Konstrukcje drewniane mogą stanowić idealny kompromis pomiędzy naglącą koniecznością redukcji emisji dwutlenku węgla a rozwiązaniem globalnych problemów urbanistycznych, z jakimi zmagają się współczesne miasta. Podczas II edycji Holzbau Forum Polska przekonywano, iż przywrócenie należytego miejsca budownictwu drewnianemu wymaga odrzucenia paradygmatu małego drewnianego domu w lesie i zastąpienia go nowymi technologiami opartymi np. na drewnianym budownictwie modułowym.
W dniach 6?7 marca 2018 roku w Warszawie odbyła się druga edycja międzynarodowej konferencji Holzbau Forum Polska. Blisko 250 uczestników miało okazję wysłuchać 17 wykładów przygotowanych przez doświadczonych ekspertów z zakresu budownictwa drewnianego, uzupełniając swoją wiedzę w strefie wystawienniczej, w której nowoczesne technologie i produkty zaprezentowało 30 wystawców ? od dostawców surowców, poprzez produkty inżynieryjne z drewna, złącza ciesielskie, po narzędzia, oprogramowanie i kompleksowe linie do prefabrykacji.
Dobra, nowoczesna technologia
Choć konstrukcje drewniane znajdują coraz częstsze zastosowanie w praktyce i ostatnie lata pozwalają zaobserwować renesans budownictwa drewnianego zarówno w Europie, jak i w Polsce, o czym przekonywał chociażby Robert Morawski z Kingspan Timber Solution, wciąż musi ono odpierać krzywdzące opinie podważające jego trwałość i bezpieczeństwo. Dlatego w trakcie dwudniowej wymiany rzetelnych informacji, popartych wieloletnim praktycznym doświadczeniem, inspirujących przykładów
i ekonomicznych wyliczeń nie mogło zabraknąć fachowego głosu rozwiewającego najważniejsze obawy dotyczące konstrukcji drewnianych. Zadania tego podjął się dr Andrea Bernasconi z Wyższej Szkoły Inżynierii i Biznesu w Vaud (Szwajcaria), który skutecznie rozprawił się
z obiegowymi opiniami dotyczącymi: odporności ogniowej, interakcji z wodą, właściwościami mechanicznymi i nośnością konstrukcji,
a także stabilnością strukturalną konstrukcji drewnianych.
? Drewno jest dobrym, nowoczesnym sposobem wykonywania współczesnych budynków i tworzenia zabudowanych przestrzeni, a do tego zwyczajnie daje nowe możliwości i spełnia wymagania architektury ? mówił prof. Bernasconi.
? Zalety budownictwa drewnianego nie ograniczają się dziś wyłącznie do domów rodzinnych czy też małych i prostych budynków. Budowle drewniane są dobrą odpowiedzią w zabudowie miejskiej, w budownictwie wielokondygnacyjnym i w architekturze specjalnego przeznaczenia. Technologia nowoczesnych konstrukcji drewnianych daje projektantowi budynku stosowne odpowiedzi na wszystkie wątpliwości techniczne: istnieją rozwiązania tworzące mocne konstrukcje, dodatkowo zapewniające bezpieczeństwo pożarowe i długą trwałość użytkową przy mniejszym oddziaływaniu na środowisko naturalne.
Konstrukcje drewniane ? priorytet w przestrzeniach miejskich
? Jesteśmy przekonani, że drewno może odegrać ważną rolę w walce z globalnymi problemami, z którymi współczesny świat musi się mierzyć. Mamy tylko jedną planetę, a według prognoz Organizacji Narodów Zjednoczonych wzrost globalnej populacji określa się na 10 miliardów ludzi do roku 2050. To 10 miliardów ludzi domagających się swojej sprawiedliwej części już i tak wyczerpanych dóbr naturalnych ? mocnymi argumentami swoją prelekcję poświęconą ?Nowoczesnym metodom projektowania we wsparciu nowoczesnych technologii budowlanych? rozpoczęła Magda Szabert ze specjalistycznego biura projektowego Eurban w Londynie, które w swoim portfolio ma 300 wybudowanych konstrukcji z drewna w systemie CLT i Glulam. ? Trzeba pamiętać, że obecnie tylko około 25% powierzchni lądu jest nieskażone ludzką działalnością i liczba ta szybko maleje. Ten trend można zatrzymać, pod warunkiem że nowoczesne zrównoważone technologie, jak na przykład nowoczesne konstrukcje drewniane, zaczną być traktowane priorytetowo w przestrzeniach miejskich i w planowaniu urbanistycznym.
Jak zatem pogodzić kryzys mieszkaniowy w rozwijających się w imponującym tempie miastach z koniecznością redukcji emisji dwutlenku węgla, do której miasta te są zobowiązane? Modernizując sektor budowlany, którego rozwój nie musi oznaczać degradacji środowiska naturalnego. Wystarczy wprowadzić efektywne rozwiązania, a jednym z nich są właśnie nowoczesne prefabrykowane technologie budowlane wspierane od momentu samego pomysłu inwestycji przez nowoczesne metody projektowe (BIM).
? Chodzi przede wszystkim o wpływ optymalizacji na produkt końcowy poprzez projektowanie ? tłumaczyła Magda Szabert. ? Mając na uwadze koszt oraz projektując pod kątem różnych aspiracji, jesteśmy w stanie zaproponować rozwiązania, które są ekonomiczne i korzystne dla wszystkich uczestników procesu projektowo-budowlanego, a także dla przyszłych pokoleń.
Jak to wygląda w praktyce? Opierając się na konkretnych wyliczeniach: jedna złotówka wydana na BIM (Building Information Modeling), będący nowoczesnym narzędziem projektowym, w fazie projektowania powinna wygenerować 20 zł oszczędności na etapie budowy i instalacji (BAM ? Building Assembly Modeling), a to w efekcie powinno skutkować 60 zł oszczędności w czasie użytkowania obiektu. Ponieważ szkielet konstrukcji jest największym elementem budynku, jest to więc miejsce, gdzie optymalizacja kosztów może przynieść największy efekt. Dlatego warto zdecydować się na takie materiały jak CLT, który w odróżnieniu od stali czy betonu jest pochłaniaczem dwutlenku węgla.
Strach zastąpiony strachem
Optymizmem napawa to, że w Polsce budownictwo prefabrykowane zaczęło wykraczać poza potrzeby rynku mieszkaniowego, w czym architekt Wojciech Pilacki, prezes zarządu Stowarzyszenia Centrum Drewna w Czarnej Wodzie, upatruje efektów coraz szerszej wiedzy obserwacji rynków zagranicznych, szczególnie skandynawskiego i niemieckiego:
? Świadomość potrzeb klienta oraz znajomość rynków zagranicznych pozwoliła prefabrykatom przekroczyć Rubikon ? dom i karczma rodem
z Podhala przestały być szczytem możliwości krajowych zakładów prefabrykacyjnych. Strach przed nowym zastąpiony został entuzjazmem.
Za optymistyczny przykład potwierdzający opinię architekta posłużyło województwo pomorskie, gdzie od 2014 roku powstało kilka tysięcy m2 obiektów użyteczności publicznej przeznaczonych dla najmłodszego pokolenia, zrealizowanych
w systemie drewnianego szkieletu prefabrykowanego: żłobków, przedszkoli, szkół podstawowych
i zawodowych.
Polacy budują dla Norwegów
Choć wielokondygnacyjne budownictwo modułowe oparte na drewnie jest jeszcze mało rozpowszechnione w Polsce, rodzimi producenci budynków modułowych w szkielecie drewnianym odnoszą spore sukcesy w tej dziedzinie na rynkach europejskich. Inspirującym przykładem jest firm Unihaus, która od 2011 roku, kiedy to zrealizowała swój pierwszy obiekt, wykonuje cieszące się uznaniem wielokondygnacyjne domy dla Norwegów. Produkowane w fabryce zlokalizowanej w Bielsku Podlaskim domy modułowe transportowane są do Gdańska, a następnie drogą morską trafiają na miejsce budowy w Norwegii.
? Ustawienie modułów ograniczone jest do kilku nocy, a cały budynek wraz ze wszystkimi elementami zewnętrznymi gotowy jest w cztery miesiące ? wyjaśniła Marta Nazarczuk z Działu Projektowego Unihouse. ? Mieszkania wyposażone są w wentylację mechaniczną zrównoważoną, nawiewno-wywiewną z indywidualną centralą wyposażoną w rekuperację o odzysku minimum 80%. Łazienki zawsze posiadają ogrzewanie podłogowe elektryczne lub wodne. Często ?podłogówka? obejmuje całe mieszkanie. Wszystkie budynki trójkondygnacyjne i wyższe wyposażone są w instalację tryskaczową.
Architekt pochwaliła się także trzema największymi wyzwaniami, którym z sukcesem sprostała firma Unihaus. Były to: najwyższy budynek ? Tomasjorndnes PIR6 w Tromso zrealizowany w 2015 roku; największe wykonane moduły (o wymiarach 5,31×15,82×3,12 m oraz masie przekraczającej 26 ton) zastosowane w budynkach w T?nsberg k. Oslo oraz projekt pasywny ? Miliobyen B5-3 Granasen k. Trondheim.
? Największą trudność stanowił fakt, że w koncepcyjnym raporcie stanowiącym bazę dla podpisanego kontraktu nie uwzględniono dużego wysięgu balkonów i galerii oraz dodania zysków od słońca. Ostateczna forma projektu architektonicznego nie pozwoliła na wykorzystanie słońca. Podjęliśmy decyzję o zwiększeniu izolacyjności przegród przez zastosowanie najlepszej dostępnej na rynku wełny mineralnej Isover Multimax 30 o ?D = 0,030 W/mK ? mówił Tomasz M. Perkowski podczas prezentacji projektu budynku pasywnego. ? Ciekawostką jest fakt, że w trakcie budowy konkurencyjna firma modułowa wznosząca sąsiedni budynek osiedla zbankrutowała i porzuciła niewykończone budynki. Inwestor poprosił nas o dokończenie tamtej budowy, co wykonaliśmy, dotrzymując przy tym terminów realizacji obu budów.
Nowe pole działania ? modernizacja
Technologie oparte na materiałach drewnopochodnych są efektywnym rozwiązaniem nie tylko w nowym budownictwie. To również ogromny potencjał w przypadku modernizacji starych bloków mieszkalnych wykonanych z betonu, co podczas ciekawej prezentacji wykazał prof. Targo Kalamees z Uniwersytetu Technicznego w Tallinie, reprezentujący grupę badawczą ?niemal zerowego zużycia energii?.
Nie ulega wątpliwości, że modernizacja istniejących bloków mieszkalnych ma kluczowe znaczenie w poprawie efektywności wykorzystania energii.
? Ponieważ budynki mieszkalne stanowią około 75% wszystkich istniejących budynków, mają one duży udział w całkowitym zużyciu energii. Na terenie Unii Europejskiej na budynki mieszkalne przypada około 17% pierwotnego zużycia energii i 25% jej końcowego zużycia ? przytaczał bardzo konkretne dane profesor. ? Zużycie energii na ogrzewanie budynków mieszkalnych wybudowanych na terenie Europy Północnej wynosi około 100?200 kWh/(m2?a).
Zwiększenie wydajności energetycznej stało się więc siłą napędową dla modernizacji starych bloków mieszkalnych wykonanych z wielkogabarytowych prefabrykowanych paneli betonowych, takich jak pięciopiętrowy blok mieszkalny wybudowany w 1986 roku w Estonii, pełniący funkcję akademika. W procesie modernizacji, której założeniem było osiągnięcie standardu nZEB (nearly Zero Energy Building ? niemal zerowego zużycia energii) przeznaczonego dla nowych budynków, izolację nadziemnej struktury budynku wykonano z prefabrykowanych drewnianych elementów modularnych mających strukturę drewnianej ramy wypełnionej wełną mineralną.
? Transmitancja ciepła zaprojektowanego rozwiązania wykorzystującego prefabrykowane panele modularne zgodnie z projektem powinna wynieść U ? 0,10 W/(m2?K). Jednym z najważniejszych zadań projektowych było dobranie odpowiedniej dla panelu modularnego izolacji paroszczelnej, tak by uniknąć powstawania problemów związanych z możliwym wyschnięciem struktury. Inteligentny opóźniacz pary w razie potrzeby zmieni stopień przepuszczalności pary ? mówił profesor Targo Kalamees w podsumowaniu projektu pilotażowej modernizacji w standardzie nZEB.
Drewno wspina się na mury
Kolejnym rozwojowym obszarem zastosowania konstrukcji drewnianych są stare budynki murowane w atrakcyjnych lokalizacjach w centrum miasta. To recepta na sprostanie zapotrzebowaniu na mieszkania, o czym skutecznie przekonała uczestników forum Marta Sękulska-Wrońska z pracowni architektonicznej WXCA, podpierając się konkretnym przykładem dwóch budynków w Warszawie.
W istniejących we frontach budynków przerwach, powstałych na skutek zniszczeń wojennych, zamontowano pionową nadbudowę o konstrukcji drewnianej. Co zdaniem architekt przemawia za zastosowaniem drewna budowlanego w nadbudowie pionowej? Przede wszystkim jego lekkość.
? 50% struktury elementów drewnianych stanowi przestrzeń pusta, tym samym są one 10 razy lżejsze niż konstrukcje betonowe lub murowane ? tłumaczyła prelegentka. ? Do wsparcia wielopiętrowej nadbudowy drewnianej wystarczą mikropale.
W konstrukcjach drewnianych izolacja jest zintegrowana z elementem nośnym, dlatego jest ekonomicznie wydajna i pozwala na maksymalne wykorzystanie dostępnej powierzchni. Warto tu również podkreślić aspekt ekologiczny: drewno budowlane nadaje się do ponownego wykorzystania i przetwarzania, a zastosowane
w konstrukcjach budowlanych jest jednym z najbardziej efektywnych sposobów przeciwdziałania zmianom klimatycznym.
W przypadku nadbudowy pionowej wykonywanej na istniejących budynkach murowanych niezwykle cenna jest także maksymalna precyzja będąca efektem prefabrykacji.
Zautomatyzowana produkcja w pełni kontrolowanym środowisku fabryki pozwala na uzyskanie najwyższej jakości i precyzji wykonania. Dodatkową zaletą jest szybki montaż na miejscu budowy. Czteropiętrowa nadbudowa może być zmontowana w tydzień, a prace budowlane nie generują wysokiego poziomu hałasu i nie są uciążliwe dla istniejących obiektów zlokalizowanych poniżej budowy.
Zabezpieczą polskich producentów
Ważnym głosem w promocji rozwoju budownictwa drewnianego w Polsce jest program Lasów Państwowych ?Polskie Domy Drewniane ? mieszkaj w zgodzie z Naturą?, dlatego w trakcie Holzbau Forum Polska nie mogło zabraknąć przedstawiciela Lasów Państwowych. Program, zainicjowany w ubiegłym roku, ma za zadanie m.in. wspieranie innowacyjnych rozwiązań wykorzystujących drewno jako materiał budowlany, szczególnie w obiektach publicznych. Dlatego od roku 2019 wszystkie nowo powstające w Lasach Państwowych budynki mieszkalne oraz biurowe,
a jak poinformował Andrzej Schleser z Dyrekcji Generalnej Lasów Państwowych w całym kraju powstaje ich rocznie ok. 200, mają
w jak najszerszym stopniu wykorzystywać drewno jako materiał konstrukcyjny oraz wykończeniowy.
? Pierwsze kilka miesięcy realizacji projektu PDD pokazały, że należy najpierw wypracować odpowiednie warunki do promocji i szerszego stosowania drewna w budownictwie. Nie można wdrażać nowej i mało popularnej w kraju technologii bez opracowania i wdrożenia całego systemu wsparcia dla sektora. Bez odpowiedniej atmosfery, ale przede wszystkim odpowiednich narzędzi trudno będzie mówić o sukcesie
? podsumował pierwszy etap realizacji programu Andrzej Schleser.
Innym istotnym problemem, na który zwrócił uwagę przedstawiciel Lasów Państwowych, jest zapotrzebowanie na surowiec sektora budownictwa drewnianego. Obecnie, według szacunków, importuje się od 250 do 500 tys. m3 drewna kostrukcyjnego, głównie z Austrii, Niemiec i Skandynawii. To efekt niewielkiej podaży drewna o parametrach wymaganych przez nowoczesne technologie budownictwa drewnianego. Europejskie budownictwo drewniane rozwija się bardzo dynamicznie, co z kolei może budzić obawy wynikające z ograniczonych zasobów drewna. Dlatego Lasy Państwowe, będące głównym dostawcą drewna dla przemysłu, będą szukały rozwiązań, które zabezpieczą polskich producentów.
Kolejna edycja Holzbau Forum Polska odbędzie się w dnach 26?27 marca 2019 roku w Warszawie.