A WSP está avançando no uso de produtos de madeira de engenharia de baixo carbono para construção de edifícios altos, que fornecem resistência estrutural e durabilidade além da madeira tradicional.
Impulsionados pela demanda por edifícios de baixo carbono e possibilitados pelos avanços na fabricação de produtos de madeira, os edifícios de madeira maciça estão crescendo rapidamente em tamanho e conquistando maiores fatias dos mercados de construção na Europa, América do Norte e em outros lugares.
Em resposta a essa tendência, os códigos de construção que antes limitavam os edifícios de madeira a um máximo de 85 pés – ou um máximo de 5 a 6 andares – agora permitem até 18 andares, ou 270 pés.
Hoje, a equipe do WSP nos EUA e em todo o mundo – e em várias disciplinas – está se envolvendo com desenvolvedores de construção, outras empresas do ramo de construção, grupos do setor e funcionários da construção para disseminar conhecimento e promover as melhores práticas para construção em madeira em massa.
A madeira maciça refere-se a uma classe crescente de produtos de madeira projetados que fornecem resistência estrutural e durabilidade muito além do que a madeira tradicional pode oferecer. A madeira maciça inclui tipos de produtos estabelecidos há muito tempo, como o strandboard orientado (OSB), vigas I e vigas e colunas laminadas coladas (glulam).
Embora esses tipos de produtos continuem a evoluir, os produtos de madeira em massa mais inovadores e revolucionários são os painéis de madeira laminada cruzada (CLT).
Painéis CLT
Desenvolvidos em meados da década de 1990 na Áustria e na Alemanha, os painéis CLT tornaram-se cada vez mais populares na América do Norte na última década, à medida que a capacidade de fabricação de CLT cresceu. Os painéis CLT são fabricados a partir de madeira macia – geralmente abeto, abeto ou pinho – em dimensões padrão que são empilhadas e coladas em camadas alternadas de grãos cruzados.
Os painéis CLT padrão são comumente usados para pisos, paredes e telhados, enquanto os painéis CLT personalizados, que geralmente são fresados com tolerâncias muito altas com máquinas controladas por computador numérico (CNC), podem ser usados para elementos de construção tão exigentes quanto poços de elevador de carga e escadas em balanço.
Embora não seja um substituto direto para o aço ou concreto, a madeira maciça oferece muitos benefícios distintos, incluindo a redução do tempo de construção e a redução dos impactos nos vizinhos por meio da pré-fabricação externa; permitindo fundações menores devido a pesos mais leves; proporcionando melhor isolamento térmico; e dando aos ocupantes uma sensação de estar na natureza.
“Ainda há prêmios de custo para este tipo de construção em comparação com as convencionais”, disse Ety Benichou, que ingressou na WSP como diretor associado com a recente aquisição da Englekirk Structural Engineers pela WSP. “Os prêmios parecem vir de uma cadeia de suprimentos deslocalizada limitada, falta de padrões nos tamanhos dos membros, conexões, método de entrega e responsabilidade comercial de instalação, incertezas nas respostas dos funcionários do prédio aos novos sistemas. Os prêmios ainda não parecem levar em consideração o ganho na aceleração da construção, redução no custo de mão de obra e inspeção no local, benefícios potenciais de saúde do inquilino e aluguéis mais altos relacionados.”
Para a maioria dos desenvolvedores se comprometerem com esse método de construção, Benichou disse que “eles precisam ter certeza de que os benefícios ambientais também farão sentido economicamente”.
A produção de madeira em massa emite menos gases de efeito estufa do que o aço ou o concreto, e a madeira também se torna um sumidouro de carbono durante a vida útil desse edifício.
Reduzindo o Carbono Incorporado
Para a WSP e a maioria de seus clientes e partes interessadas, o interesse em madeira em massa está sendo impulsionado principalmente pela preocupação em reduzir o carbono incorporado em edifícios.
“A madeira tem muitas vantagens em termos de construtibilidade, mas o potencial para reduzir o carbono incorporado está impulsionando nosso interesse e o da maioria de nossos clientes”, disse Konstantin Udilovich, engenheiro estrutural do escritório da WSP USA em Nova York, que faz parte de uma tarefa informal de madeira em massa. força dentro da empresa.
A produção de madeira em massa não apenas emite menos gases de efeito estufa (GEE) do que o aço ou o concreto, mas a madeira usada em um edifício se torna um sumidouro de carbono durante toda a vida útil desse edifício.
Cidades, estados e outras jurisdições estão cada vez mais estabelecendo metas de descarbonização de edifícios.
“Os desenvolvedores de construção na Califórnia não têm escolha a não ser tentar descobrir como cumprir o Compromisso de Construção de Carbono Líquido Zero do estado para 2045”, disse Benichou.
Como os protocolos e padrões de carbono incorporados para edifícios ainda não existem na América do Norte, é um desafio fornecer cálculos firmes para os clientes. O desafio é ainda mais complicado quando os edifícios são projetados com uma abordagem híbrida que integra produtos de madeira com aço e concreto.
Grupos industriais e organizações profissionais nos EUA e em todo o mundo estão desenvolvendo ativamente diretrizes e ferramentas de software para cálculos de carbono incorporado que permitem comparações de materiais e produtos de construção.
“Estamos chegando ao ponto em que esses cálculos serão padronizados, embora os cálculos sejam bastante complicados”, disse Udilovich.
O Credit Valley Hospital em Mississauga, Ontário, usou madeira maciça para um projeto de expansão de 270.000 pés quadrados.
A WSP forneceu serviços de projeto de engenharia mecânica, elétrica, civil e municipal.
Solução Ambiental e Econômica
Uma questão importante será determinar os impactos de GEE da extração de madeira necessária para suprir um grande aumento na construção em massa de madeira e comunicar as nuances do manejo florestal de carbono ao público.
Benichou encontrou surpresa ao defender a construção em massa de madeira de pessoas que pensam que as florestas serão destruídas para produzir a madeira necessária.
“Muitas pessoas não entendem como os recursos florestais são abundantes na América, nem o fato de que essas florestas comerciais são usadas em todo o seu potencial”, disse ela. “Os proprietários de terras gerenciam suas florestas para maximizar o crescimento das árvores e o retorno do investimento, ao mesmo tempo em que fornecem habitat para a vida selvagem, protegendo a qualidade da água, sequestrando carbono e apoiando uma série de outros benefícios ambientais. Muito mais precisa ser feito para informar ao público que, quando se trata de madeira, as soluções ambientais e econômicas muitas vezes podem ser compatíveis”.
Dito isto, mais pesquisas e análises são necessárias para quantificar os benefícios ambientais da madeira maciça em relação a outros materiais de construção. A próxima orientação do GHG Protocol on Land Setor e Remoções (prevista para o início de 2023) fornecerá orientação sobre como as organizações devem relatar e rastrear três elementos que serão muito relevantes para todos os usos da madeira: uso da terra e mudança no uso da terra; remoções e armazenamento de dióxido de carbono; e produtos biogênicos em toda a cadeia de valor.
Usada adequadamente na construção, a madeira maciça tem se mostrado um material durável que pode se tornar uma preferência de segurança contra incêndio.
Segurança contra incêndios
Justin Milne, engenheiro líder de proteção contra incêndio da WSP, forneceu serviços de consultoria de código avaliando conjuntos de madeira de madeira pesada demonstrando resistência ao fogo para jurisdições locais. Embora a madeira maciça projetada seja uma solução de construção mais promissora para a construção de madeira pesada e estrutura de madeira histórica do ponto de vista da segurança contra incêndio, é necessário trabalho adicional para que os proprietários e ocupantes do edifício entendam melhor como os riscos de incêndio são gerenciados.
Milne está confiante no potencial da construção em madeira maciça para se tornar a preferência de segurança contra incêndio para todas as construções de estrutura de madeira com potencial para substituir o aço e o concreto.
“As pessoas tendem a ficar apreensivas quando ouvem falar que a madeira é o material de construção dominante em um prédio de 10 ou 15 andares”, disse ele. “Mas usada corretamente, a madeira maciça demonstrou ser um material durável com risco mínimo de incêndio. Houve até testes que ilustram que a madeira em massa pode ter um bom desempenho em condições de explosão – uma grande preocupação desde os eventos de 11 de setembro no mercado de arranha-céus”.
Pesquisas adicionais de segurança contra incêndio podem ajudar a satisfazer as preocupações dos funcionários em jurisdições que limitam os edifícios maciços de madeira a alturas significativamente inferiores aos 270 pés permitidos pelo código.
“A cidade de Nova York é uma das mais rigorosas”, disse Udilovich. “Hoje, você só pode construir estruturas de 65 pés de altura em madeira maciça. Em uma próxima mudança de código que entrará em vigor em novembro, essa restrição de altura aumentará para 85 pés, embora isso não seja definitivo e espera-se que, eventualmente, a cidade siga as disposições do código de construção internacional recentemente atualizadas. ”
Milne, Benichou e Udilovich também apoiam a pesquisa que está sendo feita por órgãos da indústria sobre a segurança contra incêndio de conectores metálicos comumente usados na construção de madeira maciça. E eles estão aguardando ansiosamente os resultados de um teste de terremoto em um edifício de madeira de 10 andares em grande escala neste verão em um esforço de pesquisa patrocinado pelo projeto TallWood de Infraestrutura de Pesquisa de Engenharia de Riscos Naturais e pela Universidade da Califórnia-San Diego.
Desde resolver as preocupações de funcionários como os de Nova York até a quantificação confiável dos benefícios de GEE, ainda resta muito trabalho antes que o potencial da construção em massa de madeira seja totalmente realizado. “Mas está se mostrando muito promissor e está se transformando em uma tendência muito empolgante e prática na construção sustentável”, disse Benichou.
Explorar as oportunidades sustentáveis da construção em madeira em massa se alinha com o compromisso líquido zero da WSP de reduzir e eliminar o carbono incorporado como signatária do Programa de Compromisso SE 2050 do Structural Engineering Institute . Para ver o Plano de Ação de Carbono Incorporado da empresa, clique aqui .
Fonte: WSP