A kép csak illusztráció (Forrás: Wikimedia)

A Torontói Egyetemen, közvetlenül a futballstadion mellett egy 14 emeletes épület épül, amely oktatótermeknek és tanszéki irodáknak ad majd otthont. Ami különleges benne, az az építési mód: az építők hatalmas, előregyártott faszerkezeteket – gerendákat, oszlopokat, paneleket – csavaroznak össze.

Ahogy az elemeket teherautóval leszállítják, egy magas daru a helyére emeli azokat, és ott tartja, amíg a munkások fémelemekkel rögzítik. Félkész állapotában az épület olyan, mintha óriási, lapra szerelt bútor lenne összeszerelés közben, írja a Yale Climate Connections.

hirdetés

Ez az úgynevezett "mass timber", azaz tömeges faépítészet technológiája. Ilyen konstrukciókban a több méter hosszú, előregyártott fapanelek és gerendák helyettesítik az acél- és betonelemeket.

Egyre több a faépület

Bár még viszonylag ritka, egyre népszerűbb, és világszerte megjelent már városi látképekben is.

Jelenleg a világ legmagasabb ilyen épülete a 25 emeletes Ascent torony Milwaukee-ban, amelyet 2022-ben fejeztek be. Abban az évben világszerte 84 darab, legalább nyolcemeletes “tömeges“ fából készült épület készült el vagy volt építés alatt, és további 55-öt terveztek. Az épületek 70%-a Európában található, 20%-uk Észak-Amerikában, a többi pedig Ausztráliában és Ázsiában – derül ki a Council on Tall Buildings and Urban Habitat jelentéséből. Ha a kisebbeket is beleszámítjuk, csak az Egyesült Államokban legalább 1700 ilyen épületet emeltek 2023-ig.

A tömeges faépítészet vonzó alternatíva az energiaigényes beton és acél helyett – ez a két anyag ugyanis a globális szén-dioxid-kibocsátás közel 15%-áért felelős. Bár a szakértők még vitatkoznak a faépületek klímavédelmi szerepéről, sokan úgy vélik, hogy ez egy környezetbarátabb megoldás. A fa ugyanis megújuló erőforrás. A fának ráadásul esztétikai előnyei is vannak: „Az emberek belefáradtak a betonba és az acélba” – mondja Ted Kesik, a Torontói Egyetem tömeges faépítéssel foglalkozó intézetének kutatója. A fa természetes, meleg látványa, egyedi rajzolata miatt kellemesebb élményt nyújt. „Az emberek szeretnek fára nézni.”

Azonos alapanyag, erősebb szerkezet

Magas épületek faanyagból való készítése persze nem újdonság. A 18–19. század ipari forradalma alatt sok gyárat és raktárt „tégla és gerenda” szerkezettel, azaz fából és téglából építettek.

Ahogy az épületek egyre magasabbak lettek, a fa szerepét az acél és a beton vette át. A faépítészet így visszaszorult a lakóházak és kisebb épületek szintjére.

Mintegy 30 évvel ezelőtt azonban német és osztrák építők elkezdtek kísérletezni a kis darabokból ragasztással, szögezéssel, tiplikkel összeállított óriás fahasábok készítésével. Így nem volt szükség hatalmas, öreg fák kivágására. A technológiát olyan mérnökök, mint Julius Natterer, és építészek, mint Hermann Kaufmann fejlesztették. Az osztrák Kaufmann nevéhez fűződik többek között az 1997-ben elkészült Ölzbündt apartmanház, illetve a 18 emeletes Brock Commons diákszálló Vancouverben, 2017-ből.

A tömeges fa elve hasonló a rétegelt lemezhez, csak sokkal nagyobb léptékben: CLT (keresztirányban rétegelt fa) paneleket és glulam (ragasztott lamellás gerenda) tartóelemeket használnak. A gerendák akár 50 méter hosszúak is lehetnek, a panelek vastagsága pedig elérheti az 50 centimétert.

Ezek a faanyagok meglepően erősek – súlyarányosan erősebbek is lehetnek, mint az acél. Ugyanakkor minél magasabb egy épület, annál vastagabb fagerendákra van szükség, ami helyigényes. Ezért az igazán magas faépületek – például az Ascent – általában kombinálják a fát acéllal és betonnal.

Tűz, nedvesség, hangszigetelés

Korábban a legnagyobb aggály a magas faépületekkel kapcsolatban a tűzbiztonság volt. Sok országban ezért csak alacsony épületekhez engedélyezték a fa használatát.

A szabályozás célja nem a teljes tűzállóság, hanem hogy az épület elég ideig ellenálljon, hogy az emberek elmenekülhessenek, és a tűzoltók elolthassák a tüzet.

A tűzállóságot úgy tesztelik, hogy gáztüzes kamrában hevítik a faszerkezeteket, vagy épületmaketteket gyújtanak fel. Kiderült, hogy a fa külső rétege elszenesedik, és ez szigeteli a belső részeket.

A fordulópont 2021-ben jött el, amikor az International Code Council frissítette az építési szabályzatot, lehetővé téve a 18 emeletes faépületek engedély nélküli kivitelezését. Azóta egyre több ország és város veszi át ezt a szabályozást.

Más kihívások is vannak

„A nedvesség az igazi ellenség, nem a tűz” – mondja Steffen Lehmann, a Las Vegas-i Nevada Egyetem építésze. A nedves fa hajlamos a gombásodásra és rovarfertőzésre, ezért a szállítás és az építés során is védeni kell. Részletes nedvességkezelési tervet készítenek, megfelelő fűtési és szellőztetési rendszerekkel, valamint vegyszeres kezelésekkel és fizikai védelmi megoldásokkal.

A hangszigetelés szintén fontos, mivel a fa nagyon jól vezeti a hangot. Hangszigetelő anyagokat, üres rétegeket és emelt padlókat alkalmaznak a zajcsökkentés érdekében.

Klímavédelmi potenciál

Az építőipar a világ szén-dioxid-kibocsátásának 39%-áért felelős. Diana Ürge-Vorsatz, a Bécsi Közép-európai Egyetem kutatója szerint a tömeges fa és más bioalapú anyagok kulcsszerepet játszhatnak a klímavédelemben. Egy 2020-as tanulmány szerint a Brock Commons torony 2432 tonnával kevesebb CO₂-t bocsátott ki, mint egy azonos méretű beton és acél épület. Ebből 679 tonna a gyártás közben megspórolt kibocsátás, 1753 tonna pedig a fában tárolt szén.

„Ha bioalapú anyagot használunk, kettős hasznot érhetünk el” – mondja Ürge-Vorsatz.

De ez a lelkesedés sok feltételezésen alapul: például, hogy minden kivágott fa helyett új nő, amely ugyanannyi szenet köt meg – ezt sok környezetvédő vitatja. Ráadásul a fa nem teljes egésze kerül be az épületbe: az ágak, gyökerek, fűrészpor gyakran elégetésre kerül vagy elrothad, így ismét CO₂ vagy metán kerül a légkörbe.

„Sok építész vakarhatja a fejét” – mondja Stephanie Carlisle, a Carbon Leadership Forum kutatója –, „vajon tényleg van klímahaszon?” Ő maga hisz benne, de szerinte több kutatásra van szükség a pontos méréshez.

Gyorsabb, okosabb építkezés

A tömeges faépítés a komplex, integrált tervezés élvonalába tartozik. A hagyományos építkezésnél az építész külön dolgozik, majd később jönnek a különféle szakágak. Az integrált modellben már a tervezési szakaszban együtt dolgozik minden szakember, a pontos elemek előre meghatározottak, sőt a rögzítési pontokat is előfúrják. Ez lehetővé teszi, hogy az elemeket előre legyártsák, számítógép vezérelte gépekkel, és a helyszínen csak össze kelljen szerelni.

Kesik szerint ezek az épületek inkább hasonlítanak egy autó összeszereléséhez: minden elemet odaszállítanak, és mint egy óriási Ikea bútor, összeillesztik őket. Lehmann hozzáteszi: az ilyen építkezés akár 40%-kal gyorsabb lehet, mint a hagyományos módszer.