Modellernes virkelighed Rapport

Transkript

1 Etagebyggeri i træ - Fordele og ulemper Modellernes virkelighed Rapport Gruppe B308b ved Aalborg Universitet Esbjerg, forår 2014

2 1

3 Titelblad Tema: Modellernes virkelighed Afleveringsdato: Modelanvendelse i bygningskonstruktioner Titel: Etagebyggeri i træ - Fordele og ulemper Vejleder: Jens S. Hagelskjær Bivejleder: Ole Beck Andersen Universitet: Aalborg Universitet Esbjerg Projekt: P2-projekt Rapportens omfang: 84 sider inkl. bilag Tegningsmappe Gruppe: B308b Gruppemedlemmer: Camilla B. Clasen Jeanette R. Vorup Mille S. Preston Kasper Skovning Jesper B. Olesen Eldin Jaganjac Synopsis Ud fra det initierende problem: Hvorfor er etagehuse af træ opført som elementbyggeri ikke så udbredt i Danmark i forhold til traditionelt etagebyggeri? beskrives fordelene og ulemperne ved etagebyggeri af træ ift. beton. Dernæst undersøges den gældende lovgivnings indflydelse på området samt træs positive og negative egenskaber. Dette skaber et overblik over hvilke udfordringer, etagebyggeri af træ indebærer. Der samles informationer omkring empiriske problemstillinger ved at undersøge eksisterende etagebyggerier af træ. Der konkluderes, at træs fugtfølsomhed, skærpede brandkrav og dets utraditionelle udseende udgør de største problemer. På baggrund af konklusionen opstilles en problemformulering med kravspecifikationer, der skal løse så mange problemstillinger ved etagebyggeri i træ som muligt. Løsningen omhandler et søjle- og bjælkesystem af træ, hvor ydervægge, dæk og loft, som udgangspunkt, er monteret fra fabrikken. Dette betyder, at den tid modulerne er udsat for fugt minimeres. En udskiftelig yderbeklædning, som løser både den visuelle barriere og udfordringen omkring træs holdbarhed, monteres på pladsen. Derudover konstrueres et tagmodul. Modulerne er sammensat som et fleksibelt byggesystem, med så få moduler og elementer som muligt. 2

4 Forord Denne rapport er udarbejdet af projektgruppe B308b fra uddannelsen Bygge- og Anlægskonstruktion på Aalborg Universitet Esbjerg i perioden Rapporten henvender sig primært til personer, der er interesserede i byggeri af træ, samt bæredygtige løsninger i almindelighed. Derudover kan personer på samme faglige niveau som gruppen selv finde emnet interessant. Hensigten er at belyse hvilke faktorer, der spiller ind ved byggeri i træ, samt give et alternativt bud på hvordan træbyggeri kan udbredes. Læsevejledning Rapporten er opbygget i form af en problemanalyse og en problemløsning. Til sidst findes referencer og bilag. Til rapporten findes en tegningsmappe, som indeholder tegningsmateriale til problemløsningen. Ved kildehenvisninger i rapporten er der henvist til referencelisten med firkantede parenteser for internetkilder: [Ix] og for bøger: [Bx,] hvor x betegner kildenummeret. Er der ikke en kildehenvisning ved en figur, illustration eller tabel, er det eget materiale. Figurer og tabeller er navngivet med x.x efter afsnit og rækkefølge. Ved henvisning til bilag, skrives det ind i teksten eller som: (se bilag x). Ved henvisning til tegningsmappe eller tegninger heri, skrives det ind i teksten eller som: (se tegning xxx) Ved ordforklaringer er der benyttet fodnote. Ved statiske beregninger i problemløsningen findes henvisninger under afsnit og på bilag i stedet for referencelisten. 3

5 Indholdsfortegnelse Titelblad... 2 Synopsis... 2 Forord Indledning Metode Problemanalyse Danmarks klima, arealanvendelse og naturressourcer Klimaforhold i Danmark Arealanvendelse i Danmark Naturressourcer til træ, beton og tegl i Danmark Opsamling Forhold ved den fysiske planlægning i Danmark Naturbeskyttelse By- og landzoner Lokalplaner Opsamling Bygningslovgivning og bygningsreglement i forhold til etagebyggeri Brandkrav for konstruktive dele ved etagebyggeri til boliger Indeklima Energiforbrug Opsamling Interesseparter Opdeling af interesseparter Opsamling Typer af eksisterende etagehuse i Danmark, Sverige og Storbritannien Eksempler på etagehuse i Danmark Eksempler på etagebyggeri i træ i Sverige og Storbritannien Opsamling Materialeegenskaber for træ og beton Styrkeforhold Varme- og lydisoleringsegenskaber ved træ og beton Brandforhold Materialeegenskaber med betydning for indeklima Levetid for træ og beton Opsamling

6 3.7 Produktion af elementer til etagehuse Fremstilling af betonelementer til etagebyggeri Fremstilling af træelementer til etagebyggeri Opsamling Montage af elementer til etagehuse Træelementer Betonelementer Opsamling Opsamling på problemanalysen Diskussion Konklusion Problemformulering Afgrænsninger Kravspecifikationer Problemløsning Design Ud- og indvendige dimensioner af moduler som følge af regler om transport og frihøjde i boliger Bærende dele i moduler Modultyper Adgangsveje i bygning Facadebeklædning Beskrivelse af konstruktionsopbygning Fundament og terrændæk Ydervæg Lette indervægge Lejlighedsskel Etageadskillelse Tagmoduler Vådrumskonstruktion Altaner Modulernes samlingsprincip Facadeelementer Opbygning Typer af facadebeklædning Aluminiumsramme Profiler Inddækninger

7 5.3.6 Montage Dimensionering af bærende dele i modul Beskrivelse af konstruktive forhold Henvisninger Materialekvalitet Nyttelast Naturlast Dimensionering af elementer Opsamling Kontrol af anvendelse af byggesystem eksempel Valg af grund Beskrivelse af grund Placering af byggeri på grund Udformning af en bygning Beregning af vindlast på en bygning Diskussion Konklusion Referencer Bilag

8 1 Indledning I Danmark var træ et væsentligt byggemateriale ved etagebyggeri på 1-2 etager, før etagehuse til lejeboliger blev udbredt. I 1800-tallet blev tegl, som massivt murede ydervægge, langt det væsentligste byggemateriale i bærende konstruktioner til etagehuse, da det muliggjorde højere og større bygninger, end datidens trækonstruktioner kunne bære. Træ blev stadig anvendt til etageadskillelser i form af træbjælkelag, men i løbet af tallet blev anvendelsen af jernbjælker i etageadskillelser mere udbredt end træbjælker. Samtidig blev beton udbredt som byggemateriale til trapper, som før var bygget af træ. Efter 2. Verdenskrig blev beton og jernbeton, som følge af mangel på jern, det væsentligste byggemateriale i etagebyggeriet, og var under konstant udvikling. Det medførte en industrialisering af etagebyggeriet, som hovedsageligt kom til at bestå af præfabrikerede betonelementer. Dog blev træ stadig anvendt i tagkonstruktioner til etagebyggeri ved de fleste tagtyper. [I1.1] Tegl, beton og stål er de mest anvendte materialer i etagebyggeri i nutidens Danmark. Den stigende interesse for økologi og bæredygtighed åbner dog op for nye byggemetoder og -materialer, herunder etagebyggeri med bærende konstruktioner udelukkende af træ. Træhuse indtager i dag en meget beskeden plads i dansk byggeri, når det kommer til større etagebyggerier, i forhold til i andre lande. Men hvad skyldes dette? Er det et spørgsmål om tradition, besidder træ ikke de fornødne egenskaber til at blive anvendt i etagebyggeri, eller mangler det industrielle byggeri viden indenfor udformningen af træelementer. Ud fra denne undren opstod det initierende problem: Hvorfor er etagehuse af træ opført som elementbyggeri ikke så udbredt i Danmark i forhold til traditionelt etagebyggeri? Med etagehuse af træ menes, at de bærende konstruktioner er af træ, og det mest anvendte byggemateriale i bygningen er træ. Hvorfor elementbyggeri af etagehuse af træ ikke er så udbredt i Danmark, kan skyldes en række faktorer. Det kan være klimaet i Danmark, som måske ikke er gunstigt for anvendelsen af træ i etagebyggeri, eller mængden af materialeressourcer i landet. Det kan være byggeskikken i Danmark, som har bevæget sig væk fra anvendelsen af træ, herunder trenden indenfor design af etagebyggerier og det ønskede udtryk i f.eks. større byer i Danmark. Det kan også være lovgivningen, som ikke fremmer anvendelsen af træ til bærende konstruktioner i etagebyggeri, eller som ligefrem modarbejder det. Det kan være egenskaberne ved træ og arbejdsprocessen, som måske er mere krævende ved produktion og montage, end traditionelt etagebyggeri er. En analyse af ovenstående problemstillinger skal give svar på det initierende problem. 7

9 2 Metode Det følgende metodeafsnit har til formål at give et overblik over hvilke metoder, der er brugt til at besvare det initierende problem og problemformuleringen. I problemanalysen bliver der løbende sammenlignet mellem træ og beton. Her bliver gjort brug af litterære studier til at finde de nødvendige informationer. Derudover analyseres der på fordele og ulemper ved de to materialer og deres egenskaber, da dette giver et overblik over hvilke problemstillinger, der kan forekomme. Der bliver analyseret på den fysiske planlægning og lovgivningen i Danmark for at finde ud af hvilke bestemmelser og retningslinjer, der er ved etagebyggeri af træ, og derudfra konkluderes hvilke begrænsninger, der er ved træbyggeri. For at få et indtryk af hvilken erfaring, der allerede er gjort inden for etagebyggeri af træ, hentes inspiration både fra Danmark og fra udlandet. Der er benyttet en SWOT model for at skabe et overblik i diskussionen. Modellen er brugt til at samle opsamlingerne fra afsnittene i problemanalysen. I problemløsningen anvendes energikrav, lydisoleringskrav, transportregler og generelle bygningsbestemmelser fra bygningsreglementet til at sætte rammer for design af løsningsmodellen. Der anvendes Eurocodes og nationale annekser til dimensionering af den valgte konstruktion. Derudover undersøges lokalplaner for valg af grund til et etagebyggeri i Esbjerg Kommune, og tegningsmateriale udarbejdes i AutoCAD. 8

10 3 Problemanalyse 3.1 Danmarks klima, arealanvendelse og naturressourcer Klimaet har stor betydning for den måde, som boliger bliver opført og udformet på. Det kan påvirke byggeskikken i et område, så den udvikler sig i en bestemt retning. På samme måde kan arealanvendelsen i et område påvirke byggeskikken, da lettilgængelige byggematerialer oftest er billigere og nemmere at anvende. På figur 1 findes et kort over Danmark og landets placering i verden. Figur 1: Danmarkskort med placering i verden. [I3.2] Klimaforhold i Danmark Danmark er beliggende i den tempererede klimazone 1 på den nordlige halvkugle. Det giver relativt kølige somre og relativt varme vintre med hhv. 16 o C og 0,5 o C i omtrentlig gennemsnitstemperatur. Nedbør falder jævnt over hele året, med mest i september til november og mindst i februar og april. [I3.3] Det blæser også ofte, hvilket til dels skyldes, at landet næsten helt er omgivet af hav (se figur 1). Klimaet kan opdeles i fire årstider; forår, sommer, efterår og vinter. Her er sommeren fra juni til august, og vinteren er fra december til februar. De mellemliggende perioder er kendetegnet ved omskifteligt vejr og til- eller aftagende temperatur for hhv. forår og efterår. 1 Bestemt ved, at den varmeste måned i gennemsnit er over 10 o C, og den koldeste måned i gennemsnit er under 5 o C. 9

11 3.1.2 Arealanvendelse i Danmark Danmark har et areal på ca km 2. [I3.4] På tabel 3.1 ses, at størstedelen af arealet bliver anvendt som landbrugsareal, en mindre del er skov og hede og en tilsvarende del er by, vej, anlæg og sø, eng, mose. Det kan ses, at Danmark har mest landbrugsareal og mindre skovareal. Tabel 3.1: Arealanvendelse i Danmark [I3.4] Landbrug Skov og hede By, vej og anlæg Sø, eng og mose 66% 16% 10% 7% km km km km Naturressourcer til træ, beton og tegl i Danmark Den årlige hugst af nåletræ i Danmark er ca. 1,5 mio. m 3, hvor ca. halvdelen bliver skåret op til byggematerialer. [I3.5] De danske savværker dækker ikke mere end % af efterspørgslen på træ til den danske byggeindustri, så der bliver importeret en mængde træ, hovedsageligt fra Europa. [I3.6] Derimod findes råstofferne til beton (sand, kalk, sten, vand) i større mængder, og der bliver da årligt produceret ca. 10 mio. ton beton i Danmark. I produktionen af beton bliver anvendt restprodukter, som flyveaske, fra andre produktioner, og genanvendelsesprocenten af beton i Danmark er på ca. 90. [I3.7] Ler, som brændes til tegl, er også et udbredt råstof i Danmark. I 2000 blev der udvundet ca m 3 ler til teglproduktionen. [I3.8] Opsamling På grund af Danmarks placering i verden, er nedbør jævnt fordelt over hele året. Derfor er der sjældent lange perioder med tørt vejr. Skal man opføre en konstruktion, der kræver tørvejr, skal det enten gå hurtigt, eller den skal overdækkes. Da der ikke foregår nok skovhugst i Danmark til at dække behovet for træ i byggeindustrien, importeres resten af træet. Til gengæld kan beton og tegl produceres i større mængder i Danmark, end træ, til byggeindustrien. Det kan være årsag til, at beton og tegl er de mest udbredte byggematerialer ved etagebyggeri. 3.2 Forhold ved den fysiske planlægning i Danmark I dette afsnit beskrives, hvilke udfordringer og muligheder den fysiske planlægning giver for etagebyggeri med træelementer i Danmark. Herunder beskrives planlovens retningslinjer for naturbeskyttelse og land- og byzoners planlægning. Den fysiske planlægning fastsætter rammer for, hvordan naturressourcer udnyttes, og hvad arealer bruges til Naturbeskyttelse De statslige interesser i kommuneplanlægningen (som eksempel henvises til udgaven fra 2013) [I3.9] har i mange år påbudt, at skovearealer forøges, og at værdifulde landskaber bevares. Regeringen har i 1989 bestemt, at skove skal fylde 25 % af Danmarks areal inden år [I3.10] Dette er et langsigtet mål, som der stadig arbejdes på. Der er en årlig nettotilvækst af skov i Danmark på 1 mio. m 3. [I3.10] Selvom en industriel proces, hvor etagebyggeri af træ laves af træ fra Danmark, sandsynligvis ikke ville bevirke en negativ forøgelse af skovarealer, ville yderligere fældning af træer sænke skovforøgelsesprocessen. 10

12 Desuden fastlægger de statslige interesser i kommuneplanlægningen, at skove så vidt muligt skal bevares, da disse er store og vigtige friluftsområder. [I3.9] By- og landzoner Adskillelsen af land og by har været et væsentligt punkt i de statslige interesser i kommunal- og regionalplanlægningen i mange år (se bl.a. udgaverne fra 2000, 2009, 2013 og statslige interesser i regionplanrevision 2005). Det vil sige, at en udvidelse af byområder i form af byggeri og anlæg skal ske tæt på den eksisterende by. Ydermere skal spredt bebyggelse i landområder og i naturen tæt på byer undgås for at bibeholde rekreative områder rundt om byzonerne. Begrænsningen af spredt bebyggelse skyldes også landsplanernes ønske om at minimere vejanlæg for at skåne den eksisterende natur. Bebyggelse i landzonerne er forbeholdt bygninger, der er tilknyttet landbrug og fiskeri. Dette har som konsekvens, at etagehuse af træ, ligesom alt andet beboelsesbyggeri, skal placeres i byerne. Det er dog i statens interesse, at byer revitaliseres de steder, som ikke bruges aktivt længere. Dette kunne f.eks. være nedlagte erhvervsområder eller ubenyttede boligområder Lokalplaner En lokalplan er en plan, som udarbejdes af kommunalbestyrelsen, og som gælder for et bestemt område. Planlovens 15 stk. 2 angiver eksempler på, hvad en lokalplan kan bestemme. Dog er der flere muligheder for, hvilke retningslinjer en lokalplan kan indeholde. En lokalplan kan f.eks. indeholde retningslinjer om materialebrug for bygninger, så de passer ind i omgivelserne, eller bestemmelser om, hvad arealet skal bruges til (f.eks. beboelsesbyggeri, friluftsareal eller offentlige formål) Opsamling Der er teoretisk set ikke mangel på materielle ressourcer i Danmark, men den fysiske planlægning modvirker et øget forbrug af dansk træ. Hvis man i Danmark laver elementbyggeri af træ til en industri, vil producenten være nødt til at importere træ fra andre lande. Kravet om placeringen af etagehuse har sandsynligvis også været en hæmmende faktor for udbredelsen af etagehuse af træ. Lokalplaners indhold kan ydermere bidrage til, at det er vanskeligt at placere etagetræhuse der, hvor de anses som praktiske. Statens ønske om at revitalisere dele af byzonerne kunne imødekommes ved at bygge etagehuse af træ, da træ ville give en kontrast ift. de dominerende etageboliger af traditionelt bygningsmateriale. 3.3 Bygningslovgivning og bygningsreglement i forhold til etagebyggeri Bygningsreglementet indeholder de lovmæssige krav og retningslinjer, der stilles til byggeriet. Den består af detaljerede tekniske forskrifter for bygningers opførelse, konstruktion og brug for hele landet. Bygningsreglementet gælder for nybyggeri og tilbygning, og når der sker større ændringer af en bygning. [I3.11] En analyse af bygningsreglementets bestemmelser for brandforhold, indeklima og energikrav skal belyse, hvordan bygningsreglementet forholder sig til etagebyggeri udført i træ ift. traditionelle materialer. 11

13 3.3.1 Brandkrav for konstruktive dele ved etagebyggeri til boliger For at et etagebyggeri kan være brandsikkert, skal det opfylde kravene i bygningsreglementets kap. 5 omkring brandforhold. I dette afsnit behandles kun kravene til de konstruktive dele ift. brandklasser og materialernes primærklasser. Følgende bygningsdele er omfattet kravene: Bærende og stabiliserende bygningsdele, dvs. yder- og indervægge samt søjler og bjælker i alle husets etager. Etageadskillelse mellem husets etager. Beklædninger af vægge eller underside af lofter. Tagbeklædning Brandklasser Danmark er ved at overgå fra de danske brandklasser til nye fælles europæiske brandklasser. I denne overgangsfase gælder begge brandklasser. De europæiske klasser dækker over det samme som de danske, men der er andre betegnelser for brandklasserne. Udover brandklassen angives der et tal for, hvor lang tid bygningsdelen kan modstå brand. [I3.12] Bygningsreglementet Bygningsreglementet tillader opførsel af etageboliger op til 4 etager, hvor træ udgør det bærende konstruktionsmateriale. Dog skal bygningen være forsynet med et sprinklersystem eller have et brandbeskyttelsessystem 2. Der stilles krav til de bærende og adskillende bygningsdeles brandklasse, ligesom der stilles krav til den udvendige og indvendige beklædningsklasse. Kravene afhænger af, om bygningen er sprinklet eller besidder et brandbeskyttelsessystem. Ønskes der at bygge op til 8 etager, skal bygningsdelene konstrueres med materialer, der besidder bedre brandtekniske egenskaber end træ, som f.eks. beton og stål. [B3.1] Brandsektioner Ifølge bygningsreglementet bør følgende rum udgøre selvstændige brandsektioner: trapperum, elevatorskakte, maskinrum, installationsskakte, gennemgange og tilsvarende passager, som er flugtvej eller adgangsvej for redningsberedskabet. Ved adskillelserne af disse rum ved etageboliger op til 4 etager, skal bygningsdelen udføres efter de særlige regler for brandsektioner. [B3.1] Dette medvirker, at træ ikke kan bruges som beklædningsmateriale i disse brandsektioner. Materialekrav Adskillelserne imellem rum til alm. boligbenyttelse kan konstrueres i træ, hvis bygningen er sprinklet. Er bygningen udført med et brandbeskyttelsessystem, skal træet i adskillelserne være omsluttet af et ikke brændbart materiale. Træ kan ikke anvendes som tagdækning, da træ ikke opfylder kravene til tagets brandklasse. Ved etageboliger op til 4 etager skal der benyttes overfladematerialer, som ikke medvirker til brandspredning langs ydervæggen. Som udgangspunkt er alm. træ ikke godkendt som overflademateriale. Hvis der ønskes den størst mulige anvendelse af træ som byggemateriale, skal træet behandles. Ved at brandimprægnere træ er det muligt at forbedre de brandtekniske egenskaber. [I3.13] 2 Et brandbeskyttelsessystem sikrer, at de brændbare materialer i den beskyttede konstruktion ikke medvirker til eller påvirkes af branden i det tidsrum, hvor konstruktionen skal bevare sin brandmodstandsevne. 12

14 Bygninger skal placeres i sikker afstand til vej- og stimidte og naboskel for at undgå brandspredning. Afstanden afhænger af bygningens udvendige overflade. Fremkommer der flere bygninger på samme grund, skal disse placeres med en afstand imellem dem, så det er muligt at evakuere personer inden branden spreder sig. Den mindste afstand til en given bygning kan først blive fastlagt efter, at overfladematerialet er valgt. [B3.1] Indeklima En konstruktion skal opføres således, at der opnås et tilfredsstillende indeklima. Her har termiske forhold, lysforhold, akustisk indeklima og luftkvalitet betydning for den bygningsmæssige del af indeklimaet. Termisk indeklima Bygninger skal opføres således, at der under brug opretholdes sundhedsmæssige tilfredsstillende temperaturer. [I3.14] Det termiske indeklima bestemmes af: Luftens og overfladernes temperatur Luftens hastighed og turbolensintensitet Luftens fugtighed Som tidligere nævnt medvirker træ til stabile temperaturer. Dog er det termiske indeklima påvirkelig under selve brugen af konstruktionen. Dette betyder, at det er brugernes ansvar, hvis bygherren har udformet konstruktionen optimalt, at vedligeholde et tilfredsstillende termisk klima. Luftkvalitet I naturmaterialer, såsom træ, findes naturligt den kemiske forbindelse formaldehyd 3. Denne kan forringe luftkvaliteten, og derfor anbefaler WHO 4, at det samlede formaldehydindhold i luften ikke overstiger 0,1 mg/m 3. For at undgå et for højt formaldehydindhold skal materialet være CE-mærket i klasse E1 efter DS/EN13986 [I3.15]. Her er det vigtigt, at bygherren er opmærksom på dette, men da de fleste træprodukter allerede er CE-mærkede efter de gældende produktstandarder, forvolder dette ikke problemer. Ifølge bygningsreglementets kap kap. 1 skal bygninger ventileres, da dette bidrager til et tilfredsstillende indeklima. Dette kan dog være i form af naturlig ventilation. Mekanisk ventilation eller hybrid ventilation kan om nødvendigt også anvendes. Akustisk indeklima Lydforholdene i en konstruktion er vigtige for et godt indeklima, og der er mange forskellige måder, hvorpå lyd kan påvirke et indeklima. Der skal være en tilstrækkelig lydisolation, hvilket opnås ved at ligge stor vægt på valget af materialer, materialets tykkelse og samlingsdetaljerne. Derudover er det også vigtigt, at efterklang og trinlyd generer mindst muligt. Ifølge bygningsreglementets kap stk. 1 må grænseværdien for trinlyd og luftlyd 5 mellem en bolig og rum uden for boligen for lette konstruktioner ikke overskride 53dB og 33dB for støj fra tekniske installationer og trafikstøj [I3.16]. Decibel (db) skalaen er opbygget således, at hver gang lydeffekten fordobles, øges dbindekset med 3. I en lille dagligstue er der normalt mellem 20-30dB støj, og tale i normalt stemmeleje ligger omkring 60dB. 3 Et stof der ved stuetemperatur optræder som en giftig gasart, med en skarp og stikkende lugt. 4 World Health Organisation 5 Udtryk for, i hvilken grad luftlyd, fx musik fra en højttaler eller samtale - transmitteres fra et rum til et andet. 13

15 Som nævnt ovenfor er dette et punkt, hvor konstruktioner af træ har nogle udfordringer. For at træ lydisolerer lige så godt som beton, kræver det en tykkere etageadskillelse, end det er nødvendigt ved betonbyggeri Energiforbrug Ifølge bygningsreglementet kap stk. 1 skal energirammen, hvilket er en bygnings samlede energibehov, opfylde kravene i tabel 3.2. [I3.17] Derudover skal bygninger opfylde bygningsreglementet kap. 7.6 krav til mindste varmeisolering, da det medvirker til energibesparelse, forbedrer komfort og mindsker risiko for kondens. De enkelte bygningsdele skal isoleres svarende til de givne værdier i kap. 7.6 stk. 1. Tabel 3.2: Bygningsreglementets krav til energiramme, hvor A er det opvarmede etageareal [I3.17] Almindelige krav Lavenergiklasse 2015 Bygningsklasse ,2+1659/A kwh/m /A kwh/m 2 30 kwh/m Opsamling Bygningsreglementets brandkrav har stor indvirkning på materialevalget til boligbyggeri. Herudover er det ikke muligt at opføre et etagebyggeri i mere end 4 etager, når de bærende elementer udføres i træ. Det er ikke muligt at udføre et etagebyggeri udelukkende i træ, pga. kravene til tagdækning, fundament og brandsektionernes adskillelser. Ved anvendelse af et sprinklingssystem kan der opnås den størst mulige anvendelse af træ. Det er muligt at opføre et etagebyggeri, hvor træ udgør den største del af materialevalget. Træ medvirker til et stabilt termisk indeklima, hvilket betyder, at der ikke umiddelbart forekommer temperatursvingninger i konstruktionen. De nødvendige foranstaltninger for at opnå en god luftkvalitet ved træ som byggemateriale er på forhånd opfyldt hos leverandøren. For at få et optimalt akustisk indeklima skal der lydisoleres, da træ ikke isolerer nok i sig selv. 3.4 Interesseparter Interesseparter, der har en negativ indflydelse på etagehuse i træ, kan være en grund til den manglende udbredelse af byggemetoden. Det er vigtigt at forholde sig til dem, som forhindrer udbredelsen, men også dem der kan bære byggemetoden frem. En analyse af interesseparterne skal kortlægge hvem, der er interessenter, aktører og hvem, der kan fungere som teknologibærere. Disse forskellige grupper af interesseparter skal håndteres forskelligt alt efter deres indflydelse. Teknologibærerne er vigtige at have for øje, hvis der skal skabes en større udbredelse af byggemetoden. Teknologien (træelementer) er på anvendelsesfasen, hvilket betyder, at teknologien eksisterer, men den kan justeres [I3.18]. Denne betragtning har indflydelse på valget og prioriteringen af interesseparterne. I det følgende vil interesseparterne blive opdelt i kategorier, og der vil være en kort beskrivelse af de mest indflydelsesrige interesseparter Opdeling af interesseparter Interesseparterne opdeles i interessenter, aktører og teknologibærere. Dette skal give et billede af hvilke parter, der skal tages højde for og i hvilken grad. Opdelingen ses på tabel

16 Tabel 3.3: Opdeling af interesseparter efter deres indflydelse på projektet Interessenter Aktører Teknologibærere Beboerne i træhuse Miljøministeriet Træelementproducenter Boligforeninger De rådgivende 6 Forsikringsbranchen Forskningsinstitutioner Bygningsreglementet De udførende 7 Betonproducenter Nabobygninger Brandvæsenet Miljøorganisationer Esbjerg Kommune Finansieringsbranchen Beboerne Beboerne er som de eneste placeret under interessenter, da beboerne ikke direkte kan få indflydelse på projektet, men de bliver påvirket afhængigt af projektets resultat. Beboerne har ikke direkte indflydelse, men der skal være en bevidsthed omkring konsekvenserne for beboerne afhængigt af projektets resultat. Miljøministeriet Miljøministeriet har indflydelse på projektet alt efter hvor, selve træet til etagehusene skal komme fra. De ønsker, at skovene i Danmark skal bevares og endda stige arealmæssigt. [I2.33] Derfor vil Naturstyrelsen muligvis gå ind og præge projektet negativt. Hvis træet til gengæld importeres udefra, vil Miljøministeriet muligvis se positivt på projektet. Esbjerg Kommune Esbjerg Kommune har indflydelse på placeringen af træhuse igennem deres udarbejdede lokalplaner. Træhuse passer generelt ikke i stilen med f.eks. Esbjerg midtby, hvilket medfører, at nogle lokalplaner skal ændres. Brandvæsenet Når der bygges træhuse, er brandforanstaltningerne i bygningen et stort fokus punkt, både med hensyn til konstruktionen og designet. Derfor skal brandvæsenets krav og tilgængelighed medtages i projektet. Udover dette kan brandvæsenet udstede bevillinger til et givent projekt, hvor brandforanstaltningerne er anderledes end beskrevet i bygningsreglementet [I3.19]. Finansieringsbranchen Træhuse har en begrænset levetid, der er betragteligt lavere end traditionelle betonhuse. Det faktum, at træhuse har en kortere levetid, kan have negativ indflydelse på finansieringen af et givent projekt som indebærer træhuse. Forsikringsbranchen I forlængelse af problematikken omkring træhuse og brand kan træ som materiale have indflydelse på forsikringen af et givent etagehus. Det er f.eks. dyrere at forsikre et hus med stråtag, derfor kan forsikringsbranchen påvirke projektet negativt [I3.20]. 6 Ingeniører og arkitekter 7 Entreprenører, håndværkere, montagefirmaer, transportfirmaer 15

17 Teknologibærere Teknologibærerne er vigtige interesseparter med hensyn til at fremme projektet. De har den nødvendige viden, teknologi og interesse til at udføre og bære byggemetoden frem. Teknologibærerne har stor indflydelse og skal have meget opmærksomhed igennem projektet. De rådgivendes rolle er at udvikle og implementere byggemetoden. De udførendes rolle er at konstruere, levere, udføre og vedligeholde byggeriet Opsamling Aktørerne med negativ indflydelse skal ikke undgås, men bruges aktivt når der skal skabes en byggemetode. Hvis byggemetoden konstrueres, så der i videst muligt omfang tages hensyn til deres krav og behov, vil det automatisk skabe en bedre løsning. Teknologibærerne skal direkte implementeres i forløbet, hvor byggemetoden skal konstrueres. De har den fornødne viden, og de skal udføre arbejdet, når byggemetoden skal udføres. 3.5 Typer af eksisterende etagehuse i Danmark, Sverige og Storbritannien Dette afsnit skal belyse, hvad der menes med et traditionelt etagehus. Der beskrives hvor udbredt opførelsen af etagehuse af træ er ift. traditionelt etagebyggeri i Danmark. Ud fra eksisterende projekter sammenlignes etagebyggeri i træ og beton for at få et overblik over fordele og ulemper ved de to byggestile, -materialer og -metoder. For at få et indblik i erfaringen med etagebyggeri af træ som elementbyggeri vil der komme eksempler fra Danmark, Sverige og Storbritannien Eksempler på etagehuse i Danmark I flere århundreder har tegl været det mest brugte byggemateriale til facader og tage, hvilket også ses i de danske byer. Som tidligere nævnt er betonelementer blevet et mere anvendt materiale i de sidste 40 års industrialiserede byggerier. Der findes kun begrænsede eksempler på etagebyggeri i træ, der oftest som etplans huse og sommerhuse. [B3.2] Når der ses på etagebyggeri, fokuseres der udelukkende på beboelse. Traditionelt etagebyggeri i Danmark Ved traditionelt etagebyggeri forstås betonelementer, hvor de bærende konstruktioner opføres først. Herefter udføres indvendige og udvendige monteringer, installationer og overfladeafslutninger. Opførelsen udføres vandret, etage for etage, med taget som afslutning. Dette er den mest anvendte form for etagebyggeri i Danmark. Da der er stor erfaring inden for byggeteknikken, er det let at tilpasse elementerne til det ønskede design. På figur 3.2 ses moderne etagehuse opført af letbeton og betonelementer. 16

18 Figur 3.2: Etagehus opført af letbeton og betonelementer ved Fuglesang Sø i Herning[I3.21] Etagebyggeri af træ i Danmark I 1970 præsenterede Jørn Utzon et byggesystem "Espansiva", der var designet til opførsel af etagehuse i træ. Byggesystemet havde mange forskellige sammensætningsmuligheder. Det var et forsøg på industrielt at fremstille træelementer, så opførselstiden på pladsen kunne reduceres. Samtidigt forventedes en bedre kvalitet og sikkerhed. Desuden skulle det være muligt at købe byggesystemet ved den lokale trælasthandel. Systemet blev dog ikke særligt udbredt, blandt andet pga. for stort materialeforbrug. Selve idégrundlaget er dog til stor inspiration, når det kommer til elementbyggeri. Samtidig udviklede Arkitektfirmaet Halldor Gunnløgsson og Jørn Nielsen et byggesystem med rumstore containere i træ. Disse blev stablet, forskudt og sammenkoblet for at skabe variation og forskellig størrelse på boligerne. Dog skulle altaner og terrasser bygges på pladsen. På figur 3.3 ses dette byggesystem. Der blev opført flere hundrede i "Sortemosen" i Herlev, også kaldet Cowboybyen. Cowboybyen er, 25 år efter opførslen, igennem en omfattende genopretning, hvor der ændres følgende: nye badeværelser, nye altaner, genopretning af facader, inkl. nye vinduer og døre, der skal sikre en bedre isolering af boligerne. Dette gøres for at fremtidssikre bygningerne. Figur 3.3: Rækkehuse opført som byggesystem i træ, "Sortemosen" i Herlev[I3.22] 17

19 CASA NOVA projektet udarbejdet af entreprenørfirmaet Skanska, ingeniørfirmaet COWI og NOVA 5 arkitekterne, vandt i maj 1994 en konkurrence, udskrevet af Erhvervsfremmestyrelsen og Boligministeriet, om "Proces- og produktudvikling i byggeriet". CASA NOVA er et byggesystem til etagehuse med de bærende konstruktioner i træ. Meningen med projektet var at benytte den samme teknik som til det industrielle betonbyggeri, bare i træ. Vådrum og trappeopgange er rumstore enheder i beton, der benyttes hhv. på grund af sikkerhed for vandtæthed og brandkrav. De placeres først på fundamentet, hvorefter de plane, rumstore, præfabrikerede elementer i træ monteres. Projektet blev en stor succes på trods af startvanskeligheder med planlægningen ved det første projekt. I perioden blev der opført 1500 boliger i træ. På figur 3.4 ses et af CASA NOVA projekterne opført i Herning. [B3.2] CASA NOVA projektet var desuden medvirkende til at kravene til etagebyggeri i træ blev ændret til BR 95, så det nu var muligt at bygge træhuse op til 4 etager, da der blev udført brandtest på konstruktionerne.[i3.23] Figur 3.4 etageboliger udført som CASA NOVA projekt i Herning.[I3.24] På trods af begrænsningen i BR 95, hvor der kun må bygges etagehuse i træ op til 4 etager, er der flere gange givet dispensationer på dette punkt. F.eks. "Terrassehuset" i Frederikshavn på 5 etager, hvor bygningen er opført af præfabrikerede rumstore elementer i træ. Opførelsestiden var på 2 dage. Inden de første opførelser blev facadeløsninger og konstruktive løsninger afprøvet ved Teknologisk Institut. [I3.25] Vejle Kommune og Boligforeningen Østerbo har planer om at opføre Danmarks højeste etagehuse af træ på 8 etager, hvor de bærende konstruktioner også skal være af træ. Myndighederne og det lokale brandvæsen har forhandlet om hvilke foranstaltninger, der skal til for at få dispensation. Facaden skal beklædes med brandimprægneret træ, herudover skal de enkelte lejligheder og facaden udstyres med sprinkleranlæg.[i3.26] Det populære Sunshine House projekt blev udviklet til en konkurrence, hvor initiativtagerne var Teknologisk Institut og Videnscenter for industrielt byggeri. Målet med projektet var at få bud på et præfabrikeret super-lavenergi rækkehus, videreføre begrebet passivhus og sprede den viden, der opnås under projektet. Projektet blev opført som Unit House, hvor hvert rækkehus består af 5 præfabrikerede units, der samles på pladsen. Husene har fået et moderne udtryk som ses på figur 3.5.[I3.27] 18

20 Figur 3.5 Sunshine House projekt opført i Kolding og Vollerup i Sønderborg[I3.27] Sammenligning af traditionelt etagebyggeri og etagebyggeri i træ Der tages udgangspunkt i opførte CASA NOVA byggerier, hvor der blandt andet er lavet miljøvurderinger. Følgende punkter sammenlignes: levetid, indeklima, energiforbrug, økologi og miljø, økonomi og tidsforbrug, design. Økologi og miljø Træ er et voksende og bæredygtigt materiale. Det kan dokumenteres, at på det skovareal, der fældes for at bygge et hus, kan der vokse 2 gange det træ, som der er brugt til huset, på husets levetid. Dette kræver dog, at der bliver foretaget skovrejsningsprojekter, så træet hele tiden bliver produceret. I 1998 er der udarbejdet en rapport om miljøvurdering af fleretagers træhuse. Her er der lavet en miljøprofil af træhuse ift. traditionelt betonbyggeri. Her konstateres der, at energiforbruget til opførelse af træhusene og CO 2 -udledningen er halveret. På tabel 3.4 ses energiforbruget for angivne bygningsdele. Tabel 3.4: Energiforbrug for bygningsdele fra vugge til montering. [I3.28] Konstruktioner Betonbyggeri Træhus Indervægge 790 MJ/m MJ/m 2 Etagedæk 1070 MJ/m MJ/m 2 I rapporten dokumenteres yderligere, at miljøpåvirkninger, som udsendelse af næringssalte 8, fotokemiske 9 samt humantok-sikologiske 10 påvirkninger, formindskes ved træhuse. Der opnås en reduktion af drivhuseffekten ved brug af træ i et byggeri, da CO 2 oplagres i materialet.[i3.28] For hver m 3 træ brugt i byggeriet, spares der 2 ton CO 2 i atmosfæren. [I3.29] 8 Salte, som er nødvendige for planters vækst og trivsel. Dem, vi møder oftest, er nitrat, nitrit, ammoniak, ammoniumfosfat og kalium. 9 Stoffer, der dannes i atmosfæren, der igangsættes af lysenergi. 10 Hormonforstyrrende stoffer. 19

21 Energiforbrug Der er foretaget beregninger af varmebehovet samt udført målinger ved CASA NOVA projektet i Herning. Her viste det sig, ved almindelige isoleringstykkelser, at der opnås en besparelse på 30 % på opvarmningen ift. traditionelt etagebyggeri. Træ har det mindste energiforbrug, når det fremstilles (se tabel 3.5). Tabel 3.5: Energiforbrug ved fremstilling af de angivne materialer. [I3.28] Materiale Energiforbrug pr m 3 Træelementer 8-30 kwh Beton kwh Stål kwh Indeklima I CASA NOVA Herning projektet er der foretaget en analyse af beboernes tilfredshed. Denne viser, at beboerne mener, det er af vigtighed med økologisk byggeri og god lydisolering. Størstedelen af beboerne mener, at bygningerne har et meget godt indeklima. Trinlydniveauer (L'n) er omkring 51 db og luftlydisoleringen (R'w) omkring 60 db, da der er taget hensyn til de nødvendige foranstaltninger. [I3.28] Fordi trækonstruktioner er en let bygningsdel, er de mere følsomme over for lyd, derfor skal der tages nogle foranstaltninger, der ikke er nødvendige ved betonelementer mht. lyd. F.eks. skal etagedæk have tilført vægt, der kan gøres med ovntørret sand i kombination med gipsplader. Desuden er det en fordel at benytte nedhængte lofter mht. det akustiske indeklima. Dette gør, at træelementerne bliver tykkere end betonelementerne og tager længere tid at udføre. Træ opsuger og afgiver ikke fugt i samme omfang som beton gør. Da træhuse er velisolerede, vil de føles lunere og mere fri for træk end traditionelle byggerier, hvilket mindsker risiko for sygdomme ved træk. Træ har dog risiko for råd og svamp ved fugtpåvirkninger, hvilket beton ikke har. [I3.30]. Levetid For at træ kan opretholde en lang levetid, er det vigtigt at anvende de rette træarter til de forskellige formål. Konstruktionerne skal også udføres korrekt og tilpasses de forskellige forhold samt vedligeholdes. Beton nedbrydes ikke og skal ikke vedligeholdes, men mange af de syntetiske materialer, som gummifuger og pladebeklædning ved altaner, der benyttes i forbindelse med betonbyggeri, kan dog ikke vedligeholdes, og skal derfor udskiftes, når de bliver slidte. [I3.28] Økonomi og tidsforbrug Ved CASA NOVA projektet erfarede de byggeansvarlige, at byggeriet blev bygget på den halve tid ift. traditionelt byggeri. Desuden var der en besparelse på entrepriseudgifterne på 20 %. [I3.23] Design Etagebyggeri i beton passer godt ind i det danske bybillede, da betonbyggeri har været under udvikling længe og indgår naturligt i det moderne byggeri. Der er skabt stor erfaring indenfor elementbyggeri i beton, og det er derfor almindeligt kendt i byggebranchen, hvordan de forskellige udformninger til designet kan og bør udføres. Ved etagebyggeri i træ opnås en variation i bybilledet, da der kan opnås stor variation i udseendet af bygningerne. Der er ikke opnået så stor erfaring indenfor træbyggeri endnu, og ved hver modifikation i designet skabes flere samlinger mellem elementer og konstruktioner, der skal udvikles på. Dette besværliggør processen. 20

22 3.5.2 Eksempler på etagebyggeri i træ i Sverige og Storbritannien Stadthaus, 24 Murray Grove, London På figur 3.6 ses Stadthaus. Dette er, med sine 9 etager, et af verdens højeste etagebyggerier i træ på nuværende tidspunkt, og både trappeopgange og elevatorskakter er lavet i træ. Det er dog kun de øverste 8 etager, som er opført i træ. Det blev opført som elementbyggeri, hvor alle elementer var præfabrikerede og udført med teknologien Cross-Laminated Timber (CLT), som er udviklet i Østrig af KLH Massivholz 11. [I3.31] CLT er tørt nåletræ, som er limet sammen i lag på tværs af hinanden og presset, så det er muligt at lave elementer med en relativt stor spændvidde. [I3.32] Anvendelsen af CLT gjorde det også muligt at overholde kravene til lydisolering. [I3.34] Hele konstruktionen blev opsat på 9 uger, hvor vinduer og døre blev isat hurtigst muligt for at beskytte det indvendige mod vejret. Hele bygningen stod færdig i 2009, Figur 3.6: Stadthaus, 24 Murray Grove, London. [I3.33] efter 49 uger. Den nye byggemetode med CLT blev tilføjet til det engelske bygningsreglement, så det er muligt at opføre lignende byggeprojekter. [I3.31] Skulle bygningen have været opført som betonbyggeri, ville det have udledt en beregnet mængde CO 2 på 125 tons. Derimod har den mængde træ, som er anvendt i bygningen, optaget ca. 180 tons CO 2. Byggeprocessen blev også forkortet ift. betonbyggeri, da den beregnede opførselstid for en tilsvarende bygning i beton ville være ca. 72 uger. Da elementerne af træ er lettere end elementer af beton, kunne en lettere kran anvendes ved opsætning, og let håndværktøj kunne anvendes til samling, hvilket gjorde opførselsprocessen billigere og mere sikker. [I3.34] Limnologen i Växjö, Sverige I Växjö i Sverige blev et projekt kaldet Välle Broar igangsat i 2006, som omhandler et bestemt område i byen. Der skal byggerier overvejende opføres med træ som det vigtigste byggemateriale. I forbindelse med dette blev projektet Limnologen igangsat, og er det hidtil højeste etagebyggeri i træ i Sverige. Det består af 4 bygninger med 8 etager, hvoraf de øverste 7 er af træ, og indeholder 134 lejligheder og parkeringsfaciliteter. Den bærende konstruktion er af CLT, bortset fra stueetagen, som er lavet i beton. Da designet af bygningen er krævende ift. det anvendte system med CLT, er der anvendt sprinkleranlæg, som en del af brandsikringen, for at kunne bevare designet. Det indvendige design gør, at lydisoleringen er optimal, ved at de indvendige vægge er forskudt for hver etage. 11 Østrigsk producent af bærende og ikkebærende træelementer. 21

23 Det blev opført af præfabrikerede elementer, hvor så mange som muligt af forskellige installationer var indbyggede i elementerne inden opsætning. Under opførslen blev bygningen beskyttet mod fugt af et telt, som blev løftet af en kran efterhånden som bygningen blev færdiggjort (se figur 3.7). Det tog i gennemsnit 10 arbejdsdage at rejse en etage og næsten to år at færdiggøre de to første bygninger. [I3.35] Figur 3.7: Opførelse af et af etagebyggerierne i Limnologen, Växjö i Sverige, med telt som beskyttelse mod vejret. [I3.36] Opsamling Traditionelt etagebyggeri, med beton og tegl som de mest anvendte byggematerialer, er det mest udbredte i Danmark. Der findes eksempler på etagebyggeri i træ rundt omkring i landet med forskellige systemer af elementer og moduler, men det har ikke vundet stort indpas i den danske byggeskik. Det burde det dog, da det kræver mindre energi at producere træelementer end betonelementer. Samtidig lagrer træ CO 2, hvor beton udleder det. Træ giver også bedre indeklima ifølge brugerundersøgelser, men det er mindre modstandsdygtigt overfor fugt, end beton er. Beton og tegl er også de mest anvendte og synlige materialer i byer, hvor træ ville stikke ud i forhold til omgivelserne. Til gengæld er etagebyggeri i træ hurtigere at opføre end traditionelt etagebyggeri, men der mangler erfaring med den byggemetode, som ville optimere hele processen og det færdige produkt. I Sverige og Storbritannien har de bedre erfaringer med etagebyggeri i træ, da de har opført flere større projekter. Der viser træbyggeri sig også at være positivt for miljøet, og med den rette arbejdsproces er det væsentligt hurtigere og billigere at opføre end betonbyggeri. Der er også udviklet mere på produktionen og konstruktionen af træelementerne, så de kan bygge højere end i Danmark, men de individuelle lovkrav har også betydning for den maksimale byggehøjde. Der kan med fordel hentes erfaringer fra udlandet, hvis der skal opføres etagebyggeri i træ i Danmark. 22

24 3.6 Materialeegenskaber for træ og beton Dette afsnit skal give et overblik over materialeegenskaberne for hhv. træ og beton. Afsnittet skal afdække fordele og ulemper ved de to materialer. Dette gøres ved at sammenligne forskellige forhold ved de to materialer vha. teknisk data (tabeller) og erfaringer. Materialeegenskaberne beskrives generelt Styrkeforhold En vigtig egenskab ved konstruktioner er deres styrkeforhold. De enkelte materialers styrke er et udtryk for hvor store belastninger, de kan holde til. Disse belastninger kan f.eks. forekomme i form af tryk, træk, bøjninger eller forskydninger. Herunder ses nogle skemaer for styrketal for hhv. nåletræ og beton. De mest anvendte styrkeklasser for træ og beton er valgt. [I3.37][I3.38] Tabel 3.6: Styrketal for nåletræ (Styrkeklasse C18 og C30). [B3.3] Styrkeklasse Densitet, kg/m 3 Tryk i fiberretning, Træk i fiber- Eks. på styrke ift. volumen. (Middelværdi) MPa retning, MPa C C Densitet, kg/m 3 Tryk, MPa Tabel 3.7: Styrketal for beton (Styrkeklasse 45 og 55). [B3.3] Styrkeklasse, Træk f ck (karakteristisk) 45 Ca ,8 Eks. på styrke ift. volumen. 55 Ca ,2 Man kan ud fra tabellerne se, at der er stor forskel på træ og betons styrker. Det ses, at evnen til at modstå hhv. tryk og træk er meget forskellige for de to materialer. Desuden har træ bedre styrkeegenskaber ift. densitet. Eksempler på styrke ift. volumen ses i tabel 3.6 og 3.7. Endnu en faktor ved sammenligning af de to materialers styrkeegenskaber er, at beton er homogent, mens der er forskel på træs styrke, alt efter om træet påvirkes af en kraft i fiberretningen eller vinkelret på denne. Der gælder nemlig, at træs styrke vinkelret på fiberretningen er meget lavere end langs med fibrene. Ydermere vil træ i konstruktioner ændre sine styrkeegenskaber i løbet af dets levetid. [B3.4] Fra naturens side vil der altid være uregelmæssigheder, f.eks. knaster, i træ. Disse kan påvirke træets styrke. Fugtindholdet bestemmer også styrkeegenskaberne for træ. Træ undergår en volumenændring, når det udtørrer. For gran er den procentvise volumenændring ved udtørring 11,9 %, mens den for fyr er 12,1 %. [B3.5] Beton derimod ændrer nærmest ikke sit volumen. Beton er generelt mere forudsigelig end træ, når man arbejder med konstruktioner. 23

25 3.6.2 Varme- og lydisoleringsegenskaber ved træ og beton Varmeisoleringsevnen betegner et materiales evne til at lede varmeenergi. Varmeledningsevnen λ (W/mK) er defineret som den mængde energi, der strømmer gennem 1m 3 materiale på 1 time. Træs varmeledningsevne afhænger af vandindhold, densitet og varmeledningsretning (på tværs eller på langs med fibrene). Træ med en densitet på 500kg/m 3 og 10 % vandindhold har en λ-værdi på cirka 0,12 W/mK på tværs af fibrene og 0,24 W/mK på langs, mens den for beton gennemsnitlig er 1,5 W/mK. Dvs. at træ generelt har en meget bedre varmeisoleringsevne end beton. [B3.4] Det er vigtigt at tage højde for lydisolering i etagehuse, da det ønskes undgået, at lyde fra én lejlighed trænger igennem til en anden. Træs luftlydisoleringsevne er ringere sammenlignet med beton pga. forskellen i densitet. [I3.39] Til gengæld er der næsten ingen forskel på beton og træs trinlydsisoleringsevne. For at opnå en tilstrækkelig trinlydsisolering skal beton og træ tit suppleres med isoleringsmaterialer Brandforhold Træ og beton har vidt forskellige brandegenskaber med hver deres fordele og ulemper. Beton er mere modstandsdygtig over for brand og skal påvirkes af en højere temperatur, inden den viser en reaktion. Beton er dog mere uforudsigelig (brud indtræder pludseligt), selvom nedbøjninger kan måles til at ske jævnt. [I3.40] Træ er mere forudsigeligt ved brand, da brandhastighederne er meget jævne. F.eks. er brandhastighederne for fyr og gran ca. 0,8mm/minut. Disse hastigheder afhænger dog af træets fugtindhold. Træ brænder ved en forholdsvis lav temperatur på omkring 300 o C. [B3.4] For træ gælder desuden, at et mere kompakt trævolumen kan modstå brand i længere tid end et mindre kompakt trævolumen (se figur 3.8). Ved brand i en konstruktion vil det derfor forholde sig sådan, at et mere kompakt trævolumen vil opretholde bæreevnen bedre end et tilsvarende mindre kompakt trævolumen. [I3.39] Figur 3.8: En træblok, med dimensioner som den massive blok til venstre, vil være mere modstandsdygtig mod brand, end en træblok med dimensioner som blokken til højre. 24

26 3.6.4 Materialeegenskaber med betydning for indeklima Varmekapacitet Konstruktionsmaterialerne i boliger kan påvirke det termiske indeklima i mindre grad. Vigtigst er dog passende isolering, ventilation og temperaturregulering. Men skal et materiale være medvirkende til at holde en jævn temperatur i en bolig, skal det have en god varmeakkumuleringsevne, som bl.a. er afhængig af varmekapaciteten. Det ses typisk, at materialer med højere densitet har større varmekapacitet end materialer med lavere densitet. [I3.41] I tabel 3.8 ses det, at beton har væsentligt højere densitet, varmekapacitet og varmeakkumulering, end træ har. Tabel 3.8: Varmekapacitet og -akkumulering pr. overfladeareal (Wh/m 2 K) for beton og træ ved temperaturpåvirkning fra én side. Kilde: [I3.41] Materiale Densitet Varmekapacitet pr. overfladeareal Varmeakkumulering pr. overfladeareal v. bestemte tykkelser (kg/m 3 ) v. bestemte tykkelser 2,5 cm 5,0 cm 10 cm 2,5 cm 5,0 cm 10 cm Beton ,7 33,3 66,7 28,6 42,7 48,8 Træ 500 5,6 11,1 22,2 10,6 17,5 17,8 Modstandsdygtighed overfor svampevækst Svampevækst, som skimmelsvamp, i bygninger kan være sundhedsskadeligt for beboerne. Undersøgelser har vist, at der kræves en høj luftfugtighed, før svampevækst foregår i træ, mens svampevækst nærmest ikke forekommer i beton. Som regel er luftfugtigheden noget lavere i lejligheder end den kritiske luftfugtighed for svampevækst i træ, men kan være øget i vådrum. [I3.42] Afgasning af materialer Afgasningstiden er den tid, det tager før et produkt eller materiale ikke afgasser stoffer i mængder, som giver lugt eller er generende for slimhinder. Beton Beton kan afgive flygtige kulbrinter og ammoniak eller ammonium, alt efter produktionsmetode og tilsætningsstoffer. Det er dog undersøgt, at en evt. afdampning af disse stoffer ikke vil påvirke indeklimaet i en bygning, når den står færdig, og den sensoriske lugt vil også aftage med tiden. [I3.43] Derfor har visse betonprodukter fået indeklimamærket med en afgasningstid på 20 døgn. [I3.44] Træ Træ afgiver hovedsageligt aldehyder 12 og terpener 13, som kan være generende for beboere. Er det behandlet, vil det også afgive andre stoffer, alt efter hvad det er behandlet med og hvordan. Træsorten har også betydning for afgasningstiden og hvor meget, der emitteres. Den sensoriske lugt vil også aftage med tiden, men mennesker accepterer oftest lugten af træ, da det luger naturligt. [I3.45] Det ses af tabel 3.9, at fyr er høj-emitterende og deraf har længere afgasningstid end ask, bøg, eg og gran. 12 Klasse af organiske forbindelser 13 Naturligt forekommende kulstofforbindelser 25

27 Tabel 3.9: Afgasningstid for udvalgte træsorter. Kilde: [I3.45] Emission Træsort Afgasningstid (døgn) Lav-middel Ask, bøg, eg, gran Høj Fyr > Levetid for træ og beton Levetid for træ Levetiden for konstruktionstræ afhænger i høj grad af fugtigheden i træet, da træ med en fugtighedsprocent på over 20 er mere sårbart over for angreb fra trænedbrydende svampe, der vil føre til råd. For højt fugtindhold i træ kan forebygges ved konstruktiv træbeskyttelse, så træet når at tørre imellem våde perioder ifølge med skiftende vejr. [I3.46] Levetiden afhænger også af træsorten, da træsorter med højere densitet generelt har længere holdbarhed end træsorter med lavere densitet. For fyr og gran, udendørs, kan levetiden variere fra 5 år og opefter afhængig af risikoen for opfugtning af træet. Generelt vil imprægnering af træ til udendørs brug forlænge levetiden markant. [I3.47] Er træet derimod aldrig udsat for opfugtning, kan levetiden variere fra 100 år og opefter. [I2.48] Levetid for beton Levetiden for beton afhænger hovedsageligt af udførslen og vejret. Er betonen udsat for vejrpåvirkninger, og der er produktionsfejl i betonen, kan levetiden være meget kort, da frostsprængninger og lign. kan ødelægge den. Er betonen derimod udført korrekt, kan den modstå vejrets belastninger og have en levetid på over 100 år. Er betonen beskyttet mod vejret, regnes der med en ubegrænset levetid. [I3.49] Opsamling Egenskaberne for træ og beton er meget forskellige. Det viser sig i styrkeforholdene, hvor træ har større styrke end beton ift. vægt, men mindre ift. volumen. Beton kan tåle større tryk men mindre træk ift. træ. Træ er dog mindre forudsigeligt end beton, da dets styrkeforhold også afhænger af fugtindhold og uregelmæssigheder i strukturen. Konstruktionstræ vil generelt have en bedre varmeisoleringsevne end beton. Modsat har træ mindre luftlydisoleringsevne, fordi det har lavere densitet end beton. Men ved trinlydsisolering er der ikke nævneværdig forskel på materialerne. Det kan påvirke indeklimaet i boliger i forskellig grad. Generelt vil beton være bedre til at holde en jævn temperatur i rum og være mere modstandsdygtigt overfor svampevækst, end træ vil. Afgasningstiden for beton er generelt kortere end for træ. Ved brand er beton mere modstandsdygtig og kræver højere temperatur for at reagere, end træ gør, men det er mere uforudsigeligt. Brandhastigheder ved træ er derimod jævne, men det brænder ved lavere temperaturer end beton. Træ kræver desuden et stort volumen, hvis bæreevnen skal opretholdes bedst ved brand. Levetiden er generelt meget kortere for træ end for beton. 26

28 3.7 Produktion af elementer til etagehuse Produktionen af beton- og træelementer foregår på fabrikker, hvor elementerne bliver fremstillet dels af maskiner og mennesker. Idéen bag at producere færdige elementer er at minimere arbejdstiden på byggepladsen, så der spares omkostninger på håndværkere, og gøre byggeriet mindre afhængigt af vejret. Men derimod skabes der nogle udfordringer mht. transport og montage. Fordele og ulemper ved produktion af elementer er vist i tabel Tabel 3.10: Fordele og ulemper ved elementproduktion. [I3.50] Fordele Ulemper Arbejdsmiljø Mindre fleksibilitet Ensartet produktion Kapacitet låst af fabrikkerne Byggeri mindre følsomt overfor vejrlig Kompliceret byggeri passer ikke til elementproduktion Hurtigere lukket råhus Transport Færre håndværkere nødvendige Montage Kortere byggetid Fugtfølsomt Mindre spild Kvalitetssikring af produktion Fremstilling af betonelementer til etagebyggeri Betonelementproduktionen er i nyere tid blevet optimeret vha. moderne maskiner, som bl.a. gør det muligt at fremstille betonelementer i flere former, end blot de traditionelle firkantede elementer. Derudover sker der en udvikling indenfor sammensætningen af ingredienserne til beton, som gør, at elementet hærder hurtigere på fabrikken uden at miste styrke. Betonelementer produceres både med og uden isolering, afhængigt af byggeriets udførelse. Et typisk betonelement med isolering er opbygget af en forplade, isolering og en bagplade. Forpladen skal fungere som klimaskærm, og overfladen kan udføres efter individuelle ønsker til materialer og profilering. Isoleringen, der anvendes, er specielle betonelementbatts eller polystyrol 14. Bagpladen udformes ved vægge op til 3,5m som en ensartet tyk væg. Men en statisk beregning skal altid ligge grund for den endelige udformning. [I3.51] Under produktionen bliver der løbende udført kvalitetskontrol af elementerne, både internt og eksternt. Dette skal sikre en høj standard og konstant kvalitet. Der findes en lang række firmaer i Danmark, som producerer og leverer diverse betonelementer. Disse firmaer investerer mange millioner i nye maskiner og produktionsanlæg, så de forbliver konkurrencedygtige. 14 Flamingolignende isoleringsmateriale. 27

29 3.7.2 Fremstilling af træelementer til etagebyggeri Træelementer bliver i dag ikke masseproduceret, men bliver produceret efter ordre og det givne projekts krav. Det er forholdsvist enkelt at fremstille træelementer, men der er mange ting, som skal sikres før, under og efter produktionen, hvis kvaliteten skal være høj. Der findes veletablerede firmaer i Danmark, som beskæftiger sig med fremstilling af elementproduktion i træ. De har adgang til 3D baseret teknologi, som gør det muligt at fremstille elementer til mange forskellige løsninger. Firmaerne deltager aktivt i forsknings- og udviklingsprojekter, for at generere en større viden indenfor produktion og anvendelse af træelementer. [I3.52] Træelementer produceres som massivtræog sandwichelementer. Der produceres væg, tag, dækelementer og færdige kviste (se figur 3.9). Indenfor massivtræelementer er der 3 grupper af elementer: kantstillede brædder, krydsede brædder og kasseelementer (se figur 3.10). Alle modeller kan bruges som dæk, væg og tagelement [I3.53]. Elementerne består af en masse mindre Figur 3.9: Færdigfremstillet kvist med vindue og kobberbeklædning. [I3.54] stykker træ, som limes eller sømmes sammen, og kan typisk opnå en tykkelse på mm. På træelementerne påsættes der normalt vindpap og en facadebeklædning af træ. Da konstruktionsmetoden er ny i Danmark, findes der ikke mange erfarne håndværkere og entreprenører indenfor området. [I3.55] I tabel 3.10 er oplistet fordele og ulemper ved massivtræ. Tabel 3.10: Fordele og ulemper ved massive træelementer. [I3.55] Fordele Ulemper Billigere end traditionelt byggeri Kræver større håndværksmæssig omhu end normalt, pga. konstruktionernes holdbarhed. Mere brandmodstandsdygtig end traditionelle Elementerne kan reagere og arbejde forskelligt ift. til hinanden. trækonstruktioner Fugten kan vandre i konstruktionen, så risikoen for skimmelsvamp nedsættes tige håndværkere og entreprenører. Det kan være svært af finde erfarne og dyg- Kræver mindre arbejdskraft til opsætning af elementerne ift. traditionelt byggeri Der kan bruges billigt træ af mindre god kvalitet til at konstruere elementerne Konstruktionsmetoden er tør og sund pga. de præfabrikerede elementer 28

30 Figur 3.10: Massivtræelementer af typerne: Øverst: kantstillede brædder, midte: krydsede brædder, nederst: kasseelementer. [I3.53] Sandwichtræelementer kan konstrueres på flere forskellige måder og med variation i materialerne. Et typisk træelement er opbygget på følgende måde: Udvendig facadebeklædning Hulrum til ventilation Vindpap Isolering mellem vandrette bærende træstolper Dampspærre Isolering mellem vandrette lægter på 45x45mm Indvendig beklædning Ved sandwichtræelementer skal man være opmærksom på lyd- og brandisoleringen, da der kan være krav til den indvendige beklædning afhængig af byggeriets udformning. [I3.56] I tabel 3.11 er oplistet fordele og ulemper ved sandwichelementer. 29

31 Tabel 3.11: Fordele og ulemper ved sandwich-træelementer. [I3.56] Fordele Ulemper Billigere end traditionelt byggeri Mere vedligeholdelse Træ er nemt at montere Behandling af udvendige træfacader Forholdsvist nemt og billigt at udskifte beskadiget træ Risiko for råd og svamp Lille risiko for byggefugt i selve opførelsesperioden være nødvendig Brandimprægnering af det anvendte træ kan Hurtig rejsning af elementerne på byggepladseligt og helst ikke brydes Dampspærren skal udføres meget omhygge- Oplagt til lavenergihuse og passivhuse Opsamling Det bliver mere og mere udbredt at benytte elementer til opførelse af nutidens byggeri. Fordelene, som mindre spild, kortere byggetid og færre håndværkerudgifter, er at fortrække. Dog skal der sikres en høj kvalitetskontrol på fabrikkerne, hvis elementproduktionen skal beholde sine fordele. Både indenfor betonelementer og træelementer findes der mange muligheder og løsninger, som burde kunne dække de fleste behov. De to elementtyper besidder hver for sig fordele og ulemper, som skal opvejes overfor hinanden ved ethvert byggeri. Ved træelementer kan brandforhold og førnævnte krav til maks. 4 etager begrænse byggeri med træelementer. Derfor er betonelementer stadig den eneste mulighed ved større byggeri. Men bygges der under 4 etager, har træelementer nogle fordele, som kan gøre denne metode mere rentabel end betonelementer. 3.8 Montage af elementer til etagehuse Etagehuse sammensættes ud fra forskellige metoder, hvor hver metode har sine fordele og ulemper. Ved elementbyggeri kan der også være en væsentlig forskel på fremgangsmetoden, hvis der sammenlignes mellem træ og beton. Ved transporten og monteringen af elementerne er der behov for tekniske hjælpemidler, hvor typen kan afhænge af materialet. Træ- og betonelementerne på byggepladsen skal også kunne opbevares tilstrækkeligt, så de ikke påvirkes af f.eks. fugt. Kvaliteten af opførelsen af et etagehus afhænger af en række faktorer. Disse undersøges nærmere inden for både træ og beton. Ved elementbyggeri af beton og træ skal konstruktionsdelene leveres således, at de kan monteres i rigtig rækkefølge. Er dette ikke tilfældet, er det muligt at oplagre elementerne midlertidigt på byggepladsen, dog skal det helst undgås. Ved oplagring på byggepladsen skal elementerne placeres, så de kan fjernes i montagerækkefølge. Som vist på figur 3.11, skal væg- og facadeelementerne normalt lagres stående eller liggende på siden/langs i en reolvogn, A-buk eller fladt på et vandret og bæredygtigt underlag. Figur 3.11: A-buk med elementerne i montagerækkefælge [I3.57] Træelementer Alt efter elementtypen kan træelementer tilpasses på byggepladsen, så længe der tages hensyn til eventuelle klimapåvirkninger. 30

32 Da de præfabrikerede sandwichelementer allerede indeholder isolering medfører dette en reduceret arbejdstid på byggepladsen. Monteringen af de to typer elementer foregår ved brug af de samme arbejdsmetoder. Derfor fokuseres der kun på massive træelementer i dette afsnit.[i3.58] Træ er et organisk materiale, og det er derfor vigtigt at behandle elementerne ordentligt i den forstand, at en forkert anvendelse kan medføre biologisk nedbrydning. Under monteringen er det derfor vigtigt at opbevare træelementerne forsvarligt, så fugtindholdet i materialet ikke stiger til over 20 %. Træet bør have et fugtindhold på omkring 15%, når det skal anvendes. Et fugtindhold, der er for højt/lavt, kan medføre dimensionsændringer af træet. Opfugtning udvider træet, mens udtørring medfører et svind. Ved levering af elementerne er de på forhånd pakket ind i plastfolie på paller. Lige efter leveringen skal de igen afdækkes med presenninger medmindre, at de skal i brug med det samme. Elementerne kan opbevares på byggepladsen i få dage inden de skal monteres, men opbevaring over længere perioder kan medføre ovenstående konsekvenser. [I3.59] Ud fra byggeprojekter på forskellige årstider er der fundet et gennemsnit for, hvor hurtigt en gruppe på to håndværkere/montører udfører montagen af elementerne: Vægmontage ca. 50 m 2 pr. dag Dækmontage ca. 40 m 2 pr. dag Tagmontage ca. 45 m 2 pr. dag [I3.59] Byggemetoder Montage af elementer i etagehuse kan foregå ved brug af forskellige metoder. BS Montage 15 benytter sig af en metode, hvor hvert element allerede har fået vinduer og døre påmonteret, inden de sættes sammen på byggepladsen. Ved at anvende præfabrikerede elementer som disse, spares der tid i form af manuel arbejdskraft. Derudover bliver elementerne også lavet i ly for vejret, så fugt i elementerne undgås. Der anvendes en kran til at løfte hvert element. [I3.60] COWI har også erfaret en del ved deres 3-etages byggeprojekt i Herning (se afsnit 3.5.1). De skulle opføre 3 boligblokke, hvoraf den første blev monteret horisontalt 16. Her opstod der problemer med opfugtning af træelementerne pga. nedbør. Derfor ændredes montagerækkefølgen ved de næste to blokke til at blive monteret vertikalt. Her blev en lejlighedssektion opstillet ad gangen til fuld højde, før den næste del af bygningen blev påbegyndt. Ved at anvende denne rækkefølge bliver den monterede del af bygningen hurtigere lukket, og risikoen for fugt i træelementerne mindskes. [I3.61] Der findes også en metode, hvor rumstore elementer færdigproduceres på fabrikken. Begrænsningen er, at de ikke må være større end, at de stadig kan transporteres på landevejen. Denne metode forbindes også med modulbyggeri, hvor et eller flere rum er sat sammen inden, de transporteres ud til byggegrunden. [B3.2] 15 Tømrer-/montagefirma, som er specialister i montering af træelementer i form af tag og dæk. 16 En hel etage monteres før påbegyndelse af næste etage. 31

33 Tekniske hjælpemidler Massive træelementer er lette at håndtere på byggepladsen, hvilket gør arbejdsmiljøet bedre. Det er ikke nødvendigt at anvende en kran til montering af væggene, men ved montering af tag og dæk anvendes altid en kran. Sammensætningen af elementerne foregår ved brug af sømpistol og bore/skruemaskine. Når monteringen af træelementerne er færdig, monteres vinduer, isolering, døre osv. med brug af sømpistol og bore/skruemaskine (nogle præfabrikerede elementer indeholder allerede vinduer og døre). Monterede elementer skal også dækkes til, alt efter om der er tale om væg-, dæk- eller tagelementer. Dette gøres primært via afdækning med folie. Transport Ved transport af hele vægge er det optimalt at anvende en blokvogn 17. Til gengæld er en blokvogn overflødig at anvende ved mindre træelementer. Under transporten skal de massive træelementer, som nævnt ovenstående, dækkes til med plastfolie Betonelementer Ved håndtering af betonelementer er der nogle sikkerhedsbestemmeler, da beton er et meget tungt materiale, og der er derfor stor risiko for arbejdsskader. Disse regler er indarbejdet i Betonelement-Foreningens publikation Transport og montage af betonelementer. Der opnås sikre arbejdsforhold under montage af betonelementer ved, at hvert ansvarsområde bliver nøje planlagt og præciseret. [I3.62] Betonelementerne er præfabrikerede, men under samling af elementerne benyttes der fugebeton og fugearmering, hvilket vil blive beskrevet yderlige i afsnittet. Ved fugebeton skal der tages hensyn til vejret. I kolde perioder skal den friske fugebeton beskyttes mod frost. Dette gøres ved enten at isolere omkring fugerne med vintermåtter, ligge varmelegemer ind under isoleringen, eller ved at støbe varmetråde ind i fugebetonen. [I3.62] Byggemetoder Ved landing af element fra kran skal kranen have kontrollen, mens elementets stilling kan kontrolleres og eventuelt justeres (se figur 3.12). Når elementet skal frigøres fra kranen, skal det først afstives 18 på en forsvarelig måde. Dette skal ske, mens kranen holder elementet trukket an, dvs. at kædestropperne i kranen skal være spændte og ikke løse. Afstivningen må ikke fjernes, før stabiliteten af bygningen er etableret. [I3.57] Efter opstilling af elementerne bliver der monteret bolte, vederlagsdorne og andre permanente forbindelseselementer. I fuger mellem dækelementer og vægelementer placeres den nødvendige fugearmering, da dette skaber sammenhæng i den færdige bygning. [I3.62] Ved udstøbning af fuger mellem elementer benyttes fugebeton. I nogle tilfælde baseres samlingerne på svejsning i stedet for fugearmering. Her bliver samlingerne kontinuerligt svejset for at undgå forskubbelse. Svejsningen skal altid udføres, før den midlertidige afstivning fjernes. Kravene til svejsning varierer alt efter, om det er en del af det bærende system, eller om det blot er en montageforanstaltning. [I3.57] 17 En anhænger eller selvkørende køretøj, som ofte forbindes med særtransport. 18 Materiale, der placeres for at understøtte eller forstærke konstruktion. 32

34 Figur 3.12: Landing af dækelement [I3.57] Tekniske hjælpemidler Valget af kran afhænger af elementernes vægt. Kranen skal derfor have en løftekapacitet, så den sikkert kan håndtere og placere alle elementer. Kun elementer, der ikke er fastgjorte, må løftes, og det må kun ske lodret. Ved montagearbejde er der en del arbejde i højden. Her kan følgende anvendes: Transportable personløftere/lifte Stilladser Stiger Personløftere er den mest anvendte og sikreste metode. De anvendes oftest ved lejlighedsvis udførelse af kortvarigt 19 arbejde, hvis arbejdes er længere varigt, skal der søges om dispensation hos Arbejdstilsynet. Brugen af stiger er den mindst sikre metode og tillades kun, hvor andet teknisk hjælpemiddel ikke er hensigtsmæssigt, dette er kun ved kortvarigt arbejde. [I3.57] Transport Når betonelementer skal transporteres fra fabrik til byggeplads, afhænger det valgte køretøj af elementernes vægt og størrelse og ud fra de forskellige vogntypers lastevne, hjulafstand, venderadius og længde. Almindeligvis vælges der mellem følgende: Blokvogn Ladvogn Nedbygget ladvogn Reolvogn Transport ved størrelser over L30,0m x B3,0m x H3,6m kræver særlig køretilladelse fra politiet. [I3.62] 19 Arbejde af 4 times varighed 33

35 3.8.3 Opsamling Fordelene ved montering af massive træelementer er, at materialet er let og håndterbart. På den måde kan flere grupper arbejde samtidigt på byggepladsen med lavere risiko for arbejdsskader. Hvorimod med betonelementer er sikkerhedskravene prioriteret højt, da materialet er tungt og derfor kræver store kraner. Derudover skal der megen planlægning til inden montering af betonelementer, for at mindske risikoen for arbejdsskader. Ved opbevaring på byggepladsen er kravene for træ større end ved beton, da træ er let påvirkeligt af vejret. Derfor kræver det, at træelementerne bliver afdækket ved levering. Vejret påvirker ikke betonelementer i samme omfang som træelementer. Dog har vejret en indflydelse under samling af betonelementer, da frisk betonfuge ikke kan tåle frost. Transport af betonelementer kræver større køretøjer end ved transport af træelementer. Generelt er de tekniske hjælpemidler inden for betonelementbyggeri mere krævende, både styrke- og håndteringsmæssigt, end inden for træelementbyggeri. 34

36 3.9 Opsamling på problemanalysen Der er opstillet en tabel, som samler de fremmende og hindrende faktorer for udbredelsen af etagehuse af træ. På den måde skilles positive og negative påvirkninger fra hinanden, hvilket giver et overblik over problemanalysens vigtigste synspunkter. De forskellige faktorer bliver behandlet i diskussionen. Tabel x: Hindrende og fremmende faktorer for udbredelsen af etagehuse af træ Hindrende Beskrivelse Vejret Træ er fugtfølsomt, hvilket kan medføre dimensionsændringer i materialet, organisk nedbrydning samt kortere levetid. Der stilles derfor høje krav ved opbevaring af træ på byggepladsen. Tilgængelighed Der er et begrænset skovareal i Danmark. Miljøministeriet har begrænset mængden af træ, som må fældes årligt, yderligere. Levetid/vedligehold Træ kan opretholde en forholdsvis lang levetid, men det kræver en del vedligehold samt korrekt udførelse af konstruktionen ift. til dets formål. Det er ejeren af bygningen, der skal stå for vedligeholdelse. Placering ift. by- og Det kan være svært at placere etagehuse af træ i byzoner, da konstruktionen skal tilpasses stilen i området, som kan være bestemt af kom- landzoner mune- og lokalplaner. Derfor kan det være svært at placere husene et sted, hvor de anses som passende. Brandkrav Træs brandtekniske egenskaber er ikke optimale ift. andre byggematerialer, hvilket hæmmer muligheden for at opføre etagehuse af træ. Grundet dette, er det kun lovligt at bygge etagehuse af træ i op til 4 etager. Lydisolering Træs luftlydisoleringsevne er forholdsvis lav, da densiteten for træ Varierende styrkeegenskaber Manglende erfaring Fremmende Opførelsestid Omkostninger ved opførelse Vægtykkelser CO2-venligt Let materiale Lettere tekniske hjælpemidler Færdiggørelse Erfaringer fra udlandet tilsvarende ligger lavere end ved andre materialer. Træs styrkeegenskaber afhænger bl.a. af fugten i træet, hvilket gør styrken uforudsigelig. Træs trykstyrke er derudover mindre end f.eks. beton. Det kan være svært at finde erfarne og dygtige håndværkere samt entreprenører. I forhold til andre landes viden om etagebyggeri af træ er Danmark bagud med teknologien. Beskrivelse Opførelsestiden er generelt kortere for etagehuse af træ ift. beton. Da opførelsestiden er kortere, og der ikke kræves tunge hjælpemidler, bliver omkostningerne mindre. Da træ er mere isolerende end beton, bliver vægtykkelser med nødvendig isolering mindre ved brug af træ ift. beton. Ved konstruktion med træskelet vil vægtykkelsen også være mindre end ved konstruktion med massivtræ. Energiforbrug under hele processen er mindre for etagehuse af træelementer end for betonelementer. Træ lagrer også CO2, hvor beton udleder det under produktion. Træelementer er lettere end betonelementer, hvilket skyldes lavere densitet. Det gør elementerne lettere at håndtere. Træelementer kræver ikke tunge tekniske hjælpemidler, da det er et let materiale. Træelementer kan udføres næsten færdiggjorte med vinduer, døre, beklædning og installationer. Hentes der erfaringer fra udlandet, kan teknologien udvikles og blive bedre og mere anvendelig. 35

37 3.10 Diskussion Etagehuse af træ er ikke udbredt i Danmark, selvom der er udført forskellige byggeprojekter med træ som vigtigste materiale. Den fysiske planlægning i Danmark kan have en negativ indflydelse på udbredelsen af træetagehuse. Restriktionerne er dog ikke så stramme, at disse forhindrer konstruktion af træetagehuse. Byggeskikken har udviklet sig til hovedsageligt at anvende beton i etagebyggeri, da det produceres lokalt i større mængder end træ. Derimod kan træ relativt let importeres fra resten af Europa. Vejret kan også have været årsag til byggeskikkens udvikling, da det kræver større foranstaltninger ved opbevaring af træelementerne på byggepladsen og under opsætningen. Elementerne kan dog beskyttes mod vejret ved at afdække dem med eksempelvis et mobilt telt, som det er set i udlandet. Opførelsestiden er dog stadig kortere for etagehuse af træ end beton, på trods af de ekstra foranstaltninger. Træ kan svækkes af fugt og svampeangreb, hvor beton stort set ikke påvirkes. Derfor er levetiden for beton også meget længere end for træ, hvilket er en væsentlig faktor for investorer og assurandører. Træ kan dog holde længe i en konstruktion, der er beskyttet mod opfugtning. En større erfaring og udvikling på området kunne øge levetiden for trækonstruktioner. Men da der er manglende erfaring i Danmark, har det en negativ indflydelse, når aktører og teknologibærere skal vælge materiale til etagebyggeri. Interessen for at bo i etagebyggeri af træ har måske aldrig taget fat, da eventuelle beboere ikke har set nogen fordele ved at bo i etagehuse af træ. Dette kan skyldes, at producenter og udviklere ikke har gjort den store indsats for at bringe træ frem på markedet. Hvis efterspørgslen af træ ikke har været til stede, og bygningsreglementet har begrænset mulighederne for at bygge af træ, kan udviklingen af materialet være nedprioriteret hos producenter af byggeelementer. Etagebyggeri anvendes hovedsageligt i byer, hvor det traditionelle byggeri har skabt et bestemt udtryk. Derfor vil etagebyggeri af træ ikke passe ind i bybilledet. Til gengæld kunne det forny bybilledet. Beton har volumenmæssigt større styrke ved tryk, end træ har, hvilket gør det muligt at bygge højere med beton med smallere elementer. Men i udlandet bygges der meget højere i træ, end det er muligt i Danmark pga. lovgivningen. Det kan skyldes større erfaring med byggeri i træ i udlandet, en større udvikling på området og en lovgivning, der er tilpasset udviklingen. Med de stadigt øgede krav til isolering vil betonvægge blive meget dybere end trævægge, da træ har god varmeisoleringsevne. Men hvis træ skulle modstå brand i længere tid, ville det kræve et stort, kompakt volumen, som ville øge vægtykkelserne, hvis det skulle opretholde bæreevnen i længere tid under brand. Træ er et lettere materiale at transportere og håndtere. Det kræver ikke så tunge tekniske hjælpemidler under opførslen af etagebyggeri, som beton gør. Der er derfor færre sikkerhedsforanstaltninger forbundet med etagebyggeri i træ. Disse fordele ved montering af træelementer har været overvejet af producenter, bygherre osv., men det ses, at denne faktor generelt er af lille betydning ved valg af materiale. Indeklimaet i en bygning har stor betydning for beboerne. Træ har, som materiale, udmærkede egenskaber mht. termisk indeklima, da det ikke leder varme i så høj grad, som beton gør, så det holder varmen inde i rum. Derimod er beton bedre til at opretholde en stabil varme i rum, da det kan optage meget varme fra luften. Betons densitet er højere end træs, hvilket giver mere luftlydisolerende rum ved betonkonstruktioner og dermed et bedre indeklima. Men både træ og beton har ikke nok trinlydsisoleringsevne til alene at leve op til kravene i bygningsreglementet. Svampevækst kan være sundhedsfarligt, og her er træ mere udsat end beton. Men for at få det bedste indeklima, har valget mellem træ og beton lille betydning ift. ventilation og isolering. 36

38 Træ er mere miljøvenligt end beton. Energiforbruget for konstruktionsdelene er mindst halveret for træbyggeri ift. betonbyggeri under opførelsen. Derudover reduceres drivhuseffekten, ved brug af træ i byggeri Konklusion På trods af de positive egenskaber ved træelementer: let materiale, isolerende og CO 2 - venligt, er der ikke sket en større udbredelse af etagehuse af træ. Det skyldes, at udviklingen af byggeskikken omkring etagebyggeri har begrænset udbredelsen af anvendelsen af træ som bærende konstruktioner i etagebyggeri. Det er sket pga. de lokale vejrforhold og tilgængeligheden af materialerne, da beton produceres lokalt i større mængder end træ. Træ er også mindre modstandsdygtigt overfor vejrforholdene, hvilket generelt giver en væsentlig kortere levetid for træ ift. beton. En kort levetid vil kræve mere vedligehold og større udskiftninger af bygningsdele, hvilket har en negativ påvirkning på investorer. Da betonelementer er de mest anvendte elementer til etagebyggeri, har fokus været på udviklingen af disse, da der har været efterspørgsel på dem. Derfor har træelementer til etagebyggeri ikke undergået en udvikling i samme grad som betonelementer. Det ses, da udviklingen af etagebyggeri af træ hovedsagligt er sket ved konkurrencer, der omhandler effektiviseringen af byggeri. Da træelementer ikke har været anvendt ofte, findes der ikke den samme erfaring indenfor byggemetoden, hvilket også har en negativ påvirkning på investorer. Træ har andre brandtekniske egenskaber end beton, og derfor må der kun bygges op til 4 etager i træ ifølge bygningsreglementet. Da der i større byer ønskes tæt og høj bebyggelse, har kravet til etageantal begrænset anvendelsen af træ til etagebyggerier. Desuden er der igennem kommune- og lokalplaner visse krav til det fysiske udtryk i byer, hvor der oftest ønskes traditionelle facader. Derfor har den fysiske planlægning også begrænset udbredelsen af etagehuse af træ. Altså, skal etagebyggeri i træ blive mere udbredt, skal teknologibærerne udvikle mere på teknologien, så aktørerne kan se flere fordele ved anvendelsen af træ. Det skal ske m.h.t. beboerne, så der så vidt muligt bliver udviklet det bedste produkt for alle. 37

39 4 Problemformulering Det er formålet med projektet at fremme etagebyggeri af træ, da træ som byggemateriale har nogle fordelagtige egenskaber i forhold til beton, som er mere udbredt. Målet er at udvikle et modulsystem, i form af lejlighedskompleks i 2-4 etager, som skal kunne ændres alt efter, hvor det skal placeres. Da der ønskes færrest muligt forskellige moduler, skal alle moduler kunne holde til den samme lastpåvirkning. Her er der hentet inspiration fra et containerskib, hvor der bliver stablet mange containere oven på og ved siden af hinanden. Dette fører til følgende problemformulering: Hvordan designes et modulelement med bærende konstruktioner af træ, med det formål: At udvikle et fleksibelt byggesystem. At indretningen sikrer gode boligforhold. At udnytte træs egenskaber bedst muligt. At fremme en udbredelse af træbyggeri. 4.1 Afgrænsninger Der tages ikke hensyn til: Produktionsgangen, når modulerne bliver fremstillet. Økonomi. Komplekse statiske beregninger, såsom samlingsdetaljer og stabilitetsberegning. Funderingsforhold. 4.2 Kravspecifikationer Træ skal udgøre det bærende konstruktionsmateriale. Træ skal udgøre langt det væsentligste byggemateriale. Modulerne skal være rektangulære, etagehøje enheder til boligformål. Udformningen skal give fleksibilitet i designet. Der skal være mulighed for nemt integreret udbygning. Konstruktionerne skal fremstå så færdige som muligt fra fabrikken Der skal udvikles så få moduler/elementtyper som muligt. Modulernes klimaskærm skal leve op til 2020 energikravene. Generelt skal der fokuseres på energitiltag i konstruktionerne. Yderbeklædningen skal være nem at udskifte. Modulerne skal konstrueres efter krav til boligformål. Der skal være mulighed for at bygge op til 4 etager. Det skal løse flest mulige problemstillinger ved etagebyggeri i træ. Modulerne skal kunne transporteres efter gældende regler. 38

40 5 Problemløsning 5.1 Design Designet af modulerne giver grundlag for lastbestemmelser og dimensionering af bygningskonstruktionsdele. Det bestemmer også hvor mange forskellige standardmoduler, der skal være for at opretholde et fleksibelt byggesystem Ud- og indvendige dimensioner af moduler som følge af regler om transport og frihøjde i boliger Ifølge Bekendtgørelse om særtransport, kap. 4, 24-28, [I5.1] er de maksimale samlede dimensioner for registrerede lastbiler og vogntog uden særtilladelse med udeleligt gods: Bredde: 3,30 m Højde: 4,10 m Længde: 30,0, afhængig af type transportmiddel og andre betingelser. Hvis enhederne skal transporteres som særtransport uden tilladelse, skal de overholde de ovenstående dimensioner. Dvs. at maks. højde for enheder er 4,10 m minus højden fra vej til overkant lad på lastbilen og evt. opklodsning. Bredden må maks. være 3,30 m. Længden bliver sandsynligvis ikke et problem. Da modulerne skal kunne sammensættes på forskellige måder, skal længden være dobbelt så stor som bredden af modulerne. Det giver en maks. længde på 6,60 m., hvilket ikke giver hindringer mht. transporten. Frihøjden i lejeboliger skal ifølge SBi-anvisning 216, kap , stk. 5, [I5.2] være 2,50 m., hvilket er bestemmende for den indvendige minimumshøjde af modulerne Bærende dele i moduler Modulerne er et søjle og bjælke -system (se figur 5.1). Der skal udvikles to forskellige moduler, da der skal være et modul, der kan placeres mod terræn. De vil være ens, bortset fra gulvkonstruktionen (se afsnit 5.2.1). Alle laster skal føres ud i hjørnesøjlerne, der fører dem ned i fundamentet. De nederste langsgående bjælker skal bære etagedæk, ydervægge og indvendige vægge. Etagedæk skal bære nyttelast. De øverste langsgående bjælker skal bære loftkonstruktionen. Tagmoduler udvikles, så de kan sammensættes til en enkelt tagflade. 39

41 Figur 5.1: Grundkonstruktioner for moduler. Til venstre: modul mod terræn. Til højre: modul til øvrige etager Modultyper Der designes standardmoduler, da modulerne skal masseproduceres og for at tage hensyn til VVS-installationer, disse moduler kan sammensættes til ønskede lejligheder. Nedenfor ses disse standardmodeller, som også er vist på figur 5.2: Køkken 1: et modul med fleksibelt vinkelkøkken Køkken 2: et modul med fleksibelt køkken langs væg og med kogeø Køkken og WC: et modul ligeligt opdelt til et fleksibelt vinkelkøkken og et WC WC 1: et modul ligeligt opdelt til WC og rum WC 2: et modul ligeligt opdelt i 2 WC, til deling mellem to lejligheder Rum: et modul For badeværelse gælder, at plads til tørretumbler og vaskemaskine kan varieres, så der er plads til en dør mellem dem og brusenichen. Hvis nogle lejligheder skal være i flere etager, kan der placeres en indvendig trappe i et modul. Der er dog visse forbehold: Søjlerne skal altid placeres ovenover hinanden. Faldstammerne skal placeres ovenover hinanden af hensyn til VVSinstallationer. Derudover skal der laves tagelementer med fladt tag/lav hældning. Altaner til lejligheder skal være mindre stålkonstruktioner, evt. med beklædning i træ, som kan monteres på søjlerne i modulerne. 40

42 Figur 5.2: Eksempel på standardmoduler med køkken og WC med faldstamme placeret. Ved kryds er der plads til opvaskemaskine, vaskemaskine eller tørretumbler. Pile viser, at antal af køkkenelementer kan varieres Adgangsveje i bygning Da der skal kunne bygges op til 4 etager, skal der findes elevator til bygningen. Derfor kan laves en enhed med elevator, trappeopgang og affaldsskakt i. Da dette ikke kan udføres i træ, af hensyn til brandkrav (se afsnit 3.3.1), beskrives dette ikke yderligere. For at spare på elevatorer og trappeopgange skal der laves udvendige svalegange. Disse vil være af stål. For bygninger med mindre end 4 etager behøves ikke elevator Facadebeklædning Der udvikles facadeelementer med forskellige beklædningstyper, for at kunne opnå større variation i byggerier, og for at bygningen kan tilpasses omgivelsernes udtryk. De valgte beklædningstyper er: Klinkbeklædning i træ. Listebeklædning i træ med bagvedliggende sort facadeplade. Fibercementplanker og plader. Skærmtegl. 41

43 Klinkbeklædning og listebeklædning i træ er valgt for at kunne få en facadeløsning, der udtrykker, at det er et træbyggeri. Alt efter hvilken træsort, der vælges, kan det blive en relativt billig løsning ift. de andre materialer. Holdbarheden er dog kortere. Fibercementplanker og plader er valgt for at have en vedligeholdelsesfri facadeløsning. Skærmtegl er valgt for at have en facadeløsning, der kan have næsten samme udtryk som en muret facade, så bygningen kan passe ind i bymidter, hvor der hovedsageligt er teglstensfacader. Facadeelementerne skal være nemme at udskifte, så der udvikles et rammesystem, som passer til flere beklædningstyper. Det giver mulighed for let at udskifte en træfacade, som måske ikke holder så længe som de andre facadetyper. Det giver også mulighed for fornyelse af bygningen, som kan skifte udtryk med tiden, alt efter hvad der ønskes. I afsnit 5. 3 er facadeelementerne beskrevet. 5.2 Beskrivelse af konstruktionsopbygning Kravene er, at træ skal udgøre langt det væsentligste konstruktionsmateriale, og at modulernes klimaskærm skal leve op til 2020-kravene. Det sætter store krav til isoleringen og tætheden i konstruktionerne. Klimaskærmen udgøres af ydervægge, tag, vinduer og døre og fundament. Udover disse krav skal bygningsdelene kunne indgå i et modul, hvor samlinger og størrelse spiller en væsentlig rolle. Følgende er en beskrivelse af bygningsdelenes funktion og opbygning Fundament og terrændæk Se tegning for illustration. De tre øverste modulers etageadskillelse er magen til hinanden i et 4 etagers byggeri. Det nederste modul leveres derimod uden gulvkonstruktion, da terrændækket udgør dette. Gulvbelægningen ved terræn lægges ned på betonoverfladen efter modulerne er placeret. Det er derfor unødvendigt med bærende bjælker i de nederste moduler. Soklen skal derudover være mindst 150 mm over terræn, hvilket medfører en generel dimensionsændring på de nederste moduler ift. de øvrige moduler. [I5.3] De fire hjørnesøjler i hvert modul skal kunne bære hele konstruktionen. Derfor er det vigtigt at stabilisere dem ved at fæstne dem i fundamentet, da der ikke er nedre langsgående bjælker i de nederste moduler. Her anvendes der punktfundamenter i hjørnerne, så søjlerne kan lægges ned i fundamentet. Søjlens fugtindhold må ikke overstige 20 %, og der isoleres derfor med tagpap, så træet ikke kommer i direkte kontakt med understøbningen og fundamentet. [I5.5] Udover punktfundamenterne skal der også placeres lecablokke, som har til formål at hæve ydervæggene og beklædningen fra terræn, så fugten ikke trænger op i konstruktionen. Lecablokkene lægges rundt om hele modulet inklusiv søjlerne. Bredden på blokkene tilpasses, så de ikke går ud over ydersiden af konstruktionen, primært for at få en lige facade. Isoleringen i gulvkonstruktionen bliver derfor beskåret for at kunne placere lecablokkene som ønsket Ydervæg Ydervæggene er en væsentlig konstruktion i klimaskærmen, hvor der bl.a. er store krav til mængden af isolering. Modulernes ønskede opbygning, med fleksibel yderbeklædning, vil spille ind i opbygningen af ydervæggene. Ydervæggen er ikke bærende. Ydervægges opbygning Se tegning for illustration. 42

44 Ydervæggenes yderste lag skal være vejr- og vind-bestandig, da modulet skal transporteres uden facadebeklædning, men også fordi ydervægsbeklædningen sætter krav til en ventilationsspalte. Derfor vil ydervæggen gå glat med modulets søjler, hvor en vindplade monteres udenpå, og dermed bliver søjlerne også pakket ind. Ydervæggen opbygges som et træskelet, fra nedre langsgående bjælke til øvre langsgående bjælke, med 360 mm isolering. Dampspærren isættes på den varme side bagved en 45 mm vandret liste, der gør det muligt at føre installationer uden at bryde dampspærren. Indvendig beklædning udføres af 2 lag gips. De nederste moduler er anderledes ift. de øvrige moduler, og de nedre bjælker findes ikke på disse. Dette betyder at ydervæggene skal monteres på søjlerne på de nederste moduler. Derudover er ydervæggene på det nederste modul kortere end på de øvrige etager pga. den anderledes opbygning. Stolperne i ydervæggene er placeret med en passende afstand ift. yderbeklædningen, dvs. en afstand på 1,1m. Dette betyder at der kan isættes vinduer uden brud eller flytning af stolperne, og dermed skabes der standard elementer Lette indervægge Indervæggene fungerer som rumdelere og afskærmning af diverse rum. De skal være lydisolerende og uden hulrum. Den beskrevne indervæg udføres ved rum, der ikke er kategoriseret som vådrum. Indervægge er ikke bærende. Indervægges opbygning Se tegning for illustration. Indervæggene opbygges som et simpelt træskeletsystem, hvori der er isolering. Beklædningen på begge sider udføres af 2 lag gips. Data for indervæg: Brandkrav: Indervægge lever op til brandklasse BD 30, da der anvendes Rockwool flexibatts og standard gipsplader. [I5.7] Lejlighedsskel Lejlighedsskel skal fungere ligesom indervæggene, dog er der større krav til lydisolationen og brandforanstaltningerne. Lejlighedsskel er ikke bærende. Lejlighedsskels opbygning Se tegning for illustration. Lejlighedsskel opbygges som to indervægge med hulrum imellem. Stolperne i træskelettet har ingen kontakt, hvilket gør, at lyden ikke kan transmitteres igennem stolperne. Der isoleres med Rockwool Flexibatts, som lyd- og brandisolerer mellem lejlighederne. Lejlighederne udgør hver for sig en brandsektion. Der skal udføres så få installationsgennemføringer som muligt, da dette nedsætter lydisolationen. Grundprincippet i lejlighedsskellets opbygning er, at de to vægge ikke har direkte kontakt. Data for lejlighedsskel: Luftlydskrav: Lydniveaureduktion gennem lejlighedsskel R w = 59 db, hvilket lever op til krav til lydklasse B. [I5.8] [I5.7] Brand: Lejlighedsskel lever op til brandklasse BD 120 [I5.7] 43

45 5.2.5 Etageadskillelse En let etageadskillelse kræver en speciel opbygning, hvis den skal opnå den rette effekt i en etageejendom. Etageadskillelsen skal opnå en god lydisolation, samt være mulig at konstruere i modulet. Derudover skal etageadskillelsen leve op til brandkravene til etagebyggeri. Etageadskillelses opbygning Se tegning for illustration. Da modulerne konstrueres med gulv og loft, for derefter at blive samlet på byggepladsen, vil begge konstruktioner udgøre den samlede etageadskillelse. Det medfører, at den samlede etageadskillelse deles op i en gulvkonstruktion og en loftkonstruktion. Gulvkonstruktionen opbygges omkring et træbjælkelag, der fæstnes på de nedre langsgående limtræsbjælker. I gulvkonstruktionen indlægges der luftspalter, der skal virke lydisolerende. Der anvendes Rockwool flexibatts og Rockwool gulvrenoveringsplade, som er brandteknisk fastholdt og lydisolerende. Derudover anvendes der gipsplader og spånplader som plademateriale i konstruktionen. Som gulvbelægning anvendes der svømmende parketgulv. Grundet søjlernes længde skabes der endnu en luftspalte imellem de to konstruktioner. Loftkonstruktionen opbygges omkring firhøvlede bjælker, der fæstnes på de øvre tværgående bjælker. Der anvendes Rockwool flexibatts, samt gips som loftbeklædning, hvilket opfylder kravene til en brandkonstruktion. Etageadskillelsen opnår en brandmærkning af klassen REI60 (BD60). [I5.7] Konstruktionen kan ikke overholde krav til trinlydsisolation til lydklasse B, da niveauet ligger på 58 db. Den overholder kravene til lydklasse B mht. luftlydsisolering, da niveauet ligger på 58 db. [I5.8] [I5.7] Tagmoduler Tagmodulerne skal konstrueres, så de kan indgå i den fleksible byggemetode. Derudover skal tagmodulerne kunne samles over flere fag, og remmene skal ligge af på modulernes søjler. Dette medfører høje krav til tagbelægningens fleksibilitet, samt konstruktionens opbygning. Tagmodulernes transportmetode beskrives ikke, men de skal kunne transporteres uden særlig tilladelse. Tagmodultyper Se tegning for illustration. Der er skabt fire typer af tagmoduler; to typer som spænder langs modulerne, og to som spænder på tværs af modulerne. Disse kan sammensættes til 4 forskellige tagløsninger. Højden af tagmodulerne varierer afhængig af planløsning, da remmenes dimension ikke er ens ved de to typer. Dette skyldes, at tagmodulerne skal kunne anvendes ved de valgte indretningskombinationer, og afhængig af planløsningen skal remmene bære forskellige laster over forskellige spændvidder. Den øvrige konstruktive opbygning af tagmodulerne er ens og er ikke afhængig af remmenes dimension. Dette medfører, at grundkonstruktionen er den samme, hvor kun remmenes dimension varierer afhængig af modulernes placering. Yderbeklædningens øverste fastgørelse, i form af et profil (se afsnit 5.3.4) vil være monteret på tagelementet. Dette profil monteres på remme og den langsgående bjælke. Beklædning udover dette, samt stern, udføres i pladeeternit eller zink. 44

46 Tagmodulernes opbygning Se tegning for illustration. Tagmodulet udføres som et lavhældningstag (fald på 1:40) med bjælkespær. Det konstrueres som et koldt tag med 50 mm ventileret hulrum, hvor tagpap udgør tagbelægningen. Tagpap gør det muligt at samle flere tagmoduler og samtidig opretholde en høj kvalitet og tæthed. Ønskes der solceller monteret, kan dette ske ved et Phønix PW system, hvor der ingen gennembrydning sker, og garantien opretholdes. [I5.9] Der er valgt en samlet isoleringstykkelse på 335 mm, som giver en U-værdi på 0,12, når konstruktionen indeholder 10% træ. [I5.7] På tabel 5.1 findes en oversigt over remmene. Dimensionerne er bestemt i afsnit Der er seks forskellige remdimensioner, som kan placeres bestemte steder afhængig af tagets udformning. Alle remmene bliver udført i limtræ, hvor styrkekvaliteten varierer afhængig af den nødvendige bærerevne. Som udgangspunkt er der beregnet i styrkeklasse GL24h, hvor den mindste dimension opstår. Dog kan de af remmene som er overdimensioneret, med fordel ændres til konstruktionstræ. Der er dimensioneret to remme, som hver har den mindst nødvendige dimension afhængig af tagtype. Tabel 5.1: Oversigt over remdimensioner (se tegning ) [B3.6] Styrkeklasse Dimension Tilskæring Mulighed for mindre nødvendig styrkeklasse GL24h 115x333 mm Nej Nej GL24h 115x400 mm Nej Nej GL24h 115x483 mm Ja Ja GL24h 115x498 mm Ja Ja GL24h 115x581 mm Ja Ja GL24h 115x648 mm Ja Ja Vådrumskonstruktion Det mest krævende rum mht. udførelse og materialevalg er badeværelset, der betragtes som et vådrum. Der forefindes bestemte krav og vejledninger til udførelse af vådrum. Badeværelset indgår i modulet, hvilket medfører, at vådrummet konstrueres efter gældende krav for trækonstruktioner. Da etageadskillelsen i vådrummet tager udgangspunkt i den beskrevne etageadskillelse i afsnit 5.2.5, vil der ligeledes være en opdeling af konstruktionen i vådrummet. Der skal skabes en anden opbygning af gulvkonstruktionen i badeværelset, men loftkonstruktionen forbliver den samme som tidligere beskrevet. Forudsætninger Belastningsklasse: Klasse N:Normal, da vådrummet befinder sig i en etagebolig Vådzone: Bruseniche Ventilationskrav: Gældende krav til etageejendomme. [B3.7] 45

47 Etageadskillelses opbygning omkring vådrum Se tegning for illustration. Gulvkonstruktionen opbygges som i afsnit 5.2.5, bortset fra gulvrenoveringspladen og parketgulvet. Disse to øverste lag erstattes af et afretningslag, en vådrumsmembran og flisebelægning. Afretningslaget har til formål at skabe fald mod afløb. Vådrumsmembranen skaber et vandtæt lag, da flisebelægningen ikke er 100% vandtæt i sig selv. Vådrumsvægges opbygning Se tegning for illustration. Grundet konstruktionens belastningsklasse N kan væggene opbygges som en skeletvæg. Stolperne i vægkonstruktionen skal stå pr. 300 mm og være min. af dimensionen 45x70 mm. Dette skyldes, at væggene i vådrum skal være mere stive end normalt, da fugten gør konstruktionen mere bevægelig. Er badeværelset konstrueret med ydervæg, skal dampspærren undværes i ydervæggen, da den indvendige vægbeklædning udgør et vandtæt lag. Hvis der konstrueres to vandtætte lag i en væg, kan der opstå fugtophobning imellem disse to lag. Den indvendige vandtætte beklædning udenfor vådzone udføres med to lag godkendt vådrumsgips, hvorpå der males med en speciel vådrumsmaling. Indenfor vådzone anvendes der ligeledes to lag gips, men der skal påføres en 1 mm tyk vådrumsmembran, hvorpå der beklædes med et vandtæt flisesystem. [B3.7] Ved vådrum, der ligger imod ydervægge, udføres træskelettet som i ydervæggen (se afsnit 5.2.2) Altaner Den størst mulige altan til det valgte ophæng er 3,0x1,5m (4,5m 2 ). [I5.10] Altanen kommer til at bestå af en stålramme og stålbund med træ beklædning. Derudover bliver gelænderet beklædt med træ. Højden på værnet skal tilpasses sikkert, hvor minimumskravene er 1,2m [I5.11]. Altanerne skal monteres på søjlerne, dette betyder at der kommer en afgrænsning i, at altanerne kun kan monteres på kortsiden, dvs. siden med længde 3,3m Modulernes samlingsprincip Modulerne skal forlade produktionsfabrikken så færdige som muligt, men da modulerne skal samles på forskellig vis, kan de ikke leveres helt færdige. En anden væsentlig ting der spiller ind, er den maksimale bredde som modulerne må have i forhold til transportbegrænsninger. Fordelene ved at benytte moduler skal fortsat være den forenklede montage, samt muligheden for et hurtigt lukket råhus. Derfor stræbes der efter, at modulerne kræver så lidt eftermontage som muligt. Produktionsfabrikken Der beskrives ikke hvordan produktionen skal foregå, eller hvad der kræves. Der pointeres dog, at et godt kvalitetssikringssystem er nødvendigt ved produktionen af modulerne. Hvis ikke der udføres korrekt og nødvendig kvalitetskontrol, vil modulerne ikke leve op til lovgivningens krav. Der skal bl.a. være en god kontrol af dampspærren samt diverse gennemføringer af installationer. Modulerne Søjle- og bjælkesystemet gør det muligt at bygge modulerne op omkring dette skelet, hvor væg-, gulv- og loftelementer monteres som elementer. Gulvkonstruktionen isættes helt færdigt, hvor installationer føres igennem til underkant element. Vægelementerne monteres med vinduer, døre og installationer, afhængig af hvor i byggeriet modulet skal 46

48 placeres. Dog vil gipsvæggene ikke blive spartlet og malet, da der ved samling af modulerne vil opstå nye samlinger, som er nødvendige at spartle og male. Loftkonstruktionen monteres uden, at gipsloftet er færdiggjort. På denne måde kan installationer samles på byggepladsen. Profilerne, der skal holde yderbeklædningen, monteres på inden vindpladen, så profilet fastgøres direkte mod limtræet. Modulerne pakkes ind i vindplade som det yderste lag, samt den nødvendige indpakning til transporten. Der vil ikke være monteret yderbeklædning fra fabrikken. Det undlades, da modulerne kan være bredere uden yderbeklædning fra fabrikken, fordi transporten sætter begrænsninger for den samlede bredde af modulerne. Rækkefølgen, hvori modulerne opsættes, varierer fra byggeri til byggeri, men det er muligt at montere modulerne både vertikalt og horisontalt. Når et givent byggeri skal opføres, er det nødvendigt at udarbejde en montageplan. Tagelement Tagelementerne indeholder den øverste del af yderbeklædningens fastgørelse, der betyder, at den nederste del af tagelementets yderbeklædning vil udføres som facaden (se tegning ). Der benyttes ikke det udviklede beklædningssystem til tagelementernes øverste beklædning. Den anden del (den øverste) af yderbeklædningen udføres af zink eller pladeeternit, som kan færdiggøres sammen med stern fra fabrikken. Tagmodulerne leveres fra fabrikken uden overpap, men med de nødvendige gennemføringer udført. Når tagmodulerne er samlet på bygningen, bliver der fuldsvejset underpap på i samlingerne. Herefter fuldsvejses overpappet på som listedækning. Alt tagpaparbejde udføres efter TOR-anvisninger og -krav. Dampspærren fra tagkonstruktionen samles med dampspærren fra modulelementet. 5.3 Facadeelementer Facadebeklædningen har som formål: 1. At give ukompliceret installation og udskiftning når det bliver nødvendigt. 2. At give byggeriet et unikt udtryk. 3. I nogen grad at kunne tilpasses individuelle ønsker. 4. At være let håndterbart. 5. At bygningens udseende kan tilpasses omgivelserne Opbygning Facadebeklædningen udføres som etagehøje 1,1 m brede enheder. Enhederne består af en aluminiumsramme, hvorpå beklædningen fastgøres. Enhederne fastgøres på specielle stålprofiler. Stålprofilerne fastgøres fra fabrikken på modulernes yderside (se figur e, tegning ). Dimensionerne er valgt, så de passer med modulets mål på 6,6 m i længden og 3,3 m i bredden. Dette gør, at facadebeklædningen kan varieres, og størrelsen er mere håndterbar, end hvis man skulle lave en facadebeklædning, der dækkede en hel side af modulet Typer af facadebeklædning Der er valgt fire typer facadebeklædning, som hver især giver et forskelligt udtryk. Det giver samtidig en forøget mulighed for at integrere byggemetoden i forskellige omgivelser. Der vil kunne udvikles på flere typer beklædning, hvis det ønskes. 47

49 Klinkbeklædning af træ Profilbrædderne, som klinkbeklædningen består af, kan tilpasses til afstanden, som de skal spænde over. Det skyldes, at brædderne overlapper hinanden, hvor afstanden imellem dem kan varieres, så det er muligt at få beklædningen til at gå op med hele brædder. Der vælges brædder med dimensionerne 25x125x1100 mm, som vil være brandimprægneret fyr. Brædderne fastgøres vandret på aluminiumsrammen, hvor kravet til skrueafstanden på højst 600 mm overholdes (se figur 5.4). [I5.12] For at den samlede enhed kan skrues fast på stålprofilerne, skal det øverste og det nederste bræt på hvert element ikke monteres fra fabrikken. Disse brædder monteres først efter, at enheden er fastgjort på modulet, da disse skærmer for fastgørelsesmulighederne (se figur b, Figur 5.4: Opbygning af klinkbeklædning [I5.12] tegning ). Som hjælp kan der anvendes en montagelægte, der gør det nemmere at montere resten af brædderne. Listebeklædning i træ Et eksempel på vandret listebeklædning ses på figur 5.5. Listebeklædningen fastgøres udenpå en facadeplade, da listerne ikke slutter tæt, så vind og vejr ville have fri passage til vindpladen. Facadepladerne fastgøres, som klinkbeklædningen, på aluminiumsrammen, som igen overholder den maksimale skrueafstand på 600 mm. [I5.13] Alle pladekanter skal være understøttet og fastgjort på rammen med skruer eller klammer. Pladedimensionen bliver således ca. en etagehøjde, samt en bredde på 550 mm. Tykkelsen af facadepladen vælges til 10 mm. Listebeklædningen monteres på facadebeklædningen med passende afstande alt efter hvilke dimensioner, listerne har, og hvordan det går op med rammen. De valgte dimensioneringer ses på figur d, tegning For at gøre det muligt at skrue enheden på stålprofilet, er facadepladen kortere end selve rammen. Når rammen er skruet fast, isættes det manglende stykke facadeplade, så Figur 5.5: Vandret listebeklædning på hus. [I5.14] 48

50 samlingen slutter tæt. Desuden er den nederste og den øverste liste ikke monteret fra fabrikken, da disse også skærmer for skruerne (se figur d, tegning ). Listebeklædningen og facadepladen udgør sammen en brandsikker beklædning. Fibercementplanker Monteringsprincipperne ved opsætning af fibercementplanker er det samme som ved klinkbeklædning, derfor beskrives dette ikke yderligere (se figur c, tegning ). Fiberplankerne er i sig selv brandmodstandsdygtige. [I5.15] Ved brug af cementplanker af producenten Ivarplank er bredden 190 cm og tykkelsen er 10 mm [I5.15] (se figur 5.6). Ved fibercement er der mulighed for at vælge forskellige farver. Figur 5.6: Fibercementbeklædning. [I5.16] Skærmtegl Skærmtegl er pladeelementer af tegl (se figur 5.7), der fastgøres på vandrette lister i forlængelse af hinanden vha. et listesystem. På figur a, tegning vises en detaljetegning af systemet. Grundet pladernes tegludtryk, vil denne beklædning være ideél at bruge i omgivelser, hvor teglsten præger udtrykket. Ved brug af skærmteglmodulerne Faveton Bersal fra Barsmark kan dimensionerne af højde: 500 mm længde 1100 mm og tykkelse 16 mm fås. [I5.17] Denne type af beklædning har den højeste egenvægt, hvilket kan spille ind i monteringen. Skærmtegl har en egenvægt på 32 kg/m Aluminiumsramme Der konstrueres en aluminiumsramme, Figur 5.7: Skærmtegl Terrart-Large på etagebyggeri [I5.18] der kan bruges som underlag til alle de valgte yderbeklædninger. Dvs. at den skal bygges, så den overholder kravene til de forskellige skrueafstande. Derfor placeres en lodret liste i midten, så afstanden mellem afstandslisterne ikke overstiger 600 mm, således at centerafstanden bliver den halve rammebredde. Figur a, tegning viser en illustration af rammen til yderbeklædning. Rammen udføres i aluminium, da der ønskes en høj styrke ift. en lav egenvægt. Den består af aluminiumsrektangler, hvor bredden bliver 1,1 m og højden 3,101 m., som er etagehøjden på modulerne. Stolperne i rammen skal jf. figur 5.4 være min. 25 mm tykke. Tværsnitsdimensionerne af de anvendte aluminiumsprofiler er 40 mm gange 40 mm og har en tykkelse på 3 mm. 49

51 Dimensionerne på rammen er blot valgt ud fra realistiske antagelser og ikke udregnet ift. de lastpåvirkninger, de bliver udsat for. Ud fra målene på rammerne og tværsnitsdimensionerne udregnes selve rammens vægt til 12 kg. Til døre og vinduer indsættes udvekslinger, så der skabes et hul til hhv. dør og vindue (se tegning ). Samlingsdetaljer af vinduer er vist på tegning Dér, hvor der forekommer vinduesparti eller dør langs hele modulets side vil en ramme som vist på figur d på tegning blive indsat for at holde yderbeklædningen over døre og vinduer. Da det nederste boligmodul er forskellig fra de andre moduler, bliver rammen til yderbeklædningen også forskellig for dette modul. Rammen skal forkortes med 439 mm i forhold til standardrammen for yderbeklædningen. Den vandrette liste på den korte ramme placeres, så den igen er placeret midt i rammen Profiler Rammerne monteres på henholdsvis T-profiler og L-profiler (detalje 5, Figur e, tegning ), der monteres fra fabrikken på modulernes sider. Profilerne består af en 10 mm stålplade, der løber langs hele modulets længde (3,3 m eller 6,6 m), og hvorpå der svejses punktbeslag per 1,1 m. Der bliver fastgjort L-profiler nederst og øverst på byggeriet og T-profiler ved hver etageadskillelse, der fastgøres i søjler og den nedre langsgående bjælke. I disse profiler er der forboret til beklædningsenhederne, dette vil gøre monteringen nemmere Inddækninger Der vil ikke blive illustreret eller beskrevet, hvordan diverse inddækninger kan udføres. Hvor der isættes døre, vinduer, altaner og svalegange, vil der være punkter, hvor beklædningssystemet ikke er tilstrækkeligt. Her skal der udføres forskellige former for inddækninger. Hvordan dette skal udføres, kræver en dybere undersøgelse og tegningsmateriale. Udover inddækningerne vil der opstå udvendige og indvendige hjørner på en bygning, hvor der igen vil være punkter, hvor der skal udføres forskellige inddækninger eller beklædningsløsninger Montage Grundprincippet i montagen af beklædningsenhederne er den samme, lige meget hvilken yderbeklædning der vælges. Enhederne kan monteres vinkelret på facaden, hvor de fastgøres med fire skruer. Dog vil det ikke være muligt for to mand at montere enhedernes ved egen kraft, derfor skal enhederne monteres ved hjælp af kran eller lignende hjælpemiddel. Grundet enhedernes relativt lave vægt er der ikke behov for en stor kran. Herunder ses tabel 5.2 med yderbeklædningselementernes vægt. Tabel 5.2: Vægt for ramme og yderbeklædning Element: Klink(fyr) Skærmtegl Listebeklædning Fibercement Vægt (kg): ,5 75,5 Samlet vægt m. ramme (kg) ,5 87,5 50

52 5.4 Dimensionering af bærende dele i modul Der udføres statiske beregninger af modulets bærende elementer, som skal give grundlag for at dimensionere konstruktionen. Nogle dimensioner fremstår som overdimensioneret. Det skyldes, at der blev opdaget en regningsfejl sent i projekt forløbet, der gjorde, at de statiske beregninger skulle laves om. Det er besluttet, at der ikke ændres på dimensionerne, da tegningsmaterialet er udført efter de første udregnede dimensioner. Derimod er materialernes styrkeklasse gjort mindre, men i nogle tilfælde er det ikke nok til at gøre dimensionen passende. Dog er alle dimensionerede søjler og bjælker holdbare Beskrivelse af konstruktive forhold Projektet omfatter etagebyggeri af træ til boliger som modulbyggeri i op til 4 etager. Der er udviklet et modul, som kan ses på figur 5.8. Adgangsveje mellem etagerne sker via elevator, hvor nødvendigt, og trappeopgange. Adgangsveje på samme etage bliver i form af udvendige svalegange. Figur 5.8: Grundkonstruktion i modul. Der foretages dimensionering af søjler og langsgående bjælker i modulet, hvor der beregnes ud fra, at modulet indgår i et 4-etages byggeri. Dimensionerne er udregnet efter den mest ugunstige situation. Derfor er der regnet med, at alle 4 etager er badeværelsesmoduler, da dette modul vejer mest. Taget er et pulttag med en taghældning på 2,5 cm pr. m, hvilket giver en hældning på under 30. Tagkonstruktionen udføres i bjælkespær, hvor remmene understøttes af modulernes søjler. 51

53 De nederste langsgående bjælker skal bære etagedæk, lette indvendige vægge og ydervægge. Ingen vægge er bærende. De øverste langsgående bjælker skal bære loftkonstruktionen. Alle laster skal føres ud i hjørnesøjlerne, der fører lasterne ned i fundamentet. Der afgrænses fra skruehuller, stabilitetsberegninger og samlingsdetaljer. Grundet dette beregnes alle bjælker og søjler som simpelt understøttede. Modulerne skal kunne sættes sammen på en sådan måde, at. Den største udvendige bredde på bygningen er 3300 mm, hvilket giver en udvendig længde på 6600 mm. Da søjlernes dimension først kan bestemmes til sidst, regnes spændvidderne som de udvendige mål. Følgende konstruktionsdele beregnes: 1. Nedre langsgående bjælker 2. Loftsbjælker 3. Øvre langsgående bjælker 4. Spær i tagkonstruktionen 5. Remme i tagkonstruktionen 6. Hjørnesøjler Henvisninger I de statiske beregninger henvises til nedenstående normer og litteratur. Der henvises direkte til side og evt. til tabel i den anvendte kilde. Normer Beregningerne er baseret på følgende normer (Eurocodes med tilhørende nationale annekser): DS/EN 1990 DK NA:2013 [EC0,DK] Eurocode 0, Projekteringsgrundlag for bærende konstruktioner DS/EN 1990, FU:2013 [EC0] Eurocode 0, Projekteringsgrundlag for bærende konstruktioner DS/EN , FU:2010 [EC1] Eurocode 1, Last på bærende konstruktioner DS/EN , DK NA:2013 [EC1-1,DK] Eurocode 1, Last på bærende konstruktioner Del 1-1: Generelle laster densiteter, egenlast og nyttelast for bygninger DS/EN , DK NA:2012 [EC1-3,DK] Eurocode 1, Last på bærende konstruktioner Del 1-3: Generelle laster Snelast DS/EN 1995, FU:2013 [EC5] Eurocode 5, Trækonstruktioner 52

54 Litteratur Teknisk Ståbi 22. udgave [TS] Katalogblade Se bilag 1 Software programmer MathCad Materialekvalitet For alle beregnede moduldele er forudsat anvendelsesklasse 1. [EC5, s22] På baggrund af modulernes maksimale samlede højde til øverste gulv <12 m, henføres den til konsekvensklasse 2 (CC2). [EC0,DK, s9, tabel B1] Dette giver: K fi = 1,0 [EC0, DK, s.4, tabel A1.2] Materialer: Træ Kvalitet C14, firhøvlet Kvalitet C18, savskåret Kvalitet C24, firhøvlet Kvalitet GL24h Kvalitet GL28h Lastdata I tabel 1-4 udregnes egenlaster for bygningsdele, der indgår i modulet. I tabellerne henvises der på følgende måde: Lastdata henviser til produktkatalogbladene efter givet nummer (se bilag 1). Note henviser til eventuelle bemærkninger under tabellerne. Globale laster Udregningseksempel: I de følgende tabeller er egenlasten beregnet ud fra nedenstående fremgangsmåde: Egenlast som fladelast: Egenlast som linjelast: Volumen for plader: Volumen for bjælker, lægter og stolper: Tabel 5.3: Egenlast fra tagkonstruktion Emne Volumen Densitet Areal Egenlast Lastdata Note Enhed [m 3 ] [kg/ m 3 ] [m 2 ] [kn/m 2 ] - - Tagpap 0, ,6 25,9 0,081 1 Isolering 7,628 80,0 25,9 0,231 2 a Krydsfinér 0, ,0 25,9 0,103 3 b 2 lag gipsplader 0, ,3 25,9 0, spær pr. 600 mm 0, ,0 25,9 0,149 c Ialt , a) Densitet skønnet ud fra Rockwools hjemmeside. b) Krav til underlag ifølge Phønix. [I5.19] 53

55 c) Spærene er styrkeklasse C30. Se afsnit for kontrol af dimensionering. Densitet fundet efter styrkeklasse. [TS s. 304 tabel 7.2.2] Tabel 5.4: Egenlast fra gulv Emne Volumen Densitet Areal Egenlast Lastdata Note Enhed [m 3 ] [kg/ m 3 ] [m 2 ] [kn/m 2 ] - - Klinker 0, ,78 0,265 a Spånplade 0, ,7 21,78 0,155 5 b Afretningslag 0, ,78 0,822 6 c 12 bjælker pr , ,78 0,101 d mm Isolering 2, ,0 21,78 0, lag gipsplader 0, ,3 21,78 0,177 4 Ialt , a) Densitet taget ud fra granitgulv b) Krav til konstruktion ifølge Træbranchens Oplysningsråd Træ i vådrum. [B3.7] Der er valgt en Novopan spåndex t/vådrum. c) Tykkelse skønnet ud fra Træbranchens Oplysningsråd Træ i vådrum. [B3.7] d) Bjælkelaget er styrkeklasse C14. Dimension på bjælkelag er skønnet ud fra en realistisk betragtning. Densitet fundet efter styrkeklasse. [TS s. 304 tabel 7.2.2] Tabel 5.5: Egenlast fra loft Emne Volumen Densitet Areal Egenlast Lastdata Note Enhed [m 3 ] [kg/ m 3 ] [m 2 ] [kn/m 2 ] - - Isolering 0,98 80,0 21,78 0,035 2 Gipsplade 0, ,3 21,78 0, lægter pr , ,78 0,013 a mm Ialt , a) Lægterne er styrkeklasse C18. Dimensioneret i afsnit Densitet fundet efter styrkeklasse. [TS s. 304 tabel 7.2.2] Tabel 5.6: Egenlast fra ydervæg Emne Volumen Densitet Længde Egenlast Lastdata Note Enhed [m 3 ] [kg/ m 3 ] [m] [kn/m] - - Yderbeklædning ,107 a Vindplade 0, ,60 0,191 7 Isolering 6,415 80,0 6,60 0, lag gipsplader 0, ,3 6,60 0, remme 0, ,60 0,097 b 7 lægter 0, ,60 0,049 b 13 stolper 0, ,60 0,260 b Ialt , a) Der regnes efter den tungest mulige yderbeklædning, se afsnit b) Dimensionering og afstand skønnet ud fra isoleringstykkelsen og gipspladernes skrueafstand. Styrkeklasse C14. Densitet fundet efter styrkeklasse. [TS s. 304 tabel 7.2.2] 54

56 Indervægge Egenlasten for lette ikke-bærende skillevægge = 0,5kN/m 2, da dette er mindste krav til skillevægge med en egenlast på < 0,5kN/m 2. [EC1, s16] Nyttelast Nyttelasten beregnes for modulerne efter brugskategori A1 [EC1, s18, tabel 6.1] Dette medvirker: q k = 1,5 kn/m 2 [EC1, s19, tabel 6.2] Q k = 2,0 kn. [EC1, s19, tabel 6.2] Nyttelasten beregnes for altanerne efter brugskategori A5 [EC1, s18, tabel 6.1] Dette medvirker: q k = 2,5 kn/m 2 [EC1, s19, tabel 6.2] Q k = 2,0 kn. [EC1, s19, tabel 6.2] Naturlast Snelast: Snelast på tag beregnes ud fra: [EC0, s50] Da tagets hældning er mellem 0-30 grader sættes formfaktoren μ 1 =0,8 [EC0, s52, tabel 5.2] Ekspositionsfaktoren sættes efter den mest ugunstige situation: ved afskærmet topografi sættes C e =1,25 [EC1-3,DK s5] Den termiske faktor [EC0, s51] Snelastens karakteristiske terrænværdi er sat til 1,0 i DK [EC1-3,DK s5] [ ] [ ] Vindlast: I alle af de følgende statiske beregninger er vindlast udeladt, da denne skaber sug og dermed gør situationen mindre ugunstig. Se afsnit for udregning af vindlast på eksempelbyggeri Dimensionering af elementer Dimensionering af nedre langsgående bjælker B1 De nedre langsgående bjælker skal dimensioneres således, at de kan holde til den samlede egenlast for indervæg, gulv og ydervæg. Bjælkerne er simpelt underunderstøttede bjælker. Da dimensionen på den tværgående og langsgående nedre bjælke skal være ens, regnes der kun ud fra den med længst spændvidde, hvilket er på 6600 mm, som vist på figur 5.9. Forudsætninger Materialekvalitet: GL28h Anvendelsesklasse: AK1 Konsekvensklasse: CC2 Kontrolklasse: Normal. Det giver: γ 3 = 1,0 Figur 5.9: Optegnet med rød er den nedre langsgående bjælke B1 55

57 Lastdata Egenlasten for de nedre langsgående bjælker er den samlede egenlast for gulv, indervæg og ydervæg (se tabel 5.4, 5.5 og 5.6). Egenlast: Nyttelast: Styrkeparametre Der er tale om et bøjningspåvirket konstruktionselement. Tværsnitshøjde skønnes større end 150mm k h =1,0 [TS, s.304] [TS, s.304] [TS, s.304] k mod udregnes efter anvendelsesklasse og lastvarighed. [TS, s.305] Regningsmæssige styrkeværdier Reaktioner og snitkræfter Som nævnt tidligere er hver bjælke simpelt understøttet med en spændvidde på L=6600 mm. Bjælkerne understøttes i hver ende af hjørnesøjlerne. Dimensionering Der vælges dimension 185x333 mm Tværsnitsdata Areal: Modstandsmoment: [TS, s.308] [TS, s.308] 56

58 Inertimoment: [TS, s.308] Brudgrænsetilstand Regningsmæssige reaktioner og snitkræfter K fi = 1,0 grundet CC2 [EC0, DK, s.4, tabel A1.2] Det maksimale, regningsmæssige moment: Den maksimale, regningsmæssige forskydningskraft: Bøjningsspænding Da der er ren bøjning om en akse, eftervises: Forskydningsundersøgelse Anvendelsesgrænsetilstand Der undersøges for: En punktlast på 2,0kN hvor W inst =1,7 mm [EC5, s 56, tabel 7,2] En fladelast på 1,5kN/m 2 hvor W inst =l/600 [EC5, s 56, tabel 7,2] For punktlast: W inst = For fladelast: W inst = Konklusion Den valgte dimension er OK. Dette betyder, at den nedre langsgående bjælke bliver 185 mm bred, 333 mm høj og 6600 mm lang. Dimensionering af loftsbjælker B2 Loftbjælkernes indbyrdes afstand er 300 mm og de spænder over 3300 mm. De er ligesom førnævnte eksempel simpelt understøttede. Loftbjælkerne skal kunne bære den nødvendige mængde isolering og en loftgipsplade. Figur 5.10 viser loftbjælkerne optegnet med rød. 57

59 Forudsætninger Materialekvalitet: Anvendelsesklasse: Konsekvensklasse: Kontrolklasse: C14, firhøvlet AK1 CC2 Normal Lastdata Loftbjælkerne skal kunne bære lasten for isolering og gipspladerne i loftet. Egenlasten for loftet kan findes i tabel 5.5. Egenlast: Figur 5.10: Optegnet med rød er loftbjælkerne B2 Styrkeparametre Der er tale om et bøjningspåvirket konstruktionselement. Tværsnitshøjde skønnes til 45 mm. Dette medfører at: [EC5, s27] [TS, s.304] [TS, s.304] [TS, s.304] k mod udregnes efter anvendelsesklasse og lastvarighed. [TS, s.305] Regningsmæssige styrkeværdier Reaktioner og snitkræfter Dimensionering Der vælges dimension 45x45 mm. Tværsnitsdata Areal: Modstandsmoment: Inertimoment: [TS, s.306] [TS, s.306] [TS, s.306] 58

60 Brudgrænsetilstand Regningsmæssige reaktioner og snitkræfter K fi = 1,0 grundet CC2 [EC0, DK, s.4, tabel A1.2] Det maksimale, regningsmæssige moment: Den maksimale, regningsmæssige forskydningskraft: Bøjningsspænding Da der er ren bøjning om en akse, eftervises: Forskydningsundersøgelse Konklusion Den valgte dimension er ok. Dette betyder, at dimensionen for loftbjælkerne bliver 45 mm brede, 45mm høje og 3300 mm lange. Bjælkerne er overdimensioneret, men dimensionen er valgt for at få en passende dimension ift. isolering og konstruktionen i øvrigt. Dimensionering af øvre langsgående bjælker B3 De øvre langsgående bjælker skal dimensioneres således, at de kan holde til loftets og dets bjælkers egenlast (se figur 5.11). Bjælkerne har en spændvidde på 6600 mm, og bjælken er som foregående eksempler simpelt understøttet. Forudsætninger Materialekvalitet: Anvendelsesklasse: Konsekvensklasse: Kontrolklasse: C18, savskåret AK1 CC2 Normal Figur 5.11: Optegnet med rød er de øvre langsgående bjælker B3 Lastdata De øvre langsgående bjælker skal bære egenlast for loftet og dets loftbjælker (se tabel 5.5). Egenlast: Styrkeparametre Der er tale om et bøjningspåvirket konstruktionselement. Tværsnitshøjde skønnes større end 150mm k h =1,0 [TS, s.304] 59

61 [TS, s.304] [TS, s.304] k mod udregnes efter anvendelsesklasse og lastvarighed. [TS, s.305] Regningsmæssige styrkeværdier Reaktioner og snitkræfter Simpelt understøttet bjælke med en spændvidde på l=6600 mm. Dimensionering Der vælges dimension 100x200 mm Tværsnitsdata Areal: Modstandsmoment: [TS, s.308] [TS, s.308] Brudgrænsetilstand Regningsmæssige reaktioner og snitkræfter K fi = 1,0 grundet CC2 [EC0, DK, s.4, tabel A1.2] Det maksimale, regningsmæssige moment: Den maksimale, regningsmæssige forskydningskraft: Bøjningsspænding Da der er ren bøjning om en akse, eftervises: Forskydningsundersøgelse Konklusion 60

62 Den valgte dimension er ok. Denne dimension er overdimensioneret, men da bredden gerne skulle passe til bredden af søjlerne og de nedre langsgående bjælker, og højden skulle være tæt på 83 mm, da dette er højden på loftet, er dette den nærmeste dimension. Det skyldes at bjælken skal tilpasses en bredde på 185mm, hvis den skal indgå direkte i den nuværende konstruktionsløsning. Derfor er de øvre langsgående bjælker 185 mm brede, 100 mm høje og 6600 mm lange, efter en tilskæring. Det vil være muligt at gå op i limtræ, hvor der findes en standard dimension med målene 185x100. Dimensionering af spær i tagkonstruktion B4 Spærene har en indbyrdes afstand på 600 mm og skal spænde over 6600 mm. Grundet den lave taghældning, beregnes spærene som en vandret simpelt understøttet bjælke, som i foregående udregninger. Udover egenlasten dimensioneres spærene også efter snelasten og en koncentreret nyttelast. Forudsætninger: Materialekvalitet: Anvendelsesklasse: Konsekvensklasse: Kontrolklasse: C24 firhøvlet AK1 CC2 Normal Lastdata: Spærene i tagkonstruktionen skal bære egenlasten fra hele taget, med undtagelse af egenlasten fra remmene (se tabel 5.3). Derudover skal de kunne bære snelast og en koncentreret nyttelast. Egenlast: Snelast: Nyttelast: Styrkeparametre: Der er tale om et bøjningspåvirket konstruktionselement. Tværsnitshøjde skønnes større end 150mm k h =1,0 [TS, s.304] [TS, s.304] [TS, s.304] k mod udregnes efter anvendelsesklasse og lastvarighed. [TS, s.305] Regningsmæssige styrkeværdier: Reaktioner og snitkræfter 61

63 Som nævnt tidligere er hver spær simpelt understøttet med en spændvidde på l=6600 mm. Bjælkerne understøttes i hver ende af remme. Dimensionering: Der vælges dimension 45x340 mm Tværsnitsdata: Areal: [TS, s306] Modstandsmoment: [TS, s306] Inertimoment: [TS, s306] Brudgrænsetilstand: Regningsmæssige reaktioner og snitkræfter K fi = 1,0 grundet CC2 [EC0, DK, s.4, tabel A1.2] Det maksimale, regningsmæssige moment: Den maksimale, regningsmæssige forskydningskraft: Forskydningsundersøgelse: Konklusion Den valgte dimension er ok. Derfor er spærene i tagkonstruktionen 45 mm brede, 340 mm høje og 6600 mm lange. Dimensionen er valgt pga. isoleringstykkelsen. Dimensionering af remme i tagkonstruktion R1 og R2 62

64 Remmene i tagkonstruktionen skal spænde over både 3300 mm og 6600 mm, derfor beregnes begge situationer herunder. Begge situationer er en simpelt understøttet bjælke. Forudsætninger: Materialekvalitet: Anvendelsesklasse: Konsekvensklasse: Kontrolklasse: GL24h AK1 CC2 Normal Styrkeparametre: Der er tale om et bøjningspåvirket konstruktionselement. Tværsnitshøjde skønnes større end 150mm k h =1,0 [TS, s.304] [TS, s.304] [TS, s.304] k mod udregnes efter anvendelsesklasse og lastvarighed. [TS, s.305] Regningsmæssige styrkeværdier: Herunder dimensioneres R1: Lastdata: Remmene skal kunne bære hele egenlasten for tagkonstruktionen (se tabel 5.3). Egenlast: Snelast: Reaktioner og snitkræfter Som nævnt tidligere spænder remmen over 3300 mm og er simpelt understøttet. Bjælkerne understøttes i hver ende af søjler. 63

65 Dimensionering: Der vælges dimension 115x333mm Tværsnitsdata: Areal: [TS, s308] Modstandsmoment: [TS, s308] Brudgrænsetilstand: Regningsmæssige reaktioner og snitkræfter Det maksimale, regningsmæssige moment: Den maksimale, regningsmæssige forskydningskraft: Forskydningsundersøgelse: Herunder dimensioneres R2: Lastdata: Egenlast: Snelast: Reaktioner og snitkræfter pr. bjælke: Som nævnt tidligere spænder remmen over 6600 mm og er simpelt understøttet. Remmen understøttes i hver ende af søjler. Dimensionering: Der vælges dimension 115x400 mm 64

66 Tværsnitsdata: Areal: [TS, s308] Modstandsmoment: [TS, s308] Brudgrænsetilstand: Regningsmæssige reaktioner og snitkræfter: Forskydningsundersøgelse: Konklusion: De valgte dimensioner er ok. R1 bliver 115 mm bred og 333 mm høj som minimum der hvor remmen spænder over 3300 mm. R2 bliver 115 mm bred og 400 mm høj, der hvor remmen spænder over 6600 mm. De valgte dimensioner er blevet overdimensioneret efter rettelsen. De nuværende dimensioner passer til tegningsmaterialet, men remmene kan med fordel ændres til konstruktionstræ, eller en mindre dimension. Dimensionering af hjørnesøjler i moduler, S1 Modulerne sammensættes til et etagehus på 4 etager, hvor de nederste hjørnesøjler maksimalt skal bære en last fra 4 etager (se figur 5.12). Der opstilles et system, hvori alle variable laster og permanente laster indgår. Søjlerne er simpelt understøttede. Forudsætninger: Materialekvalitet: Anvendelsesklasse: Konsekvensklasse: Kontrolklasse: GL24h AK1 CC2 Normal Figur 5.12: Optegnet med rød er hjørnesøjlerne S1 Lastdata: Da modulerne kan indgå i et 4-etages byggeri, dimensioneres hjørnesøjlerne efter denne situation. Variable laster Nyttelast: 65