Case pe structură din lemn: siguranță, sustenabilitate și adevărul despre lemn

Lemnul este cel mai vechi material de construcție folosit de oameni, însă construcția modernă din lemn este astăzi în avangarda arhitecturii sustenabile. Diferența dintre percepția publică și realitatea științifică nu a fost niciodată mai mare. Mulți presupun că lemnul arde ușor, putrezește repede și nu poate egala durabilitatea oțelului și a betonului. Datele spun altceva.

Acest ghid analizează ce arată, de fapt, cercetarea despre construcțiile din lemn. Abordăm preocupările care îi opresc pe mulți să aleagă lemnul, siguranța la incendiu, durabilitatea, comportamentul la umiditate, folosind informații din laboratoare de testare la foc, exemple de clădiri vechi de secole și cercetare climatică evaluată de specialiști. Concluzia susținută de dovezi este una care surprinde uneori chiar și profesioniștii din domeniu: lemnul nu este doar competitiv, ci superior pe mai multe dimensiuni importante pentru locuințele de familie.

Ce înseamnă construcția pe structură din lemn

Construcția pe structură din lemn îmbină stâlpi și grinzi de dimensiuni mari prin îmbinări precise, în loc să se bazeze pe mii de elemente mici de fixare. Structura tradițională din lemn are mii de ani, existând exemple în India datate în jurul anului 200 î.Hr., încă în picioare, realizate din lemn de tec și îmbinări cu cuie din bambus. Metoda a dominat construcțiile europene și americane până la mijlocul secolului al XIX-lea, când a apărut „balloon framing” cu elemente mai mici, ca alternativă mai rapidă și mai ieftină.

Construcțiile de azi combină principiile tradiționale cu inginerie avansată. Produse din lemn stratificat și inginerit, precum Cross-Laminated Timber (CLT), Glue-Laminated Timber (glulam) și Laminated Veneer Lumber (LVL), oferă performanțe structurale comparabile cu oțelul și betonul, păstrând beneficiile naturale ale lemnului. CLT se produce prin suprapunerea panourilor în direcții alternante și lipirea lor, rezultând elemente suficient de rezistente pentru planșee, pereți și acoperișuri, inclusiv pentru clădiri cu mai multe niveluri.

Diferența dintre structura din lemn și construcțiile ușoare „tip 2x4” contează mult pentru longevitate. Casele „stick-built” folosesc elemente de lemn de dimensiuni mici (de tip 2x4, 2x6) prinse cu cuie și șuruburi. În multe norme, astfel de structuri sunt proiectate la praguri de durată relativ reduse. Structurile din lemn masiv, cu secțiuni mari și îmbinări corecte, depășesc frecvent 100 de ani, existând exemple de 500+ ani în Europa.

Siguranța la incendiu: fenomenul de carbonizare

Ideea că lemnul este „periculos la foc” pornește de la o înțelegere greșită a comportamentului lemnului masiv. La expunerea la flacără, stratul exterior al elementelor groase de lemn arde și se transformă în strat carbonizat la aproximativ 300°C. Acest strat carbonizat devine o barieră izolatoare, încetinind semnificativ arderea lemnului din interior. Procesul este previzibil și măsurabil, iar pe baza lui se proiectează structuri din lemn sigure la incendiu.

Această nouă serie de teste la incendiu arată că și clădirile mai înalte din lemn, inclusiv cele cu lemn aparent, pot atinge standardele de siguranță la foc și oferă performanță bună, comparabilă cu alte materiale de construcție.

Marc Alam, Senior Manager Codes and Standards, Canadian Wood Council

Testele la foc demonstrează convingător efectul de protecție. Testele interne BIOBUILDS au atins o rezistență la foc de 2+ ore pentru pereți din cadru de lemn sub 35 cm grosime (2 straturi de 15 mm OSB plus 30 cm izolație din fibre de lemn), depășind cerințele pentru construcții rezidențiale. Programe de testare pentru lemn masiv au simulat scenarii severe, fără sprinklere și fără intervenția pompierilor. Chiar și în astfel de condiții, structurile au rămas stabile, iar incendiile au scăzut în intensitate pe măsură ce combustibilul disponibil a fost consumat.

Comparația cu oțelul este relevantă. Oțelul nu arde, însă își pierde repede capacitatea portantă la temperaturi ridicate, deformându-se și cedând uneori abrupt. De aceea, în practică, elementele din oțel sunt adesea protejate cu materiale speciale de ignifugare. Lemnul masiv, în schimb, poate păstra capacitatea portantă pe durata expunerii, pentru că stratul carbonizat izolează lemnul nears și menține o secțiune portantă suficientă.

Ce înseamnă „rezistență la foc” în practică

În Europa, siguranța la incendiu este reglementată prin standarde precum EN 13501-2, care definesc clase de rezistență la foc pentru elementele de construcție. Lemnul masiv poate atinge, prin dimensionare și soluții corecte, nivelurile folosite în construcțiile rezidențiale, inclusiv configurații de 60, 90 și 120 de minute pentru produse CLT și glulam.

Reglementările disting între construcțiile ușoare și cele din lemn masiv. Elementele cu secțiuni mari se comportă diferit la incendiu față de elementele subțiri, iar această diferență stă la baza calculului de proiectare și a detaliilor de protecție.

Durabilitate: clădiri care rezistă generații

Întrebarea „cât rezistă o casă din lemn?" are un răspuns clar din istorie și practică: clădirile din lemn bine construite pot dura 100-200 de ani cu întreținere corectă, iar exemple excepționale supraviețuiesc și mai mult. În Anglia, Barley Barn, construit în 1270, este încă în picioare. În Germania, există numeroase Fachwerkhäuser (case cu structură din lemn) din secolele XIV-XV încă locuite. În Japonia, templul Hōryū-ji, construit în 607 d.Hr., este una dintre cele mai vechi structuri din lemn, cu peste 1.400 de ani de funcționare.

Construcția modernă din lemn are avantaje pe care constructorii medievali nu le aveau. Produsele din lemn inginerit oferă rezistență și stabilitate superioare. Uscarea controlată reduce umiditatea sub praguri la care se pot instala organismele de degradare. Tratamentele moderne pătrund în profunzime și pot proteja lemnul zeci de ani împotriva insectelor și fungilor.

Principalele riscuri pentru longevitatea lemnului sunt umezeala, insectele și neglijența, toate prevenibile prin practici moderne. Casele modulare construite în fabrică, precum cele BIOBUILDS, reduc aceste riscuri sistematic. Componentele sunt realizate în mediu controlat, unde umiditatea materialului este gestionată precis. Montajul se face la interior, fără expunere la ploaie în timpul execuției structurii. Protocoalele de tratament și detaliile de etanșare sunt aplicate consistent din prima zi.

Întreținere pentru durată maximă

Casele din lemn care ajung la 100+ ani au câteva lucruri în comun: rămân uscate, sunt inspectate regulat și problemele sunt rezolvate când apar. O verificare anuală pentru posibile infiltrări, urme de dăunători sau degradare permite intervenții simple, înainte ca situațiile să devină costisitoare. Menținerea umidității interioare în intervale confortabile reduce riscul acumulărilor care pot favoriza dezvoltarea fungilor.

Întreținerea nu trebuie exagerată. O structură din lemn protejată de o anvelopă corectă și de detalii de execuție bune necesită, de regulă, intervenții minime. Finisajele exterioare pot necesita reîmprospătare periodică, însă structura rămâne stabilă pentru generații. Investiția într-o execuție de calitate se vede în costuri mai mici pe durata de viață a clădirii.

Stocarea carbonului: de la „rezervor” la structură

Construcțiile din lemn contribuie la reducerea impactului climatic în două moduri: evită emisiile din producția de ciment și oțel și stochează carbonul absorbit de arbori în timpul creșterii. Sectorul construcțiilor are o pondere semnificativă a emisiilor globale din materiale. Cimentul și oțelul necesită temperaturi foarte înalte, de regulă obținute prin arderea combustibililor fosili, iar producția de ciment mai eliberează CO2 și prin reacții chimice specifice.

Arborii absorb CO2 în timpul creșterii și îl transformă în carbon organic prin fotosinteză. Când lemnul ajunge într-o clădire, carbonul rămâne stocat în material, în loc să se întoarcă rapid în atmosferă. Fiecare metru cub de lemn conține aproximativ o tonă echivalent CO2 stocat. O clădire rezidențială pe mai multe niveluri, structurată din lemn stratificat, poate stoca până la 180 kg de carbon pe metru pătrat.

Evaluările de tip „life cycle assessment” cuantifică beneficiul combinat. O analiză a mai multor studii indică faptul că structurile CLT pot reduce emisiile asociate materialelor cu aproximativ 40% față de soluții tradiționale, în funcție de proiect, mix energetic și ipoteze de calcul. Chiar înainte de a include stocarea carbonului, diferențele pot fi relevante. Când se include și carbonul biogenic stocat în lemn, avantajul poate crește semnificativ.

Până în 2034, sectorul construcțiilor ar putea stoca mai mult carbon prin lemn masiv decât emite, schimbând semnificativ impactul climatic al industriei.

Ecochain LCA Software, analiză climatică Nord America 2025

Potențialul global

Cercetări publicate în Nature Communications au modelat scenarii în care construcțiile din lemn se extind la scară globală. În scenarii cu adoptare ridicată pentru clădiri urbane medii, economiile cumulate ar putea ajunge la 106 gigatone de CO2 până în 2100. În scenarii mai conservative, rezultatele sunt tot semnificative.

Rezultatul este și mai favorabil când pădurile sunt gestionate sustenabil. Recoltarea responsabilă și replantarea pot menține stocul de carbon al ecosistemului, în timp ce o parte din carbon rămâne „înghețat” în produse din lemn pe termen lung. Condiția este managementul forestier sustenabil și trasabil, susținut de standarde precum FSC și PEFC, folosite pe scară largă în Europa.

Beneficii pentru sănătate: design biofilic

Oamenii petrec o mare parte din viață la interior, iar mediul interior influențează direct sănătatea și starea de bine. Tot mai multe studii arată că interioarele cu lemn pot avea beneficii măsurabile fiziologic și psihologic, prin mecanisme legate de relația noastră evolutivă cu mediile naturale. Acest domeniu se numește design biofilic și poziționează lemnul ca material de bază pentru clădiri sănătoase.

Un studiu cunoscut realizat la University of British Columbia a măsurat răspunsul la stres în medii de birou cu și fără elemente din lemn. Prezența vizuală a lemnului a fost asociată cu reducerea stresului, iar spațiile cu aproximativ 45% suprafețe din lemn au crescut percepția de confort și au fost asociate cu scăderea tensiunii arteriale. Participanții au arătat activarea sistemului nervos parasimpatic, răspunsul „odihnă și digestie” care contrabalansează stresul.

Cercetări din China au indicat o atenție și o productivitate percepute mai bune în încăperi cu structuri din lemn comparativ cu medii din beton. Performanța la teste neuro-comportamentale s-a îmbunătățit, cu timpi mai buni și mai multe răspunsuri corecte. Un studiu pe 1.000 de angajați din Australia a corelat prezența lemnului cu satisfacție mai mare la locul de muncă, absenteism mai redus, concentrare mai bună și productivitate percepută mai bună.

Aplicații în sănătate

Sectorul medical începe să aplice aceste rezultate. Proprietățile biofilice ale lemnului pot susține confortul psihologic, pot reduce stresul și pot crea o senzație de conexiune cu natura, aspecte relevante pentru recuperare. Cercetări clasice au arătat că pacienții cu vedere către natură se pot recupera mai rapid decât cei care privesc un perete. Interioarele din lemn pot contribui la efecte similare, în anumite contexte.

Îngrijorările legate de igienă sunt abordate și prin cercetări care analizează comportamentul microbian pe suprafețe din lemn, inclusiv în comparație cu alte materiale. Unele proiecte spitalicești recente folosesc lemn masiv la scară mare ca studiu de caz pentru viitoarele standarde și bune practici.

Tehnologii moderne de protecție a lemnului

Cea mai frecventă preocupare legată de lemn, vulnerabilitatea la umezeală, degradare biologică și dăunători, este adresată prin strategii moderne aplicate sistematic de producători. Soluțiile depășesc simpla protecție de suprafață și pot schimba proprietățile lemnului la nivel structural.

Tratarea în autoclave introduce substanțe de protecție în profunzimea fibrelor prin cicluri de vacuum și presiune. Lemnul este pus în vacuum pentru a elimina aerul, apoi este inundat cu soluție sub presiune, ceea ce crește penetrarea în secțiune, nu doar la suprafață. Lemnul tratat corespunzător poate rezista decenii în condiții expuse, în funcție de utilizare și de sistem.

Modificarea termică încălzește lemnul la 160-215°C în atmosferă controlată, schimbând permanent structura sa chimică. Lemnul modificat termic are stabilitate dimensională mai bună, absoarbe mai puțină umezeală și are rezistență crescută la degradare biologică, fără adaosuri chimice. Procese industriale precum Thermowood (Finlanda) și altele oferă durabilitate potrivită pentru placări exterioare și terase.

Produsele din lemn inginerit îmbină elemente de dimensiuni mici în secțiuni structurale mari, folosind adezivi și controale de producție care cresc uniformitatea. Panourile CLT sunt fabricate din lemn uscat controlat, reducând variabilitatea tipică a lemnului tăiat pe șantier. Procesul de laminare poate limita migrația umezelii, iar controlul de calitate susține performanța constantă.

Avantajul fabricii

Casele din lemn construite în fabrică, precum modulele BIOBUILDS, beneficiază de condiții greu de replicat pe șantier. Componentele sunt protejate de vreme pe tot parcursul producției. Umiditatea materialului este verificată în etape, iar montajul se face doar când lemnul este în parametri. Tratamentele și etanșările se aplică în condiții stabile, cu acoperire completă. Îmbinările sunt realizate cu precizie și se pot sigila împotriva infiltrațiilor de aer și umezeală.

Rezultatul este o structură care ajunge pe teren pregătită împotriva principalelor mecanisme de degradare. Construcțiile clasice pe șantier pot fi expuse la ploaie în timpul ridicării structurii, la variații de temperatură și la diferențe mari de calitate în aplicarea tratamentelor. Producția în fabrică reduce aceste variabile și oferă un rezultat mai previzibil pe termen lung.

Norme și reglementări

Reglementările europene recunosc tot mai mult capabilitățile lemnului, însă detaliile pot varia între țări. Construction Products Regulation (CPR), actualizat în 2024 și aplicabil începând cu ianuarie 2025, armonizează cerințele pentru produse, permițând totodată statelor membre să păstreze reguli specifice pentru autorizare și execuție.

Eurocode 5 (EN 1995) oferă standarde unitare de proiectare pentru structuri din lemn în Europa, incluzând proiectare structurală și aspecte de comportare la foc. Revizii periodice urmăresc să includă evoluțiile din produse precum CLT și alte soluții moderne. Practic, proiectarea după Eurocode urmărește același obiectiv de siguranță, indiferent de țara UE în care se construiește.

Construcția pe cadru de lemn este acceptată pentru clădiri rezidențiale în aproape toată Europa. Deși există variații regionale în ceea ce privește înălțimea maximă și cerințele specifice de rezistență la foc, autorizarea structurilor din lemn pentru locuințe nu mai reprezintă o barieră în piețele europene majore.

Germania este un exemplu de variație internă: regulile de construcție sunt stabilite la nivel de land, astfel că detaliile pot diferi. În practică, construcțiile pe cadru de lemn pentru locuințe unifamiliale și mici blocuri sunt autorizate de rutină în majoritatea regiunilor.

Construcția din lemn este o combinație între tradiție și inovație, care răspunde unor provocări actuale precum schimbările climatice, eficiența resurselor și sănătatea la interior, folosind în același timp mii de ani de performanță dovedită. Dovezile susțin lemnul nu ca pe un compromis, ci ca pe o alegere mai bună pe mai multe criterii importante pentru o locuință de familie.

BIOBUILDS aplică aceste principii prin construcție cu 98% materiale organice, certificare Passivhaus pentru eficiență energetică și producție în fabrică pentru calitate consistentă. Rezultatul este o casă care protejează familia de costurile de energie, susține confortul prin materiale naturale și contribuie la soluții climatice prin stocarea carbonului. A construi cu lemn nu înseamnă întoarcere în trecut, ci construcție pentru viitor.