Leválthatja-e a fa a betont az építőiparban? Alpár Tibor szerint a korszerű faalapú építőanyagok már ma is valós alternatívát jelentenek, mivel gyors építést, kedvezőbb szénlábnyomot és hosszú távon fenntarthatóbb megoldást kínálnak.
Cikksorozatunk első részében Határ Renáta helyettes államtitkárral a természetes építőanyagok szabályozási és építésgazdasági fordulatáról beszélgettünk, a második részben Bíró Péter épületbiológus mutatta meg, miként hatnak ezek az anyagok a beltéri levegőre, a lakóklímára és az egészségünkre. Most a megvalósíthatóság, az anyagfejlesztés és az ipari jövőkép felől közelítünk:
„vajon mire képes ma a fa, mint korszerű építőanyag, és milyen tudományos háttér kell ahhoz, hogy a természetes építőanyagok valódi piaci alternatívává váljanak Magyarországon?”
Erről beszélgettünk Prof. Dr. Alpár Tibor Lászlóval, a Soproni Egyetem Faipari Mérnöki és Kreatívipari Karának egyetemi tanárával, innovációért és vállalati kapcsolatokért felelős rektorhelyettesével, az Alkalmazott Tudományi Intézet laborvezetőjével, aki kutatóként hosszú ideje a faalapú kompozitok, a körforgásos faipar és a zéró hulladékos anyaghasznosítás kérdéseivel foglalkozik.
– Milyen fafajtákból és milyen fafeldolgozási maradványokból lehet ma Magyarországon családi házat építeni, és mi a realitás egy laikus építkező számára?
– Ma Magyarországon a faépítés elsődlegesen fenyőfélékre épül. Ilyen például a lucfenyő, az erdeifenyő – a köznyelvben ismert borovi megnevezés is ezt takarja –, továbbá a vörösfenyő. A különféle technológiáktól és szerkezeti rendszerektől függően különböző falemezek is megjelennek az épületekben, például OSB, forgácslap vagy rétegeltlemez, amelyekben fenyők, lágy lombos vagy kemény lombos fafajok is jelen lehetnek lemezalkotó részként.
A feldolgozási melléktermékek közül jelenleg leginkább a forgácslapgyártás használ fel ipari mellékáramot, vagyis, ha ilyen termék kerül be egy házba, akkor jelenik meg benne nagyobb arányban használt faalapú melléktermék.
„A jövő ugyanakkor ennél jóval izgalmasabb.”
A Soproni Egyetemen olyan zéró hulladék technológiákon dolgozunk, amelyek azt célozzák, hogy a feldolgozott faanyag minden része építőipari termékké váljon. Ez különösen fontos most, amikor a klímaváltozás miatt egyre nagyobb figyelem irányul azokra a lombos fafajokra, amelyek eddig ipari szempontból háttérben maradtak.
„Ez a szemlélet egy tágabb gondolkodás része.”
A fa ma már hagyományos szerkezeti szerepén túl kutatható, fejleszthető és pontosan tervezhető építőanyagként van jelen. A körforgásos gazdaság logikája azt kívánja, hogy a melléktermékből nyersanyag, az alulhasznosított fajból piacképes termék, az ipari kihívásból pedig innováció legyen.
– Egy családi házat építő magánember számára mennyivel drágább vagy olcsóbb egy faalapú falszerkezet a hagyományos téglafalnál, és mikor térül meg?
– Egy jó minőségű faalapú épület általában nem olcsóbb. A kérdést ezért nem érdemes kizárólag a bekerülési költség felől nézni. A faépítés egyik legnagyobb előnye, hogy a kivitelezés technológiától függően lényegesen gyorsabb lehet, mint sok hagyományos megoldás esetében.
„Ez önmagában is komoly gazdasági tényező.”
Ezen túl számos olyan előnye van a szilikát- és acélalapú szerkezetekhez képest, amely hosszabb távon válik igazán értékké. Kisebb a térfogatsúlya, jobb a hőszigetelő képessége, kedvezőbb a párakiegyenlítése, nagyobb lehet a hasznos alapterület, egészségesebb lakóklímát képes létrehozni, miközben a fenntarthatósági mutatói is lényegesen jobbak. A környezeti terhelése alacsonyabb, a szénlábnyoma pedig akár negatív is lehet. Ezen a ponton fogalmazódik meg a kulcskérdés:
„mit tekintünk megtérülésnek? Kizárólag az első számlát, vagy a teljes életciklus előnyeit is?”
– Mennyire tűzállóak a modern faalapú építőanyagok, és hogyan védik meg a fából épült házat a tűztől?
– A faépítés egyik legmakacsabb tévhite, hogy a fa eleve sérülékenyebb tűz esetén. A valóság jóval árnyaltabb. A korszerű faépületek kizárólag olyan szerkezeti és építéstechnikai megoldásokkal valósulhatnak meg, amelyek teljesítik a mindenkori tűzvédelmi követelményeket.
„Ezek nélkül ma sehol nem lehetne ilyen házakat építeni.”
Érdekes összevetni az egyes anyagok maradvány teherbírását 150 perc után. Az acél esetében ez 0 százalék, vasbetonnál 10 százalék, fánál 28 százalék.
„Ez sokakat meglep.”
A fa természetes tűzállósága abból fakad, hogy a felülete elszenesedik, és ez a szenes réteg védőpajzsként viselkedik: lassítja a hő terjedését, gátolja az oxigén bejutását a belső, teherhordó részekhez.
A tömör fa, különösen a CLT-panelek és a rétegelt-ragasztott tartók nem omlanak össze azonnal tűz esetén. A szenesedési sebesség pontosan tervezhető, körülbelül 0,7 milliméter percenként, így a mérnök túlméretezéssel képes biztosítani, hogy a szerkezet a tűz során is stabil maradjon. Ezen felül rendelkezésre állnak passzív tűzvédelmi megoldások, például burkolatok, hőre habosodó bevonatok, tűzgátló tömítések, valamint aktív rendszerek, sprinklerhálózatok, vízködös oltórendszerek, tűzjelzők és füstelvezetők.
„A különbség sokszor inkább a szabályozásban van.”
Ausztriában ma 24 szintes faépület is megvalósulhat, Magyarországon jelenleg jóval szűkebb a mozgástér. Ez tehát nem a fa műszaki alkalmasságán múlik; a meghatározó tényező az adott ország szabályozási környezete.
– Hogyan néz ki belülről egy teljesen fából készült modern családi ház? Milyen a fal, a mennyezet, a padló tapintása, illata?
– Ez nagy mértékben függ az épülettípustól és a megrendelő igényétől. Lehet a fafelület teljesen látható, de az is előfordulhat, hogy a kész házról szinte meg sem mondható, hogy faalapú szerkezetből készült. A korszerű faépítés technológiai világa ma már nagyon sokféle.
A könnyűszerkezetes épületek lehetnek helyszínen szereltek vagy prémium minőségben előregyártott paneles rendszerek. Ezek fa vázzal, valamilyen hőszigeteléssel – ideális esetben növényi rost alapúval – és különböző borításokkal készülnek, például OSB-vel, gipszkartonnal vagy cementkötésű forgácslappal. A rönkházak és gerendaházak más karaktert képviselnek, a CLT-épületek pedig a legkorszerűbb technológiai szintet mutatják: egész falméretű tömörfa panelekből épülnek. Sokan azért ragaszkodnak a belül is látható fafelületekhez, mert ezek természetes, meleg, barátságos környezetet teremtenek.
„A hőérzet kedvezőbb, a páraháztartás kiegyensúlyozottabb.”
Bizonyos fafajok, például a cédrus beltéri alkalmazása különösen érdekes, mivel az illóolajai stresszoldó és légzést könnyítő hatásúak, emellett természetes páraszabályozó és antibakteriális tulajdonságaik is ismertek.
– A magyar erdők milyen fafajtáit javasolja családi ház építéséhez, és hol szerezheti be ezeket megbízhatóan egy építkező?
– Jelenleg a hazai építőipar döntően fenyőfélékre épít, miközben megfelelő hazai fenyőállománnyal nem rendelkezünk, ezért jelentős importra szorulunk.
„Ez önmagában is stratégiai kérdés.”
A klímaváltozás ezt még súlyosabbá teszi, mivel a jelenlegi előrejelzések szerint a fenyők Európa jelentős részén visszaszorulnak a következő évtizedek során.
A Soproni Egyetem kutatásai éppen ezért fordulnak az alulhasznosított hazai lombos fafajok felé. Az Erdészeti Tudományos Intézet felmérései szerint több ma ismert, iparilag hasznosított faj vissza fog szorulni, miközben mások – például a hazai nyárak, a csertölgy vagy az akác – jobban alkalmazkodhatnak a megváltozó klímához. Ezek ma még sok esetben túltartott, alulhasznosított állományokban állnak, tehát komoly fejlesztési lehetőséget hordoznak.
Egyetemünk stratégiai feladata, hogy ezeknek a fafajoknak az ipari felhasználhatóságát kutassa, a szükséges termék- és technológiafejlesztéseket elvégezze, és a hazai gyártók számára kész megoldásokat kínáljon arra az időre, amikor a fenyő kiváltása már elkerülhetetlenné válik.
„Ez a kérdés ma még jövőidőnek hangzik, valójában már a jelen része.”
– Hogyan értékeli a Soproni Egyetem kutatásai alapján a faalapú építőanyagok szén-dioxid megkötő potenciálját a hagyományos anyagokhoz képest?
– A fa egyik legfontosabb sajátossága, hogy szénraktárként működik. Egy kilogramm fa nagyjából 50 százaléka szén, ami azt jelenti, hogy 1 kilogramm fa körülbelül 1,8 kilogramm szén-dioxidot tárol a légkörből, amely fotoszintézis útján került be az anyagába. Mivel az épületek a leghosszabb élettartamú faalapú termékek közé tartoznak, a bennük tárolt szén is itt maradhat a leghosszabb ideig.
Életciklus-elemzésekkel világosan kimutatható, hogy míg a hagyományos építőanyagok gyártása jelentős üvegházhatásúgáz-kibocsátással jár, a faalapú építőanyagok szénlábnyoma kedvezőbb, sok esetben negatív. A magyarázat egyszerű: a kitermelés, a szállítás és a gyártás során kibocsátott mennyiség kisebb, mint a termékben megkötött szén-dioxid.
Jól mutatja ezt néhány jellemző adat szén-dioxid-egyenérték kilogramm per kilogramm vetítésben: a cement 0,93, a beton falazóelem 0,24, a tégla 0,22, a gipszkarton 1,97, a rozsdamentes acél 3,78, a poliuretánhab-szigetelés 4,2, az üveggyapot 3,15. Ezzel szemben a fenyő KVH építőfa -0,71, a CLT -0,76, az OSB -1,80, az LVL -0,75 értékkel jellemezhető. Ezek az adatok egyértelművé teszik, hogy a faépítés klímavédelmi szempontból is kiemelkedő lehetőség.
– Milyen hazai nyersanyagokból fejlesztett faalapú szerkezeteket és hőszigetelő anyagokat kutatnak jelenleg, és ezek LCA-ja hogyan teljesít?
– Kutatásaink jelentős része a TKP Erdőlab projekt keretében valósult meg, ahol elsődlegesen az alulhasznosított hazai lombos fafajok teljes körű feldolgozására koncentráltunk. A cél a zéró hulladékos anyaghasználat. A munka folytatását új programban is szeretnénk tovább vinni.
„Az eddigi fejlesztéseink közül több különösen figyelemre méltó.”
Ilyenek a rövidrudas szerkezetek falazatok és födémek kialakítására, amelyekre nemzetközi szabadalommal is rendelkezünk; ezek nettó szén-dioxid-egyenértéke -0,71 kg/kg. Fejlesztettünk parametrizálható szilárdságú LVL-anyagot gerendák kiváltására, ennek értéke -0,75, továbbá LSL-megoldást -0,78 értékkel, valamint kéregalapú hőszigetelő paneleket, amelyek -0,99 nettó szén-dioxid-egyenértékkel jellemezhetők.
Ezek a számok azért fontosak, mert megmutatják:
„a kutatás már régen túlhaladt azon a szinten, hogy általánosságban beszéljünk a fenntarthatóságról.”
Ma már konkrét anyagokat, konkrét szerkezeti rendszereket és konkrét környezeti mutatókat tudunk összehasonlítani.
– A Soproni Egyetem célja a jövő teljesen faanyagú házai. Milyen kutatási eredmények támasztják alá ezek fenntarthatóságát életciklus-alapon?
– A legfrissebb LCA-kutatások szerint a tömörfa építőanyagok gyártása és beépítése lényegesen alacsonyabb karbonkibocsátással jár, miközben a fa jelentős mennyiségű szén-dioxidot képes hosszú távon tárolni. A vizsgálatok arra is rámutatnak, hogy a faépületek teljes életciklusa – a gyártástól az élettartam végéig – kedvezőbb környezeti terhelést mutat, különösen akkor, ha az újrahasználat és az újrahasznosítás már a tervezés során megjelenik.
Több tucat faház vizsgálata alapján egy épület átlagosan 31 tonna légköri szén-dioxidot tárol, ami 35,28 köbméter beépített faanyagnak felel meg. Alapterületre vetítve ez az egyszintes épületeknél 0,284 tonna négyzetméterenként. Ezek az eredmények világosan mutatják, hogy
a teljesen faanyagú ház nem esztétikai különlegesség vagy niche megoldás,
hanem környezeti szempontból is komolyan vehető építési alternatíva.
– Hogyan járulnak hozzá egyetemi kutatásaik a természetes építőanyagok hazai piacra jutásához és a szén-dioxid-semlegességi törekvésekhez?
A kutatás önmagában kevés, ha nem kapcsolódik stratégiákhoz, ipari szereplőkhöz és oktatáshoz.
A Soproni Egyetem ezen a ponton erős. Kutatási irányaink több hazai és európai stratégiai célhoz illeszkednek: kapcsolódnak az Építési és Közlekedési Minisztérium természetes építőanyagokkal foglalkozó törekvéseihez, az Agrárminisztérium faipari ágazati stratégiájához, továbbá az energia- és klímapolitikai célokhoz is.
Ez azért lényeges, mert a természetes építőanyagok jövője nem egyetlen műhely vagy egyetlen kutató kérdése. Piaci bevezetésről, szabványosításról, anyagismeretről, mérnökképzésről, vállalati együttműködésekről és társadalmi szemléletváltásról egyszerre beszélünk.
Ebben a rendszerben az egyetemnek hídszerepe van.
– Milyen oktatási programokat kínál a Faipari Mérnöki és Kreatívipari Kar a faalapú építés, a fenntarthatóság és az életciklus-szemlélet területén?
– Több olyan képzésünk van, ahol ezek a témák hangsúlyosan vagy részterületként megjelennek. Ide tartozik az ESG és alkalmazott fenntarthatósági szakember mesterképzés, a faipari mérnök BSc és MSc magyar és angol nyelven, a környezetmérnök MSc szintén két nyelven, valamint az építőművész BA és MA, továbbá az építész MSc képzés.
Ez azért fontos, mert a jövő faépítéséhez nem egyetlen szakma tudása szükséges.
Anyagtudomány, szerkezettervezés, környezeti teljesítményértékelés, formaalkotás, ipari gyárthatóság és fenntarthatósági szemlélet együtt adja ki azt a tudást, amelyből valóban versenyképes természetes építőanyag-alapú építés születhet.
– Egyetemi kutatások alapján milyen gyakorlati ajánlásokat adna a faalapú épületek szén-dioxid-kibocsátásának minimalizálására az életciklus során?
– A faalapú építési technikákkal különösen jól elérhető a passzívház-kategória. A passzívház lényege a rendkívül alacsony fűtési és hűtési energiaigény, a magas hőszigeteltség, a kiváló légtömörség és a hővisszanyerésre épülő működés. Az ilyen épületek drámai mértékben képesek csökkenteni az energiafelhasználást.
A teljes életciklusú kibocsátás mérsékléséhez ezért több dolog szükséges egyszerre: alacsony szénlábnyomú szerkezeti anyagok használata, nagy arányú gyári előkészítés, kevés hulladékkal járó technológia, hosszú élettartamra való tervezés, valamint az energiahatékony üzemeltetés biztosítása. A fa ebben azért különösen erős, mert szerkezeti anyagként és klímavédelmi eszközként egyszerre működik.
– Milyen első lépéseket javasol annak, aki most akar faalapú családi házat építeni? Kit keressen fel, milyen tervekkel induljon?
– Az első és legfontosabb, hogy megbízható, referenciákkal rendelkező céget válasszon, amely rendelkezik a szükséges tanúsítványokkal. Magyarországon ilyen például az NMÉ, európai szinten pedig az ETA. Ezek a műszaki értékelések azt igazolják, hogy az adott építési termék vagy rendszer megfelel az előírt követelményeknek, tehát biztonsággal és szabályosan alkalmazható.
Érdemes tájékozódni a szakmai szervezeteken keresztül is. A FABUNIO a magyar fa- és bútoripar országos szakmai szövetsége, a PANFA az egyik legjelentősebb fa- és bútoripari innovációs klaszter, a MAKÉSZ a minősített könnyűszerkezetes és készház-építő cégek szakmai szervezete, a FAGOSZ az erdőgazdálkodás és fafeldolgozás országos érdekképviselete, a FAMASZ pedig a hazai faablakgyártókat fogja össze. Ezek a szervezetek valódi kapaszkodót jelenthetnek annak, aki minőségi kivitelezőt, rendszert vagy szakmai hátteret keres.
