Багатошарові дерев'яні конструкції: коли дерево підкорює висоту

Дерево — найдавніший будівельний матеріал людства. Але протягом століття ми відмовилися від нього для висотних будівель на користь бетону та сталі. Чому? Бо дерево горить, гниє, деформується. Проте у 2025 році відбувається здавалося б немислиме: міжнародні будівельні коди дозволяють будувати дерев'яні будівлі заввишки до 18 поверхів, а інженери проєктують вежі заввишки 80+ метрів з перехресно-шаруватого дерев'яного масиву (CLT). Як технологія Mass Timber перетворює «слабке» дерево на конкурента сталі — і чому це може змінити кліматичний баланс міст?

Що таке Mass Timber: інженерія, а не колода

Ключове розходження — Mass Timber не є «дерев'яним брусом з лісу». Це інженерні дерев'яні композити, створені шляхом склеювання шарів деревини під тиском:

CLT (Cross-Laminated Timber) — перехресно-шаруватий масив. Шари дошок укладені перпендикулярно один до одного (як фанера, але масштабніше), склеєні структурними адгезивами. Результат: панелі до 3 метрів шириною та 18 метрів довжиною, що працюють як монолітні залізобетонні плити.

GLT (Glued Laminated Timber) — клеєний шаруватий брус. Шари до 45 мм склеєні паралельно волокнам для несучих балок та колон.

NLT (Nail-Laminated Timber) — цвяхований масив. Дешевша альтернатива без клею — шари з'єднані цвяхами.

Ці матеріали зберігають переваги деревини (легкість, теплоізоляція, естетика), але набувають передбачуваних інженерних характеристик: розрахункова міцність на стиск для CLT досягає 25–30 МПа — що порівняно з легким бетоном .

Вогонь: чому дерево може бути безпечнішим, ніж здається

Головне заперечення проти дерев'яних висоток — пожежна небезпека. Проте Mass Timber поводиться інакше, ніж звичайне дерево.

При пожежі поверхня CLT обвуглюється, утворюючи ізоляційний шар товщиною 25–40 мм. Цей шар сповільнює подальше прогрівання внутрішніх шарів, зберігаючи несучу здатність конструкції. Дослідження 2024 року в Journal of Building Engineering підтвердили: CLT-панелі товщиною 175 мм витримують вогневе впливу 90 хвилин без втрати структурної цілісності. Для порівняння: незахищена сталева балка втрачає 50% міцності за 15 хвилин через теплопровідність.

Важливо: Mass Timber не є негорючим, як бетон. Але його поведінка передбачувана та контрольована, що дозволяє інженерам розраховувати евакуаційний час та стійкість конструкції.

Кліматичний аргумент: вуглець, що працює на нас

Найпереконливіша перевага Mass Timber — екологічна. Життєвий цикл дерев'яних конструкцій демонструє негативний вуглецевий слід (вуглець зберігається, а не виділяється):

• Поглинання під час росту: 1 м³ деревини поглинає ~1 тонну CO₂.

• Зберігання в конструкції: вуглець залишається в матеріалі десятиліттями.

• Заміщення емісійних матеріалів: виробництво цементу виділяє ~0,9 тонни CO₂ на тонну, сталі — ~1,9 тонни.

Дослідження в Journal of Building Engineering (2025) порівняли 10-поверхові будівлі з CLT та залізобетону. Результат: зниження вуглецевого сліду на 30–45% для дерев'яної версії протягом усього життєвого циклу (50 років) . При цьому враховувались всі етапи: видобуток, транспортування, будівництво, експлуатація, утилізація.

Реальні проєкти: від теорії до практики

Mjøstårnet

Ascent

Mjøstårnet (Норвегія, 2018) — 85 метрів, 18 поверхів, змішана конструкція CLT та GLT. До 2025 року залишалася найвищою дерев'яною будівлею світу.

Ascent (США, Мілуокі, 2022) — 86 метрів, 25 поверхів, змішана конструкція з бетонним ядром жорсткості та дерев'яними перекриттями з CLT.

Rocket&Tigerli (Швейцарія, 2026, будується) — запроєктована на 100 метрів, повністю дерев'яна несуча система.

Rocket&Tigerli

Ці будівлі демонструють: технологія вже не експериментальна, а комерційно реалізована, хоча й з обмеженнями.

Обмеження та виклики: чесний погляд

Вологість та біологічні ураження. Дерево — гігроскопічний матеріал. При відносній вологості >80% тривалий час розвиваються гриби. Mass Timber вимагає ретельного захисту на етапі будівництва та герметичної оболонки в експлуатації.

Вартість. CLT-панелі дорожчі за залізобетон на 15–25% (залежно від регіону). Економія досягається за рахунок швидкості монтажу (на 30–50% швидше) та меншої маси фундаментів, але початкові інвестиції вищі.

Обмежена довговічність даних. Найстарші CLT-будівлі — 15–20 років. Довговічність 50–100 років теоретично обґрунтована, але не підтверджена практикою.

Токсичність клеїв. Традиційні поліуретанові та меламінові смоли містять формальдегід. Розвиваються біо-клеї на основі сої та казеїну, але їхня вартість вища а міцність нижча.

Географічні обмеження. CLT-заводи сконцентровані в Європі та Північній Америці. Для багатьох регіонів транспортування панелей нейтралізує екологічну перевагу.

Майбутнє: дерев'яні міста?

Зміни в IBC 2025 відкривають шлях до 18-поверхових дерев'яних будівель без спеціального дозволу. Японія та Скандинавія активно розвивають технології для 30+ поверхів з гібридними конструкціями (дерево + сталь + бетон).

Перспективний напрям — модульний Mass Timber: заводське виготовлення «коробок» з CLT, які монтуються на майданчику як конструктор. Для середньої багатоповерхівки це скорочує терміни будівництва до 3–6 місяців.

Висновок: повернення до майбутнього

Mass Timber — не романтичне повернення до «натурального будівництва», а високотехнологічна інженерна система, що поєднує відновлювану сировину з передбачуваною поведінкою. В умовах кліматичної кризи це аргументована альтернатива вуглець-інтенсивним матеріалам — з обмеженнями, що вимагають професійного підходу.

Як зазначають дослідники: «Дерев'яні висотки можуть стати каталізатором декарбонізації будівельної галузі, але лише за умови системного підходу до ланцюга постачання та управління життєвим циклом» .

Використані джерела

Puettmann, M., Pierobon, F., Ganguly, I., Gu, H., Chen, C., Liang, S., Jones, S., Maples, I., & Wishnie, M. (2021). Comparative LCAs of Conventional and Mass Timber Buildings in Regions with Potential for Mass Timber Penetration. Sustainability, 13(24), 13987. https://doi.org/10.3390/su132413987

Trabucco, D., & Perrucci, G. (2025). Steel–Timber Hybrid Buildings: A Comparative Life Cycle Assessment Study of Global Warning Potential Impacts. Sustainability, 17(2), 718. https://doi.org/10.3390/su17020718

Ilgın, H. E., & Karjalainen, M. (2021). Preliminary Design Proposals for Dovetail Wood Board Elements in Multi-Story Building Construction. Architecture, 1(1), 56–68. https://doi.org/10.3390/architecture1010006

Žegarac Leskovar, V., & Premrov, M. (2021). A Review of Architectural and Structural Design Typologies of Multi-Storey Timber Buildings in Europe. Forests, 12(6), 757. https://doi.org/10.3390/f12060757

Chen, C. X., Pierobon, F., Jones, S., Maples, I., Gong, Y., & Ganguly, I. (2021). Comparative Life Cycle Assessment of Mass Timber and Concrete Residential Buildings: A Case Study in China. Sustainability, 14(1), 144. https://doi.org/10.3390/su14010144

Balasbaneh, A. T., Sher, W., Yeoh, D., & Yasin, M. N. (2022). Economic and environmental life cycle perspectives on two engineered wood products: comparison of LVL and GLT construction materials. Environmental Science and Pollution Research, 30(10), 26964–26981. https://doi.org/10.1007/s11356-022-24079-1