Fyra våningar högt och nästan helt i trä, ZEB Lab-byggnaden i Trondheim, Norge, hade, redan innan det fanns, sög lika mycket kol från atmosfären som det förmodligen skulle producera i byggandet. Nu, tack vare dess trädlevande ursprung, såväl som till den eleganta vidden av solpaneler på taket och andra energieffektivitetsåtgärder, det är en koldioxidnegativ byggnad. Med andra ord, från födsel till död, den kommer att ha dragit ner mer kol än den släppte ut.

Det finns olika sätt att lagra överskott av koldioxid. "Ett sätt är att ha det gömt i byggnader, " säger Tero Hasu, en projektledare på Kouvola Innovation, ett kommunägt utvecklingsbolag i Kouvola stad i Finland. ZEB (zero emission building) Lab uppnår detta genom att använda trä till nästan allt – från balkar till pelare och trappor. Betong finns endast i grunden och bottenvåningen.

Men medan spännande träkonstruktioner växer fram över hela världen – inklusive snygga skyskrapor i trä från Norge till Milwaukee i USA – är de fortfarande undantaget i de flesta länder. Forskare tror nu att det finns ett akut behov av att växla växel och göra konstruktion från trä mainstream.

"Varje byggnad som går över fyra våningar, eller ännu lägre, är ett forsknings- eller demonstrationsprojekt, " observerade Dr Niels Morsing, chef för trä och biomaterial vid Danska Teknologiska Instituttet i Köpenhamn. "Det ligger mycket ansträngning på att bevisa prestanda. Det är ett av hindren för att vi inte har "pre-accepterade" lösningar."

Klimatlösning

Förespråkare säger att bygga i trä, om det gick mainstream, skulle kunna hysa en växande befolkning och ge en dramatisk klimatlösning. Under de kommande fyra decennierna, Nästan 230 miljarder kvadratmeter nybyggnation kommer att behövas för att stödja världens allt tätare städer, enligt FN:s miljöprogram 2017 Global Status Report.

När träd växer, de binder kol – ungefär ett ton CO ₂ för varje kubikmeter trä. Medan kol släpps ut vid bearbetning av trä, produktionen av betong är notoriskt kolintensiv. Bara den kemiska reaktionen som producerar ett ton cement släpper ut ungefär ett halvt ton CO ₂ . Förutsatt att träden kommer från hållbara skogar – så att de ersätts när de huggas ner – och så länge som träet återvinns i slutet av en byggnads livslängd, det kan vara en kraftfull lösning.

Ändå tror man att långt under 10 % av byggandet i Europa är av trä. Forskare i Finland beräknade nyligen att om andelen träbyggnader i Europa stadigt ökade från 10 % 2020 till 80 % 2040, och om dessa byggnader innehöll fler träkomponenter än tidigare (som balkar, golv, tak och beklädnad) så kunde totalt 0,42 gigaton kol lagras under 20-årsperioden.

Motvillighet

Men det finns en ovilja att använda trä, säger Dr Morsing, ibland för att förstå, om föråldrad, skäl.

En anledning är rädsla för eld, delvis på grund av förfäders minnen från medeltida städer i lågor.

"Självklart, ved brinner och du måste göra din design och din brandskyddsstrategi därefter, " sa han. Men reglerna fokuserar på huruvida en byggnad kan evakueras snabbt - och det beror på många faktorer, inte bara byggmaterialet. Utplacera sprinklers, täcka träfasader med puts, eller att använda betong i kritiska områden som trappor kan vara strategier.

Bränder är också mindre problem vid användning av massvirke. Detta är högteknologiskt, konstruerat trä, såsom korslaminerat trä (CLT), skapas genom att stapla flera lager av virke i 90 grader mot varandra under tryck.

Massvirke - som ett tjockt träd - brinner precis på utsidan, träkolet som skyddar träet från ytterligare förbränning inomhus. Med rätt teknik är det möjligt att göra en träbyggnad lika säker som en tegel- eller betongbyggnad, " sa Dr Morsing.

Röttning är ett annat problem som har gett efter för nya behandlingar och beläggningar, och kan minimeras med val av rätt trädslag, han lägger till.

Sedan finns det styrka:hur säker skulle du känna dig på 80:e våningen i det föreslagna Oakwood Timber Tower i centrala London? Faktiskt, massträ kan vara starkare än betong, och stål och betong kan användas, sparsamt, i högre strukturer för att lägga till styvhet, säger experter.

Industrialiserad

Men det finns andra, mindre hanterbara hinder. Sedan 1960-talet, byggandet har industrialiserats, bli en billig, reproducerbart och snabbt system där byggare vet vad de får, ingenjörer vet vad de beräknar och arkitekter förstår vad som är möjligt.

"Det handlar om att industrialisera träindustrin för att kunna konkurrera om kostnader, " sa Dr Morsing.

Till exempel, även om det finns flera företag som tillverkar CLT, det finns inga gemensamma standarder för dess produktion. "Det är inte så lätt att använda, sade Dr Morsing, "för om du är ingenjör eller arkitekt så har du flera produkter tillgängliga och du måste beräkna i enlighet med den specifika leverantören."

Hasu håller med. Han säger att den största utmaningen är att strukturella komponenter som väggar, mellanväggar och golv (så kallade plana element) är inte standardiserade. "Utvecklare är inte intresserade av att utveckla en trälösning på egen hand, de vill köpa färdiga lösningar. Men trä är inte standardiserat." Alla särpräglade träbyggnader i Skandinavien, till exempel, är mer eller mindre skräddarsydda, han säger.

En annan frustration är att de flesta byggregler och förordningar går tillbaka till innan timmer var en högteknologisk produkt.

Dr. Morsing övervakar ett projekt som heter Build-in-Wood, som syftar till att drastiskt öka andelen trä som används vid byggande av flervåningshus genom att dokumentera och systematisera träkomponenter så att byggbranschen har lätt att använda dem.

Det betyder att varje enhet av samma föremål måste fungera bra, mätbart och konsekvent. Det innebär också att man tar reda på hur man prefabricerar komponenterna så att de kan masstillverkas utanför anläggningen. Build-in-Wood hjälper också sex europeiska städer att bygga mer i trä.

Förutom att bygga ZEB Lab-byggnaden, Hasus projekt, NERO, har fokuserat på att förbättra design- och tillverkningsprocesserna för nästan nollenergibyggnader i allmänhet, till exempel hur man gör dem tillräckligt energieffektiva för att stå emot bittra nordliga vintrar, och klarar sig bra trots säsongsvariationer i temperatur, ljus och fukt.

"Jag älskar (ZEB-byggnaden), sa Hasu, "för att de har försökt göra allt." Han säger att det är ett bra exempel på hur mycket som kan göras med förplanering och det material vi har idag.

Byggnaden byggdes för ett universitets- och energiforskningsföretag SINTEF, så han säger att de var instinktivt fördomsfria när det gällde att prova nya sätt att bygga.

Men Hasu, som har arbetat i 30 år på industrialiserat byggande och byggarbetsplatser, tror att när människor upplever att bo eller arbeta inuti en huvudsakligen träbyggnad snarare än en betongbyggnad, de kommer att omvändas. "Det är mycket tystare ... och träytan jämnar ut fukten inuti - den andas. Det är inte så mycket eko inuti. Det är en helt annan känsla."