično upotrebljava za izradu nosača i stupova, dizajneri također mogu upotrijebiti lijepljeno drvo za podne ploče ili krovove.

3.4. Drvo lijepljeno tiplima (DLT)

Drvene ploče lijepljene čepovima su masivni drveni proizvodi sljedeće generacije koji se široko upotrebljavaju u Europi. Ploče su izrađene od drvenih ploča mekog drva, složenih u obliku ploča i zalijepljenih zajedno tiplima. Obično su izrađeni od tvrdog drva i drže svaku ploču zasebno, slično kao što to čine čavli na NLT ploči, a trenje daje ploči određenu dimenzijsku stabilnost. Među prednostima DLT-a je mogućnost ugradnje akustičnih traka izravno na donju površinu ploče. To arhitektu može pomoći u postizanju ciljeva koji se odnose na zvuk, drvo će istodobno biti izloženo i omogućiti najraznovrsniju površinsku obradu. S rastućim zanimanjem za DLT, dogodit će se dalje inovacije proizvoda, zajedno s povećanom dostupnošću.

3.5. Strukturno kompozitno drvo (SCL)

SCL je grupa proizvoda od drva stvorena nanošenjem osušenih i slojeva furnira, drvenih vlakana ili komadića ljepilom otpornim na vlagu u veće blokove materijala koji se zatim ponovno režu na određene veličine.

4. Kako graditi s križno lijepljenim drvom?

Kao i kod bilo kojeg drugog građevinskog projekta, i kod gradnje CLT-om dizajn zgrade mora biti pravilan i točno naznačen prije početka radova. Promjena crteža mnogo je lakša i jeftinija od bilo kakvih promjena na gradilištu. Ipak, ako pažljivo proučite promjene i posavjetujete se s profesionalnim timom, moguće su i manje naknadne promjene u dizajnu pri gradnji s CLT-om. Budući da svaki zid ima odgovarajući tehnički crtež, u ovom je slučaju lakše unijeti promjenu dok su pojedini dijelovi zgrade još u radionici.
Kada gradite s križno lijepljenim drvom, nećete trebati posebnu finalnu oblogu – zgrada od CLT-a može se finalno obraditi s vanjskim i unutarnjim materijalima koje se upotrebljavaju za svaku klasično građenu zgradu. Budući da će većina stambenih zgrada s CLT-om imati izolaciju (do 200 mm, ovisno o željenoj vrijednosti U), to treba uzeti u obzir pri odabiru načina pričvršćivanja obloge. Najefikasnije su lagane obloge (poput tankoslojne žbuke, cementnih ploča) koje se mogu pričvrstiti izravno na CLT pomoću pričvrsnih kopči ili letvica.
Imajte u vidu da ćete morati angažirati druge specijalizirane izvođače za podne i zidne obloge u zgradi i druge obrtničke radove (strojne instalacije, elektro instalacije), baš kao i u klasičnoj gradnji. Kao i kod svih metoda tvorničke izrade, i u slučaju gradnje križno lijepljenim drvom, morat ćete osigurati odgovarajući pristup gradilištu kamionom i autodizalicom koji će isporučiti pojedinačne elemente kuće i složiti ih na njihovo mjesto.

4.1. Koliko košta gradnja križno lijepljenim drvom?

Ovdje je teško dati točnu procjenu za izgradnju CLT-a jer mnogo toga ovisi o dizajnu, ali očekujemo da ćemo za kuću izgrađenu CLT-om platiti između 300 i 500 eura/m2 bruto unutarnje površine.
Također se moraju uzeti u obzir troškovi prijevoza. Prosječnoj kući treba oko 40 – 50 m3 CLT-a, što odgovara jednom punom tovaru. Imajte na umu da se predujam može činiti visokim, ali uštedjet ćete na brzini gradnje u usporedbi s nekim drugim načinima gradnje. Građevinske tvrtke koje se bave ugradnjom CLT-a moći će vam pružiti točnu ponudu provedbe na temelju vaših planova. Ponuda obično uključuje isporuku, dizajn i ugradnju objekta od CLT-a. Međutim, obično ponuda ne uključuje sve ostale građevinske i zanatske radove potrebne za dovršetak kuće.