Kombinacija betona, čelika i drveta za održiviju gradnju

Početkom 19. vijeka najvisočija zgrada na svijetu je bila Strazburška Katedrala sa svojih 147 m. Početkom 21. vijeka najvisočije zgrade su bile Kule Petronas koje su visoke 452 m, a trenutno je najvisočija zgrada Burž Kalifa sa visinom od 830 m. Jedan od faktora koji su uticali na mogućnost građenja sve visočijih objekata je konstantan napredak u tehnologiji građevinskih materijala. Beton i čelik su dva materijala koja su najviše doprinijela ovom progresu, u kombinaciji sa ostalim faktorima kao što su razvoj softvera, tehnologije građenja i konstantan razvoj nauke. 

Kamen i drvo, kao najstariji građevinski materijali, su velikom brzinom zamijenjeni betonom i čelikom koji su omogućili bržu, efikasniju i ekonomičniju gradnju. Kombinacijom betona i čelika se dobio armirani beton koji je u potpunosti promijenio građevinarstvo jer ima značajnu nosivost u odnosu na težinu pa je omogućio građenje visokih objekata. Armirani beton kombinuje prednosti oba materijala, pritisnu čvrstoću betona i čvrstoću na zatezanje čelika. 

Poznato je da je osnovni sastojak betona cement koji je jedan od najvećih zagađivača životne sredine jer se za njegovu proizvodnju troši velika količina energije i oslobađa velika količina ugljen-dioksida. Zbog problema sa zagađenjem životne sredine, danas je veliki broj istraživanja je usmjeren na pronalaženje inovativnih materijala koji bi parcijalno ili u potpunosti zamijenili beton. 

Postavlja se pitanje da li drvo može da bude održivi građevinski materijal koji će parcijalno zamijeniti beton i uticati na manju proizvodnju cementa, a samim tim i na smanjenje emisije ugljen-dioksida. Drvo je najobnovljiviji građevinski materijal koji je kroz istoriju najviše korišćen za izgradnju objekata. Iako je potisnut od strane betona i čelika, i dalje je kao građevinski materijal prosutan. Napredak u tehnologiji proizvodnje masivnog drveta je značajan. Prvi značajniji napredak je bio lijepljeno lamelirano drvo koje je podrazumijevalo međusobno lijepljenje lamela drveta da bi se dobili masivniji konstruktini elementi sa većom nosivošću. Jedna od posljednjih inovacija je pojava unakrsno lameliranog drveta koje takođe podrazumijeva lijepljanje lamela drveta, s tim što se svaki sloj postavlja upravno na prethodni. Ovo drvetu daje čvrstoću u oba pravca, omogućavajući mu dobru nosivost kako na pritisak, tako i na zatezanje. 

Iako su se desile značajne inovacije polju tehnologije izrade drvenih konstruktivnih elemenata, drvo se i dalje rijetko koristi za izgradnju srednje visokih i visokih objekata. Malo je arhitekata, inženjera i izvođača koji su spremni prihvatiti drvo kao građevinski materijal koji u potpunosti može zamijeniti čelik i beton. Međutim, ukoliko se drvo ne posmatra samostalno, već kao dodatak dominantnoj kombinaciji betona i čelika, može se doći do prihvatljivog rješenja koje će kombinovati prednosti sva tri materijala. 

Iako su beton i čelik već oprobano dobra kombinacija, dodavanje unakrsno lameliranog i lijepljeno lameliranog drveta za određene komponente objekta može donijeti dodatne benefite. Ugradnja drveta može biti od 25% do 75% brža u odnosu na ugradnju betona i potrebno je manje radne snage. Upotreba drveta u uzgradnji objekta doprinosi očuvanju životne sredine jer je drvo obnovljiv materijal. Upotreba drveta takođe može biti značajna investotorima koji žele da sertifikuju zgradu koristeći LEED, BREAM ili neki drugi standard sertifikacije zgrada. 

Primjer ovakve kombinacije sva tri materijala je osamnaestospratna zgrada Brock Commons na Univerzitetu Britanske Kolumbije u Kanadi koja je u trenutku izgradnje bila najvisočija zgrada sagrađena od drveta. Temelji, prizemlje i liftovska jezgra su sagrađena od armiranog betona, međuspratne tavanice i zidovi su izrađeni od unakrsno lameliranog drveta, stubovi od lameliranog drveta, dok je fasadna obloga odrađena od prefabrikovanih panela sa čeličnim nosačima i oblogom od kompozitnih drvenih panela. 

Izgradnja ove zgrade je podržana od strane organizacija Natural Recourses Canada i Canada Wood Council. Cilj podrške je bio demonstriranje sposobnosti drveta da bude korišćeno u izgradnji srednje visokih i visokih zgrada. Izrada projekta je trajala 8 mjeseci, a sama izgradnja 19 mjeseci. 

Projekat je zahtijevao intenzivno planiranje i veliki stepen prefarikacije. Najveći je izazov bio uklopiti izvođače koji su bili zaduženi za ugradnju različitih materijala. Da bi proces bio što uspješniji, projektni tim je imao člana tima koji je u realnom vremenu kreirao 3D virtuelni model svega što je izgrađeno. Ovo je značajno olakšalo saradnju između različitih timova i osiguralo sigurnu ugradnju velikog broja prefabrikovanih elemenata.