Mediena – bene seniausiai žmogaus naudojama, plačiai visame pasaulyje paplitusi statybinė medžiaga. Mūsų laikus yra pasiekę įspūdingi daugiaaukščiai mediniai pastatai, tokie kaip Pura Besakih šventykla Balyje (VIII a.), Kopperstadto bažnyčia Norvegijoje (stavkirke, 1130 m.) arba septynaukštis grūdų sandėlis Geislingene, Vokietijoje (Alter Bau, 1445 m.).
Gaivinama statyba iš medžio
XX amžiuje naujos medžiagos – betonas ir plienas – beveik visiškai išstūmė medieną iš statybos sektoriaus ir suformavo šiandien įprastą moderniąją architektūrą. Vis dėlto nuo XX amžiaus paskutinio dešimtmečio stebime statybos iš medžio atgimimą: vykdoma daugybė mokslinių tyrimų ir technologinių inovacijų, dėl ko statoma vis daugiau ir aukštesnių medinių pastatų. Aukščiausias šiuo metu statomas medinis pastatas yra 84 metrų – tai 24 aukštų „HoHo“ dangoraižis Vienoje. Kodėl statyba iš medžio vėl tapo aktuali?
Tarptautinio tyrimų projekto „leanWOOD“ metu atliktos Europos statybos sektoriaus dalyvių apklausos rodo, kad didžiausia statybos iš medžio stiprybė ir augančio populiarumo priežastis – kylantis visuomenės sąmoningumas aplinkos tausojimo srityje (1). Tai skatina susidomėjimą ekologiškomis, mažesnę įtaką klimato kaitai darančiomis medžiagomis, tokiomis kaip mediena, ir pagrindžia valstybių paramą jų moksliniams tyrimams bei naudojimui. Antra, technologinės inovacijos leidžia šiuolaikinius medinius pastatus statyti itin greitai ir kokybiškai. Tai aktualu miestams, ieškantiems būdų tankinti esamą urbanistinį audinį ir taip efektyvinti viešąją infrastruktūrą.
Kaip pagrindiniai iššūkiai minėtame tyrime nurodomi esami statybos techniniai standartai, teikiantys pirmenybę mineralinės kilmės medžiagoms, kvalifikuotų ekspertų trūkumas ir iš to išplaukiančios nedidelės rangovų ambicijos statybos iš medžio srityje. Galima spėti, kad šios problemos kyla iš giliai įsišaknijusių baimių dėl gaisrinės saugos, ilgaamžiškumo ir miškų išsaugojimo. Veikiausiai geriausias būdas įveikti šiuos išankstinius nusistatymus – pateikti konkrečius techninius sprendimus, pasiteisinusius įgyvendintuose projektuose.
Pura Besakih šventykla Balyje.
Šalys ieško alternatyvų
Šiame tekste plačiau pristatoma pagrindinė medienos stiprybė – ekologiškumas. 2015 metais Paryžiuje visos pasaulio valstybės pasirašė susitarimą dėl klimato kaitos. Juo siekiama, kad vidutinės temperatūros pakilimas pasaulio mastu būtų gerokai mažesnis nei 2 laipsniai, palyginti su ikipramoninio laikotarpio temperatūra. Šiam tikslui pasiekti valstybės įsipareigoja mažinti šiltnamio efektą sukeliančių dujų (ŠESD) emisijas. Jos yra matuojamos CO2 ekvivalento tonomis, nes CO2 yra pagrindinės, nors ir nevienintelės, ŠESD. Šiandien taikomos ŠESD išmetimų mažinimo priemonės statybos sektoriuje akcentuoja mažą energijos poreikį pastatų eksploatavimo fazėje. Vis dėlto, taikant aukštus energinio naudingumo standartus, pagrindinis taupymo potencialas persikelia į gamybos stadiją (2). Tai aiškiai matyti pirmame paveiksle (1 pav.). Jame palygintas 2009-ųjų Vokietijos energinio naudingumo standartą atitinkančio ir pasyviojo namo pirminės energijos poreikis, reikalingas pastato gamybai, atnaujinimui ir eksploatacijai per 50 m. laikotarpį. Pasyviojo namo bendras pirminės energijos poreikis yra gerokai mažesnis dėl mažesnių aprūpinimo energija sąnaudų, tačiau pirminės energijos poreikis gamybos ir atnaujinimo stadijose nesumažėja. To rezultatas – daugiau nei pusė tokio pastato bendro pirminės energijos poreikio per 50 m. eksploatacijos laikotarpį sunaudojama pastato gamybai ir atnaujinimui.
Pav. 1. Pirminės energijos poreikio pasiskirstymas skirtingų energinių standartų pastatams per 50 metų laikotarpį (1).
Plačios panaudojimo galimybės
Dėl šios priežasties imta ieškoti mažesnį pirminės energijos poreikį ir ŠESD potencialą turinčių statybinių medžiagų. Čia mediena turi neginčijamų pranašumų. Visų pirma, ji gali būti naudojama itin plačiai – tiek įvairaus pobūdžio laikančiosioms konstrukcijoms, tiek kaip apdailos arba apšiltinimo medžiaga. Antra, mediena gali tarnauti kaip laikina CO2 kaupykla. Šis fenomenas schematiškai pavaizduotas antrame paveiksle (2 pav.). Fotosintezės metu medis n naudoja atmosferos CO2 kaip savo paties statybinę medžiagą (periodas t1-t2). Nukirtus medį, šie anglies junginiai lieka „įkalinti“ medienoje visos eksploatacijos metu (periodas t2-t3). Tik medienai pūvant arba ją deginant medžio augimo metu sukauptas CO2 išleidžiamas atgal į atmosferą (momentas t3). Kadangi mediena yra atsinaujinantis išteklius, per medžio n naudojimo laikotarpį gali užaugti tas pats kiekis žaliavos (medis n+1), sukaupiantis tą patį kiekį CO2 ir taip neutralizuojantis panaudoto medžio n deginimo metu išleidžiamą CO2. Tokiu būdu iš medienos pagamintas produktas gali nesukelti papildomų CO2 emisijų į atmosferą.
Taigi, kaip matyti iš antro paveikslo (2 pav.), norint vadinti statybą iš medžio ekologiška, yra būtina užtikrinti nenutrūkstamą medienos ataugimą. Todėl mediena privalo būti imama tik iš tvariai tvarkomų miškų, kuriuose negali būti iškertama daugiau medienos, negu jos atauga. Pati tvarumo koncepcija yra kilusi iš miškininkystės sektoriaus – dar 1713 metais, tarptautinio medienos stygiaus laikais, Saksonijos valdininkas Hansas Carlas von Carlowitzius veikale „Sylvicultura Oeconomica“ iškėlė būtinybę ieškoti būdų, kaip išsaugoti ir plėsti miškus, kad būtų užtikrinta nuolatinė ir tvari žaliavos pasiūla. Šis principas šiandien yra įtvirtintas daugelio Europos valstybių įstatymuose, tarp jų – ir Lietuvos miškų įstatyme. To rezultatus matome miškų ūkio statistikoje, kurioje nurodomas nuoseklus medienos tūrio miškuose augimas visoje Europoje. Tačiau ar užtektų turimų išteklių, norint visus naujus pastatus statyti iš medžio? Didžiausias medienos atsargas Europoje turi Vokietija – apie 3700 mln. kub. m, metinis prieaugis siekia 120 mln. kub. m (3) (Lietuvoje atitinkamai 543 ir 20 (4). Įvertinus vidutinį medienos poreikį mediniams pastatams yra suskaičiuota, kad metiniam naujos statybos poreikiui Vokietijoje padengti užtektų apie trečdalio per metus šalyje paruošiamos medienos, dar 12 proc. metinio medienos prieaugio paliekant miške (5). Atsižvelgiant į tai, kad Vokietijoje metinis medienos tūrio prieaugis vienam gyventojui yra apie 4 kartus mažesnis nei Lietuvoje, nusprendus visus naujus pastatus mūsų šalyje statyti tik iš medžio, problemų dėl medienos trūkumo neturėtų iškilti.
Pav. 2. CO2 kaupimas medienos produktuose.
Lūkestis – medieną panaudoti antrąsyk
Projektuojant į aplinką anglies dvideginio (CO2) neišskiriančius pastatus, reikia atsižvelgti ir į keletą kitų aspektų (2). Visų pirma, medienos produktai turi būti ruošiami kuo arčiau statybos vietos, taip sumažinant transportavimo sukeliamas ŠESD emisijas. Antra, išsaugoto CO2 kiekis pastate didėja augant medienos masės daliai pastate. Siekiant geresnio rezultato, reikėtų stengtis medieną naudoti pagrindinėms laikančiosioms konstrukcijoms (sienoms ir perdangoms), kurios sudaro didžiausią pastato svorio dalį ir kurioms įprastai naudojamos energiškai intensyvios medžiagos, tokios kaip betonas, plienas arba mūras. Atliktos gyvavimo ciklo analizės rodo, kad tokiu būdu CO2 emisijos medinio pastato statybos ir nugriovimo stadijose, priklausomai nuo pastato tipo, gali būti sumažintos nuo 9 iki 56 proc. (6), palyginti su tokios pačios kokybės pastatu, statytu iš mineralinių medžiagų. Vis dėlto CO2 kaupimas negali tapti tikslu savaime – turi būti atsižvelgiama į tvarų išteklių naudojimą ir medienos naudojama tik tiek, kiek konstrukciškai reikalinga. Trečia, reikia siekti kuo ilgesnės medienos produktų gyvavimo trukmės, kiek įmanoma atidedant jų suvartojimą energijos gavybai, kuomet juose sukauptas CO2 bus vėl išmestas atgal į atmosferą. Čia atsiveria skirtingo mastelio galimybių ir iššūkių laukas architektams ir kitiems projektuotojams. Tvarią estetinę ir funkcinę vertę turintys pastatai, lengvai pritaikomi ateities poreikiams turi gerokai didesnius šansus būti ilgai eksploatuojami. Kartu projektiniai sprendimai turi garantuoti medinių elementų ilgaamžiškumą ir jų antrinio panaudojimo galimybes. Tam, kad medieną būtų galima perdirbti arba dar kartą panaudoti, ji negali būti suteršta kenksmingomis medžiagomis, tarp jų – ir cheminėmis medienos apsaugos priemonėmis (2).
Apibendrinant galima teigti, kad šiandien matomam statybos iš medžio atgimimui prielaidas sudarė siekis mažinti žmogaus veiklos įtaką klimato kaitai. Šis statybos būdas turi potencialą sumažinti energijos beveik nenaudojančių pastatų ŠESD emisijas gamybos stadijoje. Tam būtina užtikrinti nenutrūkstamą medienos išteklių atsinaujinimą ir ištęsti statybos produktų gyvavimo trukmę. Dėl įgyvendintų tvaraus miškų tvarkymo principų, metinio medienos prieaugio su kaupu pakaktų padengti metiniam naujos statybos poreikiui daugelyje Europos šalių. Techniniai statybos iš medžio aspektai bus aptarti kituose straipsniuose.
24 aukštų „HoHo“ dangoraižis Vienoje.
Literatūra
1. Cronhjor, Yrsa , et al., et al. Book 1 – part B leanWOOD challenges & motivation. leanWOOD – Innovative lean processes and cooperation models for planinng, production and maintainance of urban timber buildings. s.l. : WoodWisdom-net, 2017.
2. Annette Hafner, Holger König. Lebenzyklusanalyse. Atlas Mehrgeschossiger Holzbau. Miunchenas : Detail Business Information GmbH, 2017, p. 24–29.
3. The Forests in Germany: Selected Results of the Third National Forest Inventory. Berlynas: Vokietijos federalinė maisto ir žemės ūkio ministerija, 2016.
4. Lietuvos miškų ūkio statistika 2017. Kaunas: Valstybinė miškų tarnyba, 2017. ISSN 1648- 8008.
5. Wegener, Gerd. Ressource Holz. Atlas Mehrgeschossiger Holzbau. Miunchenas : Detail Business Information GmbH, 2017, p. 19-23.
6. Hafner A., Rüter S., Ebert S., König H., Cristofaro L., Diederichs S., Kleinhenz M., Krechel M. Treibhausgasbilanzierung von Holzgebäuden – Umsetzung neuer Anforderungen an Ökobilanzen und Ermittlung empirischer Substitutionsfaktoren (THG-Holzbau). BMEL/BMUB : Mokslinis Projektas: 28W-B-3-054-01 Waldklimafonds, 2017. ISBN: 978-3-00-055101-7.
Straipsnis paskelbtas žurnale „Statyba ir architektūra“, 2018 / 7.
