Czy wieżowce przyszłości będą drewniane?

Будут ли небоскребы будущего деревянными? 67c4a2c68c259.gif Przydatne porady

Według Asikainena, wiceprezesa wykonawczego Instytutu Badań Leśnych Uniwersytetu Wschodniej Finlandii, budynek ten jest najwyższym drewnianym budynkiem na świecie.
„Och, mają jeden w Oslo, 13-piętrowy” – mówi z tajemniczym uśmiechem – „ale ich parter jest betonowy”. My mamy cały z drewna.

„To sytuacja korzystna dla obu stron” – mówi John Klein, architekt i projektant z Massachusetts Institute of Technology, który opracowuje serię prefabrykowanych drewnianych budynków biurowych i mieszkalnych w ramach przygotowań do zmian w amerykańskim kodeksie, które wejdą w życie w 2021 roku. Umożliwi to budowę w pełni drewnianych wieżowców o wysokości do 18 pięter. (Obecnie najwyższym budynkiem w USA jest ośmiopiętrowy Carbon12 w Portland w stanie Oregon).

„Kiedy Boston mówi o neutralności węglowej w budynkach” – mówi Klein – „zawsze mówi się tylko o zużyciu energii. Nikt nigdy nie mówi o materiałach”.

Podobnie jak wielu projektantów pracujących z drewnem litym, Klein początkowo zainteresował się tym materiałem ze względów środowiskowych. Beton i stal, z których każdy wymaga kilku cykli kruszenia, mielenia i (w przypadku stali) topienia skał, wymagają dużych ilości energii, a w konsekwencji emisji dwutlenku węgla. Około 8 procent całkowitej objętości emisji dwutlenku węgla na świecie przypada na produkcję cementu i betonu, podczas której na każdą wyprodukowaną tonę uwalnia się około pół tony niebezpiecznego gazu cieplarnianego, dwutlenku węgla (CO2  )  . Podczas produkcji stali, która odpowiada za około 5 procent wszystkich emisji, uwalnia się prawie dwa razy więcej CO2  .

Z drugiej strony, drewno masowe obiecuje zastąpić materiał emitujący ogromne ilości dwutlenku węgla – gdyby cement i beton były produkowane w tym kraju, byłby on trzecim co do wielkości źródłem emisji dwutlenku węgla na świecie po Stanach Zjednoczonych i Chinach – materiałem, który może go magazynować. Kłody świerkowe w pobliżu Joensuu, podobnie jak zatłoczone lasy produkcyjne Oregonu i Karoliny Północnej, składały się głównie z węgla, który drzewa pochłonęły z atmosfery. Oznacza to, że drewno masowe może teoretycznie gromadzić ten węgiel w ścianach budynku przez długi czas. Na plantacjach leśnych, z których pochodziły, wyrosły na ich miejscu nowe drzewa.

Z czasem jednak, oprócz oszczędności węgla, Klein doszedł do wniosku, że drewno jest po prostu najlepszym materiałem do wielu zastosowań, co pozwoli na stworzenie nowej generacji lekkich i wytrzymałych konstrukcji odpornych na ogień i wybuch. Chociaż lite drewno nie jest tak wytrzymałe jak stal, nie ulega również tak szybkiemu rozkładowi pod wpływem bezpośredniego ciepła. Zwolennicy litego drewna twierdzą, że jest ono znacznie gęstsze i bardziej ognioodporne niż gatunki drewna używane do budowy takich konstrukcji jak Notre Dame, zbudowane z 1300-letnich drzew, które łatwo się spalają, gdy katedra spłonęła w kwietniu 2019 roku.

„Dostajesz wielki kawałek drewna [rozgrzewającego się] i uzyskujesz przyjemny, przewidywalny efekt przypalenia” – mówi Klein.

Miasta przyszłości

Z powrotem w holu Instytutu Badawczego Leśnictwa, zapierającej dech w piersiach konstrukcji z litego drewna, która wygląda jak coś pomiędzy arką, ptasim gniazdem a ogromną, przytulną szyszką, Asikainen pokazuje mi liczne kompozyty drewniane, którymi można wypełnić budynki Kleina. Jest tam drewno klejone krzyżowo (CLT), które wygląda jak calowe paski drewna twardzielowego ułożone jak klocki Jenga, tworzące blok, który jest w zasadzie definicją litego drewna. Albo klejone drewno warstwowe, z którego wykonuje się belki konstrukcyjne, podobne do niezwykle wytrzymałej sklejki, oraz LVL, czyli belka klejona, z której uzyskuje się doskonałe, ciężkie belki tworzące szkielet budynku mieszkalnego.

Dla projektanta takiego jak Klein, te bloki nie tylko zużywają mniej węgla niż beton czy stal, ale także lepiej pasują do nowoczesnej architektury. „Teraz jesteśmy głównie informatykami” – mówi, a drewno to po prostu najlepszy, bardziej plastyczny materiał do oprogramowania projektowego, którego używa do modelowania planów pięter w oparciu o stale zmieniające się potrzeby swoich klientów.

Klein przewiduje przyszły boom urbanizacyjny podobny do tego, który obserwował w Chinach na początku lat 2010., kiedy pracował w zawrotnym tempie, projektując wieżowce, gdy miasta takie jak Szanghaj zapełniały się, aby pomieścić miliony ludzi, którzy się tam przeprowadzali. Jak twierdzi, lite drewno jest znacznie łatwiejsze w montażu i obróbce z wyprzedzeniem niż beton czy stal, co pozwala projektantom wysyłać plany bezpośrednio do fabryki, gdzie są one budowane zgodnie ze specyfikacjami, w ramach praktyki, którą nazywa „z pliku do fabryki”. Prowadzi to do szybszej budowy, niższych kosztów pracy i mniejszego zniszczenia istniejących miast.

„Obecnie każdy budynek jest prototypem” – mówi – „zbudowanym zgodnie ze specyfikacją, nigdy nie powtórzonym”.

Gdyby nie było to prawdą, uważa Klein, jego firma mogłaby zaoferować zatłoczonym miastom w latach dwudziestych XXI wieku szereg standardowych, konfigurowalnych, średniopiętrowych apartamentów i budynków biurowych, w większości wykonanych z modułowych konstrukcji z litego drewna, które deweloperzy mogliby zamawiać według specyfikacji, tak jak w przypadku IKEA. sofy, które oczywiście są nowymi modelami produktów drewnianych wykonanych z płyty pilśniowej średniej gęstości (MDF) lub prasowanych wiórów drewnianych.

Lasy kontrolowane

Jednak pomimo całego szumu wokół drewna klejonego warstwowo, tylko kilka amerykańskich firm na wschód od Missisipi go produkuje. Oznacza to, że obecnie, aby zbudować budynek z CLT, trzeba zamówić materiały z Europy, z fabryk takich jak Binderholz w malowniczej dolinie Zillertal w austriackich Alpach.

Tam Nathalie Binder prowadzi swojego Mercedesa Benz z zawrotną prędkością przez ogromny tartak należący do jej rodzinnego tartaku, okrążając 9-metrowe stosy świerkowych kłód i nadjeżdżające wózki widłowe. Wokół nas, porośnięte alpejskimi lasami, zbocza dolin zdają się dotykać nieba. Hans Binder, patriarcha rodziny i dziadek Natalie, pracował jako pasterz i drwal, aby zarobić na zakup rodzinnego tartaku.

Oto imperium, które przekształciło się na skutek decyzji kolejnych pokoleń.

Binder, która dorastała w rodzinnych fabrykach: „Kiedy miałam osiem lat, gdy chciałam kupić nowe siodło dla mojego konia do skoków, musiałam spędzić sto godzin na nagrywaniu i odbieraniu połączeń” – mówi – „pewnie i nieustannie przebiegać przez tartaki, obserwując, jak wszystkie kłody świerkowe są starannie cięte, by zasilić generatory zasilające fabrykę, a następnie pędzić przez kraty tartaków”. Brzeszczoty, które szybko tną je zgodnie ze specyfikacją, tworząc grube deski, które będą klejone i prasowane na gorąco, aby tworzyć niestandardowe konstrukcje drewniane zamawiane przez klientów, takich jak Klein.

Może wydawać się dziwne, że architekci w Stanach Zjednoczonych muszą importować ogromne ilości drewna z Europy, podczas gdy obecnie mamy tak duży nadmiar drewna sosnowego nadającego się do celów budowlanych, że właściciele gruntów na Południu Wschodnim sprzedają młode drzewa, aby wytwarzać z nich serwetki lub puch do pieluszek, zamiast pozwolić im urosnąć.

Po części wynika to z faktu, że Binderholz ma coś, czego nie ma żadna inna firma w USA: rozległy łańcuch dostaw CLT, który rozciąga się na setki mil wzdłuż linii kolejowych i 50 mil tras dla ciężarówek do okolicznych lasów świerkowych. Jednak, według Bindera, pomimo ogromnych dostaw firmy, dostawy do zakładu są zwodniczo wysokie. Tartak nigdy nie ma zapasów na dłużej niż 10 dni; opiera się, jak wszystkie firmy produkujące produkty z drewna, na kruchym fundamencie, który stanowią gotowe zapasy drzew, których wzrost może trwać dekady, a to dlatego, że tereny zielone wymagają jeszcze większej produkcji.

Oznacza to przede wszystkim konkurencję. „Każdy, kto angażuje się w nowe, „zielone” technologie – biopaliwa, bioplastiki – myśli, że zdobędzie lasy dla swojej firmy” – mówi Mary Booth, dyrektor wykonawcza Massachusetts Partnership for Policy Integrity. „To nie jest tak, że leży tam mnóstwo niewykorzystanej ziemi, czekając, aż wyhodujemy na niej coś wspaniałego”.

Po drugie, wszystko to, od najszybciej zużywającego się papieru toaletowego po najtrwalsze drewniane belki, pozyskuje się z ziemi dzięki swoistej starannej kontroli nad lasami, która nie jest już pożądana – a wręcz niemożliwa.

Historia planowania

Tuż za niemiecką granicą, niedaleko Binderholz, 82-letni bawarski leśnik Albrecht von Bodelschwingh przechadza się po niemieckim lesie produkcyjnym, aby pokazać mi, w jaki sposób udało się im zabezpieczyć dostawę drewna, nie narażając krajobrazu.

Jego zawód opiera się na paradoksie, który narodził się w XVII wieku, kiedy w rozwijających się miastach przemysłowych Europy Środkowej brakowało drewna. Łatwo zapomnieć, że przed erą paliw kopalnych drewno było niezbędnym składnikiem wszystkiego, od przetopu srebra na potrzeby budownictwa po pieczenie, a pierwsi leśnicy, jak XVII-wieczny Hans Karl von Carlowitz, który jako pierwszy opublikował publikacje na temat koncepcji zrównoważonego rozwoju, musieli znaleźć sposób na zapewnienie stabilnych dostaw plonów, które czasami płoną, ale rosną przez całe ludzkie życie.

Odpowiedź Niemiec na to pytanie dała światu, na dobre i na złe, ściśle kontrolowany model produkcji leśnej, który później rozprzestrzenił się na kraje takie jak Finlandia i Stany Zjednoczone. W XIX wieku Heinrich Cotta wprowadził ścisły system precyzyjnej analizy ilości drewna, dzięki czemu właściciele ziemscy – i państwo – zawsze wiedzieli, ile drewna jest w zapasie.

Właściciele gruntów musieli co roku składać państwowym prognozom stanu swoich lasów, szczegółowo opisując swoje plany na kolejne 10 lat. Było to konieczne, ponieważ praca Kotty była naznaczona widmem upadku, spokoju, braku materiałów budowlanych i opału. Las świerkowy, przez który przechodził von Bodelschwing, był torfowiskiem, zanim miejscowe rodziny wykopały i wysuszyły torf, aby ogrzać swoje domy i piece w czasie niedoboru drewna.

Teraz zabrakło torfu, a bagienny las, który niegdyś z niego wyrastał, zamienił się w jałowe ziemie. Ten taniec z załamaniem, jak napisał Cotta w swojej przełomowej  przedmowie  w 1817 roku,  stanowił  sedno zawodu leśnika, który porównał do lekarza leczącego pacjenta w stanie długotrwałego i chronicznego pogorszenia: „Dobry lekarz pozwala ludziom umierać; biedny człowiek ich zabija. Z tym samym prawem można powiedzieć, że dobry leśnik pozwala najdoskonalszym lasom stać się mniej doskonałymi; biednym ich baluet”.

Idee Cotty dotyczące ścisłego zarządzania i planowania rezerwatów, dzięki diasporze niemieckich leśników pod koniec XIX wieku, stały się najnowszymi osiągnięciami na świecie, wprowadzając nowe metody, takie jak rzędowe sadzenie drzew jako upraw towarowych oraz pierwsze uprawy przemysłowe. Ciągłe wycinki na dużą skalę z kolejnymi rzędami sadzonek. Na początku XX wieku niemiecki leśnik Carl Schenck szkolił większość pierwszego pokolenia Służby Leśnej Stanów Zjednoczonych w jednoizbowej szkole leśnej – pierwszej w Ameryce – w górach Pisgah w Karolinie Północnej.

Pomimo miłości do lasów Appalachów i żalu za dzikimi zatoczkami pełnymi ogromnych, starych lasów kasztanowców i tulipanowców, które wycinał dla swojego szefa, George Vanderbilt, Schenck i inni wysłannicy przyczynili się do wdrożenia systemu, który stopniowo wypierał dzikie lasy na rzecz systemu zarządzania lasami, który traktuje „zdrowie lasu” jako nierozerwalnie związane ze zdolnością masywu leśnego do zapewnienia planowanej produkcji desek z tarcicy lub włókien do użytku przemysłowego.

Sądząc wyłącznie po niezawodności produkcji drewna, system ten okazał się niezwykle skuteczny.

Dziś w Bawarii wycina się drzewa posadzone w tym celu przed rewolucją amerykańską. Tymczasem w Stanach Zjednoczonych „zapasy” drewna są tak duże, że Służba Leśna Stanów Zjednoczonych (US Forest Service), a także Fiński Instytut Badawczy Leśnictwa (FINB), przeznaczają środki na badania potencjalnych rynków zbytu, takich jak budownictwo z drewna klejonego. W 2019 roku  przeznaczyły one  prawie 9 milionów dolarów w formie grantów na innowacyjne projekty w dziedzinie drewna. 

A jednak na amerykańskim Południu, które drwale i rolnicy szczycą się mianem „koszyka drewna dla świata”, za wzrostem rezerw kryje się jeszcze większa redukcja. (Zwolennicy tego przemysłu lubią mówić, że lasy rosną, co jest prawdą, jeśli przez „las” rozumie się po prostu obszar, który nie jest przeznaczony pod nic innego, niezależnie od tego, jakie drzewa się na nim aktualnie znajdują. Według Departamentu Rolnictwa Stanów Zjednoczonych (USDA), wycinka zupełna nadal pozostawia las).

Od 1952 roku, kiedy w regionie pojawiły się pierwsze plantacje leśne, te dobrze zarządzane lasy, odżywiane herbicydami i pestycydami, o minimalnej różnorodności biologicznej, rozprzestrzeniły monokultury sosny loblolly na powierzchni około  14 milionów hektarów  – obszarze nieco większym niż Floryda – w dużej mierze stanowiącym dawny las naturalny. W 2015 roku na całym świecie było 296 milionów hektarów lasów  – obszar mniej więcej równy powierzchni Indii, a obszar ten rośnie nieubłaganie o około jeden procent na godzinę.

Bezużyteczne plany

W ostatnich dziesięcioleciach niemieckie leśnictwo odeszło od ciągłej wycinki na rzecz praktyki przypominającej ogrodnictwo na bardzo dużą skalę, krajobraz, w którym – jak z dumą powiedział mi jeden niemiecki właściciel tartaku – „nie wiedziałeś, że wycinają las”.

Ale te zaplanowane systemy, jak powiedział mi fiński badacz Asikainen, opierają się na dwóch chwiejnych fundamentach. Potrzebują ziemi, o którą konkurują z dzikimi terenami i gruntami ornymi. I wymagają, aby warunki były przewidywalne przez dekady, a nawet stulecia, co czyni je podatnymi na obecną erę narastających zmian klimatycznych.

Bawarski leśnik von Bodelschwing mówi teraz: „Nie potrafimy już planować. Budujemy nasze plany, ale są one bezużyteczne.

Niemiecki leśny krajobraz jest pod presją traumatycznych zmian: od kwitnących azjatyckich roślin ozdobnych, wyrastających pośród nadrzecznych trzcin, po obumierające drzewa iglaste, trwoniące resztki sił w ostatnim pędzie szyszek. Na podwórku von Bodenschwinga drzewa rosną szybko w warunkach rekordowo wysokich europejskich upałów, gęstnieją od CO2  i  azotu, pędzą w górę niczym nastolatki w niekontrolowanym pędzie, wyprzedzając własne korzenie, tak że obfite opady śniegu lub silny wiatr mogą je łatwo obalić.

Wskazuje na młode świerki rosnące na starym torfowisku, potomków starszych świerków, które je otaczają. Wyrosły w dziupli wyrwanej z lasu w latach 90. przez Vivian i Wibke, parę zimowych tornad, które zniszczyły niemiecki przemysł leśny.

Te burze, jak mówi Esther von Röhm, drwalka pracująca dla lokalnego potentata, który posiadał świerk, były traumatyczne. Teraz były tak częste, że ona i von Bodelschwing starali się ze wszystkich sił przypomnieć sobie nazwy ostatnich.

Oprócz tego, dwaj leśnicy wspominają o innych atakach: koloniach chrząszczy, które przeczekały nową, łagodną zimę w martwym lesie, pozostawionym przez silne wiatry, i które w tym roku agresywnie zaatakowały nowe nasadzenia. Gnicie korzeni, które rozprzestrzenia się z zainfekowanych pni pod ziemią poprzez sieci grzybów łączące drzewa. Grzyby, które gniły od wewnątrz drzew liściastych, tak że ostatecznie nowe silne wiatry je zniszczyły.

„Za pięć lat” – mówi von Bodelschwingh, wskazując na drzewo z łysą koroną – „na tej ziemi nie będzie już jesionów. I z tym będzie musiał zmierzyć się każdy w Niemczech, bo on wszędzie umiera”.

Według niego, „tego nie da się znaleźć w książkach”. Nie da się tego znaleźć w historii. Nasi nauczyciele nie potrafią nam niczego powiedzieć. Teraz nasze plany dziesięcioletnie są bezużyteczne. Czasami istnieje nawet plan roczny”.

W Lesie Bawarskim jesteśmy otoczeni oznakami nieuchwytnej dekompensacji, częstego niszczenia gospodarki wiejskiej. Pułapka pokrywa ziemię, tyle ile można zebrać w ciągu 10 lat normalnego gospodarowania, mówi von Rehm, więc ceny świerkowych kłód gwałtownie spadły, co zniechęciło leśników do karczowania gruntów i  otworzyło drogę  do wejścia niszczycielskich chrząszczy .

Mark Castelnu, ekspert ds. pożarów z Katalonii  , uważa, że ​​gęsto zaludnione lasy Europy Środkowej mogą wkrótce stanąć w obliczu nowej ery pożarów lasów, podobnych do tych, które nawiedziły Morze Śródziemne, jeśli ocieplenie, choroby lasów i porzucanie obszarów wiejskich będą się nadal rozprzestrzeniać. „A to” – mówi Castelnu – „scenariusz rodem z koszmaru”.

Dostosuj się i zróżnicuj

Rozwiązanie, jakie istnieje, twierdzi fiński naukowiec Asikainen, preferuje adaptację nad planowaniem i różnorodność nad monokulturą. To znaczy odwrócenie trendów z ostatnich dwóch stuleci. W Instytucie Badań nad Drewnem w Finlandii uruchamia komputer, aby pokazać mi mapę cieplną: przewidywane ryzyko utraty wiatru w określonych miejscach położonych nad brzegiem jeziora we wschodniej Finlandii, gdzie ma domek letniskowy.

Uważa on, że paradygmatem przyszłości będzie „zarządzanie ryzykiem”, a nie ścisłe i sztywne planowanie, jak to było wcześniej: stosowanie teledetekcji i analiz predykcyjnych, aby pomóc właścicielom gruntów uwzględnić przyszłe straty spowodowane gniciem korzeni, grzybami, owadami, pożarami lub huraganami.

„Ludzie skrócą cykle wycinki” – mówi – co oznacza, że ​​lasy plantacyjne będą magazynować średnio mniej węgla.

Oznacza to również pilną potrzebę modernizacji istniejącego systemu, który jest uważany za niezbędny do ciągłej produkcji dóbr konsumpcyjnych o długim okresie użytkowania i jednorazowego użytku, do czego przyzwyczaiło się zachodnie społeczeństwo konsumpcyjne. Według Asikainena, obecnie zależność od takiego systemu stanowi raczej przeszkodę: „Stara era przemysłowych lasów monokulturowych, która stała się światowym standardem, sprawiła, że ​​przemysł przetwórstwa leśnego stał się niezwykle podatny na wszelkie nowe szkodniki lub zmiany w środowisku.

„Strategia oparta na większej bioróżnorodności może być bardziej odporna na zagrożenia niż monokultury” – mówi. „Musimy odtworzyć las, aby sprostać zmieniającym się warunkom wzrostu. Musimy odtworzyć las i dać pierwszeństwo zrównoważonym gatunkom drzew.

Jedną z odpowiedzi, opartą na XIX-wiecznych pracach Cotty, może być większa akceptacja jednego z najbardziej tabuizowanych tematów współczesnego Zachodu: schyłku. „Tak jak dobry lekarz nie może zapobiec śmierci ludzi, bo taka jest natura, tak najlepszy leśnik nie może zapobiec kurczeniu się lasów, które przetrwały do ​​naszych czasów, teraz, gdy są użytkowane” – napisał Cotta we  wstępie  .

Na mapie cieplnej komputera Asikainena, jeden obszar w pobliżu jego chaty świeci orzeźwiającym niebieskim kolorem: niską linią. To dlatego, że ten obszar, wzdycha Asikainen, sam w sobie był monokulturą: właściciel sprzedał swój świerk i obsadził go nowymi sadzonkami. Sadzonki stały w równych rzędach, dzikie jak kukurydza, szorstkie i włókniste jak bawełna, a ich młode pędy z łatwością uginały się na wietrze przy każdej zmianie pogody.

ALLBoard