Håndbok. - bygge med. Massivtreelementer. Hefte 1 Generelt

Transkript

1 Håndbok - bygge med Massivtreelementer Hefte 1 Generelt

2 Norsk Treteknisk Institutt Adr.: Forskningsveien 3 B P.B. 113 Blindern NO-0314 Oslo Tel: Fax: firmapost@treteknisk.no ISBN Design: Pål Nordberg Grafisk design Trykk: Strandberg & Nilsen Grafisk as Opplag 1500 eks. Omslagsfoto: Holz100 Norge AS

3 Håndbok - bygge med Massivtreelementer Hefte 1 Generelt

4 Forord Bruk av massivtreelementer i bygg er en forholdsvis ny byggemetode. I Mellom-Europa har behovet for miljøeffektive og rasjonelle konstruksjonssystemer blant annet ført til utvikling av byggesystemer med massivtreelementer. Utviklingen begynte tidlig på 1990-tallet. I dag er bygging med massivtreelementer en anerkjent byggemetode i Mellom-Europa og Norden, og benyttes i bolighus, fleretasjes hus, næringsbygg, barnehager og skoler. Det har de senere årene vært omfattende forsknings- og utviklingsarbeid omkring muligheter og anvendelse av massivtreelementer i bygg. Dette arbeidet har pågått i nært samarbeid med industrien i Norge og Norden for øvrig. I tillegg har det vært et godt samarbeid mellom nordiske FoU-institutter. Gjennom FoU-arbeidet er det utviklet et nettverk blant massivtreinteresserte på tvers av landegrensene. Håndbok - bygge med massivtreelementer er en veileder for prosjektering og bygging med massivtreelementer og består av i alt seks hefter: Hefte 1 Generelt Hefte 2 Byggeteknikk Hefte 3 Dimensjonering Hefte 4 Brann Hefte 5 Lyd Hefte 6 Byggeprosjekter Hensikten med håndboken er å gi informasjon, veiledning og en innføring omkring bygging med massivtreelementer ut fra den kunnskap som er kommet fra FoU-arbeid og gjennomførte byggeprosjekter. Målgruppene er arkitekter, konsulenter, entreprenører, byggherrer, studenter og andre som ønsker å anvende massivtreelementer. Store deler av håndboken vil bli tilgjengelig under webportalene: samt Håndboken er finansiert av Innovasjon Norge, TreFokus AS og Norsk Treteknisk Institutt. Prosjektleder har vært Erik Aasheim, Treteknisk. Prosjektets arbeidsgruppe har bestått av: Bente Kleven, LPO/AHO Haumann Sund, Moelven MassivTre AS Bernt Jakobsen, COWI AS Sven-Åge Skaar, Moelven MassivTre AS Kjeld Halby Kirkegaard, Skanska Bolig AS Harald Landrø, TreSenteret i Trondheim Aasmund Bunkholt, TreFokus AS Geir Glasø, Treteknisk Jarle Aarstad, Treteknisk Vi håper håndboken vil være til hjelp i ditt arbeid med en ny spennende byggemetode. Oslo, mai 2006 Norsk Treteknisk Institutt 2 Hefte 1 Generelt

5 Innhold Historikk 4 Hva er massivtreelementer? 7 Hvorfor bygge med massivtreelementer? 9 Fra skog til massivtreelement 12 Kantstilte elementer 12 Krysslagte elementer 14 Hulromselementer 15 Valg av elementtype 16 Bruk og anvendelse av massivtreelementer 17 Etasjeskille 18 Innervegg 21 Yttervegg 21 Tak 25 Balkonger og svalganger 25 Parkeringshus i tre 26 Flytårn 26 Tre og miljø 27 Litteratur 3. omsl. Hefte 1 Generelt 3

6 Historikk Tre som byggemateriale har sterke tradisjoner i Norge. Materialet har lav egenvekt, høy styrke, god isoleringsevne og god varmelagringskapasitet. Tre er enkelt å bearbeide, og tilgjengeligheten til materialet har vært god gjennom de fleste tider. Over hele landet kan gamle håndverkstradisjoner sees igjen i en rekke middelalderbygg. Flere av bygningene viser meget god kunnskap om hvordan trematerialet best kunne anvendes i bygninger og andre konstruksjoner. Vikingskip og stavkirker er gode eksempler på komplisert byggeteknikk i tre. Mot slutten av 1700-tallet begynte "reisverksveggen" å avløse lafteveggen. Dette fordi den var materialbesparende, og fordi krympingen er minimal i stolpens og plankens lengderetning. Man fikk mindre problemer med trapper og piper, og huset kunne paneles og innredes straks etter oppføringen. Fra begynnelsen av 1900-tallet ble det vanlig å bruke bindingsverk til bygninger hvor det ble stilt krav til varmeisolering og tetthet. Enebolig i bindingsverk. Treteknisk Urnes stavkirke i Sogn. Riksantikvaren/Jiri Havran Stiftsgården i Trondheim, Norges største trehus fra Jørn Adde Til å begynne med brukte man stendere av 4" x 4", men dimensjonene på sviller, losholter og skråstrevere kunne variere noe mer. Stenderne var plassert med ca. 1 m avstand, og på hver side av bindingsverket ble det montert to lag papp og to lag panel, for å oppnå best mulig varmeisolasjon og tetthet. I 1941 ble det tillatt å bruke stendere av 2" x 4", lett bindingsverk. Dette, sammen med introduksjonen av mineralull som varmeisolasjonsmaterialet, førte til en radikal forbedring med hensyn til redusert varmetap og økt komfort innendørs. Utviklingen av massivtreelementer har sin opprinnelse fra Canada. Omkring 1975 var det et stort behov for etablering av nye og rehabilitering av gamle broer. Canada er rikt på tømmer og man begynte å ta i bruk prinsippet med tverrspente brodekker. Et tverrspent brodekke er i prinsippet planker på høykant som er lagt inntil hverandre og føyd sammen ved hjelp av gjennomgående stålstag. Oppspenningskraften fra stålstagene og senteravstanden mellom disse, kan tilpasses belastningen på brodekket og sørger for samvirke mellom plankene. Prinsippet med tverrspente 4 Hefte 1 Generelt

7 Tverrspent brodekke sett fra undersiden. Treteknisk Prinsipp tverrspent brodekke. Treteknisk brodekker viste seg å være svært vellykket og bredte seg videre til Mellom-Europa omkring I Mellom-Europa delte utviklingen av tverrspente brodekker seg i to. Den ene var videreutvikling av brodekkene, og den andre var videreutvikling av tverrspente elementer til bygningselementer i massivtre. Videreutviklingen av brodekkene spredte seg videre til Norden (ca. 1995). I Norge er det i dag bygget flere trebroer for gang-, bil- og togtrafikk. Verdens lengste trebro for biltrafikk er Flisa bro med to kjørefelt og ett fortau. Den er bygget over Glomma i Hedmark og er totalt 196 m lang. Bakgrunnen for videreutviklingen av brodekker til bygningselementer i massivtre i Mellom-Europa, var et behov for utvikling av miljøeffektive og rasjonelle konstruksjonssystemer. Rundt 1990 ved de tekniske høgskolene i Lausanne og Zürich i Sveits, begynte man å utvikle forskjellige metoder for å sette sammen planker til større elementer. I dag er bygging med massivtreelementer en anerkjent byggemetode både i Sveits, Østerrike og Tyskland. Mot slutten av 1990-tallet ble massivtreelementer introdusert i Norden gjennom blant annet forskningsprogrammet Nordic Wood. Nordic Wood var et FoU-program hvor Danmark, Sverige, Finland og Norge deltok. Gjennom prosjektet - å bygge med massivtreelementer, ble det etablert et nordisk nettverk blant FoUinstitusjoner, industri og entreprenører. De utvekslet kunnskap og erfaring. Dette resulterte Flisa Bro. Treteknisk Hefte 1 Generelt 5

8 Etasjeskille i enebolig i Asker, Treteknisk i flere pilotprosjekter og etablering av flere produsenter for massivtreelementer. I Norge ble massivtreelementer for første gang anvendt som et etasjeskille i en enebolig i Asker (1998). Elementene er synlige fra over- og undersiden. Neste prosjekt var den norske servicepavilijogen som ble bygget i forbindelse med EXPO 2000 i Hannover, Tyskland. Her ble massivtreelementer benyttet i etasjeskille som var 70 m langt og i gavlveggene som var 9 m høye. I dag anvendes massivtreelementer i boligprosjekter, næringsbygg, helsebygg, fleretasjes bolighus, barnehager, skoler, balkonger og svalganger. Men, for at det skal bli en anerkjent byggemetode og et konkurransedyktig alternativ til de tradisjonelle byggemetoder og materialer, spesielt for høye og store bygg, er det behov for veiledning og dokumentasjon. Det er dette som er bakgrunnen for denne håndboken. Bildene til venstre viser servicepavilijongen i Hannover, Tyskland, Expo LPO/Daniel Roland 6 Hefte 1 Generelt

9 Hva er massivtreelementer? Massivtreelementer er planker (lameller) som er satt sammen til elementer ved bruk av spiker, skruer, tredybler, lim eller stålstag. Massivtreelementene deles inn i tre kategorier: Kantstilte elementer Krysslagte elementer Hulromselementer Kantstilte elementer Kantstilte elementer er en fellesbetegnelse for elementer som er satt sammen av stående planker (lameller). Forbindelsesmiddel i disse elementene er skruer, spiker, lim, tredybler eller stålstag. Hulromselement. Treteknisk Massivtreelementene kan brukes som bærende elementer i gulv, vegger og tak, i boliger, fleretasjeshus og næringsbygg. Hele bæresystemet kan bygges med massivtreelementer, eller kombineres med andre materialer og konstruksjonstyper. Elementene kan også benyttes som svalganger og balkonger. De enkelte elementtypene er nærmere beskrevet i kapittelet Fra skog til massivtreelement. Massivtreelementer over limtrebjelker i takkonstruksjon ved Vøyenenga skole i Bærum. Treteknisk Kantstilt element. Treteknisk Krysslagte elementer Krysslagte elementer er en fellesbetegnelse for elementer som er satt sammen av planker (lameller) i flere sjikt. Som regel er sjiktene lagt 90 eller 45 grader i forhold til hverandre. Forbindelsesmiddel i disse elementene er lim eller tredybler. Krysslagt element. Treteknisk Hulromselementer Hulromselementer finnes i mange varianter. Felles for hulromselementene er at de har et hulrom mellom et øvre- og nedre massivtreelement. Hefte 1 Generelt 7

10 Opaker Gård, Hedmark. Holz100 Norge AS Massivtreelementer kan bearbeides i alle fasonger, med utsparinger og kanaler for tekniske installasjoner. Overflaten kan brukes ubehandlet, eller slipes og deretter påføres lakk, olje eller maling. For å oppnå spesielle egenskaper, kan elementene suppleres med himlingsplater, isolasjon eller kledning. I Tyskland og Danmark er det ikke uvanlig at man legger en tynn påstøp av betong eller monterer gips på elementene. I disse tilfellene vil man ikke se elementene, og man mister en del av energi- og inneklimagevinsten gjennom muligheten for å utnytte elementenes evne til utjevning av temperatur og luftfuktighet. I prosjekter hvor massivtreelementer skal benyttes, er det viktig å klarlegge tidlig i prosjekteringsfasen hvilke funksjoner elementene er tiltenkt. Skal man for eksempel benytte vannbåren varme i gulvene, vil ikke elementene bli synlige fra oversiden, og følgelig stilles det ikke samme krav til overflatefinish som til et element med synlig gulvoverflate. Det er viktig at råstoffet har lav trefuktighet som er tilpasset det klima Massivtreelement med vannbåren gulvvarme og parkett. Treteknisk. elementene skal brukes i. For innendørs konstruksjoner i helårsoppvarmede bygninger vil trefuktigheten gjennom året variere fra ca. 6 % til 12 %. Dette er viktige faktorer som har innvirkning på elementenes overflate, produksjon, materialvalg og pris. 8 Hefte 1 Generelt

11 Hvorfor bygge med massivtreelementer? Hvert enkelt tre i skogen er i utgangspunktet forskjellig fra alle andre trær. Gjennom tidene har man latt seg fascinere av treets variasjonsrikdom, estetiske kvaliteter og kombinasjonsmuligheter med andre materialer. I vår tid har krav til økt komfort og økt fokusering omkring miljø vært med på å utvikle miljøeffektive og rasjonelle konstruksjonssystemer basert på trevirke. Bygging med massivtreelementer har følgende fordeler: Kort byggetid og tørt bygg God utnyttelse av treets egenskaper Godt arbeidsmiljø og ryddig arbeidsplass Enkel montering av tekniske installasjoner Enkelt å kombinere med andre materialer Stor fleksibilitet ved formgivning og overflater Stor fleksibilitet ved planløsning og konstruksjon Lav vekt og enkel håndtering Begrenset avfall på byggeplass Positive miljøegenskaper God råstoffutnyttelse God totaløkonomi Kort byggetid og tørt bygg Byggetiden er en viktig faktor ettersom den har stor innvirkning på totalkostnadene. En kort byggetid medfører reduserte riggkostnader, lavere kapitalkostnader og bedre likviditet for utbygger, for eksempel ved tidligere leieinntekter. Massivtreelementene produseres innendørs i tørre og rene omgivelser, mens grunnarbeidene ferdigstilles på byggeplass. Elementene leveres med en trefuktighet på 8-14 %, og behovet for uttørking av byggfukt blir redusert til et minimum, hvilket gir en ytterligere reduksjon i byggetiden. Kort byggetid blir alltid godt mottatt av naboer som opplever færre timer med byggestøy og ubehag. God utnyttelse av treets egenskaper Tre er et hygroskopisk materiale. Det vil si at tre til en hver tid vil prøve å tilpasse seg de omgivelsene som er omkring treet. I praksis vil dette si at dersom luftfuktigheten i rommet er høyere enn i massivtreelementet, vil elementet kunne oppta fuktighet. Dersom luftfuktigheten i rommet er lavere enn i massivtreelementet, vil elementet kunne avgi fuktighet. De samme egenskapene har elementene når det gjelder å oppta og avgi varme. Hefte 1 Generelt Bruk av synlige treoverflater vil derfor gi en behagelig overflatetemperatur og et behagelig inneklima. Et massivtrehus er energiøkonomisk og muliggjør lave oppvarmings- og vedlikeholdskostnader [15], samtidig som det gir en inneklimagevinst gjennom mulighet for å utnytte elementene til utjevning av temperatur og luftfuktighet. Godt arbeidsmiljø og ryddig arbeidsplass Erfaringer fra pilotprosjekter viser at bygging med massivtreelementer er attraktivt for håndverkerne. Elementene er tørre, rene og lette å bearbeide f. eks. med hensyn til hulltaking. Bearbeidingen kan utføres med lett bearbeidingsverktøy. Tre oppfattes som et renslig materiale med lite støv, fukt og søl. En ren og attraktiv byggeplass bidrar til godt arbeidsmiljø, med de positive ringvirkninger dette har. Enkel montering av tekniske installasjoner Undersøkelser blant ulike grupper håndverkere viser at de har positive holdninger til trebyggeri. Dette skyldes blant annet at innfesting og selve fremføringen av de tekniske installasjonene er enklere og raskere å utføre i trehus. Gjennom en studie av ulike håndverksgrupper og antall personer som er involvert på en byggeplass i forbindelse med de tekniske installasjonene, er det store muligheter for å redusere tid og kostnader på dette området. Enkelt å kombinere med andre materialer Massivtreelementer lar seg lett kombinere med andre konstruksjonssystemer og materialer, som for eksempel limtre, glass, stål, betong og stein. Elementene kan formes etter ønsket geometri, som gjør tilpasningen til øvrige bygningsdeler rasjonell og enkel, både utvendig og innvendig. Stor fleksibilitet ved formgivning og overflater Med massivtreelementer åpenbares nye muligheter ved formgivning av rom og bygningsvolum. Ulike treslag, trestruktur og overflatefinish gir mange spennende muligheter til ferdige overflater. Mange opplever rom med synlige treoverflater som behagelige og med gode akustiske egenskaper. Dessuten kan man oppnå besparelse gjennom løsninger med færre sjikt og færre arbeidsoperasjoner enn normalt, som for eksempel bruk av elementenes overflater uten kostbar avretting, himlinger, 9

12 gulvbelegg etc. Ved overflatebehandling av elementene bør produktene som anvendes være av en type som ikke forringer massivtreelementers kvaliteter og egenskaper. Det er kultur for å bygge og bo i trehus i Norge, og bygging med massivtreelementer viderefører gamle trehustradisjoner i en moderne, ny form. Stor fleksibilitet ved planløsning og konstruksjon Det er ønske og i enkelte tilfeller krav, om stor fleksibilitet i forhold til planløsning. En fleksibel planløsning vil gi brukeren av bygget en fleksibel rominndeling og flere muligheter for innredning. Bygningen er lett å tilpasse etter ulike behov. Elementene kan oppta store punktbelastninger, blant annet på grunn av elementenes bæring i to retninger (toveisplatevirkning). Elementene kan også virke som avstivende skiver. Dette kan være gunstig med tanke på overføring av krefter og stabilisering av bygget. Stor fleksibilitet ved formgivning. Treteknisk Elementene kan oppta store punktbelastninger. Treteknisk Lav vekt og enkel håndtering Lav vekt gir redusert behov for store kraner og annet kostnadskrevende utstyr under montering på byggeplass. Samtidig som lav vekt gir reduserte transportkostnader. Lav vekt gir positive effekter på andre bærende bygningsdeler og fundamenter. Dette er spesielt fordelaktig ved dårlig byggegrunn og ved påbygning av flere etasjer på eksisterende bygninger. Begrenset avfall på byggeplass Massivtreelementer bidrar til minimal avfallsproduksjon på byggeplass. Dette er besparelse både i forhold til miljø og kostnader. Positive miljøegenskaper Tre er et materiale som gjenskapes av naturen og som gjør materialet til en naturlig fornybar ressurs. Massivtreelementer kan bidra til mer bærekraftig og miljøeffektiv bygging. I tillegg er bruk av massivtreelementer energieffektivt med hensyn til produksjon, transport og montasje. Massivtreelementer har også gode egenskaper i forbindelse med gjenbruk og gjenvinning. Ved bruk av massivtreelementer kan man oppnå store besparelser i utslippene av den viktige klimagassen CO 2, blant annet gjennom substitusjon av andre byggematerialer. Produksjon av massivtreelementer og andre trematerialer har meget lave utslipp av klimagasser, primært gjennom at størstedelen av energiforbruket kommer fra CO 2 -nøytralt biobrensel. Skog i vekst tar opp klimagassen CO 2 fra lufta gjennom fotosyntesen. Karbonet bindes til treverket, der det forblir til det frigjøres ved naturlig nedbrytning eller forbrenning. Den mengde CO 2 som tilføres atmosfæren ved nedbrytning, tilsvarer den mengden som ble bundet i treets vekstfase. Trevirke regnes derfor som klimanøytralt. 10 Hefte 1 Generelt

13 kan foruten gran og furu, både osp, bjørk og eik benyttes. Elementene er basert på en fornybar ressurs og er et miljøvennlig materiale. God totaløkonomi Massivtreelementer er et forholdsvis nytt produkt på det norske markedet. Dette innebærer at det her til lands fortsatt er begrensede erfaringer med kalkulasjon og dokumentasjon av konkurransedyktighet i forhold til alternativene. Erfaringer fra bygging med massivtreelementer i Sverige, Danmark og Mellom-Europa har vist at dette er et kostnadseffektivt alternativ til andre byggesystemer. Dette skyldes bl.a.: - kort byggetid - ingen energikrevende uttørking av bygget - enkel og rimelig innfesting av tekniske installasjoner - enkel tilpasning til øvrige bygningsdeler - færre sjikt/arbeidsoperasjoner - mulighet for høy ferdigstillelsesgrad på innvendige overflater. - enkel fundamentering/lett bygg Tre er en fornybar ressurs. Treteknisk I tillegg kan massivtreelementer opptre som karbonlagre over lengre tid. Denne karbonlagringseffekten bidrar til at CO 2 holdes borte fra atmosfæren, og vil holde seg borte så lenge skogen vokser slik den gjør i Norge. Økt bruk av tre vil dermed kunne bidra til ytterligere reduksjon av CO 2 -nivået i atmosfæren. Når treprodukter har fullført sin primære rolle, opptrer det som en ressurs i form av biobrensel, som langt på vei kan erstatte fossile brensler, og dermed gi ytterligere besparelser i nivået av CO 2 til atmosfæren. God råstoffutnyttelse Lavkvalitets trevirke kan benyttes til produksjon av massivtreelementer. Etterspørselen etter slike kvaliteter vil stimulere den totale avvirkningen og gi økt lønnsomhet. I elementenes yttersjikt Når man sammenlingner med kostnadene for andre materialer og konstruksjonsløsninger, er det viktig å sammenligne totalkostnaden for hele bygget. I tillegg bør man vurdere oppvarmings-, nedkjølings- og andre FDV-kostnader [8], [9]. I vurderingen av kostnader under prosjekteringen, er det viktig at man er klar over de mulighetene som massivtreelementene innehar. Bygging med elementer krever nøye detaljprosjektering, noe som blant annet medfører redusert risiko for feil på byggeplass. Avhengig av hvordan elementene anvendes og utnyttes, gir bygging med massivtreelementer muligheter for et bygg med sikker fremdrift og god totaløkonomi [7], [8], [9]. Et eksempel på dette er fem fleretasjes trehus i massivtre i Inre Hamnen i Sundsvall i Sverige. Alle husene har 5 etasjer og er bygget i tidsrommet En rapport fra dette byggeprosjektet "Inre Hamnen i Sundsvall Ekonomiska jämförelser av olika byggsystem", av Rolf Jonsson, Rolf Jonsson CPM AB, konkluderer med at konstruksjonssystem i massivtre er 7 10 % rimeligere sammenlignet med andre konstruksjonssystemer [7]. Hefte 1 Generelt 11

14 Fra skog til massivtreelement Målt i stående volum er det i Norge i dag dobbelt så mye skog som for hundre år siden. Den sterke økningen er resultat av en skog- og forvaltningspolitikk som har hatt som hovedmål å bygge opp skogressursene. Ettersom vi i dag hogger bare halvparten av tilveksten, vil skogvolumet fortsette å øke for hvert år som går. Mye av den norske skogen er i dag miljøsertifisert gjennom sertifiseringsordningen Levende Skog. Dette sikrer at størstedelen av skogen som avvirkes i Norge er sertifisert etter standarder som skal sikre en bærekraftig drift av skogen. Ved produksjon av trematerialer utnyttes omkring halve stokken til byggematerialer, mens resten utnyttes til andre formål. Furu på Lampeland. Treteknisk Det er i all hovedsak gran som blir mest benyttet ved fremstilling av massivtreelementer. Råstofforbruket vil være stort, og mesteparten av elementene kan produseres av lavkvalitetsvirke. Med lavkvalitetsvirke menes trelast som vanligvis ikke blir brukt som konstruksjonslast. Dette kan gjøres fordi lamellene (plankene) er sammenføyd med hverandre til ett element. På denne måten vil en styrkereduserende virkesegenskap på et sted i én lamell, bli oppveid av nabolameller som sannsynligvis har svært liten reduksjon på samme sted. I krysslagte elementer benyttes virke av høy kvalitet vanligvis i yttersjiktene, for å oppnå ønskede spennvidder og tiltalende overflater. Foruten gran kan også yttersjiktene bestå av andre treslag som furu, osp, bjørk og eik. De fleste av dagens produsenter har avansert høyteknologisk bearbeidingsutstyr, som kan bearbeide elementene etter ønske. Dette gir meget høy presisjon ved utfresing av spor for tekniske installasjoner, utsparinger for vinduer, søyler, og ved tilslutning til andre bygningsdeler. Elementene kan også leveres med forskjellig struktur i overflaten. Massivtreelementene kan produseres på forskjellige måter, og det er vanlig å dele elementene inn i følgende tre kategorier: Kantstilte elementer Krysslagte elementer Hulromselementer Kantstilte elementer Generelt Kantstilte elementer er en fellesbetegnelse for massivtreelementer som er satt sammen av stående lameller (planker). De mest brukte forbindelsesmidlene i disse elementene er skruer, spiker, lim, tredybler eller stålstag. Det er vanlig å bruke samme fasthetsklasse for alle lamellene. De enkelte elementtypene er beskrevet nedenfor. Kantstilte elementer sammenføyd med stålstag I dagligtale også omtalt som tverrspente elementer. Det er oppspenningskraften fra stålstagene som holder lamellene sammen. Det er ikke lim i disse elementene. Generelt produseres elementene innendørs under kontrollerte forhold. Lamellene stables etter hverandre på høykant i en rigg. Deretter brukes en hydraulisk presse til å presse lamellene sammen. Kantstilt element sammenføyd med stålstag. Treteknisk 12 Hefte 1 Generelt

15 Mens lamellene er presset sammen, borer man hull til stålstagene. Stålstagene trekkes igjennom, og det sveises på trykkfordelingsplater i hver ende av stålstagene. Deretter slippes presset opp fra den hydrauliske pressen. Til slutt kappes utstikkende ender av stålstagene. Produksjon av tverrspent massivtreelement. Treteknisk Montering av tverrspent brodekke. Treteknisk En annen produksjonsmetode er å bruke stålstag med gjenger. Denne metoden brukes ofte ved montasje av tverrspente brodekker. Da er som regel alle plankene forboret og merket. Ved montasjen legges lamellene ut i henhold til merkingen. Når hele dekket er montert tres stålstagene igjennom. Trykkfordelingsplater monteres i hver ende av stålstagene. Deretter begynner man oppstrammingen av hvert enkelt stålstag. Når oppstrammingen er ferdig, kapper man som regel stålstaget helt inntil forankringsplaten på den ene siden. På den andre siden lar man stålstaget stikke ut ca. 0,5 m utenfor forankringsplaten. Dette for å ha mulighet til etterstramming av stålstagene. Kantstilte elementer sammenføyd med skruer eller spiker Kantstilte elementer sammenføyd med skruer eller spiker som forbindelsesmiddel er den enkleste måten å produsere elementer på. Ofte produseres ikke elementene større enn at to mann kan håndtere elementene alene på byggeplass. For produksjon kreves det kun en enkel rigg. Ved anvendelse av skruer begynner man ofte med å skru tre lameller sammen. Deretter legger man til to og to lameller. Dimensjonen på skruene og senteravstanden mellom skruene, er avhengig av bruksområdet til elementene. Lamellene skjøtes som regel ende mot ende (buttskjøting). Skjøtene bør fordeles etter et fastlagt mønster, slik at ikke alle skjøtene kommer på linje. Kantstilt element sammenføyd med skruer / spiker. Treteknisk Hefte 1 Generelt 13

16 Trefuktigheten til lamellene avhenger av bruksområde. Dersom massivtreelementene skal benyttes innendørs med eksponerte overflater, anbefales det en trefuktighet mellom 8-12 %. Det forutsettes at elementene produseres innendørs. Spikring gir begrenset friksjon mellom lamellene. Spesielt ved krymping og oppsprekking vil spikerforbindelsene gi litt etter. Spikrede elementer har noe lavere bøyestivhet på tvers av elementet enn limte eller tverrspente elementer og har dermed dårligere todimensjonal platevirkning. Elementer hvor lamellene skjøtes ende mot ende (buttskjøting) i lengderetningen, gir dette lavere bøyestivhet i lengderetningen av elementet enn med fingerskjøtte lameller. Kantstilte elementer sammenføyd med tredybler Kantstilte elementer med tredybler som forbindelsesmiddel blir produsert på fabrikk. Lamellene føyes sammen ved å presse tredybler av løvtre inn i forborede hull med litt mindre diameter enn dyblene. Dybelen har en trefuktighet på ca. 5 %, mens trevirket omkring har en trefuktighet på ca. 12 %. Dybelen vil trekke til seg fuktighet fra trevirket omkring, svelle ut og på denne måten sørge for samvirke mellom lamellene. Kantstilt element sammenføyd med tredybler. Treteknisk Krysslagte elementer Generelt Krysslagte elementer er massivtreelementer som er bygd opp ved flere lamellsjikt som ligger over hverandre, enten med 45 graders eller 90 graders vinkel mellom sjiktene. Et slikt element vil bestå av to eller flere lamellsjikt som ligger i hovedretningen til elementet (spennretningen/bæreretningen), samt ett eller flere sjikt som ligger på tvers av hovedretningen. Krysslagte elementer kan i prinsippet bygges opp med så mange sjikt som nødvendig. Tykkelsen på sjiktene og fasthetsklassen til hvert av dem, kan variere ut ifra elementets funksjon og eventuelt de krav som stilles til belastning, stivhet, brannmotstand, vibrasjon eller varmegjennomgangsmotstand. Det er mest vanlig at elementene bygges opp med 3, 5, 7 eller 9 sjikt. Vanlige forbindelsesmidler for krysslagte elementer er lim eller tredybler. Krysslagte elementer sammenføyd med lim Krysslagte elementer med lim (også omtalt som krysslimte elementer), framstilles ved å krysslegge sjiktene 90 grader i forhold til hverandre og påføre lim mellom hvert sjikt. I tillegg til å lime mellom sjiktene, er det også enkelte produsenter som limer lamellene i de ytterste sjiktene kant i kant. Dette kan gi et tettere element. Ved brann kan dette føre til noe redusert innbrenningshastighet. Limet som benyttes i elementene kan variere fra produsent til produsent. En del produsenter bruker MUF-lim. MUF er en forkortelse for Melamin- Urea-Formaldehyd lim. I dette limet er melamin og urea selve limet, mens formaldehyd finnes i herderen. I forbindelse med at formaldehyd finnes i flere konstruksjonsmaterialer og møbler er det utarbeidet en egen Europeisk standard NS-EN 717-1:2004, Trebaserte platematerialer, Bestemmelse av formaldehydutslipp, Del 1: Formaldehydutslipp ved kammermetode. Standarden opererer med tre forskjellige emisjonsklasser: E1, E2 og E3. Massivtreelementer vil opptre i emisjonsklasse E1, som er den strengeste emisjonsklassen. Tester har vist at massivtreelementer og limtre produsert med MUF-lim tilfredsstiller kravene til emisjonsklasse E1 med god margin. 14 Hefte 1 Generelt

17 Tykkelsen til elementene varierer mellom ca mm. Antall sjikt varierer mellom 3, 5, 7 eller 9. Både elementets tykkelse og antall sjikt er avhengig av elementets funksjon og bruksområde. Det er også vanlig å variere fasthetsklassene til de ulike sjiktene. Et element anvendt som etasjeskille har vanligvis lameller med fasthetsklasse C24 eller C30 i yttersjiktene, mens de indre sjiktene kan være C18 eller C14. Dette gir svært liten reduksjon i bøyestivheten sammenlignet med et element med samme fasthetsklasse i alle sjiktene. Dette fordi yttersjiktene gir det største bidraget til bøyestivheten til elementet. Krysslagt element sammenføyd med tredybler. Treteknisk tykkelse og antall sjikt er avhengig av elementets funksjon og bruksområde. Hulromselementer Krysslagt element sammenføyd med lim. Treteknisk Krysslagte elementer sammenføyd med tredybler Krysslagte elementer med tredybler som forbindelsesmiddel bygges opp med vertikale, diagonale og horisontale sjikt. Antall sjikt og tykkelsen på sjiktene varierer etter bruksområde og statiske funksjoner. Etter at elementsjiktene er lagt opp, forborres det hull i elementet med litt mindre diameter enn selve dybelen. Deretter presses dyblene inn. Senteravstand mellom dyblene i elementet er avhengig av belastningssituasjonen. Tredyblene som brukes er vanligvis av løvtre (bøk) og tørket til ca. 5 % trefuktighet. Når dybelen er presset inn i elementet vil den trekke til seg fuktighet fra trevirket omkring, svelle ut og på denne måten binde lamellene sammen og sørge for statisk samvirke. Før innpressing dyppes dyblene normalt i kaseinlim. Kaseinlim er laget av ostestoff i melk. Tykkelsen til elementet varierer mellom mm. Både elementets Hefte 1 Generelt Hulromselementer finnes i en rekke varianter, både med kryssende og parallelle lameller (såkalte kasseelementer). Lamellene føyes sammen med lim. Felles for elementene er at de ikke danner massive tverrsnitt, men andelen trevirke er likevel så høy at de blir regnet som massivtreelementer. En del av elementvariantene kan fylles med isolasjon i hulrommene. Hulrommene kan også brukes som kanal for tekniske installasjoner. Hulromselement. Treteknisk 15

18 Valg av elementtype Det varierer fra land til land hvilke massivtreelementer som produseres og anvendes. I Mellom- Europa er det krysslagte elementer som blir mest anvendt. Også bruken av synlige treoverflater i byggeriene varierer, avhengig av bygningstype, formål og byggeskikk. I Danmark produseres det mest kantstilte elementer med spiker og skruer som forbindelsesmiddel. Elementene er ofte ikke større enn at to mann kan håndtere elementene på byggeplass uten kraner. Danskene har lange tradisjoner innen mur og murverk og kler derfor ofte elementene med gips på innsiden, og teglfasade på utsiden. I Norge og Sverige er krysslagte elementer mest anvendt til bygningsformål, mens til trebroer benyttes ofte kantstilte elementer oppspent med stålstag. I Norge har man lange tradisjoner og er vant til å omgås med tre, og ønsker derfor i mange tilfeller synlige treoverflater. På grunn av ulike produksjonsmetoder vil de forskjellige elementtypene ha ulik oppbygning og følgelig ulike kvaliteter. Det er ingen regler eller standarder som sier noe om hvilke elementer som skal brukes hvor, eller i hvilken grad elementene skal ha synlige eller ikke synlige overflater. En kombinasjon av de ulike elementtypene er også mulig. Det er mange forhold som er med på å påvirke valg av elementtype. Først og fremst må man ta hensyn til hvilken funksjon elementet er tiltenkt i bygget. Hva skal elementet anvendes som: etasjeskille, innervegg, yttervegg, tak, bærende, ikke-bærende, enebolig, fleretasjesbygg, krav til synlige overflater og pris. Kontakt gjerne aktuelle produsenter for mer informasjon, og finn ut hvilken elementtype og hvilket konstruksjonssystem som passer ditt prosjekt aller best. Montering av massivtreelement i Hokksund. Treteknisk Tilskjæring av elementer. KLH Massivholz GmbH i Østerrike. 16 Hefte 1 Generelt

19 Bruk og anvendelse av massivtreelementer Massivtreelementer har et stort spekter av bruksområder og kan inneha flere funksjoner i et bygg. Et element kan være et bærende konstruksjonselement, som etasjeskiller, vegg eller tak. Det kan også ha funksjon som en lettvegg/skillevegg i et kontorlandskap. I de fleste tilfeller ønsker man at minst en av sidene til elementet skal være synlig. I enkelte tilfeller vil det være nødvendig å gjøre enkle tiltak på en av sidene til elementet. For eksempel ved lydisolering av etasjeskille mellom boenheter i fleretasjehus. Nedenfor er det gitt noen generelle betraktninger knyttet til bruk, prosjektering og bygging med massivtreelementer. Vær bevist på bruksområde for elementene i forhold til slitestyrke, holdbarhet og synlige overflater. Tenk fuktsikring av elementene og øvrige bygningskomponenter under bygging, gjerne ved bruk av værbeskyttelsessystemer [16]. Produksjon Produksjonen foregår innendørs under tørre og kontrollerbare omgivelser hos de aller fleste produsenter. Prosjektering Når man bygger med massivtreelementer, er det viktig å legge dette til grunn så tidlig som mulig i prosjekteringsarbeidet. På denne måten har man muligheten for å ivareta massivtreelementenes egenskaper på best mulig måte. For eksempel vil flest mulig like elementer gi god repeterbarhet og lønnsomhet under produksjon og ved montasje. Heising av element. Finnforest Merk GmbH Produksjon av massivtreelementer. Finnforest/ Nordic Timber Council Byggeplass Ved ankomst til byggeplass vil elementene være emballert som beskyttelse mot regn, støv og skitt. Elementene monteres som regel med kran, enten fra lastebil, mobilkran eller byggekran. Elementene bør helst heises direkte fra lastebilen til anvendt sted i bygget. Dette for bl.a. å unngå skade på elementene ved mellomlagring. Transport av massivtreelementer. Brendeland & Kristoffersen Arkitekter AS Hefte 1 Generelt 17

20 Montasje Sørg for kvalitetssikring av detaljtegninger av skjøter og forankringer, montasje- og elementtegninger, samt pakklister for elementene og heiseutstyr. Tabellen nedenfor viser eksempler på hvor massivtreelementer kan anvendes som gulv, vegger og tak. Boliger Andre bygg Konstruksjoner Eneboliger Kontorer Bruer Rekkehus Industribygg Støyskjermer Leilighetsbygg Forsamlingshus Parkeringshus i flere etasjer Helsebygg Flytårn Studentboliger Institusjoner Undervisning Hoteller Etasjeskille Heising av massivtreelementer til enebolig. Brendeland & Kristoffersen Arkitekter AS Bygging Tenk fuktsikring av elementene og øvrige bygningskomponenter. Sørg for omtanke og forsiktighet ved elementer som skal ha synlige flater. Bruk sertifisert og godkjent løfteutstyr. Synlige overflater Massivtreelementer kan anvendes som etasjeskille i alle typer bygg. Dersom det ikke er spesielle lydkrav til etasjeskille, som for eksempel i en enebolig, kan elementene være synlig fra over- og undersiden. Det vil si at man får en ferdig gulvog himlingsoverflate i det elementene er montert. Gulvoverflaten kan slipes og påføres alle former for miljøvennlig overflatebehandling. Ved ferdig gulvoverflate vil det i byggeperioden være behov for beskyttelse av overflaten mot fukt, tilsmussing og mekaniske skader. Eksempel på beskyttelse kan være trefiberplater. Husk å dekke til hele flaten, slik at det ikke blir store fargeforskjeller som følge av lyspåvirkning. Montering av veggelementer. Brendeland & Kristoffersen Arkitekter AS Etasjeskille i massivtre. Treteknisk 18 Hefte 1 Generelt

21 Innredning Det Norske Hus i Malmø. Nils Petter Dale Dersom man ønsker gulvvarme, eller av andre grunner ønsker et annet yttersjikt av et annet materiale, behøver man ikke beskytte overflaten til elementene i byggeperioden. I forbindelse med baderom henvises det generelt til våtromsnormen. Andre rom med ønske om annet yttersjikt kan være rom hvor gulvene er utsatt for stor belasting som for eksempel yttergang og kjøkken. Lyd Ved bruk av massivtreelementer i etasjeskille i bygg med lydkrav, må det gjøres tiltak på en av sidene til etasjeskille for å tilfredsstille forskriften. Teknisk forskrift til Plan- og bygningsloven (TEK) [2] angir kravene til lydforhold som overordnede funksjonskrav. Veiledningen til TEK [3] viser til NS 8175, som gir grenseverdier for lydtekniske egenskaper for rom i ulike bygningskategorier. Forskriften anses som oppfylt dersom det kan dokumenteres at bygningens lydtekniske egenskaper er minst like gode som grenseverdiene anvist i Hefte 1 Generelt lydklasse C i veiledningen til TEK. Dette kan gjøres med en gulvoverbygning oppå elementet, hvor tekniske installasjoner kan legges i gulvoverbygningen, eller på undersiden av elementene i form av en nedsenket himling. I himlingen kan man også føre tekniske installasjoner. Mer om lyd og etasjeskillere er nærmere beskrevet i hefte 5, Lyd. Spennvidder Tykkelsen til et etasjeskille til boligformål vil normalt variere mellom mm avhengig av spennvidde og belastning. Generelt kan elementene anvendes for frie spennvidder inntil 7,5 m. I kombinasjon med limtrebjelker (statisk samvirke) kan spennvidder opp i mot ca. 14 m oppnås. Ved lange elementer bør man være oppmerksom på nødvendig plassbehov på byggeplassen. Transport av lange elementer kan i enkelte tilfeller by på utfordringer. Mer om spennvidder og etasjeskillere er nærmere beskrevet i hefte 3, Dimensjonering. 19

22 Bæreevne R Brann Teknisk forskrift til plan og bygningsloven 1997 [2] har funksjonskrav mht. sikkerhet ved brann ( 7-2). Med et funksjonsbasert regelverk står man fritt med hensyn til valg av materialer og utførelse, så lenge forskriftens funksjonskrav oppfylles. Funksjonskravene til en bygningsdel kan inndeles etter tre grunnleggende funksjoner, REI (bæreevne, integritet og isolering). Massivtreelementer vil beholde sin bæreevne i lang tid ved brannpåvirkning. Dette fordi innbrenningshastigheten for massivtreelementer er relativt lav. Den er avhengig av elementtype og vil vanligvis være mellom 0,7-0,8 mm/min. [4]. Bak forkullingslaget vil trevirket ha tilnærmet uendrede fasthets- og stivhetsegenskaper. Integritet E Tre forkuller ved brann. Massivträ Handboken Isolering I Brannforsøk utført ved brannlaboratorier kan dokumentere funksjonskravene REI 90 for et etasjeskille av massivtreelementer (krysslagt element med 5 sjikt) med eksponert over- og underside og tykkelse 160 mm. Temperaturen på undersiden var nærmere 1000 C, mens på oversiden var det ca. 20 C. Mer om brann og etasjeskillere er beskrevet i hefte 4, Brann. Brannforsøk. Et krysslagt element, tykkelse 160 mm, belastning 3 kn/m 2 oppfyller funksjonskravene REI 90. Treteknisk Funksjonskrav REI. Treteknisk 20 Hefte 1 Generelt

23 Sammenføyning av elementer i etasjeskille Figurene nedenfor viser eksempler på sammenføyning av massivtreelementer i etasjeskille. Etasjeskille med synlig dekkbord. Treteknisk Etasjeskille med fjær. Treteknisk Etasjeskille butt i butt. Treteknisk Innervegg Det Norske Hus. Nils Petter Dale Etasjeskille med skjult skrueforbindelse. Treteknisk Innervegg Massivtreelementer kan også anvendes som innervegger, både bærende og ikke-bærende. Overflaten til elementene kan være eksponert på begge sider og kan overflatebehandles om ønskelig. Tykkelsen på innerveggene varierer mellom mm. Dersom en innervegg danner et skille mellom to Hefte 1 Generelt Innvendig dobbelveggkonstruksjon (ca. 98 mm massivtre, 100 mm isolasjon, 98 mm massivtre) mellom to boenheter, eksponerte overflater, tilfredsstiller lydklasse C og brannkrav REI 30. Treteknisk boenheter, må veggen utføres som en dobbelveggkonstruksjon. Krav i henhold til Teknisk forskrift til Plan- og bygningsloven [2] vedrørende lyd og brann må overholdes. Yttervegg Ved anvendelse av massivtreelementer som yttervegg anbefales det generelt å beskytte elementets utside med en klimaskjerm. En klimaskjerm kan bestå av trepanel, trespon, stein, glass eller tegl. Begrunnelsen for bruk av klimaskjerm er for å skjerme massivtreelementet mot solstråling og nedbør, og jevne ut vindtrykket slik at resten av veggkonstruksjonen får et stabilt klima. Ytterveggene inngår ofte som en del av bærekonstruksjonen til bygget og kan i tillegg inneholde tekniske installasjoner. I en ytterveggkonstruksjon er det anbefalt å plassere isolasjonslaget mot utvendig side. Massivtreelementet plasseres altså mot varm side. Ytterveggkonstruksjonene er stadig under utvikling og det er bygget flere hus i Norden hvor ytterveggen kun består av selve massivtreelementet. Det er i disse tilfellene lagt stor vekt på konstruktiv trebeskyttelse som for eksempel store takutstikk. Ved anvendelse av massivtreelementer i ytter- 21

24 vegg vil vanligvis overflaten mot varm side (innvendig) være ferdig. Når veggelementene er montert er det i all hovedsak arbeider med innsetting av vinduer, dører og montering av klimaskjerm som gjenstår. Det kan være muligheter for at klimaskjerm og vinduer kan monteres på forhånd, men dette må avklares nærmere med massivtreleverandøren. Tykkelsen på veggelementene variere fra mm og avhenger av bygningstype, funksjonskrav til U-verdi og valg av elementtype. Bruk av dampsperre Dampsperre anvendes normalt i bygningskonstruksjoner for å hindre at fuktig luft fra inneklima diffunderer eller lekker ut til de kaldere lag i bygningskonstruksjonen hvor den fuktige luften kan kondensere. Dampsperrens hovedfunksjon er å sikre god luft- og diffusjonstetthet i konstruksjonen. Dampdiffusjon gjennom selve elementet, er for vanlige tykkelser (80 mm og tykkere), ikke kritisk faktor i spørsmålet om bruk av dampsperre eller ikke. Det er eventuelle luftlekkasjer i skjøter mellom ytterveggelementene, mellom takelementene, mellom vegg og tak, eller mellom dekke og vegg, og retningen på luftstrømmen i lekkasjen, som er avgjørende. Høyere lufttrykk inne enn ute vil presse varm inneluft ut gjennom konstruksjonen. Ved nedkjøling av inneluft på vei mot yttersiden vil fukt i lufta kondensere der temperaturen synker tilstrekkelig til at fuktinnholdet når metningstrykket, også kaldt doggpunktet. Nærmere studier og simuleringer viser at for lokaler med normalt tørt inneklima ville det ikke være nødvendig med et spesielt dampsperresjikt i massivtrekonstruksjonen der man har en elementtykkelse på 80 mm eller mer på innsiden i en isolert konstruksjon. Det bemerkes at dette gjelder for lokaler med normalt tørt inneklima og at det bør gjøres en faglig vurdering om bruk av dampsperre i hvert enkelt prosjekt. Massivtreelementer dekker et stort bruksområde hvor fuktigheten i inneklimaet kan ha stor variasjon. Forskriftskrav til energibruk og U-verdi I følge Teknisk forskrift til Plan- og bygningsloven skal byggverk med installasjoner utføres slik at det fremmer lavt energi- og effektbehov og lavest mulig kjølebehov. Tre likeverdige metoder kan brukes for å vise at bygningen oppfyller forskriftens spesifikke energikrav. Energiramme. Energirammer tilpasset forskjellige bygningskategorier. Bygningens netto energibehov for å dekke varmetap gjennom bygningsdeler (transmisjon), utettheter (infiltrasjon) og ventilasjonsluft skal ikke overstige en utregnet energiramme. Det gjøres fratrekk for energitilskudd fra belysning, utstyr, personer og solstråling. Varmetapsramme. Varmetapsrammer, som innebærer at enkelte bygningsdeler tillates større varmetap dersom dette kompenseres ved redusert varmetap i andre bygningsdeler, såkalt omfordeling. Varmeisolering. Hver enkelt ytre bygningsdel skal ha tilfredsstillende varmeisolerende yteevne; hvilket tilsier lik eller lavere U-verdi enn angitt i tabell i forskriftens Ved rammeberegninger og ved fastsettelse av maksimumsverdier ved bruk av varmeisoleringsmetoden skal U-verdier gitt i tabellen nedenfor (hentet Tabell: Største, gjennomsnittlige U-verdier for ytre bygningsdeler Bygningsdel Innetemperatur og varmegjennomgangskoeffisient (W/m 2 K) T 20 C 15 C T<20 C 10 C T<15 C 0 C T<10 C Yttervegger 1 0,22 0,28 0,40 0,60 Tak, gulv på grunn og mot det fri 0,15 0,20 0,30 0,60 Gulv mot uoppvarmet rom 0,30 0,40 0,50 0,60 Vinduer, 2 dører 1,60 2,00 2,50 3,00 Glassvegger og glasstak 2,00 2,00 3,00 3,00 1 Yttervegger i uoppvarmet kjeller kan ha U 0,8 2 Vinduer i yrkesbygg kan ha U=2,0 for T 20 C 22 Hefte 1 Generelt

25 fra Teknisk forskrift, 8-21,1997 [2]) legges til grunn. U-verdien eller varmegjennomgangskoeffisienten forteller hvor mye varmeenergi (W) pr. tidsenhet som strømmer gjennom 1 m 2 av en konstruksjon når det er en temperaturforskjell på 1 K (dvs. 1 C) mellom varm og kald side. U-verdien benevnes således i W/(m 2 K). For beregning av U- verdi se hefte 3, Dimensjonering [5], [6]. Effektiv oppvarming og alternative oppvarmingsmuligheter er derfor viktige faktorer når nybygg skal planlegges. Trevirke har meget gode isolasjonsegenskaper og kan bidra til å spare energi gjennom hele livsløpet til en bygning. For bygg med massivtreelementer kan det være mulig å oppnå en energibesparelse på 14 % i forhold til lette konstruksjoner med mineralull [15]. Med massivtreelementer har man også meget gode muligheter til å tilfredsstille de miljøkvaliteter som vektlegges i veiledningen til Teknisk forskrift til plan- og bygningsloven. Tilleggsisolasjon Bygninger oppført med massivtreelementer vil alt etter formålet, ha behov for tilleggsisolasjon. Det er mulig å oppfylle kravene til U-verdi med tilstrekkelig tykke elementer. Det normale er imidlertid å dimensjonere elementene ut fra statiske krav og eventuelt brannkrav, og supplere med isolasjon for varmekomfort. Nødvendig isolasjonstykkelse avhenger av massivtreelementenes tykkelse, valg av utvendig vindsperre og klimaskjerm, samt isolasjonsmateriale og hvilken U-verdi som skal oppnås. Ved å benytte de muligheter som Teknisk forskrift inviterer til, vil massivtreelementer kunne ivareta de krav som Teknisk forskrift stiller til energibruk. Figurene nedenfor viser eksempler på forskjellige veggkonstruksjoner med tilhørende U-verdi. Mer om bygningsfysikk er beskrevet i hefte 3, Dimensjonering. Vertikalsnitt yttervegg: 100 mm krysslimt element 125 mm isolasjon (mineralull) vindsperre, sløyfer, lekter stående utvendig kledning U-verdi: 0,22 W/m 2 K Vertikalsnitt yttervegg: 75 mm krysslimt element 125 mm isolasjon (trykkfast) sløyfer, lekter, stående utvendig kledning U-verdi: 0,22 W/m 2 K Horisontalsnitt yttervegg: 185 mm krysslagt element m/tredybler, 100 mm trefiberplate, sløyfer, liggende utvendig kledning U-verdi: 0,22 W/m 2 K Horisontalsnitt yttervegg: 320 mm krysslagt element m/tredybler, 18 mm trefiberplate, sløyfer, liggende utvendig kledning U-verdi: 0,24 W/m 2 K Hefte 1 Generelt 23

26 Sammenføyning av massivtreelementer i yttervegg Figurene nedenfor viser ulike prinsipper for sammenføyning av massivtreelementer når de brukes som ytterveggskonstruksjon. Det er viktig å sørge for tette skjøter slik at ikke luftlekkasje oppstår. Elementene skrus som regel sammen, med en pakning/tettelist i mellom skjøtene. Grunn og fundamenter Fundamenteringen for massivtreelementer kan utføres på mange forskjellige måter og baserer seg i hovedsak på tradisjonelle og kjente prinsipper som for eksempel: Støpt betongplate på mark Støpt ringmur i betong eller Leca Stripefundamenter i støpt betong eller Leca Søyler i betong eller Leca Mer om grunn og fundamenter er beskrevet i hefte 2, Byggeteknikk. Bunnsvill for yttervegg i massivtre. Bunnsvillen er skrudd fast i massivtreelementet som er opplagt på limtredragere som spenner mellom fundamenter av Leca. Holz100 Norge AS Horisontalsnitt av sammenføyning av yttervegg med tettelist. Treteknisk Horisontalsnitt av sammenføyning av yttervegg dekkbord med tettelist. Treteknisk Horisontalsnitt av sammenføyning av yttervegg med fjær og tettelist. Treteknisk Horisontalsnitt av sammenføyning av yttervegg med fjærer og tettelist. Treteknisk Bunnsvill forankret i etasjeskille av Lecaelementer. Veggelementet er skrudd fast i bunnsvill. Skrur man fra yttersiden av veggen vil ikke skruemerkene synes på innsiden. Holz100 Norge AS Montering av etasjeskille i Hokksund. Treteknisk Takelement under montering på Rykkin i Bærum. Knut Hjeltnes 24 Hefte 1 Generelt

27 Tak Massivtreelementer kan benyttes som selvbærende takelementer til både skråtak og flate tak, med fall inn mot innvendig nedløp. Elementene har som regel synlig innvendig overflate og kan enkelt kombineres med andre konstruksjonssystemer. En takkonstruksjon vil ofte dimensjoneres i bruksgrensetilstanden, men må også kontrolleres i bruddgrensetilstanden. NS gir ingen eksakte krav til nedbøyning av takelementer, men angir krav til hovedbjelker, som for eksempel takåser og/eller mønsåser. I henhold til dette kravet skal maksimal deformasjon ikke overstige L/200 når L tilsvarer bjelkens spennvidde. For enkeltstående hovedbjelker (eks. mønsås) skal deformasjonen på grunn av variabel last ikke overstige L/300. Denne tankegangen bør også kunne anvendes for takelementer. Det må selvsagt vurderes om dette er en akseptabel størrelse i hvert enkelt prosjekt. Husk at nedbøying av takelementer ikke skal forhindre eller vanskeliggjøre avrenning fra takflaten. Balkonger og svalganger Balkonger Erfaringer viser at massivtreelementer egner seg godt til bruk ved balkonger. Dette gjelder både rehabilitering og nybygg. Hovedgrunnen til dette er elementenes lave vekt og gode formstabilitet, samtidig som elementene har stor bæreevne. Massivtreelementene kan festes direkte til byggets vertikale bæresystem. Innfestingen av balkongens bærestendere og beslag for feste i vegg eller søyler, gjøres så langt som mulig på undersiden av elementet for å unngå at fuktighet blir stående i forbindelsene. Kanaler, nedløp, dryppneser og brystning kan også brukes for å gi tilstrekkelig konstruktiv trebeskyttelse. Balkongen utføres med fall, slik at overflatevann renner av og dreneres bort og ikke blir stående i forbindelser og skjøter. I enkelte tilfeller ønsker man innglassing av balkonger, og balkongelementene kan da ha både synlig over- og underside. Av bestandighetshensyn bør balkongelementet overflatebehandles med en enkel miljøvennlig overflatebehandling. Dersom balkongelementene ikke glasses inn, anbefales det at elementets overside beskyttes Hefte 1 Generelt Balkong i massivtre, Husbykleiva, Stjørdal. Moelven MassivTre AS med en vanntett overflatebehandling og eventuelt et sklisikkert belegg. Alternativt kan man supplere med en form for gulvmateriale slik at man oppnår totrinns tetting. Dette for å beskytte elementoverflaten og overflatebehandlingen mot skader som kan gi inntrengning av fukt. Riktig utført burde ikke løsningen gi større vedlikeholdsbehov enn andre systemer [11]. Svalganger Erfaringer viser at massivtreelementer egner seg godt til svalganger. For svalganger gjelder de samme anbefalingene med tanke på drenering og vedlikehold som for balkonger. I svalganger vil overflatesjiktet få større brukspåkjenning som følge av gangtrafikk. Svalganger er også ofte rømningsveier, og brannkrav kan være med å påvirke valg av løsninger. Dette må man ta hensyn til ved valg av overflateog gulvmateriale. For montasje av svalganger, er den beste løsningen en frittstående konstruksjon på egne søyler på grunn av lyd og vibrasjonsforhold. Svalgang, Husbykleiva, Stjørdal. Moelven MassivTre AS 25

28 Søylekonstruksjonen kan brukes som vertikal bæring for elementene direkte, eller man kan supplere med horisontale bjelker f.eks. av limtre [11]. Parkeringshus i tre I dag er det stor mangel på parkeringsplasser i byer, tettsteder og ved stasjoner og stoppesteder for offentlige kommunikasjonsmidler. For noen av disse tilfellene vil det være behov for permanente parkeringsanlegg. For andre kan en løsning være at det bygges et midlertidig parkeringshus for å dekke et umiddelbart behov. Flytårn I 2004 ble det bygd to flytårn med massivtreelementer i Sverige. Begrunnelsen for valg av konstruksjonssystem i massivtre istedenfor stål og betong, var massivtreelementenes høye kostnadseffektivitet på byggeplass, kort byggetid og tørt bygg. Det ene flytårnet er bygget ved flyplassen i Skellefteå og er 21 m høyt. Det andre flytårnet er bygget i Örnsköldsvik og er 18 m høyt. Begge tårnene har en grunnflate på 6,4 x 8,6 m. Konstruksjonssystemet består av limtrebjelker kombinert med massivtreelementer i vegger og etasjeskillere. Utvendig er flytårnene kledd med panel kløyvd av limtrebjelker, som er montert i lengder opptil 15 m. Denne produksjonsmetoden gir mye stående årringer, hvilket gjør panelen mer værsikker og formstabil. Flytårn i massivtre. Martinssons AB Illustrasjon av P-hus i tre. Narud Stokke Wiig Dette kan være svært aktuelt i byer hvor mange tomter står ubrukt i påvente av behandling av en byggesak eller regulering av området. I juni 2002 ble rapporten "Parkeringshus i tre", Rapport 51, utgitt av Norsk Treteknisk Institutt. Hovedkonklusjonen i rapporten viser at det er fullt mulig å bygge et modulbasert P-hus i tre i 6 etasjer. Massivtreelementer anvendes som etasjeskille, og bæresystemet består av drager og søyler i limtre. P-huset viser god funksjonalitet med blant annet kun to innvendige søyler i hver etasje. Rapporten dokumenterer god bestandighet, enkel demontering, egnet for gjenbruk og økonomisk konkurransedyktighet. Et P-hus i tre vil kunne gi et "varmt" og tiltalende preg som virker berikende på nærmiljøet [12]. 26 Hefte 1 Generelt

29 Tre og miljø Trevirke er ett av de mest miljøvennlige byggematerialene vi har tilgjengelig i Norge i dag. Tre reduserer det totale CO 2 -utslippet. Ved bærekraftig skogdrift er tre en fornybar ressurs Materialer av tre krever lite energi ved produksjon og transport, og kan gjenvinnes for produksjon av nye materialer eller energi. Ved korrekt bruk er tre et miljøvennlig og bærekraftig materiale gjennom hele sin livssyklus. Treets egenskaper bidrar til et godt innemiljø. CO 2 Ved å bruke treprodukter kan en oppnå en reduksjon av CO 2 -tilførsel til atmosfæren gjennom substitusjon og lagring. Karbon utveksles naturlig mellom jordens økosystemer og atmosfæren. Dette skjer gjennom en prosess med fotosyntese, respirasjon, nedbrytning og forbrenning. Dette utgjør karbonsyklusen. Skog opptrer som karbonbrems, dvs. at trær absorberer karbondioksid fra atmosfæren gjennom fotosyntese og lagrer det som karbon. Når trærne Treprodukters kretsløp. Det utvidete kretsløpet bidrar til at karbon lagres lengre i trevirket enn ved den naturlige syklusen, og dermed bidrar til å redusere CO 2 -innholdet i atmosfæren. CEI-Bois blir hogd, blir mye av det absorberte karbonet værende i de påfølgende videreforedlede produktene, noe som er med på å bremse klimaforandringene. Treprodukter kan repareres og brukes om igjen flere ganger i sitt livsløp. Tre og trebaserte produkter blir resirkulert for å produsere sekundære materialer, eller, i økende grad, de brukes til energigjenvinning som et alternativ til fossile brensler. Dersom trehusbebyggelsen i Europa økes med 10 % vil dette medføre nok lagret CO 2 til 25 % av utslippene som Kyotoprotokollen har satt som mål [13]. Energi- og ressursbruk Produksjon av trematerialer er en miljøvennlig og lite energikrevende produksjon. Det største energiforbruket finner vi i tørkeprosessen som i hovedregel utføres gjennom bruk av miljøvennlig og klimanøytral bioenergi. Ved produksjon av trematerialer utnyttes hele råvaren. Omkring 50 % av stokken som kommer inn til et sagbruk går til produksjon av materialer. De resterende mengdene er biprodukter i form av bark og flis som kan brukes til energiproduksjon, videreforedlede bioenergiprodukter, plateproduksjon og massevirke. I løpet av en bygnings levetid er det bruksfasen som gir det største bidraget til bygningens miljøbelastninger. Energibruk, primært til oppvarming, står for hoveddelen av disse bidragene, men også vedlikehold er et vesentlig bidrag. For bygg med massivtreelementer kan det være mulig å oppnå en energibesparelse på 14 % i forhold til lette konstruksjoner med mineralull [15]. Effektiv oppvarming og alternative oppvarmingsmuligheter er derfor viktige faktorer når nybygg skal planlegges. Trevirke har meget gode isolasjonsegenskaper, Hefte 1 Generelt 27

30 og kan bidra til å spare energi over hele livsløpet til en bygning. Isolasjonsegenskapene er 15 ganger bedre enn betong, og forsøk har vist at en 2,5 cm tykk treplate har bedre isolasjonsegenskaper enn en 11,4 cm tykk mursteinsvegg [14]. Gjenbruk og gjenvinning Bygg-, anleggs- og eiendomsnæringen blir kalt 40 % -næringen, fordi den står for 40 % av landets energibruk, 40 % av materialbruken og 40 % av avfallsproduksjonen. Næringen står nå overfor store utfordringer for å redusere sitt materialforbruk og avfallsgenerering. Bygging med massivtreelementer medfører lite avfall, og eventuelt avfall kan gjenvinnes i flere ulike former som bioenergi, platematerialer og direkte ombruk. Innemiljø Interessen omkring innemiljø er stadig økende. En av grunnene til dette er at en voksen person oppholder seg i dag mellom % av tiden sin innendørs [17]. De etterfølgende generasjoner kommer sannsynligvis til å oppholde seg minst like mye inne som sine foreldre. Selv om luftforurensninger i luften ute er viktige, så er innemiljø, inneklima og inneluften enda viktigere. Luften inne kan av og til være mer forurenset enn luften ute. Innemiljø defineres (modifisert etter WHOs definisjoner) som de fem inneklimafaktorer med tillegg av estetiske og psykososiale forhold. De fem inneklimafaktorene er: Termiske miljø (temperatur) Atmosfærisk miljø (luften vi puster i) Akustisk miljø (lydmiljøet) Aktinisk miljø Mekanisk miljø (strålingsmiljøet, lys) (utstyr i våre nære omgivelser inne) Erfaringer viser at massivtreelementer har spesielt god innvirkning på det termiske-, atmosfæriskeog aktiniske miljø. Det termiske miljøet omfatter temperatur og fuktighet i bygningen. Tre er et hygroskopisk materiale, og kan derfor ta opp fuktighet fra luften og siden avgi den når luftfuktigheten synker. Den samme regulatoreffekten har man også ved varme. På denne måten kan elementene bidra til å gi en behagelig overflatetemperatur og et behagelig inneklima. Massivtre skaper et godt innemiljø. Det atmosfæriske miljø er den luften vi puster i og innholdet i den. Ubehandlet tre avgir naturlige flyktige forbindelser, ofte det man vil forbinde med lukten av tre. I hovedsak er det terpenene i treet som står for hovedandelen av emisjonene. Størrelsen på disse emisjonene ligger imidlertid langt under de grenseverdier som anbefales som grense i et arbeidsmiljø. Det aktinske miljø er blant annet belysningen inne. Lys er viktig for oss, spesielt i den mørke delen av året. Inne samspiller belysningen med farger særlig på veggene, og gode lysforhold gjør at de fleste trives bedre. Vel så viktig for et godt innemiljø er de ikke målbare faktorene som appellerer til følelsene våre. Tre har vært brukt som byggemateriale gjennom generasjoner, det er behagelig å gå på, og det føles varmt og godt å oppholde seg i treomgivelser. Når det snakkes om inneklima tenker de fleste på ventilasjon (særlig i barnehager og skoler), men det er i tillegg flere forhold som avgjør om inneklimaet blir godt eller dårlig, for eksempel temperatur, luftfuktighet, støv og renhold. Inneklimaet bestemmes også i høy grad av hvor mange mennesker og dyr som er inne, og hvor mye kjemiske stoffer det kommer fra materialer og bruksgjenstander. For å skape et godt innemiljø må alle inneklimafaktorene vurderes samtidig. Mange feil er gjort fordi det er lagt ensidig vekt på bare en eller to av faktorene. 28 Hefte 1 Generelt