Klimaændringer og ambitioner om en bæredygtig, CO2-neutral økonomi får alle brancher til at genoverveje deres brug af ressourcer. Som et CO2-tungt område er transport en vigtig del af denne overgang. Driftsmæssigt er jernbaner allerede anerkendt som en CO2-effektiv form for transport – de tegner sig for 8% af motoriserede rejser og 7% af fragt, men kun 2% af transportområdets energiforbrug (International Energy Agency, 2019) - men anlæg af jernbaneinfrastruktur er fortsat stærkt afhængigt af CO2-tunge materialer som stål og beton. Med udgangspunkt i at jernbanenettet fortsat skal udbygges, er spørgsmålet hvordan CO2-aftrykket at infrastrukturen kan reduceres.
Vi har undersøgt dette spørgsmål sammen med Metroselskabet for at se, hvor hvorvidt CO2-fattige, genanvendelige og biologisk nedbrydelige materialer kan erstatte de typisk anvendte CO2-tunge materialer. Kan et naturligt, bæredygtigt, genanvendeligt materiale som træ reducere CO2-udslippet ved stationsbyggerier?
Station med lavt CO2-aftryk
For at være praktisk anvendeligt som byggemateriale skal træ opfylde de samme krav til tolerancer, holdbarhed og brandsikkerheden som konventionelle materialer. I jernbaneinfrastruktur er brugen af træ i dag begrænset til arkitektonisk komplettering, mens beton og stål udgør de grundliggende konstruktive elementer.
Vores designstudier undersøger om kan træ kan anvendes i videre omfang og undersøgelsen bekræfter, at det - enten alene eller i kombination med beton - faktisk kan levere den konstruktive ydeevne, som stationsdesign kræver. For at være et levedygtigt alternativ skal træ dog opfylde mere end konstruktive kriterier.
Vores vigtigste motivation for at udforske brugen af træ var miljømæssig. Sammenlignet med en ren betonkonstruktion, reducerede anvendelsen af træ det indlejrede CO2 med så meget som 50%, hvilket sparer op til 150.,000 kg CO2e. Træ giver fordele ud over CO2-reduktion: materialets lettere vægt giver mulighed for en mere sikker, hurtigere og lettere byggeproces. Entreprenører, producenter og leverandører bekræftede samtidigt at de er positive overfor at gøre træbanestationer til en realitet.
Sammenlignet med en ren betonkonstruktion, reducerede anvendelsen af træ det indlejrede CO2 med så meget som 50%
Sikker ydeevne?
Materialeskift medfører nye risici. Vandskader og brand er de mest åbenlyse udfordringer for trækonstruktioner. Vi udforskede tre forskellige træ-/beton kompositdesigns, der hver især har et beskyttelsesniveau mod vand, der understøtter en designlevetid på 100 år eller mere. Vi kiggede også på to vigtige brandscenarier - brand i toget og brand på selve stationen - og for hvert scenario betragtede vi ydeevnen af eksponeret og indkapslet træ. Vores undersøgelse af en relativt lille station viste, at en brandmodstand på 90 minutter er mulig at opnå. Et forbehold: den fleksible karakter af en trækonstruktion er en udfordring for stationer, der er udstyret med perrondøre, selvom undersøgelsen indikerer, at disse udfordringer kan overvindes med den rigtige kombination og integration af konstruktionsmaterialer.
En tiltalende oplevelse
Kvaliteten af passageroplevelsen vil afgøre, om flere mennesker skifter fra anden mere CO2-tung transportform til jernbane. Anvendelsen af træ i stationsdesignet kan hjælpe med at sætte tonen i passageroplevelsen og skabe varmere og mere indbydende stationer. Det resulterer i behagelig og human arkitektur med finere bygningselementer snarere end store industrielle elementer. Nye fremstillingsmetoder i træindustrien giver også mulighed for udforme detaljer, der tilføjer tekstur og variation til stationsdesignet.
Et cirkulært materiale
Genbrug og genanvendelse af træ er centralt for dets potentiale som et net-zero materiale. Vores stationsdesign er modulært, hvilket gør det let at udskifte ethvert element og med tiden selve hovedkonstruktionen. Denne tilgang giver også mulighed for bæredygtig genbrug eller genanvendelse af elementer som en del af en cirkulær økonomi-tilgang. Træ, der har været brugt i tidligere generationer af jernbaneinfrastruktur, viser vejen frem. Genbrugte træsveller findes allerede i mange haver og offentlige rum. Der vil uden tvivl opstå mange andre muligheder, når vi først har forpligtet os til at genbruge naturlige materialer. Vi forsætter vores undersøgelser omkring anvendelsen af træ i infrastruktur med at studere en metroviadukt i træ som det næste trin i CO2-reduktion.
Trin på en rejse
Vi mener, at dette var en relevant og værdifuld undersøgelse. Udfordringen ved net-zero transport kræver, at vi tester en bredere vifte af materialer og tilgange til den transportinfrastruktur, vi er afhængige af.
At nå til net-zero jernbane kræver en systematisk tilgang, der bygger på trinvise forbedringer af hele jernbaneøkosystemet og dets livscyklus. Stationer er kun et enkelt element i dette system. Men vores undersøgelse har vist, at stationsdesign kan bidrage til at nå dette mål. Der er andre muligheder for mere bæredygtig infrastruktur, fra depoter og overdækninger til fodgængerbroer og viadukter. I vores arbejde med projekter som Cityringen, HS2 Interchange og New Yorks Fulton Transit Center reducerer vi også stationernes energibehov. Små skridt. Trinvise forbedringer. Men alt sammen vigtigt på rejsen mod mere effektive og bæredygtige jernbaner.