В норвежкия град Брумундал, на брега на езерото Мьоса, се издига Mjøstårnet – 18-етажна, 84-метрова сграда, превърнала се в един от най-амбициозните примери за използването на дърво във високото строителство.

В нея има офиси, апартаменти и хотел със 72 стаи, а голяма част от носещата конструкция е изградена от инженерна дървесина. Масивните колони са произведени от прецизно обработени дървени елементи, пресовани и слепени под високо налягане – технология, известна като glulam (glued laminated timber), или слепена ламинирана дървесина.

Проектът започва през 2015 г. със скица върху салфетка на норвежкия предприемач Артур Бухард. Идеята му е да покаже докъде може да стигне съвременното строителство, ако значителна част от стоманата и бетона бъде заменена с дърво.

„Височината беше изключително важна. Сградата трябваше да бъде знак. Да покаже какво е възможно“, казва Бухард пред The Guardian.

AB Invest

От бетон към дърво

Зад експеримента стои много по-голям икономически и екологичен въпрос – зависимостта на съвременното строителство от бетон, стомана и огромни количества суровини и енергия.

Сградите и строителният сектор са отговорни за около 37% от глобалните въглеродни емисии, включително емисиите от строителството и енергията, необходима за отопление, осветление и експлоатация на сградите.

Само производството на бетон формира между 7% и 8% от глобалните емисии. В същото време използването му в строителството е нараснало десетократно от 1960 г. насам, а под 1% от бетона се произвежда от рециклирани материали.

Това увеличава и търсенето на пясък – ключова суровина за производството му. Според цитирани от The Guardian прогнози до 2060 г. светът ще се нуждае от около 50% повече пясък.

Може ли дървото да промени уравнението

Тук се появява потенциалът на инженерната дървесина.

Докато производството на бетон и стомана е свързано със значителни въглеродни емисии, дърветата поглъщат въглероден диоксид от атмосферата и съхраняват въглерода в своята биомаса. Когато дървесината се използва като строителен материал, част от този въглерод остава заключен в сградата.

Разликата може да бъде значителна. Според данни в публикацията на The Guardian изграждането на типична средноетажна сграда от стомана и бетон генерира около 1500–2000 метрични тона CO₂ само в строителния процес.

Аналогична сграда от дърво може да съхранява между 600 и 1000 метрични тона CO₂. Към това може да се добави и въглеродът, който се поглъща при засаждането на нови дървета и възстановяването на горите след дърводобива.

Тази логика превръща масивната инженерна дървесина от нишов материал в потенциална алтернатива за част от съвременното градско строителство.

AB Invest

Mjøstårnet като доказателство за концепцията

Бухард започва проекта след Парижкото споразумение за климата през 2015 г., когато си задава въпроса как строителният сектор може практически да отговори на необходимостта от намаляване на емисиите.

Отговорът му е не да премахне напълно бетона и стоманата – нещо, което самият той признава за практически невъзможно при големите съвременни конструкции – а да намали значително количеството им чрез използването на дърво.

Друг важен принцип при Mjøstårnet е местният произход на материалите. Дървесината за сградата идва от района около Брумундал. Местен е и камъкът, използван в част от интериора.

Така Mjøstårnet се превръща в демонстрация на по-голяма идея: че не е задължително високото строителство да бъде почти изцяло зависимо от бетон и стомана.

Едно обаче е визията, друго е реалността.

В момента строителството с масивна инженерна дървесина е скъпо. Mjøstårnet например струва около 117 млн. евро. Ако същата кула беше изградена изцяло от стомана и бетон, цената ѝ щеше да бъде с около 12–17,5 млн. евро по-ниска.

До голяма степен обаче въпросът е как измерваме цената. Проучвания върху косвените ефекти от глобалното производство на бетон изчисляват, че щетите за човешкото здраве и околната среда имат измеримо финансово изражение, което почти се изравнява със стойността на цялата бетонна индустрия, а според някои оценки дори я надхвърля.

Икономика, която все повече отчита климатичните последици, може бързо да промени представите за това кое е икономически ефективно. Същото важи и за по-голямата прозрачност по отношение на въздействието върху околната среда.

„Преди десет години не гледах какъв е въглеродният отпечатък на една кола“, казва Бухард пред The Guardian. „Почти никой не се интересуваше от това. Сега едно от първите неща, които проверяваш, са емисиите CO₂. Мисля, че същото ще се случи и със сградите.“

Според него в бъдеще всяка сграда ще има своеобразен сертификат, от който ще става ясно колко CO₂ отделя, колко енергия потребява и от какви материали е изградена.

„Ще погледнете даден хотел и ще си кажете: в него има толкова стомана, толкова стъкло, потребява толкова много електроенергия – това е направо фар на въглеродните емисии. И няма да отседнете там. А собствениците на сгради с ниски въглеродни емисии ще излязат на пазара и ще започнат да изтъкват именно това пред клиентите си.“

По думите му промяната може да започне като маркетингово предимство, но постепенно да се превърне в нов стандарт за строителството.

AB Invest

Брумундал и околният район Рингсакер отдавна са свързани с дърводобива. Местната компания Moelven е един от най-големите скандинавски производители и преработватели на дървесина в Скандинавия. Именно тя доставя материалите за Mjøstårnet, а ръководителят на подразделението за строителни системи Руне Абрахамсен е строителният инженер, който трябва да превърне скицата на Бухард върху салфетка в реална и стабилна сграда.

„Честно казано, когато Бухард ми се обади за този проект, първата ми мисъл беше: „Този човек шегува ли се с мен, или наистина говори сериозно?“, споделя той пред The Guardian.

Абрахамсен отдавна е запален по дървеното строителство. Когато следва през 90-те години, почти всички около него се занимават с проектиране на конструкции от бетон, стомана и алуминий.

„Много малко хора изучаваха дървото или търсеха решения, базирани на него. А аз си казах: защо трябва да бъда като останалите 250 студенти, с които завършвам? Нека опитаме нещо различно.“

Той започва да работи с glulam преди около 30 години. Самата технология е на повече от век. Основният принцип остава същият – дървеният материал се разделя на отделни елементи, които след това се слепват, за да се постигнат по-голяма здравина и устойчивост. Това, което се е променило радикално, са технологиите – днес дървесината може да бъде оформяна и обработвана много по-бързо и с изключителна прецизност.

Предизвикателството на височината

Никой обаче не е опитвал да строи с дърво на височината, която Бухард иска за Mjøstårnet.

Дървените сгради са много по-леки от конструкциите от бетон и стомана, обяснява Абрахамсен. А високите сгради функционират като вертикални конзоли – когато вятърът действа върху горната им част, натоварването се усилва и предизвиква по-големи хоризонтални ускорения на високите етажи.

Той сравнява ефекта с това да се намираш на върха на мачтата на кораб. На палубата може да усещаш само лекото поклащане на морето, но високо на мачтата всяко движение се усеща многократно по-силно.

Самата дървена конструкция може безпроблемно да издържи тези натоварвания. Проблемът е друг – хората на най-високите етажи могат да усещат движението на сградата и да изпитват дискомфорт.

За да ограничат люлеенето, инженерите трябва да увеличат масата на конструкцията. Решението е да добавят слоеве бетон в подовите конструкции на горните етажи. Количеството е само малка част от бетона, който би бил използван при стандартна висока сграда, и е сведено до необходимия минимум за покриване на изискванията за комфорт. Но бетон все пак има.

Небостъргач като конструктор

При изграждането на Mjøstårnet е използван нов и неизпробван дотогава метод на сглобяване.

Стотиците греди, колони и ферми от glulam, образуващи носещата конструкция, са произведени в близката фабрика с точност до милиметър. След това всеки елемент е транспортиран директно до строителната площадка, без предварително пробно сглобяване.

На практика Mjøstårnet е построен като гигантски сглобяем конструктор. Дървеният скелет се издига елемент по елемент и етаж по етаж със скорост от почти един етаж седмично. Монтажът се извършва с кулокран и без необходимост от външно скеле.

Процесът е значително по-бърз от традиционното строителство с бетон.

А какво става при пожар?

При дървена конструкция има един неизбежен въпрос: какво става, ако сградата се запали?

От пожара, който през 2019 г. обхвана дървената покривна конструкция на катедралата „Нотр Дам“, до опустошителните градски пожари през вековете, способността на дървото да гори е една от основните причини материалът постепенно да бъде изместен от модерното високо строителство.

„Повечето хора биха си помислили, че да построиш толкова висока дървена сграда е катастрофална идея“, казва Абрахамсен. „Но тя вероятно е една от най-пожаробезопасните сгради в Норвегия.“

Материалът glulam преминава през строги изпитвания. Инженерите изработват образци от колоните и ги изпращат в противопожарна лаборатория в Трондхайм, където ги подлагат на директно горене.

„Колоните горят, но след известно време горенето спира“, обяснява Абрахамсен. Ефектът е подобен на голямо дърво в лагерен огън: външната му част изгаря и се овъглява, но вътрешността остава здрава.

При масивните дървени колони овъгленият външен слой всъщност защитава дървесината във вътрешността. Така дори след излагане на огън конструкцията може да запази достатъчно здравина, за да продължи да носи тежестта на сградата.

Mjøstårnet получава и особено убедително потвърждение за сигурността си: най-голямата застрахователна компания в Норвегия не само застрахова сградата, но и заема два от офисните ѝ етажа.

„Като инженер и производител можеш да докажеш, че нещо е безопасно“, казва Абрахамсен. „Но трябва и застрахователната компания да е на твоя страна.“

Когато сушата свърши, строиш във водата: Стратегията на Монако за бъдещето на луксозната архитектура

Ако масовото дървено строителство трябва да се разрасне дотолкова, че да замени значителна част от бетона и стоманата, това неизбежно означава и много повече отсечени дървета. За дървесината, използвана при изграждането на Mjøstårnet, са отсечени над 16 000 смърчови и борови дървета от горите около Брумундал.

Като се има предвид, че от края на последната ледникова епоха светът е загубил една трета от горите си, като половината от тази загуба е настъпила само през последния век, опасенията от допълнително увеличаване на дърводобива са разбираеми.

Руне Абрахамсен е напълно наясно с това противоречие.

„За да може дървесината действително да бъде част от решението, трябва да се гарантира, че от горите не се добива повече, отколкото успява да израсне отново“, казва той. В момента, по думите му, за всяко отсечено дърво се засаждат две нови.

„В нашата част на Скандинавия са необходими около 80 години, за да израсне едно дърво. Но разполагаме с огромни горски масиви. Така че, въпреки че индустрията ни се разрасна значително през последните години, все още добиваме само около 30% от годишния прираст на горите. Броят на дърветата продължава да се увеличава, макар че добивът също расте. В момента ресурсът позволява значително разширяване.“

Именно това в крайна сметка е целта на Артур Бухард с Mjøstårnet – сградата да бъде „само началото на още по-големи дървени сгради“.

По думите му той вече работи по проект за още по-висока изцяло дървена сграда в Швеция. Междувременно строителният предприемач Atrium Ljungberg обяви изграждането на Stockholm Wood City – нов квартал с площ 250 000 кв. метра, включващ офиси, жилища и магазини, изградени от дърво.

Във Винтертур, Швейцария, предстои изграждането на 100-метровата дървена жилищна кула Rocket, а в Пърт, Западна Австралия, се разработва проект за почти двойно по-висока – 191-метрова хибридна кула, в която дървесината е основен конструктивен материал.

В Азия най-амбициозният подобен проект е планът на японската компания Sumitomo Forestry за 350-метров дървен небостъргач. Ако бъде завършен около 2041 г., той ще бъде не само най-високата дървена сграда в света с огромна преднина, но и най-високата сграда изобщо в Япония.