Nr. 20 FOKUS på tre Massivtre REVIDERT UTGAVE Egenskaper Byggemetoder Bruksområder Økonomi Ressursbruk
Massivtre nye muligheter for tre Vår tids behov for miljøeffektive og rasjonelle løsninger har ført til utvikling av nye konstruksjonssystemer med massivtre elementer. Massivtre elementer har fått innpass i Mellom- Europa og har vekket interesse hos arkitekter, konsulenter, entreprenører og byggherrer i Norden. Massivtre elementer benyttes i bolig, fleretasjes bolighus, næringsbygg, barnehager, skoler, svalganger og balkonger. Men hva er egentlig massivtre? Hva kan massivtre bli? Massivtre er kanskje vår tids svar på stavog lafteteknikken som vi kjenner godt fra 1000 år tilbake! Hvorfor massivtre? Det er flere gode grunner til å velge massivtre. Mange arkitekter vurderer massivtre til å være et arkitektonisk og estetisk godt utgangspunkt for byggeri. Gjennomførte markedsanalyser viser at massivtre både egner seg for nisje- og massemarkedet. De samme analysene viser også at det er positive holdninger hos utbyggere og entreprenører. Erfaringer fra blant annet Sverige peker på at massivtre som byggemetode og systemløsning er konkurransedyktig på en rekke områder som for eksempel bolig- og kontorbygg i 3 6 etasjer. Massivtre er også et miljømessig godt valg. Dette gjelder både i forhold til innemiljø, og ikke minst i forhold til ytre miljø og generell ressursbruk. Foto Nils Petter Dale rehabilitering av gamle trebroer. Man tok i bruk prinsippet med tverrspente brodekker. Det er planker satt på høykant, stablet etter hverandre, og føyd sammen med gjennomgående stålstag. Prinsippet var vellykket og bredte seg videre til Europa. Utviklingen av massivtre elementer til bygningsformål begynte tidlig på 1990-tallet ved høgskolene i Zürich og Lausanne i Sveits. I dag er bygging med massivtre elementer en anerkjent byggemetode i Mellom-Europa. I de senere årene har massivtre elementer blitt anvendt i eneboliger, næringsbygg, fleretasjehus, svalganger og balkonger i Norden og i Norge. Hva er massivtre? Prinsippet for et konstruksjonssystem av massivtre er at trevirke sammenføyes til elementer ved spikring, liming, bruk av tredybler eller strekkstag. Utgangspunktet for disse systemene er massivtre elementer fremstilt enten i fabrikk eller på byggeplass. De elementtypene som er mest anvendt til bygningsformål er; tverrspente-, tredyblede- eller krysslimte elementer, som alle fremstilles i fabrikk. Tverrspente elementer (se fig 1 d) framstilles ved å stille lamellene på høykant i en rigg som presser lamellene sammen. Deretter bores det hull til strekkstagene. Strekkstagene tres igjennom og spennes opp. Mens strekkstagene er oppspent, festes de til forankringspalter. Dermed er det oppspenningen i staget som holder lamellene sammen. Det er ikke lim i disse elementene. Figur 1. Prinsipper for massivtre elementer er trevirke sammenføyed med spiker/skruer (a), lim (b), tredybler (c), tverrspenning (d), kryssliming (e) og limte flersjiktsplater med hulrom (f). (Treteknisk) a b c Tilbakeblikk Massivtre elementer har sin opprinnelse fra Canada. Fra midten av 1970-tallet var det et stort behov for etablering av nye og d e f 2 Norsk Treteknisk Institutt Trefokus
Krysslimte elementer (se fig 1 e), framstilles ved å lime lamellene sammen. Lamellene ligger lagvis og er krysslagt i forhold til hverandre. I prinsippet oppbygd som en kryssfinerplate. Antall lag varierer fra 3 til 9, avhengig av elementets bruksområde. Lamellene kan i tillegg til å limes på flasken også kantlimes. Tredyblede elementer (se fig 1 c), framstilles ved å anvende tredybler. Tredyblene kan være av bøk med trefuktighet 3-4 %. Når dyblene presses inn i forborede hull i elementet, trekker de til seg fuktigheten omkring, sveller ut, og på denne måten forbindes lamellene til hverandre. Det er ikke lim i disse elementene. Bruksområder Massivtre elementer kan brukes som bærende elementer i gulv, vegger og tak, i boliger, fleretasjeshus og næringsbygg. Hele bæresystemet kan bygges opp av massivtre elementer, eller kombineres med andre materialer og konstruksjonstyper. Elementene kan også benyttes til svalganger og balkonger. I prosjekter hvor massive treelementer skal benyttes er det viktig å klarlegge tidlig i prosjekteringsfasen hvilken funksjon elementene er tiltenkt. Benyttes vannbåren varme i gulvene, vil ikke elementene bli synlige fra oversiden. Det stilles derfor ikke samme krav til overflatenøyaktighet som for et element med synlig gulvoverflate. Slike Produkter Etasjeskiller Veggelementer Takelementer Balkonger Svalganger faktorer har innvirkning på produksjon, materialvalg og pris. Massivtre elementer kan produseres i alle fasonger, og overflaten kan brukes ubehandlet eller slipes, og deretter påføres lakk, olje eller maling. For å oppnå spesielle egenskaper, kan elementene suppleres med himlingsplater, isolasjon, kledning eller påstøp. Massivtre elementer kan klare store punktlaster som gir muligheter for fleksible bygninger, spesielt i forbindelser med punktlaster og asymmetrisk plassering av vegger. Lav vekt i forhold til betongelementer gir positive effekter på andre bærende bygningsdeler og fundamenter. Elementene kan også brukes som stabiliserende eller avstivende skiver. Tre er lett å bearbeide, noe som gjør innfesting av tekniske installasjoner, hulltaking og annen tilpasning svært enkelt. Foto Norra Massivträ Foto Holz 100 Norge AS Foto Brendeland og Kristoffersen Arkitekter AS Foto Nils Petter Dale Markeder Boliger Forretningsbygg Andre konstruksjoner Eneboliger Kontorer Bruer Rekkehus Industribygg Støyskjermer Boligblokker Forsamlingshus Helsebygg Hotell Norsk Treteknisk Institutt Trefokus 3
Brann Teknisk forskrift til plan og bygningsloven 1997 (TEK) 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 krav oppfylles. Funksjonskravene til en bygningsdel kan inndeles etter tre grunnleggende funksjoner. Bæreevne R Integritet E Isolering I I motsetning til flere andre konstruksjonsmaterialer vil massivtre elementer beholde sin bæreevne selv etter at temperaturen er blitt meget høy. Dette fordi trevirke som brenner utvikler et lag med forkullet tre rundt flammen. I sonene innenfor det forkullede partiet vil trevirket ha tilnærmet uendrede fasthets- og stivhetsegenskaper. Massivträ: Handbok Kull lag Pyrolysesone Normal tre Forsøk har vist at massivtre elementer alene kan oppfylle funksjonskravene REI 90. Supplerer man med gips eller andre brannhemmende materiale vil man klare enda høyere funksjonskrav. I Eurocode 5 er innbrenningshastigheten for bartrær 39 mm/time. Innbrenningshastigheten i trevirket vil variere noe med hensyn til hvilken elementtype man velger. For et krysslimt element hvor lamellene i tillegg er kantlimt, vil man ha en helt glatt overflate, i motsetning til et element som er spikret hvor det kan oppstå små sprekker mellom hver enkelt lamell. Eksempel på et etasjeskille som oppfyller funksjonskravene REI 60. Både kanter og flatsider i trevirket er limt. Elementet består av 7 sjikt. Tykkelse 133 mm. Vedrørende brannteknisk dimensjonering henvises det primært til reglene angitt i NS 3470-2 Prosjektering av trekonstruksjoner. Beregningsog konstruksjonsregler. Del 2: Brannteknisk dimensjonering. Lyd Der det ikke stilles krav til lydisolering, er det mulig å utnytte massivtre elementenes over- og underside som synlig overflate på gulv og i himling. Anvender man derimot elementer i bygg hvor det er krav til lyd, må man utføre tiltak på minimum en av sidene av konstruksjonen. Forsøk har vist gode lydisolerende løsninger med flytende gulv eller nedfôret himling. Ved anvendelse av massivtre elementer som bærende konstruksjoner i vegg og etasjeskille, må man være spesielt oppmerksom på flanketransmisjon. Et typisk tilfelle hvor flanketransmisjon har avgjørende betydning for lydisoleringen, er mellom to leiligheter hvor lyden føres mellom leilighetene i de flankerende veggene, og ikke bare gjennom etasjeskille. Trefuktighet De aller fleste hus og andre konstruksjoner blir bygget på brukerstedet under åpen himmel. Dette medfører at trelast og andre byggematerialer blir utsatt for både regn, snø og høy relativ fuktighet. Det er derfor svært viktig at bygget reises og tettes raskt. For en normal enebolig bygget med massivtre elementer vil montasjetiden være 1-5 dager. På denne måten får man reduserte byggeplasskostnader, og et helt tørt hus uten fare for fuktskader. Selv om det skulle komme nedbør under den korte montasjeperioden, vil ikke dette føre til formendring eller annen skade på massivtre elementene. Trevirket er et hygroskopisk materiale, dvs. at det vil ta opp og avgi fuktighet fra den omgivende luften, avhengig av dens temperatur og relative fuktighet. Generelt vil krymping og svelling være størst i tverrsnittsretningen. Ved bruk av tverrspente elementer vil imidlertid den påførte spenningen i denne retningen føre til at elementet ikke forandrer dimensjon. For krysslimte og tredyblede elementer vil lamellene bevege seg i motsatt retning i forhold til hverandre, og elementet sett under ett vil derfor ikke forandre dimensjon. Trevirket krymper forskjellig i de ulike hovedretninger. Treteknisk. 4 Norsk Treteknisk Institutt Trefokus
Økonomi Massivtre er et forholdsvis nytt produkt på markedet. Dette innebærer at det fortsatt er begrensede erfaringer med kalkulasjon og dokumentasjon av konkurransedyktighet i forhold til alternativer. En av de viktigste fordelene med massivtre er den korte byggetiden. Når bygget er satt opp kreves heller ingen uttørking, og bygget er dermed raskt klart til innflytting og bruk. Ved bruk av massivtre elementer som etasjeskille for eksempel i eneboliger, kan man redusere antall sjikt og arbeidsoperasjoner. Massivtre elementer har lav vekt. Dette kan gi besparelser på fundamentering, håndtering av bærekonstruksjonene på byggeplass og transport. Elementene er også lette å bearbeide og tilpasse på byggeplass der dette måtte være nødvendig. Dette gjør for eksempel innfesting av tekniske installasjoner og hulltaking enkelt. Det er derfor viktig å se på det helhetlige kostnadsbildet når man skal vurdere massivtre kontra andre løsninger. Narud-Stokke-Wiig AS Arkitekter Foto Holz 100 Norge AS Massivtre elementer som byggesystem er konkurransedyktig sammenlignet med andre konstruksjonsløsninger. Spesielt gjelder dette der hvor massivtre elementer anvendes som etasjeskille. Ved dårlig byggegrunn vil massivtre elementene komme spesielt gunstig ut på grunn av lav vekt. Andre bruksområder hvor massivtre elementer er konkurransedyktig er i balkonger, svalganger og parkeringshus. Rapport nr. 51 fra Treteknisk konkluderer med at parkeringshus i tre er konkurransedyktig sammenlignet med parkeringshus i andre materialer. Innemiljø Å oppholde seg i hus med synlige treoverflater gir en spesiell følelse av komfort. Dette kan skyldes følelsesmessige inntrykk og akustikk, men også evnen en trekonstruksjon har til å jevne ut døgnvariasjoner i relativ luftfuktighet og temperatur. Ved å utnytte denne fordelen vil dette kunne gi en gevinst i forhold til energi og innemiljø. Miljø Bruk av massivtre er et godt miljøalternativ. Tre er en fornybar ressurs som er lite ressurskrevende ved bearbeiding til elementer, og i tillegg binder CO 2. Bruk av tre og den resulterende mellomlagringen av CO 2 i bygningsmassen, kan vise seg å bli et viktig bidrag når Norge skal innfri sine forpliktelser i henhold til internasjonale avtaler om reduksjon av CO 2 -utslipp. Potensialet for CO 2 -reduksjoner ved lagring i trebaserte byggematerialer, og substitusjon av mer ressurskrevende materialer som stål og betong, overgår for eksempel enøkpotensialet i bygningsmassen (NABU - Bjørn Berge). Massivtre elementer er i tillegg velegnet for både gjenbruk og Norsk Treteknisk Institutt Trefokus 5
energigjenvinning, og bidrar til å utnytte tømmer som råstoff på en mer optimal måte. Få sjikt og materialer gir enklere kildesortering og økte muligheter for gjenbruk. Rivingsavfall og -produkter kan utnyttes lokalt. Elementene kan enten tilpasses nye dimensjoner med enkle verktøy, eller lameller kan frigjøres og brukes på nytt. Håndbøker Massivträ handboken, www.solidwood.nu, 2002. Massivtræ i byggeriet, Associerede Ingeniører Aps, 2001, Træbranchens Oplysningsråd, ISBN 87-90856 11-2 Træhuse af massive træelementer, Peder Fynholm, Teknologisk institutt Træteknik i Danmark, 2000 ISBN 87-7756-571-1 Massivträ, Teknisk beskrivning, Trätek, Sverige, 2000. Parkeringshus i tre, Rapport nr. 51, Treteknisk, 2002 Massivtre elementer, typer og bruksområder Byggdetaljblad nr. 520.205, Bygga med massivtre i Norden, Trätek, Sverige, publikation 0211041, 2002. Kornlager, Norgesfor Dalebakken. Foto Moelven Limtre AS. Internettadresser www.treteknisk.no www.trefokus.no www.solidwood.nu www.solidwood.teknologisk.dk www.svenskttra.org www.tratek.se www.boendesprinkler.com Kilder NBI, 2001, Byggdetaljblad nr. 520.205, massivtre elementer, typer og bruksområder. Industrikonsortiet Massivträ, 2002, Massivträ handboken, www.solidwood.nu. Tronstad Sverre, 2002, Tre og fuktighet, Teknisk småskrift nr. 35, Norsk Treteknisk Institutt. Kommunal- og arbeidsdepartementet, Tekniske forskrifter til plan- og bygningsloven 1997 (TEK). Statens bygningstekniske etat, REN veiledning til teknisk forskrift til plan- og bygningsloven 1997. Bjørn Berge, NABU, Oslo okt. 2002, Foredrag massivtreseminar. Forfatter Finansiering Jarle Aarstad, Treteknisk og Aasmund Bunkholt, TreFokus AS Treteknisk og TreFokus AS TreFokus AS Wood Focus Norway Postboks 13 Blindern, 0313 Oslo Telefon +47 22 96 59 10 Telefaks +47 22 46 55 23 E-mail: aasmund.bunkholt@trelast.no www.trefokus.no Forskningsveien 3 B, Postboks 113 Blindern, 0314 Oslo Telefon 22 96 55 00 Telefaks 22 60 42 91 E-mail: firmapost@treteknisk.no www.treteknisk.no ISSN 1501-7427 Opplag 6000/04/03