Mass Timber Memungkinkan Pembangunan Gedung Pencakar Langit Kayu

Mengganti Baja dan Beton yang Intensif Karbon

Modern buildings are constructed with concrete and steel beams in mind. This is because these materials are both cheap and easy to design with. But they also come with serious drawbacks.

Beton, terutama beton bertulang, hanya bertahan beberapa dekade sebelum harus dihancurkan dan dibangun kembali secara keseluruhan. Mungkin ada beberapa teknologi baru yang menyelesaikan masalah ini, seperti beton rami atau graphene, tetapi belum ada yang cukup matang untuk diterapkan secara global saat ini.

Selain daya tahan, emisi karbon dari produksi baja dan semen juga menjadi perhatian serius. Bersama-sama, baja dan semen bertanggung jawab atas 158% emisi gas rumah kaca dunia. Di sini juga, hidrogen hijau atau teknologi semen bebas karbon dapat menjadi opsi, tetapi membutuhkan waktu untuk menjadi cukup matang.

Untungnya, metode pembangunan baru yang bersifat karbon negatif (menangkap karbon) dapat digunakan hari ini, menggunakan mungkin material bangunan tertua yang dikenal manusia: kayu.

Keterbatasan Kayu

Kayu telah menjadi dasar konstruksi di sebagian besar dunia selama milenium. Karena merupakan sumber daya terbarukan yang juga menyimpan karbon dalam strukturnya, masuk akal untuk terus menggunakannya secara skala besar saat ini.

Saat ini, kayu sebagian besar digunakan untuk rumah dan bangunan kecil. Hal ini karena beberapa masalah membuatnya kurang disukai dibandingkan material lain untuk bangunan besar, pertama batu dan bata, dan kini beton serta baja:

• Kebakaran, dengan bangunan kayu lama sangat rentan terhadap api.
  • Ketika seluruh kota terbuat dari kayu, kebakaran besar yang katastrofik selalu menjadi bahaya, seperti ketika seluruh London terbakar pada tahun 1666 dalam Great Fire of London yang berlangsung selama 4 hari penuh.
• Kayu membatasi seberapa tinggi bangunan dapat dibuat dengannya, sehingga kota modern lebih memilih material lain.
• Sebagian besar teknik konstruksi kuno menangani kelembapan dengan buruk, menyebabkan jamur dan pembusukan pada struktur kayu.

Jadi setiap kebangkitan kembali kayu sebagai material konstruksi utama harus mengatasi semua masalah ini. Untungnya, teknologi baru yang disebut “mass timber” melakukan hal itu dengan tepat.

Mass Timber

Dalam konsep dasarnya, mass timber sangat mirip dengan plywood umum, tetapi diterapkan pada skala yang jauh lebih besar. Hal ini dapat dilakukan melalui berbagai teknik yang digunakan untuk merekatkan dan menekan potongan kayu bersama-sama. Cross-laminated timber (CLT) biasanya menjadi teknik utama yang digunakan untuk mass timber saat ini, karena integritas strukturalnya yang kuat.

Sumber: Naturally Wood

Keuntungan utama metode ini adalah dapat menciptakan balok yang sangat besar, tanpa harus menunggu pohon tumbuh hingga ukuran yang diperlukan selama berabad-abad. Hal ini membuatnya lebih layak secara ekonomi dan menghindari penebangan hutan tua.

“About 30 years ago, builders in Germany and Austria began experimenting with techniques for making massive wood elements out of this readily available lumber. They used nails, dowels, and glue to combine smaller pieces of wood into big, strong, and solid masses that don’t require cutting down large old-growth trees.”

Knowlable Magazine

Kinerja Luar Biasa

Dengan teknik mass timber, balok hingga 50 meter (164 kaki) panjang dapat dibuat. Untuk lantai dan dinding yang biasanya terbuat dari beton, panel CLT hingga 50 sentimeter tebal dapat digunakan.

Sumber: Stora Enso

Komposit kayu ini sebenarnya lebih kuat daripada baja per beratnya. Satu-satunya batasannya adalah mereka kurang padat dibandingkan baja, sehingga memerlukan volume yang lebih besar.

Ini berarti bahwa untuk bangunan mass timber tertinggi, campuran baja dan mass timber digunakan untuk mengurangi ukuran balok struktural yang mendukung bangunan.

Bangunan Kayu Tinggi

Saat ini, bangunan mass timber terbesar adalah gedung pencakar langit Ascent setinggi 25 lantai di Milwaukee, selesai pada tahun 2022.

Sumber: Thornton Tomasetti

Secara total, saat ini terdapat 84 bangunan mass timber setinggi delapan lantai atau lebih yang sudah dibangun atau sedang dalam konstruksi di seluruh dunia, dengan tambahan 55 yang diusulkan.

Untuk saat ini, ini sebagian besar merupakan fenomena Eropa, dengan 70% bangunan mass timber dibuat di wilayah tersebut. Di Amerika Utara, bangunan hibrida baja & mass timber lebih umum.

Yang kemungkinan akan memberikan dorongan besar bagi metode ini adalah persetujuan tahun 2021 oleh International Code Council (ICC) untuk konstruksi mass timber hingga 18 lantai. ICC bertanggung jawab menerbitkan International Building Code yang menjadi template yang digunakan oleh otoritas konstruksi di seluruh dunia.

Jadi ini seharusnya memungkinkan teknik ini tidak lagi menjadi desain khusus yang memerlukan perizinan khusus yang melelahkan setiap kali, melainkan menjadi metode konstruksi standar.

Mass timber juga dapat digunakan untuk bangunan industri, misalnya pusat data untuk Microsoft (MSFT ) yang dibangun menggunakan CLT.

Keamanan Kebakaran

Faktor utama dalam mendapatkan persetujuan ICC untuk bangunan mass timber tinggi adalah demonstrasi bahwa mereka aman terhadap kebakaran. Ini menjadi perhatian khusus untuk struktur tinggi, karena kebakaran harus menyebar perlahan, memberi waktu bagi orang di dalam untuk evakuasi dan bagi pemadam kebakaran untuk memadamkannya.

Sebagai contoh, material pada gedung pencakar langit konvensional diwajibkan mempertahankan integritasnya dalam kebakaran selama tiga jam atau lebih. Karena itu, hingga baru-baru ini sebagian besar kode keselamatan lokal melarang penggunaan kayu pada bangunan tinggi.

Jadi bagaimana mass timber dapat mencapai hal ini? Sebagian besar karena terbuat dari kayu, tetapi tidak menjadi balok kayu biasa dalam hal lain.

Hal ini didemonstrasikan dalam ruang uji berbahan bakar gas untuk menguji mass timber, atau bahkan dengan menyalakan api pada model bangunan mass timber dan merekam hasilnya. Hanya setelah demonstrasi ini dilakukan, ICC menerima bahwa material tersebut cukup aman.

Ini berhasil karena potongan mass timber sangat tebal dan sekaligus sangat padat. Hal ini memiliki 2 efek yang secara drastis mengurangi kebakarannya:

• Lapisan luar dengan cepat membentuk lapisan arang tebal yang mengisolasi interior dari sebagian besar panas.
• Kepadatan dan ketebalan material menyebabkan sebagian besar kayu tidak memiliki cukup oksigen untuk terbakar.

Peluang Mass Timber

Janji utama mass timber adalah menggantikan konsumsi energi dan pasir yang tidak berkelanjutan yang dibutuhkan oleh bangunan beton & baja dengan sumber daya terbarukan. Namun ia juga memiliki beberapa keuntungan lain.

Bangunan Lebih Ringan

Karena mass timber sebenarnya lebih kuat daripada baja dengan massa yang setara, dan jauh lebih ringan daripada beton, gaya bangunan yang sebelumnya sangat berat menjadi jauh lebih ringan ketika dibuat dengan mass timber.

Sebagai contoh, hal ini memungkinkan perusahaan Stora Enso membangun dengan mass timber sebuah bangunan 12 tingkat di atas jalan raya E4, yang tidak mungkin dilakukan dengan desain yang lebih berat.

Sumber: Stora Enso

Isolasi Termal

Kayu secara umum merupakan isolator termal yang baik. Jadi ia dapat membantu membuat bangunan lebih efisien energi, meskipun tidak menghilangkan kebutuhan akan lapisan isolasi tambahan.

Penangkapan Karbon

Contoh bagus potensi mass timber dalam mengurangi emisi karbon industri konstruksi diberikan oleh gedung Brock Commons setinggi 18 lantai di British Columbia.

It menghemat 2.432 ton metrik CO2 dibandingkan dengan bangunan serupa yang terbuat dari beton dan baja. Dari emisi yang dihemat tersebut, sekitar 1/4 berasal dari emisi yang dihasilkan oleh produksi baja dan semen, dan sisanya adalah CO2 yang terkunci dalam kayu itu sendiri.

Jika dirawat dengan baik dan/atau didaur ulang, hal ini dapat menjadikan kota kita sebagai penampung karbon permanen. Perubahan besar dibandingkan beton yang memerlukan siklus emisi karbon baru setiap 50-70 tahun saat membangun kembali bangunan beton bertulang yang terdegradasi.

Estetika

Secara umum, orang lebih menyukai sensasi material hidup dibandingkan rasa dingin dan lebih industri dari beton dan logam.

Karena ada penolakan yang semakin meningkat terhadap arsitektur modern brutalist, lebih banyak bangunan kayu dapat membuat pusat kota lebih hidup dan ramah, yang menghasilkan premi pada harga properti terkait.

“Orang menjadi bosan dan lelah dengan baja dan beton. Dengan penampilan yang hangat, menenangkan, dan variasi alami, kayu dapat lebih menyenangkan secara visual. Orang sebenarnya menikmati melihat kayu.”

Ted Kesik – Ilmuwan bangunan di Institut Mass Timber Universitas Toronto

Tantangan Mass Timber

Karena mass timber sangat berbeda dari bangunan bertingkat yang biasa kita gunakan, mereka memerlukan pemikiran ulang.

Metode Konstruksi

Karena mass timber diproduksi di pabrik khusus sejak awal, hal ini memberi kesempatan untuk merancang elemen mass timber sebelumnya untuk bangunan yang bersesuaian.

Ini merupakan bagian dari model konstruksi baru yang lebih besar yang disebut desain terintegrasi. Di dalamnya, arsitek bekerja bersama pemasang dan pabrik untuk menentukan ukuran dan bentuk elemen secara tepat sebelumnya.

Seperti furnitur Ikea, titik kuat dan lubang bahkan dapat diprapengeboran atau dipotong dengan mesin terkendali komputer canggih untuk menyesuaikan posisi mereka di masa depan dalam bangunan.

Ini adalah prosedur yang jauh lebih detail, memberikan kontrol lebih kepada arsitek desain akhir. Hal ini juga dapat membuat proses konstruksi 40% lebih cepat dibandingkan alur kerja dan metode bangunan tradisional.

“Bangunan mass timber cenderung diproduksi lebih seperti mobil, dengan semua bagian terpisah dikirim ke lokasi akhir untuk perakitan. Ketika bangunan mass timber tiba di lokasi, itu sebenarnya seperti furnitur Ikea berukuran besar.”

Ted Kesik – Ilmuwan bangunan di Institut Mass Timber Universitas Toronto

Kelembapan & Serangga

Lebih dari kebakaran, kekhawatiran serius pada setiap bangunan kayu adalah kerusakan material oleh jamur atau serangga.

Manajemen kelembapan oleh karena itu sangat penting dalam desain bangunan mass timber:

• Material tidak boleh basah selama transportasi atau pemasangan.
• Sistem pemanas dan ventilasi yang luas yang tidak menumpuk kelembapan perlu dipasang di dalam bangunan.
• Risiko kerusakan air (atap bocor, banjir) perlu dipertimbangkan saat memutuskan bangunan mass timber.

Serangga juga dapat dihalau dengan perlakuan khusus pada kayu menggunakan pestisida. Selain itu, penghalang fisik seperti jaring dapat ditambahkan pada bagian mass timber yang bersentuhan dengan tanah.

Suara

Kayu menghantarkan suara dengan sangat baik, yang dapat menjadi masalah serius dalam bangunan besar dengan ratusan apartemen atau kantor.

Ini berarti bahwa arsitek yang menggunakan mass timber perlu memberikan upaya khusus untuk menambahkan material isolasi suara. Mereka juga dapat mengurangi transmisi suara dengan menambahkan ruang antara dinding dan memasang lantai terangkat atau metode lain yang dikenal meningkatkan isolasi akustik.

Bergerak Menuju Adopsi Massal?

Kayu mungkin segera mengalami kebangkitan besar dalam konstruksi sebagian besar bangunan kota kita, berkat munculnya teknologi mass timber. Ia dapat menciptakan bangunan yang lebih ringan, yang juga lebih berkelanjutan dalam segala hal.

Namun hal ini akan memerlukan beberapa langkah agar beralih dari rasa penasaran menjadi persentase signifikan dari pembangunan baru:

• Reformasi kode konstruksi lokal untuk memperhitungkan norma internasional baru.
• Pelatihan arsitek dan pembangun tentang cara terbaik menggunakan material baru ini.
• Menyebarkan fasilitas manufaktur secara skala untuk menghasilkan mass timber yang cukup.
• Mempertahankan sistem sertifikasi yang kuat untuk memastikan kayu ditanam secara berkelanjutan.

Semua ini akan memakan waktu beberapa tahun setidaknya, tetapi karena teknologinya sudah siap, dan lebih banyak pajak karbon mungkin diterapkan, hal ini dapat terjadi lebih cepat daripada yang diperkirakan.

Berinvestasi dalam Mass Timber

Saat ini tidak ada produsen mass timber atau perusahaan konstruksi yang didedikasikan untuk teknik ini yang diperdagangkan secara publik.

Jadi cara terbaik untuk memanfaatkan kembalinya kayu ke dalam pembangunan lebih dari sekadar rumah individu kemungkinan adalah berinvestasi langsung pada produksi material itu sendiri.

Anda dapat berinvestasi di perusahaan terkait kayu dan timber melalui banyak broker, dan Anda dapat menemukan di sini, di securities.io, rekomendasi kami untuk broker terbaik di Amerika Serikat, Kanada, Australia, Inggris, sebagai pula banyak negara lainnya.

Jika Anda tidak tertarik berinvestasi pada saham individual, Anda juga dapat melihat iShares Global Timber & Forestry ETF (WOOD) atau Invesco MSCI Global Timber ETF (CUT) yang akan memberikan eksposur terdiversifikasi ke sektor kayu dan timber.

Perusahaan Kayu

Karena produksi kayu dapat sangat rentan terhadap efek lingkungan seperti kebakaran hutan, kekeringan, serangan serangga, dll., sebaiknya investor memiliki eksposur yang sesering mungkin terdiversifikasi terhadapnya.

Inilah yang ditawarkan oleh REIT timberland (Real Estate Investment Trusts), dengan mengumpulkan dalam instrumen yang diperdagangkan secara publik kepemilikan sejumlah besar hutan.

Weyerhaeuser Company (WY ) adalah REIT Timberland terbesar yang terdaftar di AS, dengan 10,5 juta hektar dimiliki di AS dan 14 juta hektar berlisensi di Kanada. Ia juga memiliki 35 fasilitas manufaktur di seluruh Amerika Utara.

Sumber: Weyerhaeuser

Weyerhaeuser diakui sebagai pemimpin dalam praktik kehutanan berkelanjutan, dengan penanaman kembali yang dikelola melalui teknologi dan varietas pohonnya sendiri. Ia juga menjaga pohon di sepanjang sungai untuk melindungi mereka dari kerusakan saat penebangan dan menerapkan pada 100% lahannya standar inisiatif kehutanan berkelanjutan, hanya menebang 2% hutan setiap tahun.

Sumber: Weyerhaeuser

Skala perusahaan juga memungkinkannya menerapkan prosedur efisien untuk mengurangi biaya dan mengoptimalkan operasi, menjadikannya produsen dengan biaya sangat rendah.

Sumber: Weyerhaeuser

Selain pasar lokal AS dan Kanada, perusahaan juga mengekspor kayu balok, terutama ke Jepang (66%) dan China (25%).

Karena geografisnya yang terdiversifikasi dan kapasitas ekspor, perusahaan jauh kurang rentan terhadap dinamika pasar properti lokal mana pun dibandingkan pesaing yang lebih kecil.

Secara keseluruhan, seiring upaya mengurangi emisi karbon, permintaan akan kayu & timber kemungkinan akan terus tumbuh dalam waktu yang dapat diperkirakan.

Perusahaan seperti Weyerhaeuser berada dalam posisi utama untuk mendapatkan manfaat dari peningkatan permintaan timber, dan menjadi pemasok yang sangat dapat diandalkan bagi produsen mass timber baru yang ingin membangun rantai pasokan yang stabil.