Ny superlet byggeteknologi skåner miljøet
DTU-forsker har udviklet næste generations superlette, CO2-besparende byggekomponenter. Opfindelsen kan revolutionere moderne arkitektur og blive det næste danske eksporteventyr.

Kristian Hertz' nye byggeteknologi er inspireret af rygsøjlens opbygning. Rygsøjlen i Kaskelot hvalens skelet, som her er fotograferet på Zoologisk Museum i København, består af en række knoglehvirvler, som danner led med hinanden og holdes sammen af stærke ledbånd. De nye perlekædearmeringer bygges op som præfabrikerede betonled på en stålwire, der kan spændes i forskellige former som rygrad i en superlet konstruktion. (Foto: Thomas Hjort Jensen)

Romerrigets elegante arkitektur og dyrerigets forunderlige verden inspirerede docent Kristian Hertz, DTU Byg, da han udtænkte sin banebrydende opfindelse kaldet superlette konstruktioner.

Ved at nytænke udformningen af traditionelle dyre og energikrævende stål- og betonkonstruktioner, som bruges i moderne byggeri, har han skabt næste generations byggekomponenter, som vil sætte en helt ny standard for ressourceøkonomisk og bæredygtigt byggeri.

»Superlette konstruktioner vejer mindre, er billigere i brug og mere miljøvenlige. De kan revolutionere vores måde at bygge og designe på i fremtiden. De er ikke alene mere klimavenlige, de kan også med deres mindre vægt og fleksibilitet optimere byggeprocessen, reducere byggeomkostninger og sætte arkitekturen fri, når det bliver billigere og simplere at bygge naturlige konstruktioner med store spænd som for eksempel kupler og hvælv,« siger Kristian Hertz.

Kristian Hertz, sektionsleder for Bygningsdesign, har siden 1978 været tilknyttet Instituttet for Byggeri og Anlæg på Danmarks Tekniske Universitet med speciale i bygningskonstruktioner og har flere opfindelser bag sig blandt andet et havbølgekraftværk. Han har også været rådgiver på markante bygninger som f.eks. Henning Larsens udenrigsministerium i Saudi Arabien og ombygningen af Det Kongelige Teater i København.

Innovation i verdensklasse

Der er tale om et stykke dansk innovation, der kan få stor samfundsmæssig betydning, og som har et enormt eksportpotentiale.

Hadrians Villa uden for Rom.

Dermed har DTU endnu en gang bragt sig i front med udvikling af klimavenlige, innovative løsninger til fremtidens bæredygtige byggeri. Teknologien, der ventes at vække opmærksomhed såvel nationalt som internationalt, er videreudviklet og lanceres i samarbejde med Grontmij | Carl Bro, en af Europas største rådgivende ingeniørvirksomheder.

»Jeg forventer mig meget af opfindelsen,« siger Søren Larsen, som er divisionsdirektør for Byggeri og Project Management i Grontmij | Carl Bro, og fortsætter:

»For os er det spændende at samarbejde med DTU. Vi har stærke kompetencer på hvert vores område. Vi kan som virksomhed være med til at sikre, at nye opfindelser bliver udviklet i tråd med erhvervslivets og byggebranchens behov, og samtidig får vi del i ny viden. Et stærkt samarbejde mellem forskning og erhvervsliv er oplagt, når det gælder innovation og udvikling af nye produkter.«

Superlette konstruktioner består af to principper: En ny måde at konstruere et givent element og den såkaldte perlekædeteknologi. Det nye konstruktionsprincip består af et skelet af et stærkt materiale, eksempelvis beton, som støbes ind i et lag stabiliserende letbeton. Princippet er inspireret af dyre- og menneskekroppens opbygning og kan i princippet anvendes på alle stærke og lette materialer. En perlekædearmering består af en stålwire med præfabrikerede led af stærk beton, der er trukket på som perler på en snor og kan spændes i allehånde forskellige former som rygrad i en superlet konstruktion.

»Med de nye principper bliver ingeniøren herre i eget hus. Han kan fra starten bestemme, hvor trykket i en given bygningskonstruktion skal være og lægge det dér, hvor det gør mest gavn. Det er en helt ny måde at konstruere og bygge på og åbner for spektakulær arkitektur i et hidtil uset formsprog,« siger Kristian Hertz.

Sparer både CO2 og penge

Der er næsten 2000 år mellem de to bygninger - alligevel er den ene - en halvkuplen i Hadrians Villa uden for Rom - inspiration for den nye superlette teknologi i den anden - en flydende scene - et studenterprojekt af Christian Møller Nielsen og Andreas Castberg fra DTUs nye kursus i superlette konstruktioner. (Foto: DTU)

En anden fordel ved de superlette konstruktioner er det miljømæssige aspekt. Superlette konstruktioner vejer op mod 50 pct. mindre end konventionelle beton- og stålkonstruktioner, og dermed mindskes prisen og CO2-udledningen tilsvarende i forbindelse med produktion, transport og opførelse.

Følgende eksempel illustrerer nogle af de miljømæssige fordele ved at benytte superlette konstruktioner i et givent byggeri: Ved opførelse af et byggeri på 90.000 kvadratmeter udledes der ca. 11.400 ton CO2 , hvis der anvendes traditionelle beton- og stålkonstruktioner. Bruges der i stedet superlette konstruktioner er tallet kun 6.600 ton CO2. Det svarer til en besparelse på knap 5.000 ton CO2, eller den mængde CO2 en bil udleder, hvis den kører en strækning svarende til 1000 gange rundt om jorden.

»Betonproduktionen tegner sig for omkring fem pct. af den samlede CO2 -emission i verden, hvis blot superlette konstruktioner erstattede en brøkdel af beton- og stålkonstruktionerne, vil det gavne både miljøet og samfundsøkonomien,« siger Kristian Hertz.

Søren Larsen supplerer:

»Byggebranchen har efterlyst effektivitets- og produktivitetsforbedringer i 10 år, og nu har vi fået et produkt, der kan forbedre effektiviteten, nedbringe spild og skabe nye arkitektoniske muligheder på samme tid. Jeg er sikker på, at opfindelsen vil vinde stort indpas i byggeriet både nationalt og internationalt. Produktet skaber ikke bare nye muligheder, men reducerer samtidig CO2-udledningen fra byggeriet.«

Inspireret af de gamle romere

Anvendelsesmulighederne for den nye teknologi, der er patentbeskyttet internationalt, er næsten uendelige. Den kan benyttes overalt, hvor der i dag anvendes stål- og betonkonstruktioner, nemlig ved opførelse af bygninger, haller, tage, stadions, offshore konstruktioner, tunneller, ja endda skibe.

Superlette konstruktioner vejer mindre, er billigere i brug og mere miljøvenlige. De kan revolutionere vores måde at bygge og designe på i fremtiden.

Kristian Hertz

Desuden isolerer de nye betonkonstruktioner lige så godt som træ og er mere modstandsdygtige over for brand, råd, jordskælv og eksplosioner end traditionelle konstruktioner i træ, stål og beton.

»Ideen til den nye teknologi er langsomt groet frem. Jeg har tidligere arbejdet med at koncentrere kræfterne i forskellige konstruktioner blandt andet i forbindelse med byggeriet af udenrigsministeriet i Saudi Arabien. Så denne side af udviklingsarbejdet var ikke ny for mig. Det at få forskellige materialer til at spille sammen er også noget jeg kender til fra mine studier af de gamle romeres byggeteknik. De sammensatte allerede i det første århundrede efter Kristi fødsel flere forskellige typer letbeton, når de byggede store konstruktioner,« oplyser Kristian Hertz.

I forbindelse med udviklingen af de nye konstruktionsprincipper er det planen at etablere et nyt forsknings- og udviklingscenter ved Instituttet for Byggeri og Anlæg på DTU. Centret skal tage sig af den videre udvikling og internationale lancering af den nye teknologi, som allerede er indført i undervisningen ved DTU.

Lavet i samarbejde med Danmarks Tekniske Universitet

Lyt på Videnskab.dk!

Hver uge laver vi digital radio, der udkommer i form af en podcast, hvor vi går i dybden med aktuelle emner fra forskningens verden. Du kan lytte til den nyeste podcast i afspilleren herunder eller via en podcast-app på din smartphone.

Har du en iPhone eller iPad, kan du finde vores podcasts i iTunes og afspille dem i Apples podcast app. Bruger du Android, kan du med fordel bruge SoundClouds app.
Du kan se alle vores podcast-artikler her eller se hele playlisten på SoundCloud

Det sker