1. Ce este lemnul lipit?

Arhitecții, constructorii și susținătorii sustenabilității sunt entuziasmați de acest nou material de construcție, despre care susțin, că ar putea reduce semnificativ emisiile de gaze cu efect de seră în sectorul construcțiilor, producerea de deșeuri, poluarea și costurile de construire, creând în același timp un ambient de locuit mai sănătos. Lemnul a fost folosit pentru construcții încă din perioada preistorică. Dar mai ales după incendii mari și alte accidente, s-a constatat că, construcțiile din lemn pot fi și periculoase sau instabile în comparație cu cele din beton și oțel. Cu toate acestea, noile tehnologii au pus din nou lemnul în centrul atenției, mai exact prin folosirea lemnului masiv lipit ca material de construcție. Lemnul lipit este fabricat din lemn moale de rășinoase (pin, molid sau brad), care este combinat uneori cu lemn de foioase (mesteacăn, frasin și fag). Din lemn lipit se fabrică mai multe tipuri de materiale de construcție, care au dimensiuni și utilizări variate, cum ar fi: grinzi lipite, lemn furniruit lipit, lemn lamelat și prins cu șuruburi sau cuie și lemn lamelat fixat cu dibluri. Dar, cea mai comună și cea mai cunoscută formă de lemn masiv - care facilitează cele mai noi posibilități arhitecturale - este lemnul laminat încrucișat (CLT).

1.1. Lemnul laminat încrucișat (CLT)

Lemnul laminat încrucișat este realizat prin lipirea între ele a unor panouri de lemn, care au fost în prealabil tăiate și uscate într-un cuptor - lipire care se face în straturi și transversal, astfel încât fibrele fiecărui strat să fie orientate perpendicular pe fibrele stratului următor. Cu acest tip de poziționare, se pot crea plăci mari, de până la un metru grosime și 25 de metri lungime. Dimensiunea medie a panourilor din lemn lipit încrucișat este puțin mai mare de 4 x 10 metri (în prezent, dimensiunea panourilor este limitată, în principal, de restricțiile privind transportarea lor și nu de posibilitățile de producție).

Astfel de bucăți mari de lemn depășesc chiar și proprietățile structurale ale betonului și ale oțelului. Lemnul lipit încrucișat poate fi utilizat pentru construirea podelelor, a pereților și a tavanelor - de fapt, pentru construirea de clădiri întregi. În Norvegia, a fost construită de curând cea mai înaltă construcție din lemn masiv din lume, care are 18 etaje, iar în Chicago (SUA) este planificat a fi construit un turn de lemn cu 80 de etaje. Mulți experți sunt extrem de entuziasmați de potențialul, pe care îl are lemnului masiv, atât datorită proprietăților sale arhitecturale, cât și a potențialului său de decarbonizare a sectorului construcțiilor.

1.2. O perspectivă istorică asupra lemnului lipit

Să aruncăm o privire rapidă asupra istoriei lemnului masiv și să vedem, unde se află în prezent. Lemnul lipit încrucișat a fost dezvoltat pentru prima dată la începutul anilor 90 ai secolului trecut în Austria -țară în care speciile de lemn moale, de rășinoase, cresc în abundență. CLT a fost creat de cercetătorul Gerhard Schickhofer. În Austria și în Europa în general, utilizarea lemnului lipit încrucișat s-a răspândit în anii 2000, fiind folosit, în principal, pentru construirea de clădiri rezidențiale. În general, europenii nu preferă structurile scheletice din lemn, care sunt însă populare în SUA. Noi, preferăm materiale de construcție mai solide, cum ar fi betonul sau cărămida. Dar, la ora actuală se preconizează lemnul masiv încrucișat va face construcțiile mai durabile în Europa.

1.3. Avantajele pe care le prezintă lemnul lipit

1.3.1. Lemnul lipit este un material sigur în caz de incendiu

Realitatea este, că bucățile de lemn mari, solide și comprimate sunt destul de greu de aprins (faceți un experiment și încercați să țineți bricheta sub un buștean mare pentru câteva minute). În caz de incendiu, stratul exterior de lemn masiv va arde și se va transforma în cărbune, stingând focul și protejând astfel straturile interioare. Acest lucru face ca, în cazul producerii unui incendiu foarte puternic, straturile interioare ale plăcilor sau grinzilor din lemn lipit să își  mențină integritatea structurală chiar și timp de câteva ore. Un lucru interesant este și că majoritatea oamenilor nu sunt conștienți de faptul, că oțelul este extrem de sensibil la foc. Când atinge o anumită temperatură, oțelul devine foarte imprevizibil și cedează, iar clădirea se prăbușește ... de fapt, cele mai moderne și mai sigure clădiri din lemn au grinzi de oțel îmbrăcate în lemn masiv.

1.3.2. Lemnul lipit reduce emisiile de carbon eliberate în atmosferă

Aproximativ 11% din emisiile globale de gaze cu efect de seră provin din materiale de construcții și din domeniul construcțiilor; alte 28 % din aceste emisii provin din lucrări de construcții, care se caracterizează în cea mai mare parte consum prin energie risipitor. Pe măsură ce energia devine din ce în ce mai curată, materialele de construcție și construcțiile vor reprezenta o cauză din ce în ce mai importantă a emisiilor de carbon eliberate în atmosferă. Prin utilizarea lemnului lipit, se urmărește chiar reducerea acestor emisii. Determinarea impactului general al utilizării lemnului masiv în domeniul construcțiilor asupra emisiilor de carbon este foarte complexă. Pentru aceasta, trebuie luate în considerare cel puțin trei efecte ale carbonului.

În primul rând, chiar lanțul de aprovizionare cauzează eliberarea de emisii de gaze cu efect de seră, începând cu silvicultura. Tăierea pomilor duce la poluarea atmosferei cu carbon, pentru că astfel se produc deșeuri vegetale și lemnoase, care în cele din urmă putrezesc și eliberează carbon. Emisiile de gaze sunt generate și de vehiculele și utilajele utilizate la tăierea, transportarea și procesarea lemnului. Majoritatea analizelor convenționale consideră, că aprovizionarea cu lemn este neutră din punctul de vedere a emisiilor de carbon, presupunând că lemnul provine din păduri gestionate în mod sustenabil. Dar, după cum vom vedea mai târziu, aceasta nu este întotdeauna o presupunere corectă.

În al doilea rând, lemnul conține carbon, care este încorporat în clădiri, ce au o durată de viață de 50 până la 100 de ani. Cantitatea exactă de carbon eliberat în atmosferă depinde de speciile de copaci, practicile forestiere, costurile de transport și mulți alți factori. Un metru cub de CLT conține aproximativ o tonă de CO2. (După cum vom vedea, acest lucru a fost este stabilit în baza anumitor factori, ce țin de domeniul forestier.)

În al treilea rând, prin înlocuirea betonului și a oțelului cu lemn, carbonul încorporat în aceste materiale de construcție nu mai este o problemă și acest lucru are o importanță esențială. Producția de ciment și beton este responsabilă pentru aproximativ 8% din emisiile globale de gaze cu efect de seră – cantitate ce este mai mare decât emisiile produse de orice țară, cu excepția SUA și a Chinei. Industria globală a siderurgiei este responsabilă de încă 5% din emisiile globale de gaze cu efect de seră. Pentru a produce o tonă de beton, se eliberează în atmosferă aproximativ o jumătate de tonă de CO2. Iar pentru producerea unei tone de oțel, se produc 2 tone de CO2. Prin folosirea lemnului lipit încrucișat ca material de construcție, evităm eliberarea de CO2 în atmosferă.

Modul exact în care aceste emisii de carbon vor fi evitate depinde de la caz la caz, dar cercetările arată că, efectul general al utilizării CLT în loc de beton și oțel va duce la o reducere semnificativă a emisiilor de gaze cu efect de seră. Un studiu din anul 2014, publicat în revista Journal of Sustainable Forestry, a examinat în detaliu efectele înlocuirii pe scară largă a materialelor de construcție cu produse din lemn și a concluzionat: „La nivel global, se poate obține suficient lemn suplimentar pentru a construi clădiri și poduri din lemn. Emisiile anuale de CO2 vor fi reduse cu 14 - 31% și consumul de beton și oțel cu 12 - 19%, dacă o parte din această infrastructură va fi construită cu lemn masiv lipit. Cea mai mare scădere a emisiilor de CO2 se va obține prin evitarea utilizării excesive de combustibilii fosili pentru realizarea structurilor din oțel și beton”.

1.4. Rețineri în a utiliza lemnul lipit ca material de construcție

Arhitecții și firmele de construcții sunt, în general, entuziasmați de utilizarea lemnului masiv ca material de construcții. Același lucru este valabil și pentru companiile specializate în prelucrarea lemnului, organizațiile de protejare a mediului înconjurător, partidele ecologiste, activiștii din domeniul prezervării ecosistemelor, dar și autoritățile locale, care caută modalități de a accelera decarburarea. Lemnul este un material, care poate fi cultivat în abundență, creează locuri de muncă în zonele rurale, reduce deșeurile din construcții și costurile cu forța de muncă și încetinește producția de beton și oțel. Toate acestea sunt foarte benefice pentru mediul înconjurător și viața oamenilor.

Cu toate acestea, există unele rețineri justificate, cu privire la utilizarea lemnului lipit ca material de construcție. Aceste rețineri au drept cauză mai ales problemele legate de lanțul de aprovizionare cu lemn:

În primul rând, protecția și gestionarea adecvată a pădurilor reprezintă o parte importantă a luptei împotriva schimbărilor climatice și a conservării unei planete locuibile. Ecosistemele forestiere neatinse servesc nu numai la absorbirea carbonului din atmosferă, ci și la conservarea ecosistemelor și biotopurilor vegetale, a habitatului faunei sălbatice, a spațiilor de recreere și, bineînțeles, a frumuseții naturii. Ecologiștii sunt îngrijorați de faptul, că pădurile nu vor mai fi suficient protejate, în cazul în care cererea de cherestea va crește brusc.

În al doilea rând, unii ecologiști susțin, că beneficiile utilizării lemnului ca material de construcție sunt supraevaluate. Institutul Internațional pentru Mediu Dezvoltare Durabilă a publicat anul trecut un raport, în care se examinează lacunele și punctele slabe ale analizei ciclului de viață al materialelor de construcție, în special al lemnului. În cadrul acestui raport, s-a constatat că: așa-numita ”evaluare a ciclului de viață” (life cycle assesment sau LCA) produce rezultate foarte variabile, chiar și în cazul unor clădiri similare”; există o mare variabilitate regională în ceea ce privește performanța clădirilor; și, mai presus de toate, că LCA tinde să exagereze importanța „carbonului încorporat” în lemn, prin faptul că ignoră respectiv subestimează emisiile de carbon din alte părți ale ciclului de viață a acestuia. Multe grupuri ecologiste solicită prudență în ceea ce privește utilizarea lemnului masiv. Aceștia susțin, că beneficiile sale climatice sunt exagerate din cauza practicilor forestiere slabe de până la ora actuală.

2. Care sunt utilizările cele mai frecvente ale lemnul lipit?

Lemnul lipit este utilizat în mare parte în industria construcțiilor. În timp ce reglementările legale din domeniul construcțiilor se schimbă, pentru a permite construirea de clădiri din lemn mai înalte, și discuțiile despre schimbările climatice continuă, multe persoane consideră că lemnul lipit constituie viitorul construcțiilor. La ora actuală, produsele inginerești din lemn oferă mult mai multe opțiuni de utilizare decât în trecut - în parte datorită proprietăților îmbunătățite ale materialelor și a utilizării eficiente a resurselor naturale, în comparație cu lemnul tăiat în mod convențional. Rezultatul constă în mai multe posibilități de utilizare a lemnului și producerea de mai puține deșeuri. Iată 10 exemple de utilizare a lemnului lipit:

2.1. Clădiri cu scop lucrativ

Elementele structurale din lemn, aflate la vedere în interiorul clădirilor de birouri, creează o atmosferă caldă și primitoare. Materialele de construcție cum ar fi: lemnul lipit, lemnul laminat încrucișată (CLT), lemnul laminat fixat în cuie sau șuruburi NLT (Nail-laminated timber) și alte produse din lemn masiv pot fi combinate în mai multe moduri, pentru a crea construcții adaptate la noile nevoi ale utilizatorilor - nevoi ce se modifică permanent în timp.

2.2. Cămine studențești

La construirea căminelor studențești, lemnul poate fi ascuns sau la vedere. Dimensiunile reduse ale camerelor (în comparație cu sălile de birouri) permit utilizarea a diferite sisteme structurale de lemn lipit.

2.3. Clădiri inserate în peisajul urban

În centrele urbane, de multe ori, singurul teren disponibil pentru construirea de clădiri noi se află între clădiri deja existente. Acest lucru reprezintă o provocare considerabilă pentru firmele de construcții. Lemnul masiv este o alegere excelentă pentru aceste locații, deoarece componentele sau modulele, din care sunt asamblate clădirile, sunt fabricate cu o foarte mare precizie, și anume cu mașini CNC, care se caracterizează prin abateri foarte mici. De asemenea, materialele prefabricate sunt livrate pe șantier în termenul prestabilit.

2.4. Clădiri de apartamente

Apartamentele proprietate personală și imobilele de închiriat necesită sisteme structurale puțin diferite față de cele ale clădirilor de birouri și ale căminelor studențești menționate mai sus. Probleme, cum ar fi acustica și vibrațiile, influențează foarte mult asupra proiectării acestor clădiri. În unele cazuri, lemnul lipit structural poate rămâne la vedere, oferind locatarilor beneficii pozitive pentru sănătate, datorită contactului direct cu acest material natural.

2.5. Case rezidențiale și de vacanță la comandă

Lemnul, care este vizibil în interiorul clădirilor, are un aspect estetic plăcut și creează un mediu cald și primitor. Costurile de construire cu cherestea lipită structurală pot fi mai mari decât costurile de realizare a unei structuri scheletice din lemn. Dar lemnul masiv oferă opțiunea construirii de clădiri prefabricate, care poate fi foarte utilă în locații îndepărtate sau cu terenuri problematice.

2.6. Parcuri

Lemnul este adesea folosit și pentru realizarea amenajărilor exterioare. Alegerea inteligentă a materialelor și detaliilor influențează semnificativ asupra durabilității și longevității lemnului. Dacă sunt protejate sub acoperișuri, podelele din lemn masiv constituie o alternativă atractivă pentru structurile parcurilor.

2.7. Clădiri destinate învățământului

Studiile au arătat, că utilizarea de materiale naturale - cum ar fi lemnul - în săli de clasă îmbunătățește procesul de învățare. Utilizarea lemnului lipit în instituțiile de învățământ creează medii de studiu calde, primitoare, care încurajează învățarea.

2.8. Piscine acoperite și clădiri destinate activităților sportive

Lemnul lipit este adesea utilizat în construirea de arene sportive, piscine și parcuri acvatice interioare, deoarece poate acoperi suprafețe mari și, în același timp, este plăcut din punct de vedere vizual. Plăcile laminate încrucișate CLT pot acoperi suprafețe mari cu mai puține elemente de suport, ceea ce duce la reducerea duratei de timp necesară realizării construcțiilor.

2.9. Magazine pentru comerțul cu amănuntul

Comercianții au constatat că oamenii petrec mai mult timp în magazinele, în care elementele din lemn sunt vizibile și iluminate natural. Lemnul lipit este, prin urmare, foarte adecvat pentru construirea de magazine.

2.10. Clădiri construite pe terenuri cu capacitate portantă redusă

Clădirile din lemn laminat încrucișat sunt semnificativ mai ușoare față de clădirile din beton sau metalice. Ca urmare, în locațiile în care solul are o capacitate portantă redusă, se pot construi clădiri cu mai multe etaje din lemn laminat încrucișat, fără a depăși capacitatea portantă a terenului.

3. Tipuri de lemn lipit

3.1. Lemn laminat încrucișat (Cross-laminated Timber - CLT)

După cum am mai menționat deja, lemnul laminat încrucișat este format din straturi de lemn (de obicei trei, cinci sau șapte) poziționate perpendicular unele pe altele și apoi lipite împreună pentru a forma panouri structurale caracterizate prin rezistență, stabilitate dimensională și rigiditate excepționale. Plăcile din lemn laminat încrucișat sunt deosebit de rentabile din punct de vedere financiar, atunci când sunt utilizate la construirea de clădiri mari și cu mai multe etaje.

Unii arhitecți, care proiectează clădiri din CLT, îl privesc ca pe un sistem autonom sau ca pe un produs, care poate fi utilizat împreună cu alte produse din lemn. Lemnul laminat încrucișat poate fi folosit și în aplicații hibride și compozite. CLT este foarte un material adecvat pentru pardoseli, pereți și acoperișuri. Datorită aspectului său estetic plăcut, lemnul laminat încrucișat poate fi vizibil în spațiile interioare. Datorită laminării încrucișate, CLT poate avea diferite dimensiuni și forme. De asemenea, lemnul laminat încrucișat poate fi fabricat la dimensiuni personalizate. Dimensiunile plăcilor din CLT variază în funcție de producător. CLT poate fi utilizat în toate tipurile de structuri inflamabile.

3.2. Lemn laminat și fixat cu șuruburi sau cuie (Nail-laminated Timber - NLT)

Lemnul laminat și fixat cu șuruburi sau cuie (NLT) este realizat din scânduri de lemn fixate împreună cu cuie sau șuruburi, pentru a crea un element structural mai mare. Aceasta nu este nicidecum o tehnologie nouă. Dimpotrivă, această tehnologie este utilizată de mai bine de un secol. Dar, în timp s-au înregistrat progrese deosebite. Lemnul laminat NLT se folosește, de obicei la realizarea podelelor, a panourilor portante și a acoperișurilor. Cu acest lemn laminat se pot crea texturi variate. De asemenea, NLT este utilizat și pentru a construi goluri de ascensor și scări cu cadru din lemn în clădiri. De asemenea, cu NLT putem construi acoperișuri cu forme de curbate unice. Un alt avantaj al utilizării lemnului laminat NLT este și acela că la fabricarea lui se pot utiliza specii de lemn disponibile la nivel local. În plus, în general, nu sunt necesare echipamente de instalare specializate. Elementele de construcție din NLT pot fi realizate de către tâmplari profesioniști direct la locație.

3.3. Lemn lipit (glulam)

Lemnul lipit se compune din panouri din lemn lipite, care sunt selectate în funcție de caracteristicile lor de performanță și apoi lipite cu adezivi durabili, rezistenți la umiditate. Fibrele tuturor straturilor sunt orientate pe direcția lungimii plăcilor. Adezivul are proprietăți excelente, caracterizându-se prin rezistență și rigiditate, și are aspecte variate, pentru facilitarea creării de modele structurale sau arhitecturale diferite. Deși este utilizat în mod obișnuit la fabricarea grinzilor, a stâlpilor sau a coloanelor, lemnul lipit se mai folosește și pentru fabricarea plăcilor de podea sau a acoperișuri.

3.4. Lemn laminat fixat cu dibluri (Dowel-laminated timber - DLT)

Panourile din lemn laminat și fixat cu dibluri sunt produse din lemn masiv de ultimă generație și utilizate pe scară largă în Europa. Aceste panouri sunt realizate din specii de lemn moale (rășinoase), fiind alcătuite din mai multe straturi suprapuse și fixate împreună cu dibluri. De obicei, diblurile sunt fabricate din lemn dur și au același rol ca și cuiele sau șuruburile dintr-o placă NLT. Fricțiunea conferă plăcii o anumită stabilitate dimensională. Printre avantajele utilizării de plăci DLT se numără și posibilitatea instalării de benzi acustice direct pe suprafața inferioară a panoului. Acest lucru este foarte important pentru spațiile interioare, în care acustica este importantă. Suprafețele din lemn DLT sunt vizibile în spațiile interioare și permit o mare varietate de tratamente de suprafață. Odată cu creșterea interesului pentru plăcile DLT, vor apărea alte produse inovative, iar disponibilitatea acestora pe piața materialelor de construcții va crește.

3.5. Lemn structural compozit (Structural Composite Lumber - SCL)

Lemnul compozit servește la fabricarea de diferite produse din lemn. Acesta este alcătuit din straturi de furnir uscate și fibre de lemn sau rumeguș, unite cu un adeziv rezistent la umiditate în blocuri mari de material, care sunt apoi tăiate din nou la dimensiuni specifice.

4. Cum se construiește cu lemnul laminat încrucișat?

Ca și în cazul oricărui proiect de construire a unei clădiri, atunci când se construiește cu lemn laminat încrucișat CLT, este nevoie mai întâi de un proiect corect, realizat cu mare precizie. Modificarea schițelor este mult mai ușoară și mai ieftină decât modificările făcute ulterior pe șantier. Cu toate acestea, dacă studiați cu atenție modificările și vă consultați cu echipa dumneavoastră de profesioniști, veți constata că în cazul construcțiilor din CLT sunt posibile și modificări minore ulterioare proiectării. Datorită faptului că, pentru fiecare perete există un desen tehnic corespunzător, se pot face modificări ale construcției atâta timp cât componentele individuale ale clădirii sunt încă în atelier.

De asemenea, atunci când construiți cu lemn laminat încrucișat, nu veți avea nevoie de placări finale speciale – pentru că, clădirile din CLT poate fi finisate atât în exterior, cât și în interior cu aceleași materiale, care se folosesc pentru orice clădire construită în mod clasic. Deoarece majoritatea clădirilor rezidențiale construite din lemn laminat încrucișat CLT vor fi îmbrăcate în izolație cu grosimea de până la 200 mm( grosimea izolației depinde de gradul de izolare termică dorit), metoda de fixare a elementelor de placare a suprafețelor trebuie să fie aleasă corect. Căptușelile ușoare (cum ar fi tencuiala cu strat subțire, plăcile din ciment sau glisierele din piatră), care pot fi montate direct pe suprafața lemnoasă CLT cu cleme sau șipci de montare, sunt cele mai eficiente. Și, nu uitați, că va trebui să angajați executați specializați pentru montarea pardoselilor, placarea pereților și alte lucrări meșteșugărești (execuția instalațiilor mecanice și a instalațiilor electrice etc.), la fel ca în cazul unei construcții clasice. În plus, va trebui să asigurați accesul pe șantier al camioanelor - cu care se vor transporta materialele de construcție - și macaralelor necesare construirii clădirii – lucru general valabil atunci când se construiesc clădiri prefabricate.

4.1. Cât costă casele construite cu lemn laminat încrucișat?

Este dificil să oferim o estimare exactă a prețului construcțiilor din lemn laminat încrucișat CLT, pentru că acesta depinde în mare măsură de proiect. Și totuși, prețul estimativ pentru o casă construită cu CLT variază între 1.465 RON și 2443 RON/m2 de suprafață interioară brută.

Trebuie luate în considerare și costurile de transport – o casă medie are nevoie de aproximativ 40-50 m3 de lemn laminat încrucișat, ceea ce corespunde unei singure încărcături. Nu uitați că, costurile inițiale pot părea mari, dar veți economisi bani datorită vitezei cu care casa va fi construită, plătind deci mai puține ore de lucru. Firmele de construcții specializate în construirea cu CLT vă vor trimite oferte de execuție exacte, pe baza planurilor dumneavoastră. În genere, ofertele includ furnizarea materialelor, proiectarea și construirea clădirii din elemente prefabricate CLT, dar nu și toate celelalte lucrări de construcție și meșteșugărești necesare pentru finalizarea casei.