Компактный деревянный город: анализ жизненного цикла или как лесоматериалы могут помочь в борьбе с изменением климата

Головатая Оксана Владимировна,
Комарова Юлия Александровна
Айрапетова Карина Ашотовна
студенты Российского университета дружбы народов.

В настоящее время основными строительными материалами, используемыми в индустриальном строительстве, являются бетон, сталь и древесина. С точки зрения экологической устойчивости, существует четыре важных отличия между этими тремя материалами. Во-первых, древесина – это единственный материал из этих трех, который является возобновляемым ресурсом; во-вторых, древесина нуждается в небольшом количестве выделяемой и регенерируемой энергии в отличие от стали и бетона; в-третьих, древесина может быть использована повторно в некоторых продуктах перед ее разложением и в качестве топлива; и в-четвертых, древесина поглощает огромное количество углерода из атмосферы – дерево может содержать тонну углекислого газа.

Учитывая тот факт, что 36% от общего объема выбросов углерода в Европе в течение последнего десятилетия, происходит из-за промышленного строительства, также как и 39% общего объема выбросов углерода в Соединенных Штатах, к выбору материала для строительства необходимо подходить осознанно, в том числе учитывать необходимость в борьбе против глобального потепления. Количество углекислого газа в атмосфере и уровень выброса углерода в больших странах мира – глобальная проблема, которая должна быть решена в срочном порядке для избегания более крупных и частых климатических катастроф в будущем. В странах Европейского Союза все больше становится популярным использование возобновляемых материалов в строительстве. И если и другие страны начнут также следовать этой тенденции, в таком случае в городах будет использоваться гораздо больше древесины.

Однако, несмотря на то, что использование древесины является одним из наиболее эффективных способов по снижению выбросов углекислого газа в строительстве зданий, есть и другие методы, которые должны быть учтены в различных масштабах антропогенной среды. Плотность населения городов, например, напрямую связана с выбросами углерода. Это факт, что более плотная застройка города значительно устойчивей, нежели неплотные города. Поэтому один из путей к более устойчивой форме жизни – планирование и регулирование компактных деревянных городов. Но плотная застройка города требует строительства высотных зданий, что создает проблемы строительных технологий древесины, так как древесина традиционно используется в мало- и среднеэтажных зданиях, где требования к конструкциям порядком ниже. Кроме того, срок службы древесины из-за влажности, гниения и возгорания – проблема для деревянных конструкций. Но в данный момент разрабатывается новейшая продукция, структура которой улучшена, ее срок службы гораздо больше, и это без какой-либо влаги, гниения и возгорания. Эта продукция позволяет нам строить высотные здания, превращая лесоматериалы в целесообразную и удобную альтернативу традиционному многоэтажному зданию из таких материалов, как бетон и сталь. Деревянные технологии, несомненно, будут продолжать развиваться по этому пути, что позволит строить небоскрёбы в будущем.

Несмотря на то, что новые технологии и инновации древесины значительно повысили ее прочность, есть еще люди, которые утверждают, что сталь и бетон – это очень прочный и, следовательно, более надежный материал. Однако существует проблема: затруднение повторного использования данных материалов. В настоящее время города динамичны и постоянно изменчивы, и таким образом средняя продолжительность эксплуатации здания не так велика, как раньше. Исследование жилых зданий в Великобритании утверждает, что возраст 46% разрушенных строений составляли 11-32 года на момент сноса. То же самое исследование показывает, что в Японии продолжительность эксплуатации здания от 23 до 41 года. В нынешних условиях стальные и бетонные здания постоянно приходят в негодность, снос здания означает, что их свойства долговечности являются недостатком. С другой стороны, дерево – это материал, который может уйти в повторное использование для строительных целей в конце его срока службы, например, в качестве топлива. Эта энергия может использоваться для обогрева других деревянных зданий или для производства изделий из древесины. Таким образом, древесина может легко стать углеродно-нейтральным материалом.

Для высотных зданий из древесины потребуется разработка новых конструктивных систем. Новые структурные системы начинают использовать множество различных изделий из дерева, используя индивидуальные качества и свойства каждой продукции. Небоскреб представляет собой очень сложную структуру, поэтому он не может быть построен исключительно из древесины. Поэтому, в будущем, вероятно смешение структурных систем, но при использовании максимального количества древесины, насколько это возможно, и уменьшении количества стали и бетона.

В настоящее время наиболее широко используются изделия на основе древесины, например: клееный брус, перекрестно-клееная древесина, клееные пиломатериалы. Все изделия на основе древесины, доступные на рынке, часто используются для различных частей зданий, выполняя определенные функции в соответствии с конкретными характеристиками и свойствами каждого изделия. Но все эти изделия требуют огромных объемов древесины, что оправдывает озабоченность многих людей по отношению к вырубке лесов при обслуживании строительной отрасли. Спрос на древесину в городах в том случае, когда она является основным конструкционным материалом, может иметь катастрофические последствия для лесов и окружающей среды. Тогда, в конечном итоге лес, который состоит из чахлых и деформированных деревьев, становится более низкого качества. Такая проблема на данный момент имеется во многих странах, но лесопользование в странах ЕС показало, что возможно производить больше леса, чем имеется в настоящее время. Таким образом, более эффективное управление данной отраслью крайне важно для возможности сохранения и даже увеличения площади наших лесов, в то время когда их активно используют для строительства. В будущем лесохозяйственные усовершенствования повысят производительность. Сегодня интегрированный современный процесс может конвертировать более 80% дерева в полезные изделия, причем большая часть остальных преобразуется в топливо. С целью повышения производительности необходимо следить за выращиванием более молодых деревьев. Благодаря молодым лесозаготовкам возможно производство более мелких изделий в больших количествах, нежели крупных. С учетом современных технологий лесоматериалов это не должно быть проблемой, так как надежные и прочные изделия могут быть сделаны из небольших, менее качественных кусков. Использование молодых деревьев в качестве материала для различных изделий является более надежным способом, так как деревья поглощают углекислый газ быстрее в первые годы жизни. При достаточно контролируемой лесной промышленности и продолжении развития технологий спрос на древесину сможет без проблем покрыться.

В заключение хотелось бы отметить, что проблемы глобального потепления и выбросов углекислого газа должны быть решены частично за счет уплотнения городов, используя лесоматериалы в качестве основного материала для строительства. Для того чтобы добиться этого, конструктивные системы древесных изделий должны активно развиваться, лесное хозяйство должно быть готовым реагировать на более высокий спрос на древесину в будущем, который может быть достигнут путем повышения производительности и эффективности добычи этого возобновляемого ресурса. Компактные деревянные города кажутся жизнеспособным и эффективным способом создания устойчивой искусственной среды. Тем не менее, принятие деревянного строительства в городах должно произойти быстрее, чем это происходит в настоящее время. Это возможно только за счет изменения и улучшения строительных норм, которые дают возможность использовать древесину в качестве строительного материала и разработки новых и инновационных технологий.

Литература

1.                  Калугин А. В. «Клееные деревянные конструкции в современном строительстве» // Промышленное и гражданское строительство. 2011.

2.                  http://archspeech.com/article/est-li-budushhee-u-neboskrebov-iz-dereva.

3.                  http://www.gaggenau.ru/the-gaggenau-experience/essays/architecture-and-spaces/wooden-skyscrapers.

4.                  http://lesprominform.ru/jarchive/articles/itemshow/3640.

Поступила в редакцию 27.10.2016 г.