Två trädarter som är infödda i nordöstra har visat sig vara strukturellt sunda för användning i tvärlaminat virke (CLT)-en revolutionerande ny typ av byggmaterial med eftertraktade hållbarhetsegenskaper, enligt forskning av en timmeringenjör från University of Massachusetts Amherst.

Resultaten, publiceras i Journal of Materials in Civil Engineering , tyder på att dessa träd – den östra hemlocken och den östra vita tallen – skulle kunna stödja lokala marknader för CLT. Tillverkningen av CLT, en typ av massvirke som används för vägg, golv- och takkonstruktion, kan skapa jobb, förbättra landsbygds- och skogsbruksekonomierna och stödja bättre skogsbruk, som är en strategi för att hantera klimatförändringar, säger forskningen.

"Detta är framtiden - prefabricerad, panelerat trä, " säger huvudförfattaren Peggi Clouston, professor i trämekanik och träteknik vid School of Earth and Sustainability. "Det är mycket mer effektivt och det finns mycket mindre avfall än byggande av anläggningar. Det är mindre tids- och arbetskrävande än att bygga med platsgjuten betong" och har ett mycket lägre koldioxidavtryck.

Cloustons ledarskap inom toppmodern träkonstruktionsteknik var avgörande för skapandet av UMass Amhersts John W. Olver Design Building, ett skyltfönster för bästa praxis inom hållbarhet. När strukturen öppnade 2017 för att inrymma akademiska institutioner och kontor, det ansågs vara den mest tekniskt avancerade CLT -byggnaden i landet. Alla CLT för designbyggnaden var FSC-certifierade, se till att det kommer från ansvarsfullt förvaltade skogar som levererar miljö, sociala och ekonomiska fördelar.

"Vi ville visa världen hur man bygger en modern massiv timmerkonstruktion, och det gör vi. Grupper har kommit så långt bort som Taiwan för att se det, "Säger Clouston.

Clouston och hennes team av forskare testade den östra hemlocken och den östra vita tallen i UMass Wood Mechanics Lab vid Olver Design Building. De gjorde de sammansatta byggnadspanelerna genom att limma ihop träskivor från hemlock och tallar som odlades i regionen.

"Vi slog sönder dem i en hållfasthetstestmaskin för att ta reda på om de skulle vara säkra att använda i en universitetsbyggnad, " förklarar Clouston.

Forskarna analyserade resultaten, jämföra dem med tekniska krav, och visade att båda trädslagen uppfyllde byggstandarder, med östlig hemlock som överträffar furu.

Att rädda trä från östlig hemlock är en viktig skogsvårdsprioritet, Clouston förklarar, eftersom träden är under attack av en insekt, hemlock ullaktig adelgid. "Insekten skadar inte träet, men det dödar trädet, som om fem till 10 år kommer att ruttna och falla ner, blir farligt bränsle för skogsbränder, " hon säger.

Östra hemlock anses också vara lågvärdigt eftersom det är benäget att få en trädefekt som kallas ringshake och inte används i strukturell inramning. "Att förvandla denna speciella art till CLT förvandlar ett mycket lågvärdigt material till en mycket högvärdig byggprodukt, säger Clouston.

Att identifiera lågkolhaltiga material för konstruktion är ett framväxande humör bland arkitekter, och timingen är rätt för att uppmuntra CLT-produktion i nordost, forskningen avslutar.

"Testerna vi gjorde visar att alla som vill investera i en lokal anläggning har en anledning att göra det, säger Clouston, vars banbrytande arbete nyligen lyftes fram i en artikel från Washington Post. "Möjligheten att kunna använda lokalt trä i CLT och tillverka det lokalt gör det desto mer hållbart genom att undvika miljökostnaderna för att transportera materialet långa sträckor."