मास टिम्बर लकड़ी के गगनचुंबी इमारतों के निर्माण को संभव बनाता है

कार्बन-गहन स्टील और कंक्रीट को बदलना

आधुनिक इमारतें कंक्रीट और स्टील बीमों को ध्यान में रखकर निर्मित की जाती हैं। ऐसा इसलिए है क्योंकि ये सामग्री सस्ती और डिजाइन करने में आसान होती हैं। लेकिन इनके साथ गंभीर कमियां भी आती हैं।

कंक्रीट, विशेष रूप से सुदृढ़ कंक्रीट, केवल कुछ दशकों तक टिकता है, उसके बाद इसे पूरी तरह से ध्वस्त करके फिर से बनाना पड़ता है। इन समस्याओं को हल करने वाली नई तकनीकें, जैसे हेम्प या ग्रेफीन कंक्रीट, लेकिन अभी तक कोई भी वैश्विक स्तर पर लागू होने के लिए पर्याप्त परिपक्व नहीं है।

टिकाऊपन के अलावा, स्टील और सीमेंट के उत्पादन से होने वाले कार्बन उत्सर्जन भी एक गंभीर चिंता का विषय हैं। मिलकर, स्टील और सीमेंट विश्व के ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जन का 158% जिम्मेदार हैं। यहाँ भी, ग्रीन हाइड्रोजन या कार्बन-रहित सीमेंट तकनीक एक विकल्प हो सकती है, लेकिन इसे पर्याप्त परिपक्व होने में समय लगेगा।

सौभाग्य से, एक नई निर्माण विधि जो कार्बन नकारात्मक (कार्बन को पकड़ने वाली) है, आज ही उपयोग की जा सकती है, संभवतः मनुष्य को ज्ञात सबसे पुरानी निर्माण सामग्री का उपयोग करके: लकड़ी।

लकड़ी की सीमाएँ

लकड़ी हजारों वर्षों से दुनिया के अधिकांश हिस्सों में निर्माण की आधार रही है। क्योंकि यह एक नवीकरणीय संसाधन है जो अपनी संरचना में कार्बन को भी संलग्न करता है, आज इसे बड़े पैमाने पर उपयोग करना समझदारी होगी।

आज, लकड़ी मुख्यतः घरों और छोटे भवनों में उपयोग की जाती है। यह इसलिए है क्योंकि कुछ समस्याओं ने इसे बड़े भवनों के लिए अन्य सामग्रियों—पहले पत्थर और ईंट, और आज कंक्रीट और स्टील—के मुकाबले कम लोकप्रिय बना दिया है:

• ज्वलनशीलता, जहाँ पुराने लकड़ी के भवन आग के प्रति अत्यधिक संवेदनशील होते हैं।
• जब पूरी शहर लकड़ी से बनते हैं, तब विनाशकारी बड़े पैमाने की आग हमेशा खतरा बनती थी, जैसे 1666 में लंदन की पूरी नगरी का जलना, जिसे ग्रेट फायर ऑफ़ लंदन कहा जाता है और जो चार पूरे दिन तक चला।
• लकड़ी यह सीमित करती है कि इसके साथ कितनी ऊँची इमारतें बनाई जा सकती हैं, जिससे आधुनिक शहर अन्य सामग्रियों को प्राथमिकता देते हैं।
• अधिकांश प्राचीन निर्माण तकनीकें नमी को ठीक से संभाल नहीं पातीं, जिससे लकड़ी की संरचनाओं में फफूंद और सड़न होती है।

इसलिए लकड़ी को मुख्य निर्माण सामग्री के रूप में फिर से अपनाने के लिए इन सभी समस्याओं का समाधान आवश्यक है। सौभाग्य से, “मास टिम्बर” नामक नई तकनीक ठीक यही करती है।

मास टिम्बर

अपने मूल अवधारणा में, मास टिम्बर सामान्य प्लाईवुड के बहुत समान है, लेकिन बहुत बड़े पैमाने पर उपयोग किया जाता है। यह विभिन्न तकनीकों के माध्यम से लकड़ी के टुकड़ों को चिपकाकर और दबाकर किया जाता है। क्रॉस-लेमिनेटेड टिम्बर (CLT) आज मास टिम्बर के लिए मुख्य तकनीक है, क्योंकि इसकी संरचनात्मक मजबूती बहुत उच्च है।

स्रोत: Naturally Wood

इस विधि का मुख्य लाभ यह है कि यह बहुत बड़े बीम बना सकता है, बिना पेड़ों को सदीयों तक आवश्यक आकार तक बढ़ने का इंतजार किए। यह इसे आर्थिक रूप से अधिक व्यवहार्य बनाता है और पुरानी वनस्पति के कटाव से बचाता है।

“लगभग 30 साल पहले, जर्मनी और ऑस्ट्रिया के निर्माणकर्ता इस आसानी से उपलब्ध लकड़ी से बड़े लकड़ी के तत्व बनाने की तकनीकों के साथ प्रयोग करना शुरू किया। उन्होंने छोटे लकड़ी के टुकड़ों को बड़े, मजबूत और ठोस द्रव्यमानों में बदलने के लिए कील, डॉवेल और गोंद का उपयोग किया, जिसके लिए बड़े पुराने वनस्पति को काटने की आवश्यकता नहीं थी।”

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असाधारण प्रदर्शन

मास टिम्बर तकनीकों का उपयोग करके, 50 मीटर (164 फीट) लंबी बीमें बनाई जा सकती हैं। वर्तमान में कंक्रीट से बने फर्श और दीवारों के लिए, 50 सेंटीमीटर मोटी CLT पैनल का उपयोग किया जा सकता है।

स्रोत: Stora Enso

ये लकड़ी के यौगिक वास्तव में वजन के हिसाब से स्टील से अधिक मजबूत होते हैं। एकमात्र सीमा यह है कि वे स्टील से कम घनत्व वाले होते हैं, इसलिए अधिक आयतन की आवश्यकता होती है।

इसका मतलब है कि सबसे ऊँची मास टिम्बर इमारत के लिए, संरचना को समर्थन देने वाले संरचनात्मक बीमों के आकार को कम करने हेतु स्टील और मास टिम्बर का मिश्रण उपयोग किया जाता है।

ऊँची लकड़ी की इमारत

आज, सबसे बड़ी मास टिम्बर इमारत 2022 में पूरी हुई 25-मंजिला असेंट गगनचुंबी इमारत है, जो मिलवॉकी में स्थित है।

स्रोत: Thornton Tomasetti

कुल मिलाकर, वर्तमान में विश्वभर में 84 मास टिम्बर इमारतें हैं जो आठ मंजिल या उससे अधिक की हैं, या तो निर्मित या निर्माणाधीन हैं, और अतिरिक्त 55 प्रस्तावित हैं।

अभी के लिए, यह मुख्यतः यूरोपीय घटना है, जहाँ 70% मास टिम्बर इमारतें इस क्षेत्र में बनती हैं। उत्तरी अमेरिका में, स्टील और मास टिम्बर के मिश्रित इमारतें अधिक सामान्य हैं।

इस विधि को बड़ा impulso देने की संभावना 2021 में अंतर्राष्ट्रीय कोड काउंसिल (ICC) द्वारा 18 मंजिल तक की मास टिम्बर निर्माण को मंजूरी देना है। ICC अंतर्राष्ट्रीय बिल्डिंग कोड प्रकाशित करने के लिए जिम्मेदार है, जो विश्वभर में निर्माण अधिकार क्षेत्रों द्वारा उपयोग किया जाने वाला टेम्पलेट है।

इसलिए यह तकनीक अब कस्टम डिजाइन नहीं रहेगी जिसे हर बार जटिल विशेष अनुमति की आवश्यकता होती है, बल्कि यह एक मानक निर्माण विधि बन जाएगी।

मास टिम्बर का उपयोग औद्योगिक इमारतों में भी किया जा सकता है, उदाहरण के तौर पर माइक्रोसॉफ्ट के डेटा सेंटर को CLT का उपयोग करके बनाया गया है।

आग सुरक्षा

ऊँची मास टिम्बर इमारतों के लिए ICC की मंजूरी प्राप्त करने में एक बड़ा कारक यह सिद्धांत था कि वे आग-सेफ हैं। यह विशेष रूप से ऊँची संरचनाओं के लिए चिंता का विषय है, क्योंकि किसी भी आग को फैलने में धीमा होना चाहिए, जिससे अंदर के लोगों को बाहर निकलने का समय मिले और फायरफाइटरों को आग बुझाने का मौका मिले।

उदाहरण के लिए, पारंपरिक गगनचुंबी इमारतों में सामग्री को आग में तीन घंटे या अधिक समय तक अपनी अखंडता बनाए रखने की आवश्यकता होती है। इस कारण, बहुत हाल ही तक अधिकांश स्थानीय सुरक्षा कोड ने लकड़ी को ऊँची इमारतों में उपयोग करने पर प्रतिबंध लगा दिया था।

तो मास टिम्बर यह कैसे हासिल करता है? मुख्यतः यह लकड़ी से बना है, लेकिन किसी अन्य मायने में सामान्य लकड़ी की बीम नहीं है।

यह गैस-चालित कक्षों में मास टिम्बर का परीक्षण करने या मास टिम्बर इमारत के मॉडल को आग लगाकर परिणाम रिकॉर्ड करने से प्रदर्शित किया गया। केवल इन प्रदर्शनों के बाद, ICC ने स्वीकार किया कि यह पर्याप्त रूप से सुरक्षित सामग्री है।

यह काम करता है क्योंकि मास टिम्बर के टुकड़े बहुत मोटे और साथ ही अत्यधिक घने होते हैं। इसका दो प्रभाव है जो इसकी ज्वलनशीलता को काफी हद तक कम करता है:

• बाहरी परत जल्दी ही एक मोटी चार की परत बनाती है जो आंतरिक भाग को अधिकांश गर्मी से अलग करती है।
• सामग्री की घनत्व और मोटाई के कारण अधिकांश लकड़ी में आग पकड़ने के लिए पर्याप्त ऑक्सीजन नहीं रहती।

मास टिम्बर के अवसर

मास टिम्बर का मुख्य वादा यह है कि कंक्रीट और स्टील इमारतों द्वारा आवश्यक ऊर्जा और रेत की अस्थिर खपत को नवीकरणीय संसाधन से बदलना। लेकिन इसके कुछ अन्य लाभ भी हैं।

हल्की इमारतें

क्योंकि मास टिम्बर समान वजन पर स्टील से अधिक मजबूत और कंक्रीट से बहुत हल्का है, वही शैली की इमारत जो बहुत भारी होती, मास टिम्बर से बनाते समय बहुत हल्की हो जाती है।

उदाहरण के लिए, इसने कंपनी Stora Enso को मास टिम्बर से E4 हाईवे के ऊपर 12-स्तरीय इमारत बनाने की अनुमति दी, जो भारी डिजाइन के साथ संभव नहीं होता।

स्रोत: Stora Enso

थर्मल इन्सुलेशन

लकड़ी सामान्यतः एक अच्छा थर्मल इन्सुलेटर है। इसलिए यह इमारत को अधिक ऊर्जा-कुशल बनाने में मदद कर सकती है, हालांकि यह अतिरिक्त इन्सुलेशन परतों की आवश्यकता को नहीं हटाती।

कार्बन कैप्चर

निर्माण उद्योग के कार्बन उत्सर्जन को कम करने में मास टिम्बर की क्षमता का एक अच्छा उदाहरण ब्रिटिश कोलंबिया में 18-मंजिला ब्रॉक कॉमन्स इमारत से दिया गया।

https://www.youtube.com/watch?v=G22kYhaT-h4&t=175s (MSFT )

इसने कंक्रीट और स्टील की समान इमारत की तुलना में 2,432 मीट्रिक टन CO2 उत्सर्जन बचाया। इन बचाए गए उत्सर्जनों में से लगभग एक चौथाई स्टील और सीमेंट के उत्पादन से उत्पन्न उत्सर्जन के लिए था, और बाकी लकड़ी में बंद CO2 के कारण था।

यदि सही ढंग से देखभाल या पुनर्चक्रण किया जाए, तो यह हमारे शहरों को एक स्थायी कार्बन सिंक में बदल सकता है। यह कंक्रीट की तुलना में एक बड़ा परिवर्तन है, जहाँ क्षतिग्रस्त सुदृढ़ कंक्रीट इमारतों को पुनः बनाते समय हर 50-70 साल में नया कार्बन उत्सर्जन चक्र आवश्यक होता है।

सौंदर्यशास्त्र

सामान्यतः, लोग जीवंत सामग्री की भावना को कंक्रीट और धातु की ठंडी और अधिक औद्योगिक भावना से अधिक पसंद करते हैं।

जैसे ही ब्रूटालिस्ट आधुनिक वास्तुकला के खिलाफ बढ़ता विरोध है, अधिक लकड़ी की इमारतें शहर के केंद्र को अधिक जीवंत और मैत्रीपूर्ण बना सकती हैं, जिससे संबंधित रियल एस्टेट कीमत में प्रीमियम बढ़ेगा।

“लोग स्टील और कंक्रीट से थक चुके हैं। अपनी गर्म, सुखद दिखावट और प्राकृतिक विविधताओं के साथ, टिम्बर अधिक दृश्यात्मक रूप से सुखद हो सकता है। लोग वास्तव में लकड़ी को देखना पसंद करते हैं।”

Ted Kesik – Building scientist at the University of Toronto’s Mass Timber Institute

मास टिम्बर की चुनौतियाँ

क्योंकि मास टिम्बर उन बहु-मंजिला इमारतों से बहुत अलग है जिनके हम आदी हैं, इसलिए इसके लिए कुछ पुनर्विचार की आवश्यकता होती है।

निर्माण विधियाँ

क्योंकि मास टिम्बर मूल रूप से समर्पित कारखानों में निर्मित होता है, यह संबंधित इमारत के लिए मास टिम्बर तत्व को पहले से डिजाइन करने का अवसर देता है।

यह बड़े नए निर्माण मॉडल का हिस्सा है जिसे इंटीग्रेटेड डिज़ाइन कहा जाता है। इसमें, वास्तुकार इंस्टॉलरों और कारखानों के साथ मिलकर काम करते हैं ताकि तत्वों के सटीक आकार और आकार पहले से निर्धारित हों।

इकेआ फर्नीचर की तरह, मजबूत बिंदु और छेद भी उन्नत कंप्यूटर-नियंत्रित मशीनरी से पहले से ड्रिल या काटे जा सकते हैं ताकि वे इमारत में अपने भविष्य के स्थान से मेल खा सकें।

यह एक अधिक विस्तृत प्रक्रिया है, जो अंतिम डिजाइन के वास्तुकारों को अधिक नियंत्रण देती है। यह निर्माण को पारंपरिक कार्यप्रवाह और निर्माण विधियों की तुलना में 40% तेज़ भी बना सकता है।

“मास टिम्बर इमारतें अधिकतर ऑटोमोबाइल की तरह निर्मित होती हैं, जहाँ सभी अलग-अलग हिस्से अंतिम स्थान पर असेंबली के लिए भेजे जाते हैं। जब मास टिम्बर इमारत साइट पर आती है, तो यह वास्तव में इकेआ फर्नीचर के बड़े टुकड़े जैसी होती है।”

Ted Kesik – Building scientist at the University of Toronto’s Mass Timber Institute

नमी और कीट

आग से अधिक, किसी भी लकड़ी की इमारत में एक गंभीर चिंता फफूंद या कीटों द्वारा सामग्री को होने वाला नुकसान है।

इसलिए नमी प्रबंधन मास टिम्बर इमारतों के डिजाइन में बहुत महत्वपूर्ण है:

• सामग्री को परिवहन या स्थापना के दौरान गीला नहीं होना चाहिए।
• एक विस्तृत हीट और वेंटिलेशन सिस्टम जो नमी को जमा न करे, इमारत में स्थापित किया जाना चाहिए।
• पानी के नुकसान (लीकिंग रूफ, बाढ़) के जोखिम को मास टिम्बर इमारत चुनते समय ध्यान में रखना चाहिए।

कीटों को कीटनाशकों के साथ लकड़ी के विशेष उपचार से भी दूर रखा जा सकता है। अतिरिक्त रूप से, जहाँ मास टिम्बर जमीन से मिलता है, वहाँ जाल जैसी भौतिक बाधाएँ जोड़ी जा सकती हैं।

ध्वनि

लकड़ी ध्वनि को बहुत अच्छी तरह से प्रसारित करती है, जो सैकड़ों अपार्टमेंट या कार्यालयों वाली बड़ी इमारत में एक गंभीर समस्या बन सकती है।

इसका मतलब है कि मास टिम्बर का उपयोग करने वाले वास्तुकारों को ध्वनि इन्सुलेशन सामग्री जोड़ने में विशेष प्रयास करना होगा। वे दीवारों के बीच स्थान जोड़कर, उठे हुए फर्श स्थापित करके या ध्वनिक इन्सुलेशन बढ़ाने वाली अन्य विधियों से ध्वनि प्रसारण को कम कर सकते हैं।

मास अपनाने की दिशा में आगे बढ़ना?

मास टिम्बर तकनीक के उदय के कारण, लकड़ी जल्द ही हमारे शहरों की अधिकांश इमारतों के निर्माण में एक बड़ा पुनरागमन कर सकती है। यह हल्की इमारतें बना सकती है, जो हर पहलू में अधिक टिकाऊ भी हैं।

हालांकि, इसे एक जिज्ञासा से नई निर्माणों के एक महत्वपूर्ण प्रतिशत में बदलने के लिए कुछ कदम उठाने पड़ेंगे:

• नए अंतर्राष्ट्रीय मानकों को ध्यान में रखते हुए स्थानीय निर्माण कोडों का सुधार।
• वास्तुकारों और निर्माताओं को इस नई सामग्री का सर्वोत्तम उपयोग करने के प्रशिक्षण।
• पर्याप्त मास टिम्बर उत्पादन के लिए विनिर्माण सुविधाओं को बड़े पैमाने पर स्थापित करना।
• एक मजबूत प्रमाणन प्रणाली बनाए रखना ताकि लकड़ी को सतत तरीके से उगाया गया हो, यह सुनिश्चित किया जा सके।

इन सब में कम से कम कई साल लगेंगे, लेकिन क्योंकि तकनीक तैयार है, और अधिक कार्बन कर लागू हो सकते हैं, यह अधिकांश की अपेक्षा से तेज़ हो सकता है।

मास टिम्बर में निवेश

वर्तमान में कोई सार्वजनिक रूप से ट्रेड किया गया मास टिम्बर निर्माता या इस तकनीक के लिए समर्पित निर्माण फर्म नहीं है।

इसलिए लकड़ी के वापसी से केवल व्यक्तिगत घरों से अधिक निर्माण में लाभ उठाने का सबसे अच्छा तरीका संभवतः सीधे सामग्री के उत्पादन में निवेश करना है।

आप कई ब्रोकरों के माध्यम से लकड़ी और टिम्बर-संबंधी कंपनियों में निवेश कर सकते हैं, और आप यहाँ, securities.io पर, USA, Canada, Australia, UK और कई अन्य देशों में सर्वश्रेष्ठ ब्रोकरों के लिए हमारी सिफारिशें पा सकते हैं।

यदि आप व्यक्तिगत स्टॉक्स में निवेश में रुचि नहीं रखते, तो आप iShares Global Timber & Forestry ETF (WOOD) या Invesco MSCI Global Timber ETF (CUT) को देख सकते हैं, जो लकड़ी और टिम्बर सेक्टर में विविधीकृत एक्सपोज़र प्रदान करेंगे।

टिम्बर कंपनी

क्योंकि लकड़ी का उत्पादन वनाग्नि, सूखा, कीट संक्रमण आदि जैसे पर्यावरणीय प्रभावों के प्रति अत्यधिक संवेदनशील हो सकता है, इसलिए निवेशकों के लिए इसका जितना संभव हो उतना विविधीकृत एक्सपोज़र रखना बेहतर है।

यही वह है जो टिम्बरलैंड REITs (रियल एस्टेट इन्वेस्टमेंट ट्रस्ट) प्रदान करते हैं, जो सार्वजनिक रूप से ट्रेड किए जाने वाले उपकरण में बड़ी मात्रा में वनभूमि की स्वामित्व को एकत्रित करते हैं।

Weyerhaeuser Company (WY ) संयुक्त राज्य में सूचीबद्ध सबसे बड़ी टिम्बरलैंड REIT है, जिसके पास यू.एस. में 10.5 मिलियन एकड़ और कनाडा में 14 मिलियन एकड़ लाइसेंस्ड भूमि है। इसके अलावा, इसके पास उत्तरी अमेरिका में 35 विनिर्माण सुविधाएँ हैं।

स्रोत: Weyerhaeuser

Weyerhaeuser को सतत वानिकी प्रथाओं में एक नेता के रूप में मान्यता प्राप्त है, जहाँ पुनःरोपण अपनी स्वयं की तकनीक और पेड़ की किस्मों के माध्यम से प्रबंधित किया जाता है। यह लॉगिंग के दौरान नुकसान से बचाने के लिए नदियों के किनारे पेड़ भी रखता है और अपनी भूमि के 100% पर सतत वानिकी पहल मानक का पालन करता है, हर साल केवल 2% वन काटता है।

स्रोत: Weyerhaeuser

कंपनी का पैमाना इसे लागत कम करने और संचालन को अनुकूलित करने के लिए कुशल प्रक्रियाएँ लागू करने की अनुमति देता है, जिससे यह एक बहुत कम लागत वाला उत्पादक बनता है।

स्रोत: Weyerhaeuser

स्थानीय अमेरिकी और कनाडाई बाजारों के अलावा, कंपनी लकड़ी के लॉग भी निर्यात करती है, मुख्यतः जापान (66%) और चीन (25%) को।

इसके विविध भौगोलिक वितरण और निर्यात क्षमता के कारण, कंपनी छोटे प्रतिस्पर्धियों की तुलना में किसी भी व्यक्तिगत स्थानीय रियल एस्टेट बाजार की गतिशीलता के प्रति कम संवेदनशील है।

समग्र रूप से, जब हम कार्बन उत्सर्जन को कम करने की दिशा में देखते हैं, तो लकड़ी और टिम्बर की मांग निकट भविष्य में बढ़ने की संभावना है।

Weyerhaeuser जैसी कंपनियाँ बढ़ती टिम्बर मांग से लाभ उठाने के लिए प्रमुख स्थिति में होंगी, और किसी भी नए मास टिम्बर निर्माता के लिए एक विश्वसनीय आपूर्तिकर्ता होंगी जो स्थिर आपूर्ति श्रृंखला स्थापित करना चाहते हैं।