1. Mi a ragasztott (szerkezeti) faanyag?

Az építészek, az építtetők és a fenntarthatóság szószólói lelkesen fogadták az új építőanyagot, amely véleményük szerint jelentősen csökkentheti az építőipari üvegházhatású-gázkibocsátást, a hulladékot, a környezetszennyezést és az építési költségeket, valamint fizikailag, lelkileg és esztétikailag is egészségesebb és jobb környezetet teremthet. Hihetetlen, de ez az új anyag nem más, hanem fa! Bár az építkezésben már az őskor óta használják, de különösen nagy tüzek és egyéb katasztrófák után vált világossá, hogy a fából épült létesítmények veszélyesek és instabilak lehetnek a betonhoz, acélhoz és hasonló anyagokhoz képest. Az új technológiák azonban mostanra ismét reflektorfénybe helyezték a fát. A hangsúly az úgynevezett szerkezeti vagy rétegragasztott faanyagokon van.

Ez röviden annyit tesz, hogy a faanyagot - általában puhafa daradok kisebb összeragasztásával, mint amilyen a borovi fenyő vagy lucfenyő, de néha keményfából, például nyírfából, kőrisből és bükkfából egy nagyobb darabot ragasztanak vagy szegecselnek össze. A rétegragasztott gerenda vagy szerkezeti gerenda egy általános kifejezés, amely különböző méretű és funkciójú termékeket takar, például ragasztott gerendák, a ragasztott furnérozott fa, a szögekkel vagy ékekkel összeerősített fa. A laminált faanyag legelterjedtebb és legismertebb formája, amely számos új építészeti lehetőséget nyitotta meg, a keresztrétegelt fa azaz cross-laminated timber (CLT).

1.1. Keresztrétegelt laminált faanyag (CLT)

A keresztrétegelt faanyagot úgy készítik, hogy a nyesett és kemencében szárított fatáblákat rétegenként és keresztben egymásra ragasztják, úgy, hogy az egyes rétegek szemcséi merőlegesek legyenek a következő réteg szemcséire. Ezzel a fajta egymásra helyezéssel akár méter vastag és 25 méter hosszú nagyméretű panelek vagy gerendák is készíthetők. Az átlagos panelméret valamivel több, mint 4x10 m (jelenleg a panelméretet elsősorban a szállítási, nem a gyártási lehetőségek korlátozzák). Az ilyen nagyméretű faanyagok még a beton és az acél szerkezeti tulajdonságait is meghaladják. A CLT-ből padló, falak, mennyezetek - sőt egész épületek - készíthetők. A világ legmagasabb, 18 emeletes faépítménye nemrégiben épült Norvégiában; Chicagóban pedig egy 80 emeletes faépületet terveznek. Számos szakértő rendkívül lelkes a tömeges faanyagban rejlő lehetőségeket illetően, mind építészeti tulajdonságaik, mind pedig az építőipar szén-dioxid-mentesítésében rejlő lehetőségek miatt.

1.2. Keresztrétegelt fa története

Rövid pillantást vetünk az ipari fatermelés történetére, és megnézzük, hol tart jelenleg. A CLT először az 1990-es évek elején jelent meg a tűlevelű erdőkben gazdag Ausztriában. Gerhard Schickhofer kutató készítette. A CLT Ausztriában és általában Európában is a 2000-es években terjedt el, és főleg lakóépületek kialakítására használják. Az európaiak azonban nem lelkesednek túlzottan az Egyesült Államokban nagyon népszerű favázas konstrukcióért. Előnyben részesítik a keményebb anyagokat, mint amilyen a beton vagy a tégla. A CLT-nek azonban az is a célja, hogy fenntarthatóbbá tegye az építőipart Európában.

1.3. Szerkezeti vagy ragasztott fűrészáru előnyei

1.3.1. Rétegragasztott faanyag tűzbiztos

A helyzet az, hogy a nagy, tömör, tömörített fadarabokat valójában elég nehéz meggyújtani (próbáljon meg egy ideig öngyújtót tartani egy nagy fatörzs alá). Tűz esetén a tömör fa külső rétege felmelegszik, de nem gyullad meg és igy megvédi a belső rétegeket. Ez lehetővé teszi, hogy a belső rétegek még nagyon erős tűzben is több órán keresztül megőrizzék szerkezeti integritásukat. Érdekes tény, amelyet a legtöbb ember nem tud, hogy az acél egyáltalán nem olyan ellenálló, mint amilyennek hiszik. Amint elér egy bizonyos hőmérsékletet, nagyon kiszámíthatatlanná és instabillá válhat és megadja magát, így az épület egy óra alatt összedőlhet. Az épület összeomlik. A legmodernebb, biztonságos faépületek esetében az acélgerendákat tömör fával borítják.

1.3.2. A ragasztott fa csökkenti a szén-dioxid-kibocsátást

A globális üvegházhatású gázok kibocsátásának mintegy 11%-a az építőanyagokból és az építőiparból származik; további 28%-a az építési munkálatokból, amelyek többnyire energiapazarló tevékenységekkel járnak. Ahogy az energia egyre tisztábbá válik, az építőanyagok és az építőipar egyre nagyobb szerepet játszik a környezetszennyezésben. Ezt szeretnénk csökkenteni az ipari fa felhasználásával. Az ipari faanyagnak a szén-dioxid-kibocsátásra gyakorolt teljes hatásának felmérése egy életciklus alatt nagyon összetett, ugyanis legalább három tényezőt kell figyelembe venni.

Elsősorban, maga a fakitermelési lánc bocsát ki néhány üvegházhatású gázt, kezdve az erdőgazdálkodással. A fakitermelés során szén-dioxid szabadul fel a talajból, és olyan fa- és egyéb növényi hulladék keletkezik, amely végül elrothad, és több szén-dioxidot szabadít fel a fakitermeléshez, amely végül elrothad, és szén-dioxidot szabadít fel, és a fakitermeléshez, a fűrészüzembe szállításhoz és a feldolgozáshoz szükséges járművek és gépek szintén kibocsátást okoznak. A legtöbb hagyományos életciklus-elemzés a faellátást szén-dioxid-semlegesnek tekinti, feltételezve, hogy az fenntarthatóan kezelt erdőkből származik; mint később látni fogjuk, ez nem mindig helyes feltételezés.

Másodsorban, maga a fa is tartalmaz némi szén-dioxidot, amely szintén beépül az épületekbe, amelyek akár 50-100 évig is eltarthatnak. Bár a pontos mennyiség függ a fafajtól, az erdészeti gyakorlatoktól, a szállítási költségektől és sok más tényezőtől, egy köbméter CLT körülbelül egy tonna CO2-t tartalmaz (mint látni fogjuk, ez bizonyos erdészeti feltételezésektől függ).

Harmadsorban, és ez a legfontosabb, a beton és az acél fával való helyettesítésével elkerüljük az ezekben az anyagokban rejlő alap fontosságú szén-dioxid kibocsátását. A cement- és betongyártás a globális üvegházhatású gázok kibocsátásának körülbelül 8%-át teszi ki, többet, mint bármely ország, kivéve az Egyesült Államokat és Kínát. A globális vas- és acélipar további 5%-ot bocsát ki. Egy tonna beton előállításához körülbelül fél tonna CO2 szabadul fel; egy tonna acél előállítása 2 tonna CO2-t termelődik. A CLT-nek köszönhetően mindezen következmények elkerülhetők.

Az, hogy ez a három szén-dioxid-hatás pontosan hogyan ellensúlyozódik, az egyedi esetektől függ, de a kutatások azt mutatják, hogy a legrosszabbul kezelt erdők kivételével a CLT beton és acél helyett történő használatának általános hatása az üvegházhatású gázok jelentős csökkenése lesz. A Journal of Sustainable Forestry című folyóiratban 2014-ben megjelent tanulmány részletesen megvizsgálta a fatermékek építőanyagként való nagymértékű helyettesítésének hatásait, és a következő következtetésre jutott: Globálisan elegendő további fa fenntartható módon történő beszerzése és ugyanakkor elegendő infrastruktúra, épület és híd építése lenne lehetséges ahhoz, hogy az éves CO2-kibocsátás 14-31%-kal, a beton- és acélfelhasználás pedig 12-19%-kal csökkenjen, ha az infrastruktúra egy részét ragasztott lemezből készítenék. A CO2-kibocsátás legnagyobb mértékű csökkenése az acél- és betonszerkezetek előállításához használt fosszilis tüzelőanyagok túlzott energiafelhasználásának elkerüléséből származna.

1.4. Laminált fa - kétségek

Az építészek és az építők általában lelkesednek a gyárilag előállított rétegelt faanyagért, csakúgy, mint a fenntarthatósággal foglalkozó vállalkozások és közösségek, valamint a zöld párti politikusok és városi önkormányzatok, akik a környezetszennyezés csökkentésének felgyorsításán dolgoznak. Ez egy olyan anyag, amely bőségesen termeszthető, munkahelyeket teremt a vidéki területeken, csökkenti az építési hulladékot és a munkaerőköltségeket, valamint lassítja a beton- és acélgyártást, ami mind nagyon előnyösnek tekinthető.

Vannak azonban jogos kétségek az ipari fa felhasználásával kapcsolatban, különösen az ellátási láncot illetően:
Először is, az erdővédelem és a megfelelő kezelés fontos része a klímaváltozás elleni küzdelemnek és az élővilág megőrzésének. Az érintetlen erdei ökoszisztémák nemcsak a szén-dioxid-kibocsátást tartják kordában, hanem az ökoszisztémák és a növényi élőhelyek, a vadon élő állatok élőhelyét, a rekreációs területek és végső soron magának a természet szépségének a megőrzését is szolgálják. A környezetvédők attól tartanak, hogy az erdők nem lennének kellően védettek, ha a fa iránti kereslet mértéken megnőne.

Másodszor, egyes környezetvédők aggódnak, hogy a fa, mint építőanyag előnyeit túlbecsülik. A Nemzetközi Fenntartható Fejlődési Intézet által közzétett egy jelentést, amelyben az építőanyagok, különösen a fa életciklus-elemzésének hiányosságait és gyengeségeit vizsgálja. Azt találták, hogy a jelenlegi LCA (életciklus-értékelés) még hasonló épületek esetében is nagyon eltérő eredményeket produkálnak, hogy az épületek teljesítménye nagy regionális eltéréseket mutat, és hogy az LCA-k hajlamosak eltúlozni a fában megtestesülő szén jelentőségét, figyelmen kívül hagyva vagy alábecsülve az életciklus más részein keletkező kibocsátásokat. Számos környezetvédelmi csoport óvatosságra szólít fel a tömeges faanyagok felhasználásával kapcsolatban. Azzal érvelnek, hogy az éghajlati előnyök eltúlzottak, mivel az eddigi erdőgazdálkodási gyakorlatok nem megfelelőek.

2. Hol használják leginkább a ragasztott fát?

Az ipari rétegragasztott fát egyre inkább az építőiparban használják. Ahogy az építési előírásokat módosítják, hogy egyre magasabb faépületek építését tegyék lehetővé, és ahogy az éghajlatváltozásról szóló beszélgetések folytatódnak, sokan a szerkezeti rétegragasztott fában látják az építés jövőjét. A mesterséges fatermékek ma már több lehetőséget kínálnak, mint valaha, ez részben a hagyományos fűrészárukhoz képest javított anyagtulajdonságoknak és a természeti erőforrások hatékony felhasználásának köszönhető. Ami minden eddiginél nagyobb mértékű felhasználást és kevesebb anyagpazarlást eredményez. Íme 10 példa az építőipar, ragasztott fa felhasználására:

2.1. Kereskedelmi épületek

A szabadon hagyott fa szerkezeti elemek meleg és hívogató légkört teremtenek az irodaházakban. A rétegragasztott fából (CLT - Cross Laminated Timber), szögelt fából (NLT - Nail Laminated Timber) és más tömeggyártott szerkezetek számos módon kombinálhatók, hogy olyan tereket hozzanak létre, amelyek idővel alkalmazkodnak a bérlők igényeihez.

2.2. Diákotthonok

Diákkollégiumok építésénél (az irodahelyiségekhez képest kisebb tereket kell figyelembe venni) a fa látható vagy rejtett, illetve különböző ragasztott fa szerkezeti rendszereket lehet alkalmazni.

2.3. Keskeny telkeken történő építés

A városi központokban gyakran csak a meglévő épületek közé szorulnak az új épületek számára rendelkezésre álló területek. A tömeggyártott rétegragasztott fa kiváló választás ilyen helyszínekre, mert az alkatrészek, vagyis az épületmodulok nagy pontosságú CNC gépekkel készülnek. Az előre gyártott anyagokat is időben a helyszínre szállítják.

2.4. Többlakásos épületek

A saját tulajdonú lakások és a bérlakások némileg eltérő szerkezeti rendszereket igényelnek, mint a fent leírt irodaházak és diákszállások. Az olyan kérdések, mint az akusztika és a rezgés nagyban befolyásolják ezen épületek tervezését. Bizonyos esetekben a szerkezeti faanyagokat szabadon lehet hagyni, ami a lakók számára a természetes anyagokkal való érintkezés által egészségesebb lakó klímát biztosít.

2.5. Egyedi építésű házak és nyaralók

Az épületben a szabadon hagyott fa esztétikus megjelenést biztosít, emellett esztétikus, meleg és vonzó környezetet teremt. A szerkezeti ragasztott faanyaggal történő építés költségei magasabbak lehetnek, mint a favázas építésé, de a tömeg gyártott faanyag lehetővé teszi az előregyártott építést, ami előnyös lehet távoli helyszíneken vagy nehezen megközelíthető terepen.

2.6. Parkok

Az anyagok és részletek intelligens megválasztása jelentős hatással van a fa tartósságára és hosszú élettartamára. A tető alatt lévő szabadon hagyott tömörfa padlózat vonzó alternatíva a természetes szerkezetekkel szemben.

2.7. Tantermek

Tanulmányok kimutatták, hogy a természetes anyagok, például a fa használata az osztálytermekben javítja a tanulást. A rétegelt fa használata az oktatási intézményekben meleg, hívogató tanulási környezetet teremt, amely ösztönzi a tanulást.

2.8. Fedett uszodák és sportlétesítmények

A rétegragasztott falemezeket széles körben alkalmazzák sportcsarnokok, uszodák és fedett medencék építésénél, mivel képes nagy fesztávolságok leküzdésére, miközben vizuálisan is vonzó. A keresztirányba laminált panelek nagyobb területeket is lefedhetnek kevesebb alátámasztással, ami által az építés során is rengeteg időt takaríthat meg.

2.9. Kiskereskedelem

A kiskereskedők azt tapasztalják, hogy az emberek több időt töltenek a fából készült és természetes megvilágítású üzletekben. Emiatt a réteg ragasztott fa nagyon kívánatos az üzlethelyiségekben.

2.10. Gyenge teherbírású terepen történő építkezés

A keresztirányban rétegelt faépületek lényegesen könnyebbek, mint a beton- vagy fémépületek. Emiatt a gyenge teherbírású talajokkal rendelkező helyszíneken a ragasztott gerendás építés lehetővé teszi a többszintes építkezést anélkül, hogy a talaj teherbíró képességét túllépné.

3. Szerkezeti vagy ragasztott rétegelt fa típusok

3.1. Keresztrétegelt faanyag (CLT)

Mint már említettük, a CLT farétegekből (általában három, öt vagy hét) készül, amelyek egymásra merőlegesen vannak rakva, majd egymáshoz ragasztva kivételes szilárdságú, méretstabilitású és merevségű szerkezeti paneleket alkotnak. A panelek különösen költséghatékonyak a többszintes és nagy épületek esetében. A CLT-t egyes építészek önálló rendszerként vagy más fatermékekkel együtt használható termékként tekintik; hibrid és kompozit alkalmazásokban is használható. A CLT jól alkalmazható padló, fal és tető esetén, és esztétikai szempontból a belső terekben is. A keresztirányú rétegezésnek köszönhetően a CLT kétirányú fesztávot is biztosít. A CLT egyedi méretekben is gyártható, és a panelméretek gyártótól függően változnak. A CLT minden típusú éghető szerkezetben használható.

3.2. Szegelt rétegelt faanyag (NLT)

Az NLT egyedi fűrészárúból készül, amelyeket élére állvitva egymáshoz szegelnek vagy csavarokkal rögzítenek, hogy egy nagyobb szerkezeti elemet hozzanak létre. Az NLT korántsem új technológia, ugyanis már több mint egy évszázada alkalmazzák -, de az eljárás fejlődött. Általában padlóburkolatok, teherhordó panelek és tetők esetében alkalmazzák. Elrendezési módtól és mintázattól függően a legkülönfélébb szerkezeti elemek kialakítására használják. Az NLT favázas épületekben liftaknák és lépcsőházak, egyedi íves tetőformák létrehozására is használható. Az NLT előnyei közé tartozik a helyben elérhető fafajták használata, valamint az a tény, hogy általában nincs szükség speciális felszerelésre. A képzett és rátermett asztalosok a helyszínen elkészíthetik az NLT rendszert.

3.3. Rétegragasztott fa

Egyedi, teljesítményjellemzőik alapján kiválasztott és beépített, majd tartós, nedvességálló ragasztóanyaggal egymáshoz ragasztott lécekből áll. Az összes réteg szálai a panelek hosszával párhuzamosan futnak. A ragasztó kiváló tulajdonságokkal rendelkezik, mint például szilárdság és merevség, és különböző megjelenési formákban kapható szerkezeti vagy építészeti célokra alkalmas. Bár általában gerendák és oszlopok készítésére használják, a tervezők a ragasztott gerendára a padló vagy tető tervezésekor is gondolnak.

3.4. Dübelezett faanyag (DLT)

A beépített fa panelek a tömörfa termékek következő generációját jelentik, amelyeket széles körben használnak Európában. A panelek puha fából készülnek több réteg egymásba helyezésével, amelyek ékekkel vannak egymáshoz rögzitve. Az ékek általában keményfából készülnek, és minden táblát külön-külön tartanak, hasonlóan ahhoz, ahogy a szögek tartják az NLT táblákat, így a súrlódás a táblának némi méretstabilitást biztosít. A DLT előnyei közé tartozik, az akusztikus csíkok közvetlenül a panel alsó felületére történő felszerelésének lehetősége. Ez az építészek számára a hangszigetelés miatt hasznos, és a szabadon álló fapanelek számos típusú felületkezelést tesznek lehetővé.

3.5. Szerkezeti kompozit fűrészáru (SCL)

Az SCL egy fatermékcsalád, amelyet szárított és rétegelt furnér, farost vagy pelyhek nedvességálló ragasztóval történő rétegezésével hoznak létre nagyobb anyagtömbökké, amelyeket aztán újra meghatározott méretűre vágnak.

4. Hogyan építkezzünk keresztrétegelt faanyaggal?

Mint minden építési projekt esetében, a CLT-vel történő építkezésnél is azt szeretnénk, hogy az épület tervezése helyes és pontos legyen, mielőtt elkezdené a munkát. A rajzok módosítása sokkal egyszerűbb és olcsóbb, mint a helyszíni módosítások végrehajtása. Azonban még a CLT-építés esetén is, ha alaposan átgondolja a módosításokat, és konzultál a szakmai csapattal, a tervezésen utólag is végezhetőek kisebb változtatások. Ebben az esetben, mivel minden falhoz tartozik egy műszaki rajz, könnyebb a változtatás, amíg az épület egyes elemei még a műhelyben vannak. A CLT-építés során nincs szükség különleges burkolatokra sem - a CLT-épületet ugyanazokkal a külső és belső anyagokkal lehet befejezni, mint bármely hagyományos épületet. Mivel a legtöbb CLT lakóépületet szigeteléssel burkolják (a kívánt U-értéktől függően akár 200 mm vastagságban), ezt figyelembe kell venni a burkolat rögzítési módjának kiválasztásakor is. A leghatékonyabbak a könnyű burkolatok (pl. vékonyrétegű vakolat, cementlap vagy kőlapok), amelyek rögzítőkapcsokkal vagy lécekkel közvetlenül a CLT-re rögzíthetők. Ne feledje azt sem, hogy a hagyományos építkezéshez hasonlóan az épület padló- és falburkolataihoz, valamint az egyéb kézműves munkákhoz (gépészeti berendezések, elektromos berendezések stb.) más szakvállalkozókat kell igénybe vennie. Mint minden előregyártott építésnél igy a keresztrétegelt faépítés esetében is biztosítani kell az építkezés helyszínéhez megfelelő hozzáférést, a teherautók és az emelők számára, amelyek a ház egyes elemeinek a szállítására és helyrerakására használják.

4.1. Mennyibe kerül a rétegragasztott faárú?

Itt nehéz pontos becslést adni a CLT építésre, hiszen sok múlik a tervezésen, de 100 000 – 120 000 Ft/m2 bruttó belső területre számíthatunk egy CLT-vel épített házért.
A szállítási költségekkel is számolni kell - egy átlagos házhoz körülbelül 40-50 m3 CLT kell, ami egy teljes rakománynak felel meg. Ne feledje, hogy a kezdeti költség magasnak tűnhet, de néhány más építési módszerhez képest kedvezőbb lehet és gyorsabb. A CLT kivitelezéssel foglalkozó építőipari cégek a megadott tervek alapján pontos ajánlatot tudnak adni. Az ajánlat általában tartalmazza a CLT épület tervezését, szállítását és kivitelezését. Az ajánlatok azonban általában nem tartalmaznak minden egyéb építési és kézműves munkát, amely a ház befejezéséhez szükséges.