UniversalTimberSlab представляет собой плоскую плиту с точечной опорой, рассчитанную на длинные двусторонние пролеты. Ее несущая конструкция опирается на колонны, поэтому внутри здания не нужны несущие перегородки — стены можно размещать свободно в зависимости от назначения помещений. Это позволяет создавать более гибкие планировки для офисов, магазинов, ресторанов и жилых помещений, а в дальнейшем менять их при перепрофилировании здания.
При той же высоте потолков такая конструкция может позволить разместить в здании больше этажей. По сравнению с традиционными деревянными перекрытиями UniversalTimberSlab уменьшает высоту несущей конструкции на 30–70 см, а площадь фасада — до 20%. Система использует древесину как возобновляемый материал и сборные сегменты из клееного бруса, что должно упростить производство и снизить затраты.
В ходе разработки был внедрен новый метод сегментации перекрытий. Большие плиты разделяют на отдельные сборные элементы, которые можно компоновать не только по регулярной сетке, но и создавать конструкции сложной формы. Волокна в деревянных сегментах ориентированы по направлению действующих нагрузок, что позволяет эффективнее использовать материал. Для проектирования также разработали цифровые инструменты, в том числе на основе искусственного интеллекта, которые позволяют быстро сравнивать варианты планировки, стоимости, высоты перекрытий и экологических характеристик.
Полномасштабный демонстрационный образец построили за три месяца для фестиваля Future Cleantech. Плита размером 9 × 5 м имела двусторонний пролет 8 × 4 м и толщину 36 см. По данным университета, при сопоставимых нагрузке и пролете она была такой же тонкой, как железобетонная плита, но потребовала на две трети меньше железобетона. Во время испытаний конструкцию дополнительно нагрузили 20 тоннами, чтобы проверить ее несущую способность.
Перед физическими испытаниями исследователи провели компьютерное моделирование, чтобы оценить деформацию и вибрацию конструкции. Результаты эксперимента подтвердили расчеты: максимальная деформация составила 12 мм, а собственная частота перекрытия превысила 8 Гц. По оценке команды, образец соответствовал требованиям по прогибу и вибрации для многоэтажных зданий.
Следующим этапом должен стать переход от демонстрационного образца к реальному строительству. Первый пилотный проект уже находится в разработке — город Оберкохен в Баден-Вюртемберге планирует трехэтажное здание Zukunftsforum площадью 1400 м². В нем разместятся выставочные залы, рабочие пространства, мастерские и лаборатории. Исследователи рассчитывают, что использование существующих технологий производства клееной древесины позволит масштабировать UniversalTimberSlab для более крупных строительных проектов.
