Paradygmaty współczesnej architektury drewnianej
W dziedzinie technologii architektonicznych dokonuje się kolejny zaskakujący przełom. Do struktur żelbetowych i stalowych, dominujących w budownictwie, dołączają z ogromnym impetem technologie drewniane oraz drewnopochodne. Czy to nie reset technologiczny? Nic podobnego! To właśnie systemy oparte na takim budulcu jak drewno pozwalają na realizację obiektów architektonicznych nowej generacji.
Nowe niezwykłe możliwości zastosowania drewna i technologii drewnopochodnych pojawiły się zarówno w budownictwie obiektów użyteczności publicznej, jak i budownictwie mieszkaniowym. Drewno staje się obecnie „budulcem” najbardziej wyrafinowanych przedsięwzięć budowlanych. Powstają realizacje ekscytujące formą i odmiennym sposobem użytkowania obiektów. Pojawiają się budynki w nowej formule strukturalnej, które wypierają tradycyjne konstrukcje stalowe, murowe czy żelbetowe.
Ponadto zastosowanie drewna w budownictwie znacząco ogranicza zużycie energii, a w konsekwencji zmniejsza też emisję CO2 do środowiska – w dobrze pojętym interesie nas wszystkich. Dotyczy to zarówno fazy powstawania budynków, jak też wieloletniego użytkowania obiektów, /a w końcu po latach ich wymuszonej utylizacji.
Technologie drewniane oraz drewnopochodne podnoszą walory drewna, pozwalając je wykorzystywać w najbardziej oryginalnych realizacjach architektonicznych, zarówno w odniesieniu do obiektów użyteczności publicznej, jak i w budownictwie mieszkaniowym.
Trzy paradygmaty
Rozwój technologii drewnianych opiera się na kilku podstawowych zasadach – paradygmatach. Pierwszy z nich to kreowanie rozwiązań, które pozwalają przy użyciu jak najmniejszej ilości budulca (czyli drewna) uzyskać jak największą efektywność strukturalną obiektu, czyli sztywność przestrzenną. Odnosi się to zarówno do pojedynczych elementów budynku, takich jak belki, słupy, stropy itp., ale i do całych obiektów tworzonych z tak kształtowanych elementów.
Ten warunek wydaje się oczywisty, ale dopiero teraz jest skrupulatnie przestrzegany. Dążenie do efektywności strukturalnej jest zauważalne we wszystkich obszarach architektury i inżynierii budowlanej. Pod tym względem wyróżniają się współczesne konstrukcje drewniane – spełniają bowiem formułę: minimum materiału – maksimum efektywności strukturalnej. Podobnie czyni to w procesie ewolucji natura.
Drugi paradygmat istotny w technologiach drewnianych i drewnopochodnych to ustawiczne podnoszenie cech fizykalnych materiału podstawowego, czyli drewna – począwszy od stanu surowego. Odpowiednia jego obróbka, wsparta nowoczesną impregnacją chemiczną, pozwala na podniesienie cech wytrzymałościowych elementów powstałych z tak przetworzonego drewna. Zwiększa się jego trwałość, a przez to również żywotność samych budynków. To wszystko sprawia, że technologie oparte na przykład na systemach CLT oraz GLT itp. dopiero teraz umożliwiają budowę obiektów w konstrukcji drewnianej o wcześniej niespotykanej skali, wielkości i formie przestrzennej.
Trzeci istotny paradygmat w odniesieniu do drewna i technologii drewnopochodnych, często stosowany w nowoczesnych konstrukcjach drewnianych, to wykorzystywanie elementów hybrydowych. Łączenie drewna z elementami np. stalowymi pozwala uzyskać parametry wytrzymałościowe zdecydowanie wyższe niż w przypadku zastosowania samego drewna. Użycie rozwiązania hybrydowego umożliwia realizację budynków drewnianych wysokościowych. Wcześniej było to niemożliwe. Zastosowanie w budynkach wysokościowych w konstrukcji drewnianej rozwiązań hybrydowych jest obecnie jedynym racjonalnym wyjściem.
Elementem współistniejącym najczęściej stosowanym w konstrukcjach drewnianych hybrydowych jest stal w różnej postaci, na przykład płyty stalowe, belki teowe i dwuteowe, cięgna itp. Te dodatkowe elementy wspomagające poszerzają zakres oraz możliwości stosowania drewna w kształtowaniu budynków mieszkalnych wielorodzinnych, wielokondygnacyjnych, ale też w obiektach użyteczności publicznej, halach sportowych, basenach, w których z racji ich funkcji wymagane są przestrzenie dużych rozpiętości.
Wielokierunkowa formuła
W wielu nowoczesnych rozwiązaniach realizowanych w technologiach drewnianych jest stosowana zasada wielokierunkowości. Takie właśnie kształtowanie strukturalne daje w konsekwencji niezwykły walor wytrzymałościowy, szczególnie w konstrukcjach drewnianych. Zasada wielokierunkowości to formuła rozwiązań pozornie chaotycznych. Ale właśnie te rozwiązania strukturalne pozwalają uzyskać cechy wytrzymałościowe nierzadko przewyższające struktury uporządkowane, na przykład prostopadłościenne, ortogonalne (podobnie ma się rzecz z kartką papieru – ta pogięta jak przed wrzuceniem do kosza jest zdecydowanie bardziej efektywna strukturalnie niż ta gładka).
Wielokierunkowa, pozornie chaotyczna formuła kształtowania struktur drewnianych daje się zauważyć w projektach wybitnego japońskiego architekta, laureata nagrody Pritzkera – Shigeru Bana. Zaprojektowany przez niego w Vancouver w Kanadzie budynek mieszkalny tarasowy to pierwszy wysokościowy dom powstały w wyjątkowej konstrukcji drewnianej określonej jako Hybrid Timber Building. Konstrukcja budynku to sztywny ustrój szkieletowy wielokierunkowy. Tak skonstruowany „szkielet” jest w stanie przenieść siły, obciążenia wynikające z funkcji budynku (obciążenia użytkowe), jego wysokości oraz warunków klimatycznych (odporność na wiatr).
Pierwszy paradygmat
to kreowanie rozwiązań, które pozwalają przy użyciu jak najmniejszej ilości drewna uzyskać jak największą efektywność strukturalną obiektu.
Drugi paradygmat
to ustawiczne podnoszenie cech fizykalnych drewna.
Trzeci paradygmat
to wykorzystywanie elementów hybrydowych.
Prestiżowa lokalizacja budynku sprawiła, że zostały tam umieszczone luksusowe apartamenty mieszkalne. Dom Shigeru Bana w Vancouver jest jednym z najwyższych wysokościowców w konstrukcji hybrydowej drewnianej. Ale będą kolejne. Coraz więcej ambitnych architektów zamierza projektować i realizować budynki wysokościowe mieszkalne – idąc w ślady japońskiego architekta.
Shigeru Ban jest również autorem niezwykłego budynku biurowego w konstrukcji drewnianej zaprojektowanego dla firmy SWATCH w Zurychu. Zastosowane tam rozwiązania są odmienne niż w typowych budynkach realizowanych w technologii drewnianej – nie stanowią struktury ortogonalnej. Są bardziej zbliżone formą przestrzenną do budynków tworzonych w technologiach np. pneumatycznych. Shigeru Ban jest zresztą autorem całej rodziny budynków w konstrukcji drewnianej opartej na podobnej do „pneumatycznej” formuły przestrzennej. Wielopłaszczyznowa wielokierunkowa struktura konstrukcyjna dachów w technologii drewnianej pozwala na swobodne kształtowanie ich formy bez konieczności używania podpór pośrednich (a nawet zrezygnowania z nich w ogóle). Niezwykłe umiejętności projektantów takich jak Shigeru Ban dowodzą ich odwagi i mistrzostwa w wykorzystaniu drewna we współcześnie realizowanych budynkach.
Liczne innowacje technologiczne
Jedną z najbardziej znanych i prestiżowych firm zajmujących się realizacją budynków w konstrukcjach drewnianych jest austriacki Binderholtz. Koncern działa też w Finlandii oraz Niemczech. Wykonuje obiekty zarówno z drewna litego (tarcicy), jak i z elementów modułowych płaszczyznowych transformowanych z drewna klejonego warstwowo, w tym również CLT – technologii i systemu powszechnie znanego od lat (choć także w nim dokonano przez lata mnóstwo technologicznych modyfikacji, podnosząc walory technologii i poszerzając zakres stosowania).
Binderholtz udoskonalił system CLT, wprowadzając liczne innowacje technologiczne. Dzięki temu firma mogła realizować obiekty o oryginalnych formach i rozwiązaniach funkcjonalno-przestrzennych. Te szczególne wymagania nie przeszkodziły w realizacji budynków o bardzo wysokich parametrach energetycznych, a to z kolei decyduje o znacznie niższych kosztach eksploatacji. Strategia firmy oparta jest na formule zero waste. Polega to na maksymalnym, prawie 100% wykorzystaniu podstawowego surowca: drewna. Binderholtz i jej slogan przywoływany w materiałach reklamowych stanowi o istocie jej funkcjonowania. Równie prestiżową firmą realizującą na wysokim poziomie technologicznym budynki i obiekty inżynieryjne w konstrukcjach drewnianych oraz drewnopochodnych jest ACCOYA. Rozwija ona systemy technologii drewnianych, wprowadzając do produkcji drewno przetworzone i wzbogacone technologicznie procesami chemicznymi, tak by elementy drewniane nie ulegały degradacji. Dzięki skutecznym metodom usuwania z drewna związków chemicznych odpowiedzialnych za absorpcję wody wzrasta twardość tarcicy. Elementy drewniane zachowują swoje parametry wymiarowe, co jest bardzo istotne w przypadku rozwiązań hybrydowych. Drewno staje się odporne na czynniki atmosferyczne i środowiskowe, takie jak deszcz, słońce, wilgoć, oraz na odkształcenia. Elementy drewniane nie zmieniają swoich cech strukturalnych, wymiaru ani koloru.
UWAGA !
Cyfrowe wydania dostępne bezpłatnie!
Aktualny numer magazynu Builder, numery archiwalne oraz pozostałe publikacje z Biblioteki Buildera do pobrania bezpłatnie w wersji cyfrowej:
na urządzenia mobilne (tablet, smartfon) w bezpłatnej aplikacji Builder Polska dostępnej w App Store i Google Play
do przeglądania na komputerach w dowolnej przeglądarce na stronie e.buildercorp.pl
