Будут ли небоскребы будущего деревянными?

Примерно до детства наших бабушек и дедушек – или, может быть, ваших прабабушек и дедушек – мир был сделан из дерева. Все, от оружия и колес, бочек и домов, инструментов для приготовления пищи и промышленности, по крайней мере частично было получено из материалов, взятых из тел деревьев. Люди рождались на дубовых грядках, качались в тополевых колыбелях, убивали из ореховых винтовок и хоронили в сосновых гробах.

Теперь растущая отрасль хочет вернуть золотой век древесины, начиная с небоскребов. «Посмотрите на это», – восхищенно говорит Антти Асикайнен, строгий приветливый финский профессор лесного хозяйства, указывая на прямоугольную дыру, вырезанную в гипсокартоне 12-этажного жилого дома, обнажающую скелет внизу.

Каркас внутри сделан из массивной древесины , древесного продукта высокой плотности, который является одним из нового ассортимента высокотехнологичных продуктов, для заполнения которых мировая экономика полагается на леса. Массовая древесина имеет особую утопическую привлекательность среди определенных архитекторов и дизайнеров, и ее сторонники предсказывают, что города будущего будут полностью деревянными многоэтажками, такими как тот, который мы с Асикайненом стоим над университетским городком Восточной Финляндии Йоэнсуу, который простирается ковром вдоль каналов реки Пиелисйоки.

Под нами пейзаж несет плоды лесного стиля, выверенного так, чтобы надежно вырастить как можно больше деревьев. Груды, в основном еловые, сложенные на железнодорожной станции, тянутся до горизонта. Накануне, по словам Асикайнена, река и каналы были заполнены огромным потоком еловых бревен, спускавшихся из Северной Карелии или северных лесов России на рынки за Балтийским морем.

Если у всех деревянных изделий нового образца есть свои приспешники, то сторонники массового производства древесины говорят об этом с особенно евангельским рвением, потому что они видят в этом не только шанс обезуглерожить строительный сектор, но и значительный технический прогресс сам по себе.

Все эти продукты, от бумажного пуха в подгузниках до костей небоскребов, опираются на возможное неразрешимое противоречие: все они полагаются на устойчивый, контролируемый рост деревьев, а сбор урожая обычно планируется на десятилетия вперед. За последние сто лет эта система так называемого научного лесоводства, которая выросла, чтобы противостоять, казалось бы, неудержимой вырубке лесов в Европе в конце 19-го и начале 20-го веков, обеспечивала лесоматериалы, в которых нуждается растущее население.

Эта система, однако, зависит от чего-то, что исчезает: устойчивого климата и лесов, которые остаются там, где они были, парадигме, которой угрожает сам климатический кризис, из-за которого здания, поглощающие углерод, кажутся привлекательными.

Высокие здания из дерева

Примером может служить многоквартирный дом Jonesuu. Практически в любом другом месте в мире этот открытый каркас будет сделан из бетона, армированного сталью. Здесь, в Финляндии, это дерево: на самом деле, за исключением двухдюймовой бетонной плиты между этажами, все здание сделано из дерева. В частности, один из высокотехнологичных инженерных материалов, который вместе называют массивной древесиной или конструкционной древесиной.

По словам Асикайнена, исполнительного вице-президента Института лесных исследований Университета Восточной Финляндии, это здание является самым высоким деревянным зданием в мире.

 

Будут ли небоскребы будущего деревянными?

 

«О, у них есть один в Осло, 13 этажей, – говорит он с призрачной улыбкой, – но их первый этаж бетонный. У нас все дерево ».

Институт лесных исследований, как и его коллеги в Швеции и Норвегии, спроектировал и построил многоквартирный дом в качестве экспериментального проекта в своем постоянном поиске новых продуктов, которые можно производить из лесов своей страны. Это проект, который несет в себе оттенки национальной религии в Финляндии. После катастрофического вторжения в Советский Союз во время Второй мировой войны – Финляндия имеет сомнительную репутацию единственного демократического союзника Гитлера – страна заплатила обременительный счет репараций древесиной, которую она произвела, превратив свои густые северные леса в хорошо управляемый ландшафт.

Эти леса, как и леса так называемых производственных лесов или рабочих лесов по всему миру, от Карелии до Каролины, образуют основу огромной промышленной пирамиды, основу огромного количества потребительских товаров, массовая древесина из которых является только последней. . Сейчас лесам предлагается составить длинный список вещей, которые в эпоху растущей озабоченности по поводу ископаемого топлива, в свою очередь, увеличиваются.

Это означает, что вы найдете деревья во всевозможных неожиданных продуктах, помимо целых деревьев, которые идут в туалетную бумагу и бумажные полотенца . Неподалеку от Йоэнсуу есть фабрика, которая перерабатывает еловую пульпу в волокна, которые можно ткать, как хлопок, который является культурой, интенсивно использующей пестициды и воду и конкурирующей с продовольствием за землю. На юго-востоке США есть тампон и пух из подгузников, изготовленные из молодой желтой сосны, и небольшой, но быстрорастущий рынок прессованных древесных гранул из стран Балтии и юго-востока, продаваемых европейским электростанциям в качестве экологически чистой замены угля. .

Добавьте к этому растущий рынок картона, вызванный ненасытным спросом на упаковку со стороны Alibaba и Amazon, говорит профессор Института лесных исследований Лаури Сиканен, а сажать мягкие балансы «все равно что сажать деньги».

«Это беспроигрышный вариант», – говорит Джон Кляйн, архитектор и дизайнер из Массачусетского технологического института, который разрабатывает серию сборных деревянных офисных и жилых домов в рамках подготовки к 2021 году, когда будут внесены изменения в кодекс США. позволит возвести полностью деревянные высотки до 18 этажей . (В настоящее время самым высоким в США является восьмиэтажный дом Carbon12 в Портленде, штат Орегон.)

Будут ли небоскребы будущего деревянными?

 

«Когда Бостон говорит о углеродной нейтральности в зданиях, – говорит Кляйн, – они всегда говорят только об эксплуатационной энергии. Никто никогда не говорит о материалах ».

Как и многих дизайнеров, занимающихся массовым деревом, Кляйна сначала привлекла среда по экологическим причинам. Бетон и сталь, каждый из которых требует нескольких циклов дробления, измельчения и (в случае стали) плавления горных пород, требуют больших затрат энергии и, следовательно, выбросов диоксида углерода. Примерно 8 процентов от общего объема выбросов углерода в мире приходится на производство цемента и бетона, при котором на каждую произведенную тонну выделяется около полтонны опасного парникового газа двуокиси углерода (CO 2 ). При производстве стали, на долю которой приходится около 5 процентов всех выбросов , выделяется почти в два раза больше выбросов CO2 .

Массовая древесина, напротив, обещает заменить материал, который выделяет огромное количество углерода – если бы цемент и бетон производились в стране, она была бы третьим по величине источником выбросов углерода в мире после США и Китая – на материал, который мог бы его хранить. Еловые бревна под Йоэнсуу, как и перегруженные производственные леса Орегона и Северной Каролины, в основном были сделаны из углерода, который деревья извлекли из атмосферы. Это означает, что массовая древесина теоретически может долгое время накапливать этот углерод в стенах зданий. В лесных плантациях, откуда они пришли, на их месте росли новые деревья.

Но со временем, помимо экономии углерода, Кляйн пришел к выводу, что дерево просто лучший материал для многих целей, который позволит создать новое поколение легких и прочных конструкций, устойчивых к пожару и взрыву . Хотя массивная древесина не такая прочная, как сталь, она также не так быстро разрушается под прямым нагревом. Сторонники массовой древесины говорят , что это гораздо более плотный и более пожаробезопасны то виды древесины , используемые для создания таких структур , как Нотр – Дам, построенный из 1300-летних деревьев , которые сжигаются легко , когда собор загорелся в апреле 2019 года.

«Вы получаете массивную деревянную балку [горящую], и она становится красивой, предсказуемой обугленной», – говорит Кляйн.

Города будущего

Вернувшись в вестибюль Научно-исследовательского института леса, захватывающее дух строение из массивной древесины, которое выглядит как нечто среднее между ковчегом, птичьим гнездом и огромной уютной сосновой шишкой, Асикайнен показывает мне множество древесных композитов, которые может заполнить здания Кляйна. Существует кросс-ламинированная древесина (CLT), которая выглядит как полоски сердцевины толщиной в дюйм, расположенные как набор Jenga для производства блока, который в значительной степени является определением слова твердый. Или клею-лам , из которого изготавливают конструкционные балки, похожие на чрезвычайно прочную фанеру, и LVL – клееный брус, из которого получаются отличные тяжелые балки, образующие каркас многоквартирного дома.

Для такого дизайнера, как Кляйн, эти блоки не просто используют меньше углерода, чем бетон или сталь, они лучше подходят для современной архитектуры. «Сейчас мы в основном учёные-информатики», – говорит он, и дерево – просто лучший, более пластичный материал для программ проектирования, которые он использует для моделирования планировок зданий, исходя из потребностей своих клиентов, которые постоянно меняются.

Кляйн предвидит будущий бум урбанизации, подобный тому, который он наблюдал в Китае в начале 2010-х годов, когда он работал с головокружительной скоростью, проектируя многоэтажные дома, когда города вроде Шанхая заполнялись, чтобы разместить миллионы, переезжающие туда. По его словам, массивную древесину гораздо проще настроить и изготовить заранее, чем бетон или сталь: это позволяет дизайнерам отправлять планы непосредственно на завод, чтобы построить их в соответствии со спецификациями в практике, которую он называет «файл на завод». Это приводит к более быстрому строительству, снижению затрат на рабочую силу и меньшему разрушению существующих городов.

«Прямо сейчас каждое здание – это прототип», – говорит он, – построенный в соответствии со спецификацией, никогда не повторяющийся.

Если бы это было неправдой, думает Кляйн, его фирма могла бы предложить многолюдным городам 2020-х годов линейку стандартизированных, настраиваемых, среднеэтажных квартир и офисных зданий, в основном сделанных из модульных массивных деревянных конструкций, которые разработчики могли бы заказать по спецификации, как IKEA. диваны, которые, конечно же, представляют собой изделия из дерева новой модели, изготовленные из древесноволокнистых плит средней плотности (МДФ) или прессованной древесной стружки.

Контролируемые леса

Но несмотря на всю шумиху вокруг массовой древесины, только несколько американских фирм к востоку от Миссисипи производят ее. На данный момент это означает, что если вы хотите построить здание из CLT, вам придется заказывать материалы в Европе, на таких заводах, как Binderholz в потрясающей долине Циллерталь в австрийских Альпах.

Там Натали Биндер пилотирует свой Mercedes Benz на высокой скорости через массивную лесопилку своей семейной лесопилки, кружась вокруг груд еловых бревен высотой 30 футов и встречных вилочных погрузчиков. Вокруг нас склоны долины, кажется, касаются неба, покрытые альпийскими лесами, где Ханс Биндер, семейный патриарх и дед Натали, работал пастухом и лесорубом, чтобы заработать деньги на покупку семейной лесопилки.

Теперь это империя, преобразованная в результате решения последующих поколений Binders посвятить семью массовому производству древесины, которая сегодня превращается в головокружительный ассортимент продукции на своих 13 заводах, от клееного бруса до несущих плит из массивной древесины.

Биндер, выросший на семейных фабриках: «Когда мне было восемь, если я хотел новое седло для моей прыгающей лошади; «Мне пришлось потратить сотню часов на то, чтобы записывать или отвечать на звонки», – говорит она, – уверенно и неуклонно пробегает по лесопилкам, наблюдая, как все еловые бревна аккуратно окорены, чтобы заправить генераторы, которые работают на заводе, а затем проноситься сквозь решетку лесопилок. лезвия, которые быстро разрезают их в соответствии со спецификациями, создавая толстые доски, которые будут склеиваться и подвергаться термическому прессованию для изготовления нестандартных деревянных конструкций, заказываемых такими клиентами, как Klein.

Возможно, это кажется странным, что архитекторам в США приходится импортировать массовую древесину из Европы, когда в настоящее время существует такое перенасыщение сосной строительного качества, что землевладельцы на юго-востоке продают свои молодые деревья, чтобы сделать салфетку или пух для пеленок, вместо того, чтобы позволить им зрелый.

Отчасти это связано с тем, что у Биндерхольца есть то, чего нет ни у одной фирмы в США: развитая цепочка поставок CLT, которая тянется на сотни миль по железнодорожным линиям и на 50 миль по маршрутам грузовиков в окружающие еловые леса. Тем не менее, по словам Биндера, несмотря на огромные поставки компании, поставки на завод обманчиво высоки. Лесопилка никогда не имеет запаса более чем на 10 дней; он полагается, как и все компании, производящие продукцию из древесины, на хрупкую основу, состоящую из готовых запасов деревьев, на выращивание которых могут потребоваться десятилетия, и это происходит из-за того, что ландшафты требуют еще большего производства.

Это означает, во-первых, конкуренцию. «Каждый, кто занимается новыми« зелеными »технологиями – биотопливом, биопластиком – думает, что получит леса для своего дела», – говорит Мэри Бут, руководитель Партнерства за целостность политики в Массачусетсе. «Не то чтобы вокруг лежало огромное количество неиспользуемой земли, ожидающей, пока мы возделываем на ней что-то великое».

Во-вторых, все это, от самой быстро используемой туалетной бумаги до самых долговечных деревянных балок, уговаривается с земли благодаря своего рода тщательному контролю над лесами, который больше не является желательным – или даже невозможным.

История планирования

Сразу за границей с Германией от Биндерхольца 82-летний баварский лесник Альбрехт фон Бодельшвингх идет по немецкому производственному лесу, чтобы показать мне, как они обеспечили поставку древесины, не обнажая ландшафта.

Его профессия основана на парадоксе, который возник в 17 веке, когда в растущих промышленных городах Центральной Европы стало не хватать древесины. Легко забыть , что перед ископаемым эры топлива, древесина является необходимым ингредиентом во всем , от серебра плавки для строительства в выпечке, и ранние лесоводы , как 17 – го века-Ханс Карл фон Carlowitz- первым опубликовал на концепции устойчивого развития – пришлось выяснить, как гарантировать стабильные поставки урожая, который сжигается часами, но растет целые человеческие жизни.

Ответ Германии на этот вопрос дал миру, хорошо это или плохо, жестко управляемый стиль лесного производства, который позже распространился на такие страны, как Финляндия и Соединенные Штаты. В XIX веке Генрих Котта ввел строгую систему строгого объемного анализа, чтобы землевладельцы – и государство – всегда знали, сколько древесины было под рукой.

Землевладельцы должны были ежегодно представлять государству прогнозы состояния своих лесов с подробным описанием своих планов на 10 лет вперед. Это было необходимо из-за того, что не давало покоя работе Котты: призрак упадка, мира, лишенного строительных материалов и топлива. Еловый лес, через который проходил фон Бодельшвинг, был торфяным болотом, прежде чем местные семьи во время нехватки древесины выкапывали и сушили торф, чтобы отапливать свои дома и печи.

Теперь торфа не было, и заболоченный лес, который когда-то вырос из него, превратился в засушливые земли. Этот танец с коллапсом, как писал Котта в своем основополагающем предисловии 1817 года, лежал в основе профессии лесника, которого он сравнивал с врачом, который лечит пациента, находящегося в длительном и хроническом упадке: «Хороший врач позволяет людям умереть; бедный убивает их. С таким же правом можно сказать, что хороший лесник допускает, чтобы самые совершенные леса стали менее такими; бедный их балует ».

Идеи Cotta о неукоснительном управлении и резервном планировании благодаря диаспоре немецких лесников в конце 19-го века стали последними достижениями во всем мире, внедряя новые методы, такие как рядовая посадка деревьев в качестве товарных культур и первые промышленные культуры. масштабные сплошные вырубки с последующими посаженными рядами саженцев. В начале 1900-х годов немецкий лесничий Карл Шенк обучил большую часть первого поколения лесной службы США в однокомнатной лесной школе – первой в Америке – в горах Фореста Писга, Северная Каролина.

Несмотря на его любовь к лесам Аппалачей и его сожаление по поводу диких бухт с массивными старовозрастными каштанами и тюльпановыми тополями, которые он расчистил для своего босса, Джорджа Вандербильта, Шенка и подобных ему посланников помогли внедрить систему, которая постепенно вытеснила дикую природу. леса в пользу системы управления лесами, которая рассматривает «здоровье леса» как неотделимое от способности лесного массива обеспечивать запланированное производство дощатых досок из пиломатериалов или волокна для промышленного использования.

Если судить исключительно по надежному производству пиломатериалов, эта система оказалась чрезвычайно успешной.

Сегодня в Баварии вырубают деревья, которые были посажены для этой цели до американской революции. Между тем, в Соединенных Штатах “запасы” древесины настолько высоки, что Лесная служба США, как и Финский институт лесных исследований, тратит деньги на исследования на потенциальных рынках, таких как массовое деревянное строительство. В 2019 году они выделили почти 9 миллионов долларов в виде грантов на инновационные проекты в области древесины. 

И все же на юге Америки, который лесорубы и фермеры хвастаются как «корзина древесины для мира», за ростом запасов кроется еще большее сокращение. (Сторонники индустрии любят говорить, что леса растут, что верно, если вы понимаете под словом «лес» просто территорию, которая не зонирована ни для чего другого, независимо от того, какие деревья на ней есть, если таковые имеются. в данный момент. По данным Министерства сельского хозяйства США, сплошной вырубкой все еще остается лес.)

С 1952 года, когда в регионе появились первые лесные плантации, эти хорошо управляемые леса, питаемые гербицидами и пестицидами и с минимальным биологическим разнообразием, распространили монокультуры лоблольной сосны на примерно 14 миллионов гектаров – площадь немного больше, чем Флорида, – большая часть ее бывший естественный лес. По состоянию на 2015 год во всем мире насчитывалось 296 миллионов гектаров посаженных лесов – это площадь примерно такая же, как в Индии, и эта площадь неумолимо увеличивается примерно на один процент в год.

Бесполезные планы

В последние десятилетия немецкое лесное хозяйство отошло от сплошных рубок к практике, напоминающей садоводство в чрезвычайно долгом масштабе, ландшафте, как с гордостью сказал мне один немецкий владелец лесопилки, «где вы не знали, что они рубят лес».

Но эти спланированные системы, как сказал мне финский исследователь Асикайнен, опираются на две шаткие основы. Им нужна земля, за которую они соревнуются с дикими землями и пахотными землями. И они требуют, чтобы условия оставались предсказуемыми на протяжении десятилетий или даже столетий, что делает их уязвимыми для нынешней эпохи растущих климатических изменений.

Теперь баварский лесник фон Бодельшвинг говорит: «Мы больше не можем планировать. Мы строим свои схемы, но они бесполезны ».

Лесной пейзаж Германии находится в тисках травматических изменений: от ярко цветущих азиатских декоративных растений, разрывающихся среди речного тростника, до умирающего хвойного дерева, тратящего последние силы в последнем порыве шишек. Во дворе фон Боденшвинга деревья быстро растут в условиях рекордной европейской жары, становятся толстыми от CO 2 и азота, ускоряются вверх, как подростки в неконтролируемом рывке, опережая собственные корневые клумбы, так что сильный снегопад или сильный ветер могут их принести. вниз легко.

Он указывает на молодые ели, растущие на старом торфяном болоте, потомки более старых елей, которые их окружают. Они выросли в дупле, вырванном в лесу в 1990-х годах Вивиан и Вибке, парой зимних торнадо, разрушивших лесную промышленность Германии.

Эти бури, как говорит Эстер фон Рём, лесорубка, работавшая на местного магната, владевшего елью, были травматичными. Теперь они были настолько обычными, что она и фон Бодельшвинг изо всех сил пытались вспомнить имена каких-либо недавних.

В дополнение к этому, два лесника ссылаются на другие нападения: колонии жуков, переждавшие новую мягкую зиму в мертвом лесу, оставленном сильными ветрами, и которые в этом году агрессивно предприняли вылазку для нападения на новые насаждения. Корневая гниль, которая распространяется от зараженных пней под землей через грибковые сети, соединяющие деревья. Грибки, которые сгнили изнутри лиственных деревьев, так что, наконец, новые сильные ветры уничтожили их.

«Через пять лет, – говорит фон Бодельшвингх, указывая на дерево с лысеющей кроной, – на этой земле больше не будет ясеней. И это то, с чем придется столкнуться каждому в Германии, потому что он умирает повсюду ».

По его словам, этого «нельзя найти в книгах». Вы не можете найти это в истории. Наши учителя не могут нам ничего сказать. Теперь наши 10-летние планы бесполезны. Иногда бывает даже годичный [план] ».

В баварском лесу нас окружают признаки некой неуловимой декомпенсации, частые разрушения в сельской экономике. Капкан покрывает земля, столько , сколько может быть собраны в 10 обычных лет надлежащего управления, фон Рем говорит, так что цены на еловые бревна резко упали, убирая стимул для лесного хозяйства , чтобы очистить свои участки и оставляя место для деструктивных жуков в въезжать.

Марк Кастельну, эксперт по пожарам из Каталонии , считает, что густонаселенные леса Центральной Европы могут скоро столкнуться с новой эрой лесных пожаров, подобных тем, которые поразили Средиземное море, если потепление, болезни лесов и заброшенность сельских районов продолжат распространяться. «И это, – говорит Кастельну, – кошмарный сценарий».

Адаптировать и разнообразить

Решение, поскольку оно существует, говорит финский ученый Асикайнен, предпочитает адаптацию планированию и разнообразие монокультуре. То есть разворот тенденций последних двух столетий. Вернувшись в Институт исследования древесины в Финляндии, он загружает свой компьютер, чтобы показать мне тепловую карту: прогнозируемый риск потерь от ветра на заданных участках, расположенных на берегу озера в восточной Финляндии, где у него есть коттедж.

Он считает, что парадигмой будущего будет «управление рисками», а не строгое и жесткое планирование, как было раньше: использование дистанционного зондирования и прогнозной аналитики, чтобы помочь землевладельцам учесть будущие потери от корневой гнили, грибков, насекомых, пожаров. , или ураганы.

«Люди сократят циклы вырубки», – говорит он, а это означает, что плантационные леса в среднем будут хранить меньше углерода.

Это также означает острую необходимость переоснащения существующей системы, которая считается необходимой для постоянного производства потребительских товаров длительного пользования и одноразового использования, на которые привыкло полагаться общество потребления западного образца. По словам Асикайнена, теперь зависимость от такой системы больше похожа на препятствие: «Старая эра промышленных монокультурных лесов, ставшая стандартом во всем мире, сделала лесоперерабатывающую промышленность чрезвычайно уязвимой для любых новых вредителей или изменений в окружающей среде.

«Стратегия, построенная вокруг большего биоразнообразия, может быть более устойчивой к рискам, чем монокультуры», – говорит он. «Мы должны восстановить лес, чтобы соответствовать меняющимся условиям роста. Нам нужно восстановить лес и отдать предпочтение устойчивым видам деревьев ».

Один из ответов, основанный на работах Котты XIX века, может заключаться в большем принятии одной из самых табуированных тем на современном Западе: упадка. «Подобно тому, как хороший врач не может препятствовать тому, чтобы люди умирали, потому что такова природа, так и лучший лесник не может препятствовать тому, чтобы леса, пришедшие к нам из прошлых времен, стали меньше теперь, когда они используются», – написал Котта в Предисловие .

На тепловой карте компьютера Асикайнена один регион возле его каюты светится освежающим синим цветом: низкий риск. Это потому, что этот район, вздыхает Асикайнен, сам по себе был монокультурой: владелец продал свою ель и пересадил ее новыми саженцами. Саженцы стояли аккуратными рядами, такие же дикие, как кукуруза, жилистые и волокнистые, как хлопок, их молодые тела легко сгибались на ветру при любых изменениях.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
ALLBOARD: Каталог полезных статей
%d такие блоггеры, как: