Grattacielo di legno: è arrivata la rivoluzione?

Giugno 1, 2020

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Grattacielo di legno: è arrivata la rivoluzione?

Scritto da Oscar Holland, CNN

Circondata da terreni agricoli e con una popolazione inferiore a 10.000 persone, la città norvegese di Brumunddal potrebbe sembrare uno scenario improbabile per un grattacielo senza precedenti.

Ma sorvolando il vicino lago Mjøsa, più di 100 chilometri (62 miglia) a nord di Oslo, la torre Mjøstårnet, alta 280 piedi, divenne l’edificio in legno più alto del mondo quando fu aperto l’anno scorso.

La struttura di 18 piani contiene appartamenti, uffici e il Wood Hotel dal nome appropriato. E oltre a mettere una piccola città sulla mappa del mondo, ha aggiunto alla crescente evidenza che il legno può fornire un’alternativa sostenibile al cemento e all’acciaio.

A 280 piedi di altezza, Mjøstårnet divenne l’edificio in legno più alto del mondo dopo la sua apertura l’anno scorso.
Credito: Voll Arkitekter AS / RicardoFoto

“Per attirare l’attenzione, devi costruire in alto”, ha detto Øystein Elgsaas, partner dello studio di architettura dietro la torre discografica, Voll Arkitekter, in una videochiamata.

“E quando hai l’edificio in legno più alto del mondo, tutti dicono:” Wow, che succede in Norvegia? ” “

“Le persone sono interessate, e questa è davvero la parte più importante di questo edificio: dimostrare che è possibile e ispirare gli altri a fare lo stesso.”

L’impresa discografica è stata raggiunta grazie a un tipo di legno ingegnerizzato chiamato legno a strati incrociati o CLT. Parte di un gruppo più ampio di materiali noti come legname, viene prodotto incollando strisce di legno laminato insieme ad angoli di 90 gradi l’uno rispetto all’altro, prima che vengano compressi in grandi travi o pannelli sotto estrema pressione.

Le torri di legno risultanti, a volte chiamate “pliscrapers”, erano un tempo proprietà esclusiva dei concept designer. Ma grazie ai cambiamenti nelle normative edilizie e al cambiamento degli atteggiamenti nei confronti del materiale, stanno rapidamente diventando realtà.

La torre più alta del progetto HoHo Vienna in Austria raggiunge i 276 piedi. Credito: HoHo Vienna / Michael Baumgartner / KiTO

Una serie di nuovi grattacieli di legno aprirà o aprirà nel 2021. HoHo Vienna, uno sviluppo a uso misto di soli cinque piedi più corto di Mjøstårnet, ha appena aperto al pubblico In Austria. E sebbene l’Europa abbia tradizionalmente guidato la carica, il Nord America sta recuperando terreno.

A Vancouver, una città che ospita già a Residenza per studenti in legno alta 174 piedi – L’architetto vincitore del premio Pritzker Shigeru Ban ha progettato a complesso condominiale “ibrido” composto da un nucleo in acciaio e cemento con una cornice di legno che aprirà quest’anno. Nel frattempo, a Milwaukee, nel Wisconsin, i lavori su un condominio in legno di 238 piedi, Ascent, inizieranno a giugno.

Economia del clima

I sostenitori di legname massiccio affermano che rispetto alle opzioni esistenti, queste torri sono più veloci da costruire, più forti e forse più sorprendentemente più sicure in caso di incendio. Tuttavia, potrebbero essere le sue credenziali ecologiche a spiegare la crescente popolarità del legno negli ultimi anni.

La costruzione e il funzionamento di edifici rappresenta 40% del consumo mondiale di energia.e circa un terzo delle emissioni di gas a effetto serra. Ma mentre il cemento emette una grande quantità di carbonio, gli alberi lo assorbono per tutta la sua vita utile.

Progettata da Acton Ostry Architects, la residenza per studenti dell’Università di British Columbia Brock Commons Tallwood House a Vancouver è alta 174 piedi. Credito: Acton Ostry Architects / Michael Elkan

Se quegli alberi diventano legno di massa, quel carbonio viene “bloccato” o sequestrato, piuttosto che ritornare nell’atmosfera quando l’albero muore. Gli studi suggeriscono che può contenere 1 metro cubo di legno più di una tonnellata diossido di carbonio.

Gli sviluppatori del complesso residenziale Milwaukee Ascent, ad esempio, Richiesta che il loro uso del legno rappresenta l’equivalente di togliere 2.100 auto dalla strada.

“Gli alberi immagazzinano carbonio, quindi se li raccogli all’età giusta quando non riescono ad assorbire molto di più o crescono molto di più, allora è una soluzione migliore usarli come materiale da costruzione”, ha detto Elgsaas, aggiungendo che se gli edifici sono progettati Data la longevità, potrebbero tenere il carbonio fuori dall’atmosfera per generazioni. “La durata della vita degli alberi (prima che si decompongano) è prolungata di circa 100 o 200 anni, se eseguita correttamente.”

Costo di conteggio

Il legname a strati incrociati è stato utilizzato per edifici bassi in paesi europei come la Germania e l’Austria dagli anni ’90, e i vantaggi ambientali dell’utilizzo del legname sono noti da tempo.

Allora perché il recente aumento di interesse?

Secondo l’architetto Michael Green, ex difensore e progettista di edifici in legno, ci sono “molte cose che convergono in questo momento”. Ma dal suo 2013 discorso di Ted, in cui predisse un’imminente “rivoluzione” nella costruzione in legno, si è verificato un cambiamento particolarmente significativo: il costo.

Una visualizzazione digitale di un prototipo di edificio in legno di 35 piani, Proto-Model X, sviluppato da Michael Green Architecture e Sidewalk Labs. Credito: Sidewalk Labs / Michael Green Architecture

Man mano che il legname diventa sempre più comune, vengono costruite più fabbriche CLT e le economie di scala riducono i prezzi.

“C’è più conoscenza nel mercato, più concorrenza, più catene di approvvigionamento … Al momento del mio discorso su Ted non c’erano infrastrutture reali”, ha detto Green al telefono. “Sempre più, poiché abbiamo visto più concorrenza, il costo sta diminuendo.”

Il prezzo è sempre stato “una barriera”, ha detto Green. Prendi il design a 10 piani di SHoP Architects, che ha vinto un concorso governativo per occupare un sito nel quartiere di New York a Chelsea, solo per essere abbandonato a causa di preoccupazioni sulla sua fattibilità nel mercato. O Framework, un’ambiziosa torre di legno alta 148 piedi a Portland, nell’Oregon, che in precedenza sarebbe diventata la torre di legno più alta degli Stati Uniti. Stati Uniti d’America annullato tra le preoccupazioni sui costi dell’anno scorso.

Tuttavia, il costo del legname a strati incrociati è diminuito negli ultimi anni ed è ora “alla pari” con i materiali tradizionali, ha affermato Green. Allo stesso modo, Elgsaas ha riferito che lo sviluppatore dietro la torre norvegese Mjøstårnet ha scoperto che la somma finale era “quasi la stessa” di un’alternativa in acciaio e cemento.

I ricercatori dell’Università del Nuovo Galles del Sud Australia (UNSW) hanno recentemente completato a Studio di 18 mesi Confrontando un alto edificio in legno con un equivalente di cemento e acciaio. Secondo Philip Oldfield, professore associato presso la facoltà di ambiente costruito dell’università, i risultati hanno mostrato che l’edificio in legno è ancora leggermente più costoso da produrre, in termini di costi dei materiali.

Un pannello prefabbricato viene eretto durante la costruzione della Brock Commons Tallwood House a Vancouver. Credito: Acton Ostry / Pollux Chung Architects

Ma i risparmi possono essere trovati in altri modi, ha detto in un’intervista telefonica. In particolare, la capacità di prefabbricare o costruire componenti in legno significa che possono cadere altri costi di costruzione.

“Se riesci a farlo più velocemente e ad aprire l’edificio più velocemente, non è necessario prestare denaro così a lungo e puoi ottenere un ritorno sugli investimenti più veloce”, ha affermato Oldfield, che ha anche scritto il libro del 2019 “The Sustainable Tall Building: A design primer “, aggiungendo:” Ciò che stiamo scoprendo è che guidare il legno è meno vantaggioso per la sostenibilità e più per gli appaltatori e i clienti “.

Per Green, la vera svolta non arriverà quando il legno sarà altrettanto economico, ma quando sarà più economico.

“Non siamo nel punto in cui (il legno è) più economico”, ha detto. “E vogliamo che sia più economico perché, alla fine, questo è ciò che governa l’intero settore: la soluzione più economica”.

“Dobbiamo risolvere il cambiamento climatico rendendo le cose più convenienti, non chiedendo alle persone di assorbirlo e pagare di più, perché non funziona”.

Restrizioni legali

Designer come Green ora osano sognare in grande. Insieme a Sidewalk Labs, una società di proprietà della società madre di Google Alphabet, l’architetto canadese ha proposto di trasformare a quartiere sul lungomare di Toronto con circa una dozzina di edifici in legno di altezza compresa tra 10 e 35 piani.

Altrove, la società britannica PLP Architecture ha creato proposte per tre grattacieli in legno, tra cui a Torre alta 984 piedi Nel cuore di Londra. La società giapponese Sumitomo Forestry, nel frattempo, afferma che prevede di spendere 600 miliardi di yen ($ 5,6 miliardi) per costruire un Grattacielo in legno alto 1.148 piedi nel 2041 per commemorare il suo 350 ° anniversario.

Una rappresentazione digitale della proposta audace di PLP Architecture per una torre alta 984 piedi nel cuore di Londra. Credito: Architettura PLP

Ma sebbene questi architetti credano chiaramente nel potenziale strutturale del legname di massa, permangono ostacoli molto pratici alla realizzazione di tali progetti: regolamenti edilizi.

L’ultimo aggiornamento L’International Building Code (IBC), che molti paesi e stati negli Stati Uniti. Stati Uniti d’America Utilizzato come modello base per le proprie normative, consentirà agli edifici in legno di raggiungere per la prima volta 18 piani. La decisione è significativa dato che, prima del 2018, quando l’Oregon divenne il primo stato degli Stati Uniti In nessun luogo negli Stati Uniti è permesso qualcosa di più alto di sei per consentire edifici in legno a 18 piani.

Le modifiche entreranno in vigore nel 2021, sebbene siano solo consulenti. Alcuni paesi, come la Norvegia, hanno già limiti di altezza più flessibili, mentre altri paesi e stati negli Stati Uniti. Stati Uniti d’America Possono optare per codici di costruzione più rigorosi di quelli descritti nell’IBC.

E rimangono dati limitati su come le grandi torri di legno risponderanno, a lungo termine, a una varietà di rischi, dalle condizioni meteorologiche estreme alle termiti all’umidità.

La domanda più controversa rimane il rischio di incendio. La National Association of State Fire Marshal, ad esempio, si è opposta al recente aggiornamento del International Building Code, citando mancanza di tornasole richiesti, tra le altre preoccupazioni. In una dichiarazione, l’organizzazione ha affermato che i cambiamenti sono il risultato del “giudizio professionale” piuttosto che della scienza, aggiungendo che consentire strutture di legno più grandi “senza prove e giustificazioni adeguate” era “prematuro e avrebbe un impatto significativo sull’ambiente di estinzione fuoco. “

Anche l’industria del calcestruzzo è stata una critica vocale. Secondo Costruisci con forza, una coalizione degli Stati Uniti formata dalla National Ready Mixed Concrete Association, il legno lamellare a strati incrociati è “un materiale non testato che presenta gravi rischi di incendio, specialmente nelle costruzioni di grattacieli”. Oltre alle preoccupazioni sulla deforestazione, il gruppo afferma che gli irrigatori non sono efficaci nel prevenire la propagazione delle fiamme attraverso gli edifici in legno. Cita anche indagine suggerendo che i pannelli CLT esposti possono portare a “ri-infiammazione e ricrescita” degli incendi.

I sostenitori del legname di massa, tuttavia, sostengono che non è solo sicuro, ma preferibile, poiché il legno brucia in un modo più prevedibile.

Gli studi hanno anche dimostrato che un pavimento CLT spesso sette pollici ha un resistenza al fuoco di due ore, che secondo il Dipartimento Forestale del Dipartimento dell’Agricoltura degli Stati Uniti. Stati Uniti d’America “Affronterà le preoccupazioni sul comportamento al fuoco degli edifici in legno e aiuterà a portarli a nuove altezze.” L’acciaio, d’altra parte, è incline a un collasso improvviso, ha detto Elgsaas. A certe temperature può “perdere la sua capacità di carico e diventare spaghetti”.

La torre principale del Centro Culturale Sara a Skellefteå, in Svezia, diventerà una delle strutture in legno massicce più alte del mondo quando aprirà nel 2021. Credito: Arkitekter bianco

Il verde confronta il legname con un grande tronco in un falò: non accende immediatamente la luce e brucia lentamente una volta che lo fa.

“In un grande incendio catastrofico, in generale, se chiedi ai pompieri di entrare in un pesante edificio in legno anziché in un edificio in acciaio, preferirebbero entrare (il primo)”, ha detto. “Perché anche se le travi sono carbonizzate, possono rapidamente determinare la quantità di carbonio e quindi la quantità di legna rimasta.”

Le normative invariabilmente sono in ritardo rispetto alla tecnologia, ha aggiunto Elgsaas, con ogni torre completa che aiuta ad alleviare le preoccupazioni su efficienza e sicurezza.

“Più edifici vediamo che superano il limite, più facile sarà proporre nuovi codici di costruzione e alzare il tiro su ciò che è possibile”, ha detto.

Cambiare cultura

Con i cambiamenti nella regolamentazione, ci sarà una trasformazione degli atteggiamenti culturali nei confronti del legno, sostiene Green. Mentre un passaggio all’architettura del legno potrebbe rappresentare il cambiamento più fondamentale nel modo in cui abbiamo costruito i grattacieli dall’inizio del XX secolo, in luoghi con una lunga tradizione di edifici in legno, come il Nord Europa o il Nord America, Potrebbe essere meno di una rivoluzione e più di una rinascita.

“Costruivamo enormi, giganteschi edifici in legno nel Nord America e in tutto il mondo, ma ci siamo davvero fermati quando è stato prodotto il cemento”, ha detto Green, aggiungendo che i grandi incendi della città hanno smorzato l’entusiasmo per il materiale. Nel 1840, il decennio in cui fu inventato il cemento armato, New York, Pittsburgh, St. Louis e Toronto furono devastati dalle fiamme che si diffusero rapidamente attraverso edifici di legno densamente imballati.

“Ci sono stati alcuni incendi nelle grandi città e naturalmente abbiamo detto:” Beh, non costruiamo più con materiali combustibili “(…) Sapevamo di poter costruire questi grandi edifici, ma abbiamo appena smesso di parlarne.”

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Nelle città ipermoderne con poca storia di costruzioni in legno, come Shenzhen o Dubai, ad esempio, potrebbe esserci un entusiasmo limitato per il loro ritorno. Green ha sostenuto che gli sviluppatori e gli architetti vincitori dovrebbero ruotare attorno a quelli che vede come vantaggi del design del legno.

“Rifare le nozioni di cos’è la modernità, quali forme dovrebbe essere, cosa fa sentire le persone più a loro agio e cosa migliora la qualità dello spazio, deve essere correlato ai problemi umani: sentirsi meno stressati, essere più sani, essere più produttivo, impara più velocemente “, ha detto. “Questi dovrebbero essere i principi che definiscono un buon design”.

La ricerca ha suggerito che essere in contesti biologici può avere una serie di benefici per la salute. UN Studio austriaco 2010Ad esempio, hanno scoperto che gli studenti nelle aule di legno erano più rilassati e dormivano meglio degli studenti nelle stanze costruite con materiali tradizionali.

Elgsaas attesta anche i benefici psicologici del legno. Descrive le colonne di legno a vista di Mjøstårnet, con il loro aspetto organico e i diversi motivi a grana, come possedere un certo carattere che il cemento uniforme semplicemente non può raggiungere.

“Le persone che vivono, rimangono e lavorano lì dicono che sembra molto più pulito, in un certo senso”, ha detto.

Sfide in arrivo

Nonostante il crescente entusiasmo per i grattacieli in legno, persistono sfide ambientali a lungo termine. Per prima cosa, se il legname di massa deve fornire i suoi presunti risparmi di carbonio, gli alberi utilizzati devono provenire da foreste sostenibili, ha affermato Oldfield dell’UNSW.

“Se il CLT sarà un materiale da costruzione importante per noi nei prossimi 30 anni, ora dobbiamo iniziare a piantare gli alberi”, ha aggiunto. “Abbiamo esaminato la quantità di legna di cui avremmo bisogno se, entro il 2050, il 30% dei nuovi edifici fosse realizzato con CLT e stiamo parlando di coltivare una foresta completamente nuova 100 per 100 chilometri”.

“E ci sono grandi domande sul fatto che dovresti persino costruire foreste come questa, dal momento che sono monoculture, mentre le foreste naturali hanno biodiversità.”

La società giapponese Sumitomo Forestry prevede di spendere 600 miliardi di yen ($ 5,6 miliardi) per costruire un grattacielo di legno alto 1.148 piedi nel 2041 in occasione del suo 350 ° anniversario. Credito: Sumitomo Forestry Co., Ltd.

La ricerca di Oldfield solleva anche un’altra domanda a lungo termine che deve essere affrontata: cosa succede al carbonio sequestrato quando finalmente l’edificio si rompe, anche se è decenni o secoli dopo? E questo nega in primo luogo i vantaggi dell’utilizzo del materiale?

“Se si seppelliscono gli elementi in legno e questi si decompongono, o se si brucia l’edificio al termine della sua vita utile, l’anidride carbonica fuoriesce nell’atmosfera”, ha detto.

Affrontare queste domande è per gli anni a venire. Per ora, tuttavia, sembra che gli sviluppatori a basso costo stiano considerando le molte possibilità del materiale. L’architetto Elgsaas ha affermato che il legno si è rivelato l’opzione migliore per Mjøstårnet, ma mantiene una mente aperta su come costruire i grattacieli del futuro.

“Non sto schierandosi, non sono favorevole al legno o al cemento”, ha detto. “Penso che sia importante usare il materiale giusto per il lavoro giusto”.

Questo articolo è stato aggiornato con i dettagli del progetto Sidewalk Labs a Toronto.