Um movimento em direção a um ambiente construído que centraliza a sustentabilidade e o carbono incorporado está impulsionando a inovação na construção de madeira híbrida e em massa. Nesta peça, consideramos o poder e o potencial da madeira.
O ambiente construído é uma indústria em que nosso impacto deve estar sempre na vanguarda de nossa tomada de decisão. Estamos moldando como o mundo vai parecer, sentir e funcionar no futuro, então devemos estar atentos ao efeito que nosso trabalho tem. À medida que o ambiente construído se adapta e muda em resposta à crise climática, um elemento a ser considerado é o uso de materiais. A madeira maciça e híbrida – madeira que é processada para ser usada na construção – é um material que começa a ganhar espaço na mente dos tomadores de decisão.
Usar madeira para criar edifícios é uma prática há milênios. Mas, à medida que as técnicas de construção se desenvolveram, ele desapareceu de vista. Tijolo, aço e concreto ocuparam o centro do palco. À medida que a atenção dentro do ambiente construído se volta para como o impacto no meio ambiente pode ser reduzido e como as escolhas que fazemos podem ser mais sustentáveis, o uso de construção em massa e madeira híbrida começa a crescer.
O que são projetos de construção em massa e híbridos de madeira?
‘Madeira maciça’ refere-se à madeira projetada que é usada como material de construção estrutural primário. A madeira maciça é um subconjunto da madeira engenheirada. Isso é feito de vários pedaços pequenos formados juntos para fazer um pedaço grande, então uma grande árvore não é necessária para fazer um grande pedaço de madeira.
Isso permite uma qualidade maior e mais consistente da madeira; quando uma peça grande é cortada e colada, quaisquer seções de baixa qualidade podem ser removidas. Quando a madeira projetada é fabricada em blocos de massa, como madeira laminada cruzada (CLT) e glulam, ela pode ser classificada como madeira maciça.
A construção híbrida de madeira vê a madeira projetada combinada com diferentes materiais (como aço ou concreto) para criar componentes para um edifício. Por exemplo, madeira híbrida pode significar colunas de aço com laje de CLT. Como a madeira não se adapta a todas as aplicações, a escolha da madeira híbrida significa que os recursos úteis da madeira podem ser acessados e usados onde for mais eficaz; outros materiais podem ser usados em outro lugar, onde for mais apropriado.
Matthew Caldwell é engenheiro estrutural associado da Buro Happold. Ele disse: “A própria madeira obviamente tem sido usada desde o início dos tempos. A madeira projetada existe há várias décadas, mas foi apenas nos últimos 10 anos que se tornou mais comumente usada, especialmente lajes e paredes de madeira laminada cruzada. É importante fazer uma distinção entre estruturas totalmente de madeira e estruturas de madeira híbrida.
“Uma construção híbrida, no sentido mais amplo da palavra, é algo que é uma combinação. A combinação aqui é de dois materiais diferentes: tem madeira, com outra coisa. Isso geralmente é aço e, às vezes, concreto. Uma estrutura de aço – colunas de aço com uma laje de madeira laminada cruzada – é uma versão comum do híbrido.”
carbono incorporado
Para entender por que as escolhas de construção em massa e madeira híbrida são mais comuns agora do que há 15 ou 20 anos, devemos entender quais benefícios a madeira pode trazer. A atenção dentro do ambiente construído se volta cada vez mais para o carbono incorporado. Carbono incorporado refere-se ao potencial de aquecimento global do ‘carbono’ durante a fabricação, transporte, construção, manutenção e descarte (no fim da vida útil) de materiais que compõem um edifício ou ativo.
‘Carbono’ é o termo geral, mas é importante esclarecer que o que se mede é o “dióxido de carbono equivalente” (CO₂e), englobando os diversos gases emitidos (incluindo dióxido de carbono e metano). O carbono operacional – do aquecimento, iluminação e uso de edifícios – pode ser tradicionalmente mais evidente, mas o carbono incorporado agora deve ser considerado se quisermos reduzir o impacto do ambiente construído em nosso planeta . Como grandes melhorias foram feitas na eficiência operacional dos edifícios, o carbono incorporado torna-se proporcionalmente mais relevante ao longo do ciclo de vida de um edifício.
Considerar a construção em madeira é uma abordagem de como podemos reduzir o carbono incorporado em nossas estruturas.Stephen Curtis, diretor e líder regional de disciplina, estruturas, Buro Happold
Stephen Curtis , diretor e líder regional de disciplina, estruturas, Buro Happold, está baseado em nosso escritório de Nova York. Ele disse: “Houve uma conscientização crescente sobre a emergência climática nos últimos três a quatro anos. Em minha função como líder de disciplina regional, tenho destacado e promovido o tema do carbono incorporado em nossa equipe de estruturas. Há um novo foco em nosso setor e em nossos negócios em torno do carbono incorporado, que complementa o foco que tínhamos anteriormente no carbono operacional.
“Otimizar a energia em operação é um negócio normal em Buro Happold neste momento, então, dentro da equipe de estruturas, pensamos em como aproveitar o momento para gerar o mesmo resultado com carbono incorporado. Vemos o carbono incorporado em estruturas como uma nova métrica dentro da matriz de tomada de decisão e considerar a construção de madeira é uma abordagem de como podemos reduzir o carbono incorporado em nossas estruturas”.
O que devemos considerar quando escolhemos madeira maciça ou híbrida?
A madeira é um material renovável, quando obtido de forma sustentável, com um nível reduzido de carbono incorporado em comparação com materiais como concreto e aço. Sua exigência de processamento mínimo é parte do motivo pelo qual ele possui um nível reduzido de carbono incorporado. É relativamente leve, por isso pode ser movido com eficiência e o tempo de construção no local geralmente é reduzido; as estruturas maciças de madeira são mais rápidas de construir, pois não há concreto ou cofragem a considerar.
As árvores absorvem dióxido de carbono, portanto, se a madeira for apropriadamente cortada, processada e usada, o carbono ficará “preso”. No entanto, seu fim de vida deve ser considerado; a desconstrução e a reutilização dos materiais de uma construção fazem parte da equação do ciclo do carbono incorporado, portanto, devem ser reutilizados adequadamente (como madeira recuperada para interiores de casas ou combustível de biomassa) para continuar bloqueando o carbono. Se for enviado para aterro, o bom trabalho pode ser desfeito.
A madeira usada para os telhados do centro avançado de criação de produtos da Jaguar Land Rover teve um efeito positivo demonstrável no meio ambiente. O CLT e o glulam (um tipo de madeira engenheirada, com camadas de madeira coladas) usados podem ter sequestrado mais de 1.500 toneladas de dióxido de carbono atmosférico enquanto as árvores que forneciam a madeira cresciam.
Quando escolher estruturas totalmente em madeira e quando não
A escolha de usar qualquer tipo de madeira deve ser cuidadosamente considerada, para equilibrar os pontos positivos com os inconvenientes. Matthew Caldwell disse: “Estamos obviamente muito focados em reduzir o carbono incorporado das estruturas e em reduzir os efeitos ambientais negativos quando construímos edifícios. Para um edifício sensatamente planejado, o mais eficiente em termos de carbono incorporado provavelmente será uma estrutura toda de madeira – mas há um limite, então há algumas situações em que as estruturas híbridas seriam escolhidas.
Em um projeto em que uma estrutura toda de madeira é ineficiente devido aos requisitos específicos do projeto, uma estrutura híbrida permite que você ainda retenha os benefícios da madeira e não precise removê-la completamente.Matthew Caldwell, engenheiro estrutural associado, Buro Happold
“Chega um ponto em que se você tentar fazer com que a madeira faça algo que não é bom, ela se tornará cada vez menos eficiente. E pode chegar a um ponto em que realmente tem mais carbono incorporado do que outros materiais – porque você está tentando forçá-lo a um trabalho que não faz bem. Não é incomum ver exemplos de projetos com diversas tipologias construtivas que utilizam o princípio da mistura de materiais, cada um fazendo um trabalho que é mais adequado ao material.
“ Em um projeto em que uma estrutura toda de madeira é ineficiente devido aos requisitos específicos do projeto, uma estrutura híbrida permite que você ainda retenha os benefícios da madeira e não precise removê-la completamente. Assim, ainda podemos ajudar os clientes a obter os benefícios da madeira; peso mais leve, construção mais rápida e tolerâncias mais estreitas, mesmo que o layout da estrutura não se adapte a uma estrutura toda de madeira.”
Saúde, bem-estar e design biofílico
O que a madeira pode proporcionar a quem ocupa e usa essas edificações? Um foco crescente na indústria de arquitetura, engenharia e construção (AEC) é o papel que podemos desempenhar na melhoria do bem-estar dos usuários. O ‘design biofílico’ visa aumentar e aprimorar a conexão que os usuários têm com o ambiente natural para acessar os benefícios associados à saúde física e mental e ao bem-estar. Essas opções de design incluem materiais naturais, luz natural e uso de vegetação e plantas. A madeira é um material óbvio a considerar.
Stephen Curtis disse: “Estamos vendo cada vez mais arquitetos considerarem a biofilia em seus projetos. A madeira estrutural pode desempenhar um papel importante na consecução desses objetivos de projeto. Embora possa não ser tangível, um edifício predominantemente emoldurado em madeira parece diferente de um edifício com uma estrutura mais tradicional.”
Escolhas de design biofílico em ação
O novo Centro de Recreação e Bem-Estar da Quinnipiac University é uma extensão do edifício de atletismo existente no campus em Connecticut, EUA. A nova instalação reúne saúde clínica, saúde mental e recreação em uma única estrutura para apoiar o ‘bem-estar de todo o corpo’ de seus alunos. Foi projetado com princípios biofílicos.
Esse foco na conexão com a natureza continuou até a escolha do material; madeira e pedra local foram usadas. Espera-se que o projeto atinja os padrões de sustentabilidade LEED Gold, com o uso da madeira como uma forma de reduzir o carbono incorporado total da estrutura.
Paul Richardson , diretor da equipe de estruturas de Boston em Buro Happold, foi diretor do projeto da Quinnipiac University. Ele disse: “O Quinnipiac Health and Wellness Center é uma construção híbrida, com piso CLT e vigas de aço. Estávamos entrando em um centro esportivo existente e lidando com algumas elevações de piso baixo.
“Optamos pela madeira híbrida em parte porque proporcionava um pouco mais de economia; nós definitivamente queríamos usar madeira maciça porque havia um desejo de design biofílico, então queríamos alguma suavidade no material. Existem vigas de telhado que são de madeira maciça, bem como algumas treliças híbridas. Tratava-se de encontrar um bom equilíbrio entre o que o edifício precisava.
“Cada vez mais, saúde, bem-estar e bem-estar são um ponto-chave de venda, especialmente em centros de saúde, centros de estudantes e outros projetos de ensino superior.”
Como Buro Happold está integrando o uso de construção em massa e madeira híbrida em nosso trabalho?
EDGE Suedkreuz em Berlim é um dos maiores edifícios híbridos de madeira da Europa. Consiste em dois edifícios: o maior Carré (hospedando espaço de escritórios para a empresa de energia Vattenfall) e o menor Solitaire. Um sistema modular de madeira e concreto foi usado para a construção, composto por colunas de madeira e painéis de lajes pré-fabricadas de madeira.
Os módulos de parede e teto foram pré-fabricados fora do local e montados no local, resultando em uma estrutura totalmente modular, madeira-concreto-híbrida. Buro Happold foi contratado para fornecer um serviço de engenharia estrutural, além de engenharia de serviços de construção (MEP), gerenciamento de gerenciamento de informações de construção (BIM) e consultoria de sustentabilidade.
Matthew Caldwell disse: “A frase ‘híbrido’ significa dois materiais trabalhando juntos, mas não indica o quanto eles estão trabalhando juntos. ‘Composto’ significa coisas trabalhando juntas para formar um único elemento. EDGE Suedkreuz é composto, com concreto no topo do glulam. Eles são completamente fixados juntos, para que funcionem juntos como uma unidade. Podemos considerar o compósito como uma subcategoria sob o termo mais genérico ‘híbrido’ para significar vários materiais em um elemento estrutural.”
Composite, a extensão da madeira híbrida que se refere não apenas a elementos diferentes feitos de materiais diferentes, mas a materiais diferentes estruturalmente combinados e trabalhando juntos como um único elemento composto, ficou evidente nos painéis de piso compostos de concreto e glulam da Edge Suedkreuz.
A paisagem estrutural em mudança
O uso de madeira para edifícios pode estar acontecendo há milhares de anos, mas o uso de madeira engenheirada é relativamente novo. A redução do carbono incorporado e a atração de um material de construção sustentável é algo que é compreensivelmente atraente para os desenvolvedores, mas pode ser muito cedo para pensar na madeira como totalmente transformadora.
O uso de madeira não é uma solução mágica ou panacéia para o problema do carbono incorporado e das preocupações de sustentabilidade no ambiente construído. Em vez disso, deve ser considerado como parte de um conjunto de abordagens em todo o setor para abordar a importância de abordar, em particular, o carbono incorporado.
Stephen Curtis considera o papel que todos os tipos de materiais podem desempenhar. Ele disse: “Quanto mais projetos de madeira concluídos virmos, mais a madeira será vista como uma opção viável. Mas não é a única solução para reduzir o carbono incorporado. Também temos que pensar em como a indústria fará com que o concreto seja um material estrutural com baixo teor de carbono e o aço da mesma maneira. Existem várias vertentes para isso e elevar a posição da construção em massa de madeira como um conceito estrutural viável é uma delas.”
Fonte: Buro Happold