Det nya träbyggandet

Transkript

1 Det nya träbyggandet Tina Wik Högskolan Dalarna Magnus Emilsson Limträteknik AB

2 Introduktion till modernt träbyggande Nya möjligheter med trä Varför bygga med trä Flervåningshus i trä Möjligheter och begränsningar Projektförutsättningar och systemval Produktionsmetoder Byggda projekt Konstruktioner i trä Konstruktiva egenskaper hos trä Råvara/Produkter Dimensionerande förutsättningar Träbyggnadssystem Referensprojekt Fler exempel Kursens innehåll

3 Vad är nytt? Funktionsbaserade normer (1994) Tog bort begränsningen max 2 våningar Bronorm ändras så att träbroar kan utföras Nya produkter och system Ex: bjälklagstyper, massivträkomponenter och system, Skivor avsedda för brandskyddsinklädnader, brandskyddsimpregnering, boendesprinkler, ljudisolerande mattor och lim. Industrialisering Träkonstruktionernas låga vikt kan göra träbyggandet intressant Bättre ekonomisk konkurrenskraft med ökande energi- och stålpriser

4 Gardemoens flygplats, Oslo. Arkitekt Niels Torp

5 Gardermoens flygplats, Oslo. Arkitekt Niels Torp

8 Sibeliushallen, Lahtis Arkitekterna Hannu Tikka och Kimmo Lintula

9 Sibeliushallen, Lahtis

10 Sibeliushallen, Lahtis

11 Sibeliushallen, Lahti

12 Universeum, Göteborg. Arkitekt Gert Wingård

15 Domstolen Bordeaux, Frankrike Arkitekt Richard Rogers

16 Domstolen i Bordeaux, Frankrike

17 Finnforest, Tapiola, Helsingfors Arkitekt Helin & Co

18 Viks kyrka Arkitekt Samuli Miettinen, jkmm arkkitehdit

19 TRADITION- PSIYKOLOGI - EKONOMI- INNOVATION - OPTIMERING SAMVERKAN-ÅTERANVÄNDING - KVALITET - MILJÖ

20

21

22 OS-hallen Hamar, Norge Arkitekt Niels Torp

23 Lillehammer Haakons hall Interiör

24 Leonardo-bron, Norge 110 m lång, Fri spännvidd 45 m, Bredd 3 m

25 Varför bygga med trä? Ekologi/Miljö Estetik/Arkitektur Boendekvalitet Ekonomi Samhällsekonomi Glesbygdspolitik Ytterligare ett alternativ

26 Miljöskäl Låg energiåtgång för att utvinna träprodukter. Vid rivning kan trä energiåtervinnas. Att producera välisolerade hus med yttervägg av träregelstomme är lättare och mindre ytkrävande än vid gjutna eller murade väggar. Förnyelsebar råvara. Träd binder atmosfärisk koldioxid.

27 Fotosyntesen En revolutionerande materialtillverkning

28 Tänk om vi hade samma nationella mål för material som för energi främst förnybara energikällor används.

29 Livscykelanalys LCA-resultaten för träalternativet Energiåtgång, från vaggan till grinden: 1140 MJ/m2 GWP (CO2-ekvivalenter): 280 kg/m2 LCA-resultaten för stålalternativet Energiåtgång, från vaggan till grinden: 1740 MJ/m2 GWP (CO2-ekvivalenter): 340 kg/m2 LCA-resultaten för betongalternativet Energiåtgång, från vaggan till grinden: 2520 MJ/m2 GWP (CO2-ekvivalenter): 420 kg/m2

30 Arkitektoniska skäl Trä är ett förnyelsebart naturmaterial. Träbyggnader är tåliga. Träbyggnader åldras med värdighet. Gestaltningsidé där konstruktion samspelar med det arkitektoniska uttrycket.

31 Skola i Viel - det största trähuset i Schweiz

32

33

34 Hotell Zürichberg i Zürich Arkitekt: Zürichberg Burkhalter & Suni

35 Boendekvalitet Trä kan nyttjas som bärverk och som ytskikt. Trä ger en varm atmosfär. Träytan blir inte lika kall som putsade ytor.

36 Inga farliga emissioner.

37 Tekniska och ekonomiska skäl Hög tryck- och draghållfasthet i förhållande till sin egenvikt. Låg egenvikt. En fördel vid transporter vilket underlättar industriellt byggande. Gör trästomme lämplig vid påbyggnadsprojekt. Extra intressant vid tredimensionell fastighetsbildning. Kan underlätta grundläggningen. Lätt att bearbeta. Erfarenheterna visar ekonomisk konkurrenskraft.

38 Kv Plogen, Umeå Befintligt 6-våningshus påbyggt med tre våningar

39 Samhällsekonomi - Glesbyggnadspolitik EXEMPEL PÅ FÖRETAG SOM ETABLERAT SIG I GLESBYGD Martinsons i Bygdsiljum Moelvens bygg i Moelven Lindbäcks bygg i Piteå och i Kalix Tomuko hus i Insjön Mockfjärdshus Dala Hus Mm mm

40 Inventering av projektförutsättningar Detaljplaneförutsättningar Planlösningar Stabilitet Grundläggning Brand Ljud Fuktrörelser

41 Stomsystem Antalet möjliga bjälklagstyper minskar vid Spännvidd > 6 m Bjälklagshöjd < 500mm Volymelement har bredd ca 4,1 4,2 m med avseende på transporter Fribärande takstolar ger stora fria spännvidder och möjliggör därmed flexibel planlösning

42 Systemval Platsbyggd lättbyggnadsteknik lätt att bygga in alla sorters installationer relativt vädersäkert är det rationellt? (konjunkturberoende) Slutna/ element installationer förberedda i fabrik eller delvis platsbyggt svårare att fuktsäkra på bygget (slutna lättbyggelement) Volymelement installationer färdiga i fabrik snabbt och konkurrenskraftigt men mindre flexibilitet Massivträ synlig ut- eller insida om höga kvalitetskrav på slutprodukten kan vara mer robust på bygget

43 Tekniska val Plattform eller inhängt? Träfasad, skivor eller putsad fasad? Gemensam eller individuell mätning? Frånluft eller FTX Kopparrör eller PEX

44 Wälludden Växjö Arkitekt Tina Wik

45 Bo 01 Malmö Arkitekt: Tue Traerup Madsen och Kim Dalgaard

46 Flerbostadshus Trädgårdsstaden Västerås Kjellander och Sjöberg Arkitektkontor Kv Räven Solna Per Hederus, Hederus Malmström Fråne Arkitektkontor

47 Flerfamiljshus i Rydebäck, Arkitekt Nils Landén Henrik Jais-Nielsen Mats White Arkitektkontor AB

48 Bjälklag i Rydebäck - platsbyggt

49 Utförande av väggar och bjälklag

50 Detaljer Spacklad fog Brandstopp stenull 40 kg/m3

51 Inre hamnen - Sundsvall Arkitekt: Susanne Åström, White Arkitekter

52 Ex på höga träkonstruktioner Limnologen, Växjö Arkitekt Ola Malm, Arkitektbolaget.

53 Limnologen Växjö Arkitekt Ola Malm, Arkitektbolaget

54 Plan

55 Limnologen Bjälklagen en kombination av limträ och massivträ

56 Limnologen Bärande väggar av massivträ

57 Svartlamoen, Trondheim Arkitekt Brändelaud Kristoffersson

58 Svartlamoen, Trondheim Massiva träskivor Varierande udda antal lager riktade vinkelrätt mot varandra. Varierande tjocklek i detta fall 96 mm. Lamelleringseffekt uppnås.

59 Angerm.Siedlung Arkitekt Hubert Riess

60 Judenburg Arkitekt Hubert Riess

61 Bieleweg Arkitekt Hubert Riess

62 Volymprefabricering

63 Volymprefabricering: Stomme av massivträ

64 Konala, Helsingfors, grupphus Arkitekt Erik Adlercreuz

65 Borgå Finland Flerbostadshus 4 våningar Arkitektkontoret Vainio & Ekman Oy

66 Träfasad Träsorter i Europa indelas i 5 beständighetsklasser enligt EN Klass 1 Klass 2 Klass 3 Klass 4 Klass 5 Mycket beständigt Beständigt Måttligt beständigt Ringa beständigt Icke beständigt Teak Western red ceder Sibirisk Lärk Merbau europeisk Ek Nordamerikanske Douglas Jarrah Finnforest Thermowood Europeisk Lärk Gran Furu Ask Bok

67 Värmebehandlat trä Fasader Detaljer

68 Värmebehandlat trä Vilka egenskaper har ThermoWood? Formstabilt Cellstrukturen förändras och inre spänningar försvinner. Thermowood rör sig 50% mindre än obehandlat trä. Då träet inte rör sig nämnvärt så spricker det inte vilket gör att utseendet står sig. Beständigt - Behandlingen driver ut näringsämnen Svamp och röta får betydligt svårare att få fäste Vi återkommer till hur beständigt ThermoWood är på nästa sida. Vacker brun färg Färgen framkommer under värmebehandligen Eftersom värmebehandlingen är genomgående hela materialet så kan träet bearbetas och kapas med bibehållen färg.

69 Brand

70 Brandtekniska byggnadsklasser Det finns tre brandtekniska byggnadsklasser Br1 Br2 Br3

71 Br1 Byggnad med tre eller flera våningsplan Byggnad i två våningsplan som inrymmer Samlingslokal på andra våningsplanet Hotell ed Vårdanläggning e d Särskilt boende för personer med vårdbehov

72 Br2 Byggnad med två våningsplan Bya >200m 2, inte sektionerad med brandvägg i REI 60-M >2 lgh med rum på vindsplanet Samlingslokal i markplanet

73 Br3 Byggnad som inte kräver utförande som i klass BR1 eller BR2 Envåningsbyggnader småhus

74 Brandtekniskaklasser Följande förekommer: R, E, I, W, C, S Sifferbeteckningar: R Bärförmåga E Avskiljning I Isolering W Begränsad strålning

75 EI - klass Maximal temperaturstegring på icke brandutsatt sida Medel 140 Enstaka punkt 180

76 E - klass Begränsar inte temperatur på icke brandutsatt sida

77 Ytskikt B-s1,d0 (I) Normal målningsbehandling på betong eller gipsskiva med pappskikt C-s2,d0 (II) Vanlig papperstapet med vikt 175g/m 2 på betong eller på gipsskiva med pappskikt D-s2,d0 (III) Obehandlad träpanel

78 Skydd mot brand- och brandgasspridning mellan brandceller Byggnad Br 1 Brandcellsskiljande byggnadsdel i allmänhet Brandbelastning f 200MJ/m 2 EI 60 Brandbelastning f 400MJ/m 2 EI 120 Brandbelastning f>400mj/m 2 EI 240

79 Skydd mot brand- och brandgasspridning mellan brandceller Byggnad i klass Br 2 eller Br 3 Brandcellsskiljande byggnadsdel i allmänhet EI 30 Lägenhetsskiljande byggnadsdel i bostadshus EI 60

80 Väggar EI 60 Lägenhetsskiljande vägg som uppfyller ljudklass D uppfyller alltid minst EI 60 oftast EI 90

81 Brandteknisk indelning av vindar Vindsbjälklag utfört i trä Br 2 byggnad Vindsbjälklag i brandteknisk klass minst EI 30 Avskiljande väggar i brandteknisk klass EI 30 placerade ovanför lägenhetsskiljande väggar.

82 Vindsbjälklag av träbjälklag Ventilationsöppningar vid takfot Fönsteröppningen samt 20% av bredden på båda sidor om fönstret skall vara tät Eventuellt förses ventilationsöppningen med brandsvällande list som tätar öppningen vid en eventuell brand.

83 Installationssystem Generellt enklare att lösa installationer i trähus. Enkel håltagning. Flerskiktskonstruktioner i bjälklag möjliggör enkelt montage av försörjningsledningar. Regelväggar kan rymma evakueringledningar.

84 Försörjningssystem Evakueringssystem

85 Kanaler i slutna schakt Ventilationskanaler som förs genom schaktvägg och som betjänar brandcell inom vilket schaktet är placerat behöver inte isoleras till skydd mot spridning av brand. Stålreglar i schaktet Alt kläs reglarna med gips

86 Kanaler i slutna schakt Stålreglar i schaktet Alt kläs reglarna med gips

87 Kanaler i öppna schakt

88 Avloppsrör Stålreglar i schaktet Alt kläs reglarna med gips Brandmanschett Mellan el, vent- och VS-rör Monteras 13 mm gipsskiva som fästes till stålregelstomme. EI 15 Brandmanschett

89

90 Eldosor i vägg med dubbel regelstomme

91 Eldosor i schaktvägg

92 Bärförmåga vid brand Byggnad i klass Br 1 Byggnadsdel f 200MJ/m våningsplan Bjälklag och övriga bärverk R våningsplan Bjälklag Övriga bärverk R 60 R 90

93 Bärande och avskiljande väggar med dubbel regelstomme REI 90

94 Yttervägg R 90

95 Lägenhetsskiljande bjälklag Bärförmåga som momentkapacitet i knm/bjälke

96 Bärförmåga vid brand Byggnad i klass Br 2 eller Br 3 Byggnadsdel Bostadshus Br 2 R 30 Bostadshus Br 3 R 15

97 Två krav på samma byggnadsdel Krav Avskiljande byggnadsdel EI 60 Bärande byggnadsdel R 30 Bärande byggnadsdel skall då utföras i klass REI 60.

98 Brandspridning Brandstopp Brandstopp inuti konstruktioner är nödvändiga för att förhindra krypbränder Konstruktioner utan hålrum rekommenderas

99 Fasader i Br1-byggnad

100 Fönsterlösa fasader kan utföras med träpanel, t.ex. fönsterlösa gavlar eller fasader med endast små fönster <0,4 m breda och med area <0,3 kvm. Dock måste hänsyn tas till antändning via t.ex. gräsbrand och avstånd till närliggande hus. Första Våningen bör kläs med obrännbart material. Balkonger, loftgångar och trappor kan utföras i trä om ytskiktskravet uppfylls

101 Puts Brandimpregnerat Brand!? Fasta fönster E 30 Boendesprinkler

102 Brandskyddsimpregnerat trä Tryckimpregnering med oorganiska salter Vid brand omvandlas de brandhämmande komponenterna till ej brännbara gaser som vatten och CO2 Avfall kan deponeras och komposteras. Ytbehandling utvändigt med oljebaserad bets eller färg Ytbehandling invändigt med såpa, lut eller syrahärdande lacker

103 Tekniska byten då boendesprinkler installeras utan att brandteknisk beräkning behöver göras Brännbar fasad på byggnader i mer än två våningar Minskade krav på brandspridning via fönster Minskade krav på ytskikt i bostad Fler tekniska byten får göras då brandteknisk beräkning görs

104 Skydd mot brandspridning inom brandcell Byggnadsklass Ytskikt väggar Ytskikt tak Brännbara takytor Br 1 Klass II C-s2,d0 Klass I B-s1,d0 Tändskyddande beklädnad K 2 10/B-s1,d0 Br 2 Klass III D-s2,d0 Klass II C-s2,d0 Tändskyddande beklädnad K 2 10/B-s1,d0 Br 3 Klass III D-s2,d0 Klass III D-s2,d0

105 Ytskikt och beklädnad i utrymningsvägar Byggnadsklass Ytskikt väggar Ytskikt tak Brännbara tak och väggar Br 1 Klass I B-s1,d0 Klass I B-s1,d0 Tändskyddande beklädnad K 2 10/B-s1,d0 Br 2 Klass I B-s1,d0 Klass I B-s1,d0 Tändskyddande beklädnad K 2 10/B-s1,d0 Br 3 Klass II C-s2,d0 Klass I B-s1,d0 Tändskyddande beklädnad K 2 10/B-s1,d0

106 Ljudkällor Stegljud Fotsteg inom lägenheten Fotsteg utom lägenheten Installationsljud Tvättmaskin Diskmaskin Fläktar Hissar Luftljud Stereo TV Trafikbuller

107 Vad är speciellt för ett hus med trästomme Stegljud: Fotsteg utom lägenheten Lätta konstruktioner gör stegljud utifrån lite besvärligare Installationsljud: Inga större skillnader Luftljud - Inga större skillnader, möjligen lättare att hantera i trähus Trafikbuller - Inga större skillnader

108 Luftljudisolering Luftljudisoleringen ger skillnaden i ljudnivå mellan två rum Ljudkrav klassificeras i klass A till klass D Ju högre värde på luftljudisoleringen desto bättre

109 Reduktionstal R (db) R = L 1 - L 2 +10log(S/A 2 ) L 1 L 2 S A 2

110 Stegljudstransmission L n = L log(A 2 /10) F L 2 A 2

111 Sammansatt Stegljudstransmission 1: Direkt transmission 2: Flanktransmission 2 1

112 Stegljud Stegljudsnivån skall vara så låg som möjligt Stegljudsdämpningen skall vara så hög som möjligt

113 Byggnadsakustik Högt R innebär hög luftljudsisolering Lågt L n innebär hög stegljudsisolering

114 Lägsta tillåten luftljudisolering i db

115 Högsta tillåtna stegljudsnivå i db

116 Träbjälklag har God steg- och luftljudisolering vid höga frekvenser Svårare att hitta bjälklagskonstruktioner som även reducerar störningar från stegljud vid låga frekvenser

117 Träbjälklag grundkonstruktion Brand REI spånskiva 45x300 s 600 kertobalkar 300 stenull Akustikprofil s gips GN 15 gips GF Tjocklek 375 mm R w +C i, =62-3=59 Lw+C i, =56+1=57

118 15 Lamellparkett lumppapp 30 Gipsavjämning Decibel 3 Akustikmatta Grundbjälklag Brand REI 60 R w +C i, =66-1=65 L w +C i, =43+4=47 Pris 1040 kr/m2 Tidsåtgång 0,9 h/m2 Exklusive parkett

119 Konstruktioner i trä Magnus Emilsson Konstruktiva egenskaper hos trä Råvara/Produkter Dimensionerande förutsättningar Träbyggnadssystem Referensprojekt

120 Avslutaningsvis några intressanta Träbyggnadsprojekt

121 Roof truss a la Polounceau

122 En jämförelse Ridhus i Flyinge AIX arkitekter

123 Flyinges nya ridhus!

124 Flyinges nya ridhus!

125 Structural Systems, Engel

126 Konstruktion där materialets draghållfasthet har utnyttjats Lagerbyggnad i Schweiz

127 Väderskydd i Schweiz

128

129 Gymnastiksal i Vrin i Schweiz Konstr Jurg Conzetti

130

131 Sveriges största trähus Institutionen för skog och trä Växjö universitet Arkitekt: Mats White