Với sự hướng dẫn của Trợ lý Giáo sư Paul Mayencourt và Wood Lab thuộc UC Berkeley, công ty Mad River Mass Timber (MRMT) tại Humboldt County đang tiên phong thương mại hóa sản xuất dowel-laminated timber (DLT) tại bang California. Là nhà sản xuất mass timber tích hợp theo chiều dọc đầu tiên tại California, MRMT chuyển hóa gỗ thải từ rừng thành các tấm panel xây dựng sẵn sàng cho thi công.
Khác với gỗ xây dựng truyền thống, các tấm DLT có thể được sản xuất từ nhiều loài gỗ khác nhau. Những cây có đường kính nhỏ hoặc chất lượng thấp – vốn không phù hợp cho xây dựng, như red fir, hemlock và Ponderosa pine – có thể được ghép lại để tạo thành các tấm DLT có độ bền cao. DLT cũng có thể tái sử dụng gỗ bị cháy rừng, loại vật liệu trước đây hầu như không có giá trị thương mại.
Việc thương mại hóa công nghệ này hứa hẹn tạo ra một ngành sản xuất bền vững mới tại California, mang lại lợi ích cho rừng, khí hậu và nền kinh tế. DLT – với khả năng thi công nhanh và hiệu quả – cũng có tiềm năng góp phần giải quyết khủng hoảng nhà ở tại bang này. Dự án này cho thấy chuyên môn kỹ thuật và thiết kế của College of Environmental Design có thể tạo tác động ở quy mô lớn đối với quá trình chuyển đổi sang xây dựng xanh và tương lai phát thải thấp của bang.
Mass timber là vật liệu tái tạo giúp giảm carbon trong khí quyển
“Chúng ta cần tái hình dung cách chúng ta xây dựng,” Mayencourt chia sẻ. Ông có bằng kiến trúc và kỹ thuật từ MIT và ETH Zurich, và đã cùng các cộng sự tại Wood Lab thực hiện nhiều dự án nghiên cứu ứng dụng các loài gỗ bản địa California vốn bị đánh giá thấp hoặc chưa được khai thác hiệu quả, bao gồm cả DLT.
DLT là một dạng mass timber – thuật ngữ ngành dùng để chỉ các tấm gỗ kỹ thuật được chế tạo sẵn cho xây dựng. Khác với thép và bê tông, mass timber là vật liệu tái tạo có khả năng lưu trữ carbon trong suốt vòng đời công trình. Nhờ sử dụng chốt gỗ thay vì keo hóa học, DLT tránh được chất kết dính tổng hợp như các sản phẩm mass timber khác và hoàn toàn có thể tái chế.
Việc áp dụng mass timber có thể giúp ngành xây dựng giảm phụ thuộc vào bê tông và thép – hai nguồn phát thải khí nhà kính lớn trên toàn cầu. Điều này đặc biệt quan trọng khi 40% lượng CO₂ toàn cầu liên quan đến xây dựng và vận hành công trình.
Một nghiên cứu đăng trên tạp chí Building and Environment cho thấy các công trình mass timber giúp giảm tiềm năng gây nóng lên toàn cầu từ 39–51% so với công trình bê tông cốt thép, và 28–34% so với công trình thép kết cấu.
Tuy nhiên, một nghiên cứu khác cũng chỉ ra rằng năng lượng hàm chứa (embodied energy) trung bình của công trình mass timber cao hơn khoảng 23% so với phương án bê tông cốt thép.
Trước đây, các nhà thầu tại California phải nhập mass timber từ Washington hoặc Canada, và chi phí carbon từ vận chuyển đường dài làm giảm lợi ích môi trường của vật liệu này. DLT sản xuất nội địa từ gỗ khai thác tại rừng California có thể đóng vai trò quan trọng trong quá trình chuyển đổi sang xây dựng phát thải thấp của bang.
Hợp tác giữa học thuật và doanh nghiệp để mở rộng sản xuất mass timber tại California
George Schmidbauer – Chủ tịch MRMT và là thế hệ thứ năm trong gia đình làm nghề xẻ gỗ – chia sẻ: “Khi biết đến mass timber từ thời đại học, tôi đã biết đây là lĩnh vực mình muốn theo đuổi. Thị trường đang tăng trưởng và nhu cầu vật liệu địa phương để giải quyết vấn đề cháy rừng và sức khỏe rừng tại California ngày càng lớn.”
Tuy nhiên, ông nhận thấy các nhà máy sản xuất mass timber truyền thống, như sản xuất CLT, đòi hỏi vốn đầu tư ban đầu rất lớn. Hơn nữa, nguồn gỗ tại California không phù hợp cho sản xuất CLT nếu không điều chỉnh đáng kể dây chuyền xưởng cưa, dẫn đến chi phí cao hơn. Trong bối cảnh chi phí là rào cản lớn nhất đối với việc áp dụng mass timber, Schmidbauer muốn đầu tư vào một quy trình có thể tạo ra sản phẩm hiệu quả với mức giá hợp lý.
Sau khi tham quan Wood Lab của UC Berkeley và chứng kiến các thử nghiệm DLT quy mô nhỏ, ông nhận thấy DLT là cơ hội phù hợp nhất để đạt mục tiêu song song: quản lý rừng bền vững và xây dựng phát thải thấp trong thời gian ngắn.
Hai bên bắt đầu trao đổi hàng tuần để phát triển quy trình DLT. Với khoản tài trợ từ Joint Institute for Wood Products Innovation, nhóm nghiên cứu của Berkeley thiết kế các dự án ứng dụng DLT tại Tahoe, trong khi MRMT xây dựng dây chuyền sản xuất tại Humboldt.
Để sản xuất quy mô lớn, MRMT tự thiết kế và chế tạo máy sản xuất DLT từ các linh kiện tiêu chuẩn. Hiện nay, công ty đang cung cấp sàn, mái, tường và dầm mass timber chế tạo sẵn cho nhiều loại công trình. Mayencourt cũng hỗ trợ biên soạn tài liệu hướng dẫn thiết kế DLT theo quy chuẩn xây dựng hiện hành.
Khai thác gỗ cho DLT giúp bảo vệ rừng và giảm nguy cơ cháy rừng
MRMT sử dụng nguồn gỗ thay thế từ rừng quốc gia và đất bộ lạc, thông qua các chương trình phục hồi rừng và giảm thiểu cháy rừng. Việc loại bỏ sinh khối dễ bắt lửa khỏi rừng giúp giảm nguy cơ cháy lớn, đồng thời biến chi phí quản lý rừng thành nguồn thu kinh tế.
“Với DLT, chúng tôi có thể sử dụng gỗ giá trị thấp và thiết kế để bù đắp hạn chế về cường độ chịu lực,” Schmidbauer cho biết. “Điều này giúp kết nối phục hồi rừng và giảm cháy rừng với nền kinh tế xây dựng phát thải thấp theo những cách trước đây chưa thể thực hiện.”
Biến gỗ thải thành nhà ở giá phải chăng và thúc đẩy kinh tế nông thôn
Dựa trên kinh nghiệm phát triển nhà ở giá phải chăng của Schmidbauer và chuyên môn thiết kế của Mayencourt, hai bên đang phát triển bộ kit DLT chế tạo sẵn để xây dựng nhanh nhà ở đa hộ gia đình. Điều này mở ra cơ hội đưa mass timber lưu trữ carbon vào thị trường nhà ở bình dân.
Các dự án đầu tiên đã được triển khai, và MRMT đang tìm kiếm thêm đối tác phát triển bền vững. Khi mở rộng, công ty sẽ thúc đẩy kinh tế tại Humboldt County, tạo việc làm tại địa phương nơi gỗ được khai thác và chế biến.
“Toàn bộ quy trình được tối ưu hóa cho lợi ích kinh tế và môi trường tại địa phương,” Schmidbauer nhấn mạnh.
Mayencourt kết luận: “Việc MRMT mở rộng sản xuất DLT thật sự rất đáng khích lệ. Với một đổi mới công nghệ tương đối đơn giản, chúng ta có thể đồng thời giải quyết sức khỏe rừng, nguy cơ cháy rừng, khủng hoảng nhà ở và khó khăn kinh tế vùng nông thôn – đồng thời thực hiện cam kết giảm phát thải khí nhà kính cho tương lai hành tinh.”
Theo https://lakeconews.com/