A világ legrégebbi építőanyaga visszatérőben van. Egykor az épületeink túlnyomó többségét fából építették, de a 19. és a 20. században az acél és a beton bitorolta, és ezek ma is uralják az épített környezetet. Nem éghető, tartós, erős és könnyen és nagy mennyiségben gyártható, ezek a modern anyagok váltak a kedvenccé, ahogy az épületek egyre magasabbak, összetettebbek és profitorientáltabbak lettek.

Az elmúlt néhány évtizedben azonban a fa újra előtérbe került – ezúttal nem nyersanyagként, hanem különféle szupererős, mesterséges változatokban, amelyek felhasználhatók e nagyméretű modern épületek építéséhez.

Az 1990-es évekbeli első mérnöki tervezésük óta az olyan termékek, mint a keresztsíkosított faanyag és a ragasztott rétegelt faanyag, valamint a kevésbé ismert tömörfa-szerkezeti faanyagok, például a DLT (dübeles rétegelt faanyag), folyamatosan nőtt a népszerűségük. A tömegfából készült mérföldkőnek számító épületek ma már rendszeresen szerepelnek a Dezeen oldalain, miközben az anyag egyre nagyobb elfogadottságot és megértést élvez.

A fűrészáru termékek egyre népszerűbbek

Ennek ellenére a tömörfa-szerkezet csak egy kis hányadát teszi ki a világszerte évente épített épületek teljes számának, mivel az acél és a beton még mindig a választott szerkezeti anyagok közé tartozik.

Egy nemrégiben készült jelentés szerint (a tanulmány ára 2700 USD) az európai CLT piac 2022-ben eléri az 1,6 millió köbmétert. Ez csak az Egyesült Királyságban havonta felhasznált beton mennyiségének körülbelül egyharmada – a kormány jelentése szerint 2022-ben havi szinten alig négymillió köbméter beton értékesítéséről számoltak be.

Európán kívül az elfogadás még kisebb. Az Egyesült Államokban a Faipari Termékek Tanácsa becslése szerint összesen 2022. decemberéig „csak” 1677 tömörfa-szerkezetű projektet építettek, vagy terveztek a többlakásos, kereskedelmi vagy intézményi kategóriákban.

Mindez hamarosan megváltozhat. A világ lassan szembesül az éghajlati vészhelyzet valóságával és mértékével. Az építészek kezdik elfogadni, hogy az építőipar – különösen az acél és a beton – milyen szerepet játszik az egyre súlyosbodó válságban, a tömeges faanyag pedig életképes, alacsony szén-dioxid-kibocsátású alternatívát kínál.

Az elmúlt néhány évben a megtestesült szén-dioxid – vagyis az épületek létrehozásával kapcsolatos kibocsátások, szemben az élettartamuk alatt keletkező működési kibocsátásokkal – a fenntarthatóság iránt érdeklődő építészek jelszavává vált. A betonnal és az acéllal ellentétben, amelyekhez hatalmas megtestesült kibocsátások társulnak, a fa a fák által a légkörből származó szén aktív megkötését jelenti.

De vajon elég jól méretezhető-e? A tömörfa-szerkezet valóban lehet az alacsony szén-dioxid-kibocsátású ezüstgolyó, amely drámaian csökkenti az építőipar szén-dioxid-kibocsátását?

A tömörfa-szerkezetben rejlő lehetőségek és kihívások

A Timber Revolution sorozat egész márciusban tart. Szakértőkkel fogunk beszélgetni, hogy megvizsgáljuk, vajon a tömeges faanyag képes-e valóban felforgatni az építőipart azáltal, hogy főszerkezeti anyaggá válik – vagy továbbra is hiánypótló termék marad, amelyet viszonylag kevés építész által vezetett lakásépítési és kulturális projektben használnak.

Bemutatjuk a tömörfa-szerkezetek előnyeit, esettanulmányokkal a legfontosabb projektekről, interjúkkal azokkal, akik a tömegfaanyag-építészet fejlődő világában dolgoznak. Emellett részletesen megvizsgáljuk az anyag lehetséges problémáit és korlátait is.

Most lenne a Fa Forradalom hajnala?

A Timber Revolution a harmadik a Dezeen által működtetett Revolution sorozatban, amely azt vizsgálja, hogyan befolyásolják az anyagok és a technológia a világot, amelyben élünk. A sorozat a 2021-es Carbon Revolution sorozatot követi, amely azt vizsgálta, hogyan lehetne pozitívan hasznosítani a sokat szidott elemet, valamint a Solar Revolutiont, amely azt vizsgálta, hogyan tudná az ember teljes mértékben kihasználni a Nap erejét.

Ez a cikk a Dezeen Timber Revolution sorozatának része, amely a tömörfa-szerkezetekben rejlő lehetőségeket vizsgálja, és azt a kérdést teszi fel, hogy a fához mint elsődleges építőanyaghoz való visszatérés egy fenntarthatóbb jövő felé vezetheti-e a világot.

szerk/ford: Tóth János, forrás: Dezeen 03-01

A műanyag-fa kompozit (WPC – Wood Plastic Composite) olyan anyag, amelynek egyik alkotóeleme újrahasznosított fareszelékből, fűrészporból vagy egyéb fahulladékból készül, amelyek a fa feldolgozásának különböző lépéseiben keletkeznek. A kompozit másik alkotóelemét különféle műanyagok alkotják, mint például a PVC vagy a PET. A mindennapi életben legtöbbször burkolatként találkozhatunk vele például teraszokon, korlátokon és kerítéseken. De mégis milyen mértékben környezetbarát, illetve fenntartható ez a fajta kompozit? Mik az ily módon előállított anyagok fő tulajdonságai?

Mi is az a kompozit?

Kompoziton a két vagy több különböző anyag kombinálásával létrehozott új anyagot értjük. A kompozitok fizikai tulajdonságaikban (pl. szilárdság, ellenálló képesség) különböznek az eredeti anyagoktól. Ilyenek lehetnek a különböző fémötvözetek, mint például a sárgaréz (réz és cink ötvözete) vagy az amalgám (higany ötvözete bármilyen fémmel), amelyet régebben lyukas fogak tömésére is használtak. Ma már értelemszerűen mellőzik a higany káros tulajdonságai miatt.

Milyen előnyökkel jár a WPC használata?

A fa-műanyag kompozit elsősorban könnyű kezelhetősége miatt terjedt el. A WPC ugyanis nem igényel különösképpen nagy odafigyelést, nem kell rendszeresen tisztítani, az időjárás viszontagságainak is egészen sokáig ellenáll.

A fa-műanyag kompozitok alkotóelemei

Fahulladék

A fa-műanyag kompozit közel 60%-ban fahulladék, amely faforgács vagy fűrészpor, a fafeldolgozó üzemek által felhalmozott hulladék. Egyes esetekben azonban frissen feldolgozott kisebb falemezeket is alkalmaznak nagyobb WPC-darabok előállítására. Nyilvánvalóan legkevésbé a fahulladék-felhasználással terhelik a környezetet, mivel ez az erdőirtáshoz nem tesz hozzá, csak az egyéb célra már feldolgozott fák hulladékait hasznosítják. Általában juhar-, illetve tölgyfa hulladékából készítik a kompozitot, de alternatívaként alkalmaznak bambuszt, rizsszalmát (a rizstermesztés egyik melléktermékét), illetve cukornádat is a kompozitok előállításához.

A műanyagok szerepe a kompozitban

A fa-műanyag kompozitokhoz legtöbbször termoműanyagokat alkalmaznak. Termoműanyagoknak nevezzük a hő hatására lágyuló, olvadó műanyagokat, amelyeket így egy bizonyos hőmérsékleten lágy állapotban könnyebben meg lehet formázni (ez a „termoformázás”).

Ilyenek lehetnek például egyes polietilén (PE), polivinil-klorid (PVC) vagy polipropilén (PP) alapú műanyagok [1]. A kompozithoz felhasznált termoműanyagok fontos kritériuma, hogy 250 °C alatt formázhatók legyenek, mivel a gyártás során ennél magasabb hőmérséklet esetében a fából készült alkotóelemek gyors hőbomlást szenvednének [2]. Bár még ma is sokszor frissen előállított műanyagokat használnak fel a WPC előállításához, ezeket már egyre inkább felváltják az újrahasznosított, illetve a lebomló műanyagok, ezzel csökkentve a környezet terhelését. Míg a PET-ből, PE-ből készült palackokat, műanyagokat mi magunk is tudjuk szelektíven gyűjteni háztartásunkban, addig sajnos a PVC-alapú műanyagok szelektíven nem gyűjthetők. Ugyanakkor egyes fa-műanyag kompozit előállítására szakosodott cégek szívesen beveszik és újrahasznosítják a polivinil-klorid alapú műanyagokat. Ezenfelül sokszor alkalmazhatnak biodegradábilis műanyagokat. Ilyenek például a politejsav (PLA) alapú műanyagok. Ezek legfontosabb tulajdonsága az, hogy megfelelő körülmények között sokkal gyorsabban bomlanak le, mint szintetikus alapú társaik.

Hozzáadott anyagok a WPC előállítása során

A kompozit maradék 10%-át a különféle ragasztók, festékek, stabilizátorok adják. Ezek az egyes alkotóelemek megfelelő illeszkedését, kötését biztosítják. A felhasznált adalékanyagokat két csoportra lehet osztani: a nem megújuló forrásból származó, illetve a megújuló forrásból származó anyagokra. Egyes szintetikus anyagok az előbbi tábort erősítik, ezek nemritkán mérgezőek is lehetnek. Például sok, gyártás során felhasznált ragasztóanyag tartalmazhat formaldehidet, amelynek gázai veszélyt jelenthetnek egészségünkre. A felszabadult gázok mennyisége azonban a megkötés és a kezelés folyamata során jelentősen lecsökken, így a végtermék esetében nem kell aggódni a mérgező gázok jelenlététől. De nem csak a potenciálisan megjelenő mérgező gázok jelentenek gondot, mivel a szintetikus kötőanyagok csak nagyon sok idő alatt bomlanak le, ezzel is szennyezve a környezetet. Erre nyújthatnak megoldást a megújuló forrásból származó ragasztóanyagok, stabilizátorok, ezek azonban még nem terjedtek el a kompozit gyártásában [3].

Energiafelhasználás

Mivel a WPC előállítása során mind a műanyag előállításához, illetve újrahasznosításához és a kompozit létrehozásához nagy mennyiségű elektromos energia szükséges, így semmiképp sem nevezhető fenntarthatónak. Továbbá sok berendezés működtetéséhez különféle energiaforrásokra is szükség van. Az egyetlen megoldást itt is a megújuló energiaforrások felhasználása jelentheti.

Összegzés

Habár a környezeti hatás szempontjából egyelőre kevésbé kedvezőek, mint fából készült vetélytársaik, összességében elmondható, hogy a műanyag-fa kompozitok remek alternatívák lehetnek a különböző műanyagból készült burkolatok helyett, amennyiben újrahasznosított alapanyagokból állítják elő őket. Fontos továbbá megemlíteni, hogy amellett, hogy szinte egészében elő lehet állítani újrahasznosított anyagokból, magát a WPC-t is viszonylag könnyedén újra lehet hasznosítani, így válhat tényleg fontos építőipari alapanyaggá a jövőben.

forrás: Bircher Márton, greendex