Trajnostna gradnja je koncept, ki je že nekaj desetletij zelo razširjen, ne samo v Evropi ampak po celem svetu in narekuje uporabo okolju prijaznih materialov za izdelavo skoraj vseh tipov konstrukcij in konstrukcijskih sklopov v sodobnih stavbah. Če govorimo o trajnostnem in okolju prijaznem materialu, nas odgovor vedno pripelje do lesa ali lesenih proizvodov. Eden izmed materialov oz. proizvodov, ki je doživel ogromno rast v zadnjih desetletij, so tako imenovane križno lepljene plošče – CLT plošče (ang. Cross Laminated Timber).

CLT plošče so lesni proizvod, sestavljen iz lepljenih panelnih elementov, ki so lepljeni tako, da se vlakna posameznih slojev križajo pravokotno. V procesu proizvodnje je zaželeno, da so sloji CLT plošč izrezani iz istega drevesa. Večinoma je število panelov liho, vendar v zadnjih časih v uporabo prihajajo tudi paneli s sodim številom panelov. Ker je masivni les izjemno anizotropen material (ima različne mehanske lastnosti v različnih smereh), se lahko s križanjem vlaken v posameznih medsebojno pravokotnih smereh bistveno poveča togost tovrstnih elementov.

Zaradi te lastnosti se danes v Evropi in po svetu CLT plošče uporabljajo za izgradnjo visokih lesenih objektov z več kot 7, 9 … nadstropji. Preden se poglobimo v opis obnašanja visokih lesenih stavb zgrajenih iz CLT plošč, velja omeniti, da trenutna različica Evrokod standardov ne podaja pravila za njihovo dimenzioniranje, zaradi česar je za projektiranje tovrstnih objektov potrebno uporabiti tuje standarde, predvsem ameriške.

Ko pogledamo situacijo z že zgrajenimi objekti iz CLT plošč, lahko takoj ugotovimo, da se velika večina nahaja na potresno malo aktivnih področjih (ZDA, Združeno Kraljestvo, Skandinavske države, Kanada …). V Italiji v Milanu se tovrstni objekti v zadnjih dvajsetih letih pospešeno gradijo, kar je zaenkrat zadosten dokaz, da je njihova gradnja možna tudi na potresno aktivnih območjih.

Da bi gradnja objektov iz CLT plošč bila ekonomsko opravičljiva, je potrebno, da ima država izvor zadostne količine osnovne surovine – lesa, ter podjetja, ki bi v zadostni meri izdelovala potrebne lesne proizvode. Zaradi tega trenutno vlada ekspanzija tovrstnih objektov v Skandinavskih državah. Trenutno največji objekt Mjøstårnet, zgrajen iz lesenih proizvodov, se nahaja na Norveškem v mestu Brumunddal. Višina tega objekta je 85,4 m, stavba pa ima 18 nadstropij. Ta stavba je izjemno specifična iz tega razloga, da so vsi horizontalni in vertikalni nosilni elementi zgrajeni izključno iz lesa. Večina nosilnih elementov ni izdelana iz CLT plošč, ampak iz lepljenih lesenih elementov. Elementi, ki pa so zgrajeni iz CLT-ja, pa so stopnice, balkoni ter jedra za dvigala. Stavba ima skupno tlorisno površino okoli 11.300 m2. V sklopu stavbe so hotel, apartmaji, pisarne, restavracije ter bazen površine okoli 4700 m2, ki je dograjen prvem nadstropju.

Naši sosedi Avstrijci držijo titulo druge najvišje lesene stavbe na svetu, ki je HoHo Tower na Dunaju [1]. Takoj je treba razjasniti, da ta objekt ni izključno leseni objekt, saj je jedro izgrajeno iz armiranega betona. Višina te stavbe znaša 84 m, njegova etažnost pa je 24 nadstropij. HoHo Tower je le del večjega kompleksa, ki je sestavljen iz petih objektov, katerih etažnost variira izmed 6 in 24 nadstropij. Pod celotnim kompleksom je zgrajena lupinasta AB konstrukcija, ki služi kot podzemna garaža. Več kot 76 % objekta je zgrajenega iz CLT plošč.

V Kanadi se  nahaja veliko visokih stavb iz CLT plošč. Najvišja izmed njih je tako imenovana stavba Brock Commons Tallwood House [2], ki je v bistvu 18-nadstropni študentski dom, čeprav tudi ta stavba ni povsem lesen objekt, saj je znotraj stavbe vgrajeno veliko število jeklenih konstrukcijskih elementov, ki služijo kot zavetrovalna konstrukcija proti vplivom vetra in potresa. CLT plošče so pri tej stavbi uporabljene predvsem za etažne plošče. Pri tem so uporabljeni 5-slojni paneli. Te plošče so povezane z jeklenimi povezovalnimi elementi na stebre, ki so zgrajeni iz lepljenega lesa. Dodatni nivo horizontalne stabilizacije je zagotovljen z dvema armiranobetonskima jedroma, ki segata čez celotno višino objekta ter hkrati služita za vertikalno komunikacijo, saj so v njiju vstavljena dvigala, okoli jeder pa so seveda zgrajene stopnice.

Do zdaj smo govorili o nekaterih objektih, pri katerih je CLT le eden izmed materialov, ki tvori celoten konstrukcijski sistem. Končno pa je čas, da nekaj povemo o stavbi, ki je zgrajena izključno iz CLT plošč, saj so vsi konstrukcijski elementi (plošče, stene, stopnišča in stabilizacijsko jedro) izdelani iz tega materiala. Govorimo o stavbi Yoker, 7-nadstropnem stanovanjskem objektu, zgrajenem v Glasgowu na Škotskem. Stavba je približno simetrična okoli osi Y, okoli osi X pa ne. V stavbo je vgrajenih pet različnih vrst CLT panelov, vsi različnih debelin in števila slojev. Skupna višina stavbe je okoli 17 m.

Ko govorimo o visokih objektih, bi bilo izjemno arogantno, da pri tem ne omenimo japonskih inženirjev. Čeprav se v današnjem času zaradi vsem znanih razlogov izjemne seizmične nevarnosti, na Japonskem gradi izključno iz jekla in betona, obstajajo plani, da bodo do leta 2041 zgradili daleč najvišji leseni objekt. Ta projekt se imenuje W350 Project [3]. Planirajo, da bodo do leta 2041 zgradili 350 m visok, 70-nadstropen nebotičnik, ki bo, ne samo najvišji japonski nebotičnik ampak tudi daleč najvišji leseni objekt na svetu.

Seveda izgradnja takšnega objekta ni možna izključno v leseni izvedbi. Zardi tega se bodo ekstenzivno uporabljali jekleni povezovalni elementi, ki bodo imeli funkcijo varovanja proti vplivom potresa in vetra. Zaenkrat načrti ne predvidevajo uporabe betona, razen pri izgradnji temeljnih konstrukcij. Logika v ozadju tega projekta je ta, da izkoristijo ogromen potencial japonskih lesnih bogastev ter da sčasoma začnejo menjati beton za trajnostnejše materiale, saj želijo ozeleniti mesta. Ker je Japonska najbolj potresno aktivno območje na svetu, je logika uporabe lesenih objektov takšna, da je tovrstne objekte bistveno lažje odstraniti in ponovno zgraditi v primeru katastrofalnega potresa. Zaenkrat je vloga, ki bi jo v tem projektu igrale CLT plošče, še neznana, saj je projekt le v začetni fazi.

Slovenija je izjemno bogata država, saj je skoraj dve tretjini (58 %) države pokrite z gozdom. Takšno količino zalog se da zelo previdno, ampak tudi zelo učinkovito, izkoristiti v namen izboljšanja slovenskega gradbeništva. Trajnostna gradnja je zelo smiseln trend, vsi skupaj pa moramo prispevati k njenemu napredku. Nadgradnja lesne industrije Slovenije in uporaba lesa ter različnih lesnih proizvodov v gradbeništvu pa je ključnega pomena za uspeh trajnostne gradnje.

V tem kratkem opisu značilnih objektov iz CLT plošč se je dalo ugotoviti, da so CLT plošče kot material izjemno vsestranske, saj se lahko uporabljajo za izgradnjo objektov, zgrajenih izključno iz njih, ali pa kot spoj več materialov v enotnem konstrukcijskem sklopu.

Avtor: Đorđe Đukić

Viri:

[1] https://lightwood.org/worlds-tallest-timber-building-hoho-tower-in-vienna/ (pridobljeno 15. 5. 2021.)

[2] https://www.thinkwood.com/projects/brock-commons-tallwood-house (pridobljeno 15. 5. 2021)

[3] https://www.dezeen.com/2018/02/19/sumitomo-forestry-w350-worlds-tallest-wooden-skyscraper-conceptual-architecture-tokyo-japan/ (pridobljeno 15. 5. 2021)