Nowoczesne konstrukcje drewniane: od domów jednorodzinnych po wieżowce z CLT

Drewno inżynierskie – zwłaszcza CLT (Cross-Laminated Timber) i glulam (klejone drewno warstwowe) – staje się jednym z kluczowych materiałów w nowoczesnym budownictwie. Dlaczego? Ponieważ łączy cechy trudne do pogodzenia w tradycyjnych konstrukcjach: ekologiczność, szybkość budowy, dobry bilans emisji, estetyka i komfort. Dla inwestorów drewniane konstrukcje to nie tylko ciekawy wyróżnik, ale realna droga do ograniczenia kosztów operacyjnych, spełnienia norm środowiskowych i budowania obiektów przyszłości.

W tym artykule przeanalizujemy:

  • właściwości techniczne i konstrukcyjne CLT i glulam;
  • dane porównujące emisje embodied (wbudowane) i operacyjne drewna vs. betonu/stali;
  • przykłady realizacji;
  • wyzwania i ograniczenia;
  • korzyści dla inwestorów;
  • kierunki rozwoju.

Co to jest CLT i glulam – podstawy techniczne

CLT (Cross-Laminated Timber)
  • Składa się z warstw drewna (zazwyczaj deski, lamelki) układanych prostopadle do siebie (np. warstwa 1 – ziarna wzdłuż osi X, warstwa 2 prostopadle, warstwa 3 znów wzdłuż, itd.). Dzięki temu otrzymuje się wysoką sztywność zarówno wzdłuż, jak i wszerz. (MDPI+2corrim.org+2)
  • Drewno wykorzystywane w CLT jest suszone (np. do wilgotności ok. 12–15%), selekcjonowane, łączone fragmentami bezsęcznymi (finger-jointed), a same płyty są prasowane i klejone pod wysokim naciskiem. (MDPI+1)
  • Dostępne są płyty o rozmiarach bardzo dużych – długość do ~ 18 metrów i szerokość do ~5 metrów, grubości sięgające kilku setek milimetrów (np. do 500 mm) w zależności od zastosowania. (MDPI+1)
Glulam (drewno warstwowe klejone)
  • Kilka desek sklejonych wzdłużnie, często krzyżowe łączenia między kawałkami. Używane do belek, słupów, konstrukcji nośnych o niestandardowych kształtach.
  • Daje możliwość produkowania profili o dużych przekrojach i rozpiętościach, co pozwala stosować je jako belki stropowe, dźwigary dachowe, elementy fasadowe.

Emisje i środowiskowe porównania

Redukcja emisji embodied przy zastosowaniu CLT / drewna

Kilka najważniejszych danych:

  • W badaniu Hemmati i in. 2024 porównano budynek z masywnego drewna (CLT i glulam) z równoważnym budynkiem stalowym. W zakresie modułów A1–A4 (wydobycie surowców, produkcja materiałów, transport do placu budowy) emisje dla obiektu drewnianego wyniosły ok. 198 kg CO₂-eq/m², podczas gdy wersja stalowa — 243 kg CO₂-eq/m². To redukcja o ~ 19 %. (MDPI)
  • Badania przeglądowe wskazują, że budynki z drewnianych elementów masywnych (mass timber) mogą mieć redukcję emisji embodied nawet o 30-40 % względem konstrukcji betonowych czy stalowych, jeśli uwzględnia się materiał + transport + produkcję. (corrim.org+2MDPI+2)
Emisje operacyjne i termiczna wydajność
  • CLT ma dobre właściwości izolacyjne – grube warstwy drewna zapewniają niższy współczynnik przenikania ciepła (U) niż wiele cienkich elementów stalowych lub konstrukcji mieszanych z większym udziałem metalu i betonu.
  • Ponadto drewno ma zdolność do akumulacji wilgoci i późniejszej jej dyfuzji, co wpływa na mikroklimat wnętrz i może poprawiać komfort, redukować zapotrzebowanie na klimatyzację.

Przykłady realizacji

Oto kilka znanych projektów z zastosowaniem CLT / glulam:

  1. Stadthaus, Murray Grove (Londyn) – 9-piętrowy budynek mieszkaniowy z prefabrykowanych paneli CLT, ukończony w 2009 roku. Wysokość ok. 30 metrów. Jeden z pierwszych przykładów budynku mieszkalnego z wysokim udziałem drewna, pokazujący możliwość budowy prefabrykowanej konstrukcji drewnianej na większą skalę. (Wikipedia+2Taylor & Francis Online+2)
  2. Adohi Hall, University of Arkansas, USA – budynek mieszkalny z CLT i glulam, porównany w badaniu LCA z wersją stalową. W wersji drewnianej emisje embodied były o ~ 19 % niższe dla modułów A1-A4. (MDPI)
  3. Inne przykładowe projekty wymieniane w literaturze: budynki średniowysokie komercyjne / mieszkaniowe z mieszanką CLT i elementów stalowych/betonowych, hybrydowe konstrukcje, etc. (np. projekty opisane w przeglądzie „Cross-laminated timber: a state-of-the-art review”, „A Review of the Performance and Benefits of Mass Timber” itp.) (Taylor & Francis Online+2MDPI+2)

Wady, ograniczenia i ryzyka

Choć CLT i glulam mają wiele zalet, to też istnieją bariery techniczne, ekonomiczne i normatywne.

  1. Koszty zakupowe i logistyczne
    • Materiały mogą być droższe niż standardowy beton/stal, szczególnie jeśli trzeba je importować.
    • Transport paneli CLT wymaga odpowiednich warunków (rozmiary, waga, ochrona przed warunkami atmosferycznymi).
    • Składowanie paneli przed montażem – wymagane zadaszenie, podłoże, kontrola wilgotności.
  2. Normy budowlane i przepisy przeciwpożarowe
    • CLT musi spełniać normy odporności ogniowej – w większości krajów wymagane grubości i zabezpieczenia (np. powłoki ogniochronne, elementy stalowe chroniące przekroje drewna).
    • Wymagane certyfikaty drewna (np. FSC, PEFC) i jakości: wilgotność, rodzaj drewna, kleje muszą być dopuszczone.
  3. Trwałość, wilgoć, ochrona biologiczna
    • Drewno wymaga ochrony przed wilgocią, grzybem, insek­tami. Konstrukcje muszą być dobrze zaprojektowane, by unikać gromadzenia wody.
    • Pojawiają się kwestie związane ze skurczem i pęcznieniem drewna, dylatacjami, kontrolą wilgotności wewnątrz paneli.
  4. Doświadczenie wykonawców i dostępność rynku
    • W wielu krajach nadal niewystarczająco dużo firm potrafi profesjonalnie projektować i montować CLT na dużą skalę.
    • Rynek produkcji CLT może być ograniczony, co wpływa na czas dostaw i koszty.

Korzyści dla inwestorów

Podsumowując, jakie realne korzyści można otrzymać inwestując w konstrukcje drewniane:

  • Redukcja emisji embodied, co przyczynia się zarówno do lepszego bilansu środowiskowego, jak i do realizacji wymagań regulacyjnych / certyfikatów (LEED, BREEAM, DGNB).
  • Szybsza budowa dzięki prefabrykacji – panele CLT produkowane są w fabrykach, co skraca czas budowy na placu budowy, zmniejsza zakłócenia, zwiększa precyzję wykonania.
  • Niższe koszty operacyjne w dłuższym terminie: lepsza izolacja, mniejsza masa budynku (niższe obciążenia konstrukcyjne, mniejsze zapotrzebowanie na fundamenty), lepsze warunki termiczne.
  • Prestiż i marketing – budynki drewniane są postrzegane jako innowacyjne, ekologiczne, „premium”. To może przyciągać klientów/najemców bardziej świadomych.
  • Magazynowanie węgla (carbon sequestration) – drewno w konstrukcjach przechowuje węgiel przez czas użytkowania budynku, co można uwzględnić w analizach środowiskowych.

Kierunki rozwoju i innowacje

Z obszarów, nad którymi trwają prace lub które warto śledzić:

  • Hybride konstrukcje: dźwigary, rdzenie betonowe lub stalowe z panelami CLT – łączenie najlepszych cech materiałów.
  • Poprawa klejów i powłok – mniej szkodliwych związków VOC, kleje wodne, dodanie powłok ogniochronnych i zabezpieczeń biologicznych.
  • Standaryzacja i normy – lepsze przepisy budowlane, kody, normy ogniowe, normy LCA i embodied carbon, również lokalnie dostosowane.
  • Lokalna produkcja – budowa zakładów CLT bliżej placów budowy; redukcja transportu to znaczący krok w kierunku obniżenia emisji.
  • Badania nad trwałością, konserwacją i recyklingiem – jak wykorzystać drewno po zakończeniu użytkowania, jak upewnić się, że przez dekady zachowa parametry techniczne.

Podsumowanie

Nowoczesne konstrukcje drewniane, szczególnie CLT i glulam, oferują realną szansę na zmniejszenie śladu węglowego budynków przy zachowaniu wysokich standardów technicznych i estetycznych. Przypadki takie jak Adohi Hall pokazują, że redukcja emisji embodied o ~ 15-25 % przy zachowaniu jakości konstrukcji jest osiągalna. Wymaga to jednak świadomego projektowania, uwzględnienia kwestii normatywnych, logistycznych i technologicznych.

Dla inwestora, który chce budować nowocześnie, ekologicznie i konkurencyjnie – drewno inżynierskie to jeden z najciekawszych materiałów XXI wieku. Warto obserwować rozwój rynku, nowe normy i technologie – bo to, co dziś jest innowacją, jutro może być standardem.


Źródła

  1. Hemmati, M.; Messadi, T.; Gu, H.; Seddelmeyer, J.; Hemmati, M. „Comparison of Embodied Carbon Footprint of a Mass Timber Building Structure with a Steel Equivalent.” Buildings, 2024, 14 (5), 1276. MDPI
  2. Abed, J.; Rayburg, S.; Rodwell, J.; Neave, M. „A Review of the Performance and Benefits of Mass Timber as an Alternative to Concrete and Steel for Improving the Sustainability of Structures.” Sustainability, 2022, 14(9):5570. MDPI
  3. „Cross-laminated timber: a state-of-the-art review” (2025) – publikacja omawiająca właściwości CLT, wpływ wilgoci, ognia, akustyki itd. Taylor & Francis Online
  4. „Comparative LCAs of Conventional and Mass Timber Buildings” (CORRIM, 2021) – pokazuje, że obiekty z CLT mogą emitować ~ 30-33 % mniej embodied carbon niż stalowe/betonowe odpowiedniki. corrim.org
  5. „5 Benefits of Building with Cross-Laminated Timber” – NC State University (2022) – dane o redukcji Global Warming Potential (GWP) rzędu 15-26 % dla budynków średniowysokich z CLT w różnych wariantach konstrukcyjnych. College of Natural Resources

Dodaj komentarz