Budownictwo w technologii CLT. Drewniana rewolucja dotarła do Polski

Budownictwo z drewna - tysiące lat tradycji

Drewno jest używane w budownictwie od tysięcy lat i nadal jest jedynym odnawialnym materiałem budowlanym dostępnym w ilościach przemysłowych. Technologie i rozwój budownictwa zawsze szły w parze. Dla przykładu modernizm w architekturze został spopularyzowany na świecie pod koniec XIX w. w wyniku rewolucji technologii, inżynierii i materiałów budowlanych oraz z chęci oderwania się od historycznych stylów architektonicznych i wynalezienia czegoś czysto funkcjonalnego i nowego. Obecnie w epoce budownictwa ekologicznego drewno jako najstarszy materiał budowlany przeżywa swój renesans.

Drewno klejone krzyżowo (CLT) - czym jest, jakie ma właściwości i potencjał

Drewno klejone krzyżowo, powszechnie nazywane skrótem CLT, to technologia budowlana opracowana na początku lat 90., która obecnie stała się już powszechnie stosowanym materiałem budowlanym. W Europie Zachodniej, USA i Australii w wybranych segmentach rynku, takich jak budynki wielorodzinne, CLT z powodzeniem konkuruje ze stalą, cegłą i betonem. Ten drewniany materiał powstał trzy dekady temu jako projekt uniwersytecki austriackiego doktoranta Gerhara Schickhofera, który podobnie, jak inny geniusz — wynalazca pasów bezpieczeństwa, inżynier Nils Bohlin z Volvo — tak bardzo docenił pozytywny wpływ, jaki jego wynalazek może mieć na przyszłość naszej planety, że nigdy nie opatentował swojego rozwiązania, pozwalając tym samym i dając otwarty dostęp całej branży na budowanie w oparciu o techniki, które wymyślił.

— Potencjał zastosowania CLT jest związany z wieloma aspektami. Sam materiał – drewno – jako surowiec odnawialny i ekologiczny, cieszy się coraz większym zainteresowaniem w związku z tym, że dużą uwagę przywiązujemy do analizy kosztów ekologicznych w dłuższej perspektywie i globalnej skali. CLT pozwala eliminować naturalne ograniczenia drewna w nieprzetworzonej postaci, takie jak wypaczanie, ograniczenia gabarytowe litego budulca. Jednocześnie rozwijające się technologie nadające drewnu cechy materiału niepalnego, nierozprzestrzeniającego ognia, sprzyjają poszerzeniu i szybkiemu postępowi w zakresie zastosowania tego surowca. W pracowni WXCA jesteśmy bardzo zainteresowani i wierzymy w przyszłość opartą o mądre technologie przetwarzania naturalnych zasobów i w tym kontekście odnowienie i nową odsłonę kultury budowania z drewna. Wyrazem tego jest projekt Pawilonu Polski na Wystawie Światowej EXPO 2021 w Dubaju, w którym chcieliśmy opowiedzieć historię polskiej tradycji i nowoczesności budowania z drewna, zainspirować do refleksji nad relacją człowieka z otoczeniem, nad mądrym gospodarowaniem naturalnymi – odnawialnymi zasobami. Jednocześnie zależało nam na zamanifestowaniu, że my — polska społeczność — jesteśmy zainteresowani i uczestniczymy w tym globalnym zjawisku zwrotu ku naturze — wyjaśnia Michał Czerwiński, architekt z pracowni WXCA. Pracownia architektoniczna specjalizuje się w opracowywaniu koncepcji i realizacji złożonych projektów zarówno publicznych, jak i komercyjnych, wymagających głębokiej refleksji nad specyfiką miejsca, wielofunkcyjnością planowanego obiektu oraz doskonałego wyczucia kontekstu.

Pionierem w produkcji drewna CLT była rodzinna austriacka firma KLH Massivholz. Po tym, jak w 1996 r. opracowała ona produkt we współpracy z politechniką w Graz, po trzech kolejnych latach badań i rozwoju KLH otworzyła swój pierwszy zakład produkcyjny w Teufenbach-Katsch w Austrii.

— Mieliśmy wielką okazję do zbudowania nowego rodzaju materiału. Kiedy zaczynaliśmy, nie chodziło o zmiany klimatyczne ani potencjalne zakłócenia dla rozwoju przemysłowego, chociaż teraz wydaje się, że zmierzamy właśnie w tym kierunku — mówi wynalazca CLT, prof. Instytutu Inżynierii i Technologii Drewna Politechniki Graz Gerhard Schickhofer.

Obecnie na całym świecie istnieje ponad sto fabryk CLT. Prognozuje się, że w ciągu najbliższych lat roczna sprzedaż drewna klejonego krzyżowo wzrośnie ponad trzykrotnie w stosunku do obecnego 1 mld dol. udziału w rynku, ponieważ rządy na całym świecie wdrażają bardziej zrównoważone przepisy budowlane. Współcześnie pięć krajów odpowiada za ponad 80 proc. globalnej światowej produkcji tego materiału, są to: Austria, Czechy, Niemcy, Włochy i Szwajcaria. Pozyskanie surowca do wytwarzania CLT wymaga również dobrze zarządzanych lasów, nie potrzebujemy do tego starych drzew. Austria ma długą i bogatą historię gospodarki leśnej, a dzięki starannemu zarządzaniu ten mały kraj w ciągu 24 godz. produkuje wystarczającą ilość drewna, aby zbudować 2 tys. nowych domów.

Przodującą część globalnego rozwoju technologii CLT można znaleźć w Austrii, w fabryce KLH Massivholz, która rozpoczęła ten proces prawie trzy dekady temu. Fabryka jest w pełni zautomatyzowana. Dla przykładu do przetwarzania ponad 3 tys. m kw. materiału dziennie potrzebuje zaledwie 200 pracowników. Jako firma rodzinna z wielopokoleniową tradycją KLH nie chce być jedynie największym producentem CLT na świecie, ale przede wszystkim partnerem projektowym, który wraz ze swoimi lokalnymi współpracownikami zapewnia szeroki zakres usług technicznych dla zrównoważonych, innowacyjnych i wydajnych rozwiązań budowlanych. Dla przykładu eksperci firmy mogą obliczyć, ile ekologicznych korzyści przyniesie inwestorowi wybór CLT.

Firma KLH zrealizowała do tej pory ok. 40 tys. projektów — większość z nich to budynki średniej i dużej wielkości, od szkół i osiedli wielopiętrowych budynków mieszkalnych oraz domów jednorodzinnych, aż po szeroko pokazywane w mediach drewniane wieżowce. Obecnie firma eksportuje swoje produkty na całym świecie, a dzięki swojej nowej fabryce może podwoić swoje moce produkcyjne. Z Austrii dostarczono prefabrykaty do budowy mierzącego 86,5 m, najwyższego drewnianego budynku "Ascent", który właśnie powstał w Milwaukee w USA. Zbudowanie pierwszych 19 pięter tego wieżowca zajęło 10 robotnikom zaledwie cztery miesiące.

CLT w Polsce - obiecujące początki

CLT jest zaawansowanym technologicznie procesem, który przekształca zwykłe deski w elementy o wyjątkowo dużej zdolności do przenoszenia ciężaru. Dzięki sklejeniu warstw drewna pod kątem prostym panel jest w stanie uzyskać lepszą sztywność konstrukcyjną w obu kierunkach. Choć przemysł budowlany jest zwykle powolny w przyjmowaniu nowych materiałów, to Europejski Zielony Ład, pandemia i wojna w Ukrainie znacznie przyspieszyły przejście na masowe produkty z drewna, które nie tylko pomagają zmniejszyć ślad węglowy budynku, ale także powodują mniej odpadów i skracają czas potrzebny na postawienie budynków, przez co ograniczają koszty. Elementy z CLT są tak efektywne, że architekci na całym świecie wykorzystują je nawet do budowy coraz wyższych wieżowców. W Wiedniu zbudowano całą nową dzielnicę miasta przy użyciu drewna klejonego krzyżowo.

— W niektórych krajach Unii Europejskiej obowiązują już przepisy, które nakazują, aby przynajmniej połowa materiałów używanych do wzniesienia budynku była drewnem lub innym materiałem o wysokich parametrach ekologicznych. Należy się spodziewać, że również i w Polsce z czasem będą obowiązywać podobne regulacje. Z uwagi na rosnącą presję na ograniczenie śladu węglowego już nie tylko na etapie użytkowania budynków, lecz również z uwagi jego cykl życia, na etapie projektowym należy brać pod uwagę procesy stojące za technologiami odpowiedzialnymi za powstawanie konkretnych materiałów budowlanych. Dlatego też korzystanie z materiałów o ograniczonym śladzie węglowym staje się koniecznością. Drewno jest takim materiałem, co więcej, w okresie jego naturalnego wzrostu pozyskuje ono CO2 z atmosfery, dzięki czemu w bilansie energetycznym te wartości są również brane pod uwagę. Z uwagi na powyższe, punktem wyjścia dla budynków realizowanych w konstrukcji CLT jest ujemny ślad węglowy. Czyni to z drewna niezwykle atrakcyjny materiał, który nam, projektantom, pozwala na znaczące ograniczenie negatywnego wpływu budynku na środowisko. Przy utrzymaniu przez Unię Europejską dotychczasowej polityki energetycznej, czego w najbliższym czasie należy się spodziewać, będzie to czynnik, który zadecyduje o stale rosnącym popycie na budowę budynku w technologii CLT — wyjaśnia architekt dr Damian Poklewski-Koziełł z biura projektowego Gierbienis + Poklewski, którego właściciele pracę projektową łączą z działalnością naukową i dydaktyczną na Wydziale Architektury Politechniki Krakowskiej. Zaprojektowali w technologi drewna CLT, obecnie realizowany budynek edukacyjny w Leśnym Ogrodzie Botanicznym Marszewo w Gdyni.

Przemysł budowlany odpowiada za ponad jedną piątą wszystkich emisji gazów cieplarnianych. Masowe drewno jest w rzeczywistości zdolne do sekwestracji (magazynowania) dwutlenku węgla, co może znacznie przyczynić się do oczyszczenia i redukcji śladu węglowego emitowanego przez budowlankę. CLT może w całości zastąpić konstrukcje żelbetowe, stanowić połączenie hybrydowe z istniejącymi materiałami, a nawet ma zastosowanie do nadbudowy istniejących budynków z ograniczonymi możliwościami obciążeniowymi, które nie mogły zostać zmodernizowane z powodu ograniczeń w technologii klasycznej. Komponenty CLT są 4,5 razy lżejsze niż konstrukcje żelbetowe i można je zmontować w czasie krótszym niż wylanie na miejscu betonu. Dla przykładu Hiszpania szeroko przyjęła rozwiązania CLT, a jej najszersze wykorzystanie ma miejsce w rejonie Balearów i Wysp Kanaryjskich, gdzie występuje górzysty teren i niestabilny grunt. Stal i beton nie dają tam wymaganej elastyczności, przez co budowanie willi i domów wielorodzinnych jest ograniczone ciężarem budynków i brakiem stabilnego podłoża oraz wielkimi kosztami użycia tradycyjnych technologii.

— W ostatnich dwóch latach na rynku polskim zaobserwowaliśmy znaczny wzrost nie tylko zainteresowania tą technologią, ale przede wszystkim świadomości i znajomości CLT. Dla przykładu, podczas naszych pierwszych targów Holzbau Forum w 2020 r. temat CLT podczas prelekcji i prezentacji zajmował maksymalnie 5 proc. całości paneli dyskusyjnych, rok później było to już około 50 proc. prezentacji dotyczących wyłącznie budownictwa w tej technologii. A w tym roku, na niedawno zakończonej edycji Holzbau Forum w Jachrance, temat CLT to już praktycznie 80 proc. wszystkich prezentacji. To najlepiej obrazuje wzrost zainteresowania w Polsce. Obserwujemy też duży wzrost liczby próśb o szkolenia i liczbę zapytań ofertowych, ale co najważniejsze — rosnącą świadomość wiedzy, która jest już wystarczająca do rozpoczęcia pracy nad realizacją projektów implementowanych z technologii tradycyjnej do technologii CLT. KLH na świecie zrealizowało już ok. 40 tys. projektów z CLT, są też pierwsze w naszym kraju np. budynek Leśnego Ogrodu Botanicznego w Gdyni — informuje Krzysztof Zawartka, członek Zarządu OMFO / KLH w Polsce. Firma ta jest przedstawicielem w Polsce austriackiego potentata KLH, który w zaledwie 25 lat od pierwszych garażowych prac nad CLT osiągnął możliwości produkcyjne sięgające 250 tys. m sześc. rocznie. Pokazuje to, jak zmienia się potencjał całego rynku budownictwa drewnianego, gdzie CLT jest z pewnością najszybciej rozwijającą się gałęzią.

Drewniane dzielnice polskich miast?

— W najbliższych latach potencjał CLT w Polsce jest ogromny. Wzrost zastosowania widzę w konstrukcjach komercyjnych, jak biurowce i hotele w centrach miast, ze względu na gwałtownie rosnące koszty innych rodzajów konstrukcji, szczególnie stali, oraz duży wzrost kosztów robocizny. CLT pozwala zaoszczędzić cenne godziny pracy na budowie. A przy cenach stali na poziomach z ostatnich kilku miesięcy wykorzystanie CLT i technologii drewnianych jest po prostu opłacalne. Drewno klejone krzyżowo zacznie być stosowane już nie tylko przez pasjonatów w konstrukcjach jednorodzinnych — tłumaczy Tomasz Szlązak, prezes Polskich Domów Drewnianych S.A.

— Polacy muszą zmienić swoje uprzedzenia i stereotypy dotyczące domów drewnianych, jak i samej prefabrykacji. Oba te pojęcia w Polsce źle się kojarzą. Jedne za sprawą przesądów wiejskich, a drugie miejskich. Powinniśmy zaufać doświadczeniu, zarówno historycznemu, jak i obecnej wiedzy i trendom, gospodarować oszczędnie ciągle malejącymi zasobami Ziemi. Obserwować rozwój technologii z użyciem materiałów odnawialnych, naturalnych, które w wielu rozwiniętych krajach świata, od lat cieszą się niemalejącą popularnością. Korzystanie z natury i nowoczesnych precyzyjnych technologii może tylko wyjść nam na dobre. Zmienić przekonanie wewnętrzne nie jest łatwo, zwłaszcza pionierom stosowania i popularyzacji technologii. Architekt, aby przekonać swojego klienta do danego rozwiązania, musi sam być do niego przekonany. Czasami jednak własne i klienta przekonanie nie jest wystarczające, bo po drodze mamy jeszcze urzędnika i cały sztab ludzi wydających odpowiednie certyfikaty bezpieczeństwa. Na szczęście dzięki naszemu członkostwu w Unii Europejskiej część z tych certyfikatów uzyskanych za granicą musi być w Polsce honorowana. Ale to jest tylko część sukcesu. Jeśli chodzi o samą technologię konstrukcji, to CLT według mnie jest jedną z najlepszych dostępnych na naszym rynku, zarówno ze względu na zakres możliwości produkowanych elementów, jak i relacji ceny do jakości. Zakres produkowanych elementów umożliwia ich stosowanie nie tylko w budownictwie jednorodzinnym, ale też w budynkach wielorodzinnych, budynkach użyteczności publicznej i w rozwiązaniach infrastrukturalnych. W Horizone Studio zaprojektowaliśmy dla prywatnych inwestorów dwie inwestycje z użyciem technologii CLT, rezydencję miejską o pow. ok. 360 m kw. i nowoczesny budynek gospodarczy o pow. ok. 600 m kw. Oba projekty są w fazie uzyskiwania pozwolenia na budowę — wyjaśnia Dominik Darasz, architekt i partner Horizone Studio, biura architektonicznego specjalizującego się w projektowaniu budynków biurowych, użyteczności publicznej i mieszkaniowych oraz tworzeniu przyjaznej i nowoczesnej przestrzeni miejskiej. Działalność pracowni jest od lat silnie zakorzeniona w idei zrównoważonego rozwoju.

— Jesteśmy nie tylko projektantami, lecz również, a że może nawet i przede wszystkim wykładowcami akademickim. Patrząc tylko z tego punktu widzenia, możemy powiedzieć, że drewno staje się coraz popularniejszym budulcem, po który sięgają studenci w swoich projektach. Analizując skalę wzrostu zainteresowania tym materiałem, możemy mówić wręcz o postępie geometrycznym, choć jeszcze pięć lat temu, kiedy my projektowaliśmy budynek edukacyjny w technologii CLT dla Leśnego Ogrodu Botanicznego w Marszewie, praktycznie nie był wykorzystywany. Parametry ekologiczne drewna zdają się decydować o jego popularności, ponieważ te kwestie są bardzo ważne dla architektów młodego pokolenia. To właśnie oni w niedalekiej przyszłości będą mieli decydujący wpływ na kształt obowiązujących w Polsce procesów budowlanych. Z tego powodu uważamy, że drewno na długo zagości na naszym rynku budowlanym. Oczywiście decydujący głos jest po stronie klientów, dla których tworzymy naszą dokumentację i którzy ponoszą największe koszty. W tym względzie uważamy, że czeka nas pozytywistyczna praca nad zmianą społecznego nastawienia, bo wciąż musimy walczyć z ugruntowaną opinią na temat drewna jako materiału drogiego i w dodatku nietrwałego, który nie nadaje się do wznoszenia domu na lata — wyjaśnia ekspert rynku, architekt Marcin Gierbienis z biura projektowego Gierbienis + Poklewski, laureat licznych nagród w krajowych i międzynarodowych w konkursach architektonicznych.

Również Polskie Domy Drewniane SA chcą zwiększenia popularności domów z drewna, firma zamierza budować nawet 9-piętrowe bloki z polskiej sosny. Ich masową produkcję ma ułatwić właśnie technologia CLT. W ub.r. firma otrzymała od Narodowego Centrum Badań i Rozwoju 12,45 mln zł wsparcia na projekt opracowania technologii płyt konstrukcyjnych z klejonego krzyżowo drewna sosnowego z Polski, o podwyższonej klasie reakcji na ogień, na potrzeby wielokondygnacyjnego budownictwa drewnianego. Zakład planuje ruszyć w przyszłym roku, a firma realizuje obecnie prace badawcze nad tzw. polskim CLT z SGGW. Wdrażana w Polsce technologia CLT, dzięki nierozprzestrzenianiu ognia, pozwoli na budowę obiektów o wysokości do dziewięciu kondygnacji, co jest nowością w skali krajowej — aktualnie najwyższe budynki drewniane budowane w Polsce mają ich maksymalnie cztery. Płyty CLT będą także w pełni bezpieczne dla zdrowia ludzkiego oraz środowiska naturalnego.

— CLT zaczęło pojawiać się na świecie na budowach, gdzie architektowi zależało na odsłonięciu walorów estetycznych drewna przy jednocześnie trudnych warunkach placu budowy. Z różnych względów operacyjnych decydowano się na wykorzystanie technologii prefabrykacji, by zaoszczędzić na czasie oraz na zapleczu budowy dla powstającego budynku. Technologia, w której liczy się sprawność dostaw, a na placu budowy montażem konstrukcji nawet dla dużych obiektów zajmuje się jedynie grupka osób i dźwig — okazała się spełniać oczekiwania, a nawet je przekraczać. Tak powstawały na przykład akademiki w Londynie, gdzie dzięki CLT zaoszczędzono nawet 70 proc. czasu potrzebnego na konstrukcję obiektu. Londyn to także w latach dwutysięcznych duże projekty rewitalizacji na przykład w okolicach dawnych doków w londyńskim City, gdzie zastosowanie CLT pozwoliło zachować konstrukcję zewnętrzną budynków dawnych magazynów zbożowych, zmieniając jednocześnie ich funkcję na mieszkalną. Na tym polega piękno drewna, a szczególnie CLT — elastyczność zastosowań — dodaje Tomasz Szlązak, prezes Polskich Domów Drewnianych SA.

— Wydaje się, że budownictwo CLT będzie rosnącym i znaczącym, ale jednak paroprocentowym marginesem w całości budownictwa. Mam nadzieję, że powstanie sporo obiektów biurowych o wysokości do 5-6 kondygnacji, gdzie kształtujący wnętrze szkielet CLT będzie w pełni wyeksponowany przez przeszklone fasady. Wyższe budynki nie mają większego sensu; wieżowce wznoszone na świecie to raczej manifest możliwości i chęć bycia pierwszym niż zdrowy rozsądek. Udział budownictwa CLT może się znacznie zwiększyć, jeżeli zostaną wprowadzone jakieś istotne mechanizmy rynkowe promujące budownictwo o drastycznie zmniejszonym śladzie węglowym — mówi Szymon Wojciechowski, prezesa APA Wojciechowski Architekci. Istniejąca od ponad 25 lat pracownia jest jednym z krajowych liderów projektowania ekologicznego, co potwierdzają liczne certyfikaty dla budynków i nagrody za zielone budownictwo. Obecnie zatrudnia około 120 architektów w Warszawie i Trójmieście.

Czynnikami najbardziej hamującymi zastosowanie tej technologii w Polsce jest wciąż niewielkie doświadczenie w budowaniu z CLT oraz niektóre zapisy przepisów przeciwpożarowych, a na pewno lękliwa ich interpretacja. Odporność ogniowa konstrukcji drewnianych CLT jest wystarczająca, aby wdrożyć jej masowe wykorzystanie w nowoczesnym budownictwie, w pełni funkcjonalnych, energooszczędnych i przyjaznych dla człowieka budynkach mieszkalnych, użyteczności publicznej, czy wielokondygnacyjnych, a nawet wysokościowych. Technologia jest bardzo obiecująca i rozwojowa, a sposób podniesienia bezpieczeństwa przeciwpożarowego leży w rozwiązaniach inżynieryjnych.

— Jesteśmy świadomi również problemów, jakie napotyka technologia drewniana CLT w zderzeniu z polskimi przepisami pożarowymi. Przez podobne wyzwania przeszliśmy na innych rynkach świata. Najbardziej restrykcyjne wymogi pożarnicze panują w Australii. W Polsce to dopiero początek drogi, podjęliśmy współpracę z rzeczoznawcami pożarowymi oraz z jednostkami notyfikujący, m.in. z Instytutem Technologii Budownictwa, aby dostarczyć Inwestorom, konstruktorom i architektom, wszelkie dokumenty, certyfikaty, opracowania pożarowe umożliwiające realizację każdego rodzaju budynku, a w szczególności budynków wielkogabarytowych. Już teraz realizowane są w naszym kraju budowy z CLT i każda kolejna, pozwala nam rozwiązywać wyzwania i zdobywać doświadczenie — podsumowuje Wojciech Bieniek członek Zarządu OMFO / KLH w Polsce.

Autor: Adam Białas, ekspert rynku, dyrektor BIALAS Consulting & Solutions, dziennikarz biznesowy