Παρατηρείται διεθνώς η τάση, οι πόλεις να κατασκευάζουν ψηλότερα κτίρια και υποδομές, προκειμένου να φιλοξενήσουν τον αυξανόμενο πληθυσμό του κόσμου, πώς όμως αυτό ταιριάζει με τον παγκόσμιο στόχο της αύξησης της βιωσιμότητας των υποδομών;

Τα ψηλά κτίρια αποτελούν μια μοναδική πρόκληση για τη βιωσιμότητα, καθώς προσφέρουν τόσο θετικές όσο και αρνητικές περιβαλλοντικές επιπτώσεις. Οι θετικές επιπτώσεις περιλαμβάνουν τη μείωση της αστικής εξάπλωσης, την προώθηση εναλλακτικών μεταφορών και την παροχή αποτελεσματικής χρήσης ενέργειας σε κλίμακα περιοχής. Αυτά τα οφέλη ωστόσο, έχουν το κόστος της εκπομπής περισσότερου διοξειδίου του άνθρακα για την παραγωγή των απαιτούμενων υλικών και την κατασκευή του κτιρίου. Το αποτύπωμα άνθρακα ενός ψηλού κτιρίου είναι σημαντικά υψηλότερο από τα χαμηλά κτίρια ανά τετραγωνικό μέτρο. Αυτό συμβαίνει διότι η δομή είναι συνήθως υπεύθυνη για το μεγαλύτερο μέρος του ενσωματωμένου αποτυπώματος άνθρακα ενός κτιρίου και τα ψηλά κτίρια απαιτούν περισσότερη δομή για να υποστηρίξουν το ύψος τους. Τα ψηλά κτίρια συνήθως κατασκευάζονται από χάλυβα ή σκυρόδεμα, αλλά τι θα γινόταν αν υπήρχε μια εναλλακτική που χρησιμοποιούσε πιο βιώσιμα υλικά;

Βιώσιμη εναλλακτική στις παραδοσιακές μεθόδους κατασκευής
Ερευνητές από το Oregon State University ξεκίνησαν πρόσφατα ένα ερευνητικό έργο που διερευνά τα χαρακτηριστικά απόδοσης ενός υβριδικού συστήματος δομικών δαπέδων από ξύλο και σκυρόδεμα που μπορεί να προσφέρει στη βιομηχανία μια παραδοσιακή εναλλακτική κατασκευή επίπεδων πλακών. Σκοπός του ερευνητικού έργου ήταν να μελετήσει και να αναπτύξει ένα εννοιολογικό δομικό σύστημα για ψηλά κτίρια που είναι όσο το δυνατόν πιο βιώσιμα, ενώ το κόστος τους παραμένει ανταγωνιστικό με τις σύγχρονες τεχνικές δόμησης. Η βιωσιμότητα είναι μια πρόκληση για τις κατασκευές υψηλής ανόδου – μια άλλη είναι η έλλειψη χώρου. Η κατασκευή ενός κτιρίου 50 ορόφων στη γωνία δύο από τους πιο γνωστούς δρόμους στο κεντρικό Λονδίνο έφτασε στα άκρα με την ανάπτυξη του πρότζεκτ «8 Bishopsgate».

Ποιο είναι το ψηλότερο κτίριο στον κόσμο;
Καθώς συνεχίζονται οι εικασίες σχετικά με το αν θα τελειώσει ποτέ ο Πύργος της Jeddah στη Σαουδική Αραβία ύψους 1 χιλιομέτρου, ήδη βρίσκονται σε εξέλιξη τα σχέδια για την κατασκευή ενός ουρανοξύστη ύψους 2 χιλιομέτρων στο Ηνωμένο Βασίλειο. Ένα κτίριο ύψους 2 χιλιομέτρων θα ξεπερνούσε κατά σχεδόν 1,2 χιλιόμετρα το σημερινό ψηλότερο κτίριο στον κόσμο, το Burj Khalifa, ύψους 828 μέτρων. Αυτό με τη σειρά του είναι πάνω από 300 μέτρα υψηλότερο από το Taipei 101, ύψους 508 μέτρων, το οποίο ήταν προηγουμένως το ψηλότερο κτίριο στον κόσμο. Τέτοιες τεράστιες αυξήσεις ύψους γεννούν το ερώτημα: υπάρχουν όρια στην κατασκευή υπερυψηλών κτιρίων και τι διέπει αυτά τα όρια;

Ο Peter Weismantle, Διευθυντής τεχνολογίας υπερυψηλών κτιρίων στην αρχιτεκτονική εταιρεία Adrian Smith + Gordon Gill Architecture με έδρα το Σικάγο των ΗΠΑ, έχει εμπειρία δεκαετιών στην εργασία σε ψηλά κτίρια. Ήταν μέλος της ομάδας που σχεδίασε τον πύργο 88 ορόφων Jin Mao στη Σαγκάη της Κίνας. Το 2003, ανέλαβε το ρόλο του ανώτερου τεχνικού αρχιτέκτονα για το Burj Khalifa και βοήθησε στο σχεδιασμό του Πύργου της Jeddah. Κατά τη γνώμη του, δεν πιστεύει ότι τα όρια είναι τεχνολογικά. Πρώτα παίζουν ρόλο τα χρήματα και οι οικονομικές ανάγκες αυτών των ψηλών κτιρίων. «Για να χτίσεις ψηλά, πρέπει να κατασκευάσεις ένα μεγάλο κτίριο με την έννοια ότι έχει μεγάλο εμβαδόν και μεγάλη επιφάνεια δαπέδου. Αυτό είναι χρήμα. Και όσο πιο ψηλά ανεβαίνεις, τόσο αυξάνεται το κόστος ανά τετραγωνικό μέτρο». Επίσης, εξίσου σημαντικό ρόλο παίζει και ο χρόνος που χρειάζεται για να κατασκευαστούν τα κτίρια τέτοιας κλίμακας, καθώς απαιτείται ταχύτητα.

Η γρήγορη κατασκευή ενός τέτοιου κτιρίου μεταφράζεται συνήθως σε πέντε χρόνια και αυτό αποτελεί ένα μεγάλο διάστημα, ειδικά τώρα με τα επίπεδα του πληθωρισμού να βρίσκονται στα ύψη.

Οι ψηλότεροι ξύλινοι πύργοι
Τα πολυώροφα κτίρια που κατασκευάζονται με ξύλο εμφανίζονται πιο συχνά στον ορίζοντα, καθώς οι εταιρείες αναπτύσσουν νέα προϊόντα, τεχνικές και υλικά για να αυξήσουν τη βιωσιμότητα των ψηλών υποδομών. Η Νορβηγία πρωτοστάτησε σε αυτήν την τάση, ολοκληρώνοντας το ξύλινο Mjøstårnet μήκους 85,4 μέτρων στο Brumunddal, αλλά υπάρχει ένας ακόμη ψηλότερος ξύλινος πύργος στις ΗΠΑ. Το Ascent, ένας πύργος μαζικής ξυλείας ύψους 86,6 μέτρων στο Ουισκόνσιν, πιστοποιήθηκε ως το ψηλότερο ξύλινο κτίριο στον κόσμο τον Αύγουστο του 2022.

Την ίδια στιγμή, το νησί της Ζανζιβάρης στον Ινδικό Ωκεανό σχεδιάζει αυτό που αναφέρεται ως το επόμενο υψηλότερο «πράσινο» κτίριο στον κόσμο – έναν πύργο διαμερισμάτων 28 ορόφων σχεδιασμένο με τεχνολογία υβριδικής ξυλείας. Ονομάστηκε Burj Zanzibar – burj που σημαίνει πύργος στα αραβικά –έχει σχεδιαστεί για να φτάνει τα 96 μέτρα ύψος. Ονομάστηκε «κάθετο πράσινο χωριό» και προβλέπεται να είναι η πρώτη ξύλινη κατασκευή στον κόσμο τέτοιων διαστάσεων. Επίσης, ο σχεδιασμός του κτιρίου μικτής χρήσης, σε στυλ κυψέλης, αποκαλύφθηκε στο κοινό τον Οκτώβριο του 2022. Ο ολλανδικής καταγωγής αρχιτέκτονας Leander Moons, υπεύθυνος για την ιδέα, δήλωσε ότι το Burj Zanzibar δεν είναι απλώς ένα εξαιρετικό κτίριο, αλλά ένα νέο οικοσύστημα για το μέλλον της ζωής. Ο πύργος, ο οποίος θα έχει 266 κατοικίες, θα βρίσκεται στην πόλη Fumba, την οικολογική πόλη της Ανατολικής Αφρικής που αναπτύχθηκε από τη γερμανική εταιρεία μηχανικών CPS. Σχεδιάζεται ως υβριδικός πύργος ξυλείας με πυρήνα από οπλισμένο σκυρόδεμα, σχεδιασμένο να πληροί όλα τα απαιτούμενα πρότυπα πυρασφάλειας και ασφάλειας ζωής.

Το έργο πρόκειται να εκτελεστεί από μια κοινοπραξία κορυφαίων ειδικών από την Ελβετία, την Αυστρία, τη Γερμανία, τη Νότια Αφρική, την Τανζανία και τις ΗΠΑ. Όταν ολοκληρωθεί, θα αποτελεί το ψηλότερο ξύλινο κτίριο στον κόσμο.

Μαζικό κίνημα ξυλείας
Το 2017, το Συμβούλιο για τα Ψηλά Κτίρια και τον Αστικό Βιότοπο, δημοσίευσε μία μελέτη με τίτλο «Tall Timber: A Global Audit». Η μελέτη αντιπροσώπευε και τα 48 γνωστά έργα μαζικής ξυλείας επτά ορόφων και άνω, που είτε είχαν προταθεί, είτε ήταν υπό κατασκευή, είτε είχαν ολοκληρωθεί. Το κίνημα μαζικής ξυλείας έχει αποκτήσει σημαντική δυναμική από τότε, με περισσότερα από 200 κτίρια μαζικής ξυλείας σε όλο τον κόσμο που αποτελούνται από επτά ορόφους και πάνω. Το ξύλο έχει υποστεί αξιοσημείωτη πρόοδο στις τεχνολογικές του ικανότητες.

Πρόσφατα, η εταιρεία Ramboll και το αρχιτεκτονικό στούντιο Haptic Architects συνεργάστηκαν για να εξερευνήσουν τη βιώσιμη ανάπτυξη μέσω ενός αναγεννητικού αρθρωτού πύργου. Ο Doug Baldock, Διευθυντής και επικεφαλής της εταιρείας Ramboll, αναφέρει ότι για τη μείωση του άνθρακα, το κύριο δομικό πλαίσιο επικεντρώνεται γύρω από μια ξύλινη δομή που περιλαμβάνει τριώροφα σκληρά καταστρώματα υψηλής δομής, με κάθε σκληρό ή μόνιμο κατάστρωμα να υποστηρίζει τρία ενδιάμεσα μαλακά ή προσωρινά καταστρώματα. Επίσης, σημειώνει ότι οι κατασκευές μεταφοράς φορτίου κατασκευάζονται χρησιμοποιώντας έναν συνδυασμό τμημάτων ξυλείας με πλαστικοποίηση κόλλας και ανακυκλωμένου χάλυβα.

Με την υιοθέτηση αυτής της προσέγγισης στην κατασκευή πολυώροφων κτιρίων, κατέστη δυνατό να ληφθούν υπόψη οι μονάδες όσον αφορά τον όγκο, όχι την επιφάνεια δαπέδου, ενισχύοντας την ευελιξία και την προσαρμοστικότητα ολόκληρης της κατασκευής. «Αντί να κατεδαφιστεί ολόκληρο το κτίριο», προσθέτει ο Baldock, «οι απαρχαιωμένες μέθοδοι μπορούν απλώς να αντικατασταθούν με νέες, χωρίς οριζόντιους ή κατακόρυφους περιορισμούς, για να εκπληρώσουν νέες χωρικές απαιτήσεις.

Η ενσωμάτωση της ευελιξίας και της προσαρμοστικότητας στη φιλοσοφία των κατασκευών παρέχει την ευκαιρία να σημειωθεί πραγματική πρόοδος προς βιώσιμα πολυώροφα κτίρια». Καθώς οι κατασκευές έχουν σχεδιαστεί για να διαρκούν για μεγάλο χρονικό διάστημα, η επιλογή του δομικού υλικού για αρθρωτά πολυώροφα κτίρια, βασίστηκε στην ιδέα της διατήρησης του αποτυπώματος άνθρακα στο ελάχιστο. Εκείνοι που βρίσκονται πίσω από τη βιώσιμη δομή ελπίζουν να δημιουργήσουν ένα νέο προβάδισμα στον κατασκευαστικό κλάδο. «Θεωρητικά, η υιοθέτηση αυτών των κατασκευαστικών φιλοσοφιών θα μπορούσε να οδηγήσει σε κτίρια που θα μπορούσαν ενδεχομένως να διαρκέσουν για πάντα», προσθέτει ο Baldock.

Η ειδική σε ψευδοκατασκευές και ξυλότυπους εταιρεία Meva τονίζει ότι, ενώ η ξυλεία είναι μια πιο πράσινη επιλογή για ορισμένες εφαρμογές, αυτό πρέπει να εξισορροπηθεί με τις περιβαλλοντικές επιπτώσεις της αποψίλωσης των δασών για τη συγκομιδή του υλικού και των απορριμμάτων που δημιουργούνται από ξυλότυπους κόντρα πλακέ. Ο ξυλότυπος από κόντρα πλακέ αποθηκεύει επιβλαβή άνθρακα μέσα στο υλικό, προστατεύοντας το περιβάλλον. Επιπλέον, μπορεί επίσης να συλλεχθεί και να παραχθεί τοπικά, έτσι ώστε το υλικό να μην χρειάζεται να ταξιδέψει τόσο μακριά στην τοποθεσία – κάτι που εξοικονομεί εκπομπές από τα οχήματα μεταφοράς.

Με την αυξημένη δημοτικότητα για τις βιώσιμες ιδιότητές του έρχεται και η αυξημένη ζήτηση, η οποία τροφοδοτεί την αποψίλωση των δασών και δημιουργεί μια οικολογική ισορροπία, ισχυρίζεται η Meva.

Σύμφωνα με το Παγκόσμιο Ίδρυμα Άγριας Ζωής (WWF), το εμπόριο δασικών προϊόντων έχει αυξηθεί σημαντικά τις τελευταίες πέντε δεκαετίες, με την παράνομη υλοτομία να αντιπροσωπεύει το 40-50% της συνολικής υλοτομίας σε ορισμένες περιπτώσεις.

Το WWF προσθέτει ότι καθώς τα δάση αποθηκεύουν μεγάλες ποσότητες άνθρακα, η καταστροφή αυτών των περιοχών συμβάλλει στην υπερθέρμανση του πλανήτη απελευθερώνοντας άνθρακα στην ατμόσφαιρα – περίπου το 15% των παγκόσμιων εκπομπών αερίων του θερμοκηπίου προκαλούνται από την αποψίλωση των δασών.

«Έξυπνη» τεχνολογία στην κατασκευή
Καθώς τα έργα γίνονται όλο και πιο φιλόδοξα, η κατασκευαστική τεχνολογία αναπτύσσεται με ρυθμό που καταδεικνύει την ικανότητά της να υποστηρίζει νέες και τολμηρές ιδέες. Επίσης, ένα ακόμη ισχυρό εργαλείο για τη δημιουργία βιώσιμων λύσεων για την κατασκευή ψηλών κτιρίων είναι η ενοποίηση με το ψηφιακό περιβάλλον.

Τα ψηλά κτίρια μπορούν να σχεδιαστούν ως πλατφόρμες για να αξιοποιήσουν πλήρως την πιο πρόσφατη αλλά και την μελλοντική έξυπνη τεχνολογία. Χιλιάδες έξυπνοι αισθητήρες τροφοδοτούν δεδομένα στα ολοκληρωμένα Συστήματα Διαχείρισης Κτιρίων για να επιτρέψουν στο κτίριο να προσαρμοστεί και να βελτιστοποιηθεί για βελτιωμένη ενεργειακή απόδοση και ασφάλεια.

Παρά το γεγονός ότι η βιωσιμότητα παραδοσιακά αφορά την εφαρμογή ενεργειακά αποδοτικών και ανανεώσιμων τεχνολογιών για την ενίσχυση των «πράσινων» διαπιστευτηρίων του κτιρίου, αφορά επίσης την παροχή ενός βιώσιμου περιβάλλοντος για τη εξασφάλιση της υγείας, της ευημερίας και της άνεσης των ενοίκων.

Πηγή: Catrin Jones