Kan træaffald bruges til at bygge en bedre fremtid?

I en tid, hvor vi for alvor ser på vores påvirkning af planeten, er træ kommet i rampelyset som et materiale, der bidrager stærkt til en bedre fremtid.

Vores bygninger, møbler, emballage, varme brusebade, opvarmning og andre bekvemmeligheder stammer alle muligvis fra træ.

Og med mange sektorers øjne rettet mod skove som en del af deres omstilling til en grønnere praksis er én ting sikkert: efterspørgslen på træ er stigende.

Men skovenes fremtid er usikker. Ikke kun den øgede efterspørgsel er bekymrende, det er økosystemernes skrøbelighed i et foranderligt klima også.

Derfor har vi brug for nye metoder til at øge levetiden på det træ, vi allerede har.

Træ er ikke bare træ

Træets høje indhold af energi har altid gjort det til et attraktivt brændstof. I dag forbrændes omkring 50 procent af verdens årlige høst af træ.

I et forsøg på at reducere vores CO₂-udledning har Danmark øget afhængigheden af træ til brændsel markant og forbrændt 90 procent af vores forbrug (både importeret træ og national produktion).

Men paradoksalt nok udleder træ betydeligt mere CO₂ end kul, så vi kan med rette spørge, om træet ikke er bedre brugt andre steder?

Træbyggeri er på vej frem i Danmark. Det er en gammel tradition at bruge træ som materiale i byggeri, og nu bliver træet genindført i moderne byggekultur i en ny kontekst, nemlig som erstatning for stål og beton i bærende konstruktioner.

Danmarks højeste træbygning, TRÆ, tegnet af arkitektfirmaet Lendager er i øjeblikket under opførsel i Aarhus.

Andre nylige eksempel følger trop, som for eksempel ‘HC Andersens Hus’ i Odense.

Træers mange liv

Vi er godt på vej til at forstå, hvordan vi kan lave bygningskonstruktioner af træ, men hvor meget af det er tilgængeligt til bygninger?

Træ kommer i mange former - brænde, kævler, planker - og i mange forskellige arter, hver med deres muligheder.

Der er relativt meget tab forbundet med at lave skov til tømmer, for kun omkring 20 procent af et træ ender i en bygning efter forarbejdning.

De resterende 80 procent bruges typisk til kortvarige anvendelser, hvilket viser, at et enkelt træ kan have mange levetider.

Men vi har brug for længere levetid for træet, hvis vi ikke skal ødelægge skovens cyklus for at forny sig.

Efter træet først er brugt i en bygning som træsøjler, bjælker, gulve, studsvægge og beklædning, bliver det typisk brændt til at producere energi.

På dette tidspunkt har træet erhvervet en række nye 'egenskaber': forurenende stoffer som maling, søm og skruer samt geometriske deformationer, fordi træet - som er et naturmateriale - vrider og drejer sig som reaktion på miljøet.

I dag er disse defekter kernen i, at træet efter første liv i bygninger ikke får et nyt liv i fremtidigt byggeri, så dets levetid bliver forkortet.

Vores forskning har til formål at vende denne tankegang og identificere nye måder at inkludere brugt og undervurderet træ i bærende bygningskonstruktioner.

Design med defekter

Sammen med Det Kongelige Danske Akademi og arkitektfirmaet Lendager undersøger jeg, hvordan kasseret træ kan få værdi indenfor arkitektur.

Målet er at forbedre effektiviteten af brugen af træ ved at give et materiale af høj kvalitet en forlænget levetid.

Vi tager de egenskaber ved det brugte træ, som betragtes som defekter, og udvikler metoder til at designe med dem i nye strukturer.

I den forstand bruger vi det materiale, som vi har de laveste forventninger til, i én af de mest krævende sammenhænge, nemlig i bærende konstruktioner.

Et nøgleprincip for at opnå dette er at reducere mængden af materialebearbejdning.

Minimal forarbejdning holder så meget af materialet i brug som muligt og bevarer det sekundære træs unikke udtryk.

Minimal bearbejdning gør, at så meget som muligt af træet kan genbruges, og at det bevarer sit unikke udtryk, som det har fået i sit tidligere liv.

Prototypefremstilling af konstruktion med resttræ

Forskningen er udviklet gennem en række prototyper, som hver især udforsker sekundært materiales potentiale i konstruktionstyper, som vi allerede bruger i dag. Billedet herover er et eksempel på en prototype.

Bjælker, søjler og plader er alle systemer, der er en del af nutidens bygningskonstruktioner.

Ved at skabe komponenter af affaldstræ, der matcher ydeevnen i ubrugt træ, kan vi forbinde nye måder at fremstille byggemateriale med eksisterende design- og konstruktionsmetoder.

I tæt samarbejde med nedarvet materiale sigter prototyperne mod at bevare træelementernes identitet.

Prototyperne sigter mod at bevare træelementernes identitet. Alle de karakteristika, der er opstået fra træets tidligere liv, bevares ved at anvende en minimal bearbejdningsmetode.

Desuden kan vi demonstrere et højt materialeudbytte ved at reducere materialebearbejdningen; helt op til 80 procent af materialet bevares, når det går fra at være affald fra et tidligere byggeri til at indgå i en ny konstruktion.

Dette er beskrevet i vores artikel 'Making a Beam Social: In search of a localised production paradigm', som udkommer senere i 2023 i Springer Natures specialudgave 'Design for Rethinking Resources'.

Nye rammer for træet

Et af vores projekter blev udstillet ved World Congress of Architects (UIA) 2023, som København var vært for.

Projektet, ’Wood ReFramed’, var en chance for at teste vores succesfulde prototyper i stor skala og i samarbejde med industriens aktører.

Hele pavillonen kunne være en fuldskala del af en stor bygning, og den demonstrerer, at affaldstræ kan anvendes i mange forskellige skalaer ved hjælp af vores konstruktionsteknik.

I hver af bjælkerne og søjlerne i pavillonen er der brugt kortere stykker affaldstræ i varierende mængder. Mængderne afhænger af belastningen fra det ophængte siddeområde i genanvendt limtræ.

Du kan se pavillonerne herunder.

Korte forsyningskæder

Under arkitektur-kongressen kunne gæster teste siddeområderne, og deres vægt blev fordelt jævnt mellem de mange små individuelle stykker genanvendt træ.

Under udviklingen af pavillonerne arbejdede vi tæt sammen med en nedrivnings-entreprenør, der arbejder med at rive bygninger ned.

Formålet var at skabe et kriterie for at udvælge det rette træ blandt alt det, der var bestemt til forbrænding, så det i stedet kunne bruges til de bærende komponenter.

Projektet gav også mulighed for at prøve lokale produktionsmetoder af. I modsætning til indkøb af nyt tømmer fra Nordsverige eller Østrig, som man typisk gør i dag, er alt træet til pavillonerne hentet i Københavnsområdet.

Bjælke- og søjlekomponenterne er således designet til at kunne indgå i eksisterende måder at bygge på og til at kunne fremstilles på en måde, der er relevant for konteksten.

I Wood ReFramed er komponenterne håndlavede, men de kan lige så godt indgå i en automatiseret produktion, afhængigt af tilgængelig viden, de fysiske og teknologiske rammer på fabrikkerne og byggekulturen.

Fremtiden for træ i byggeriet

I en tid, hvor træ bliver stadig vigtigere for at sikre en bæredygtig fremtid, har træbyggeri en vigtig rolle at spille for den måde, vi tænker værdien af træ.

Gennem et mere nuanceret forhold mellem træets liv fra skov til affald og afbrænding, bygningskulturer og de mennesker, der skaber arkitekturen, kan vi få en mere effektiv brug af træet.

Det kan lette presset på skovområdernes økosystemer og modarbejde for tidlig afslutning af træets levetid.

Det er netop, hvad min forskning ønsker at bidrage til ved at ændre på træets liv fra plante til affald og give det et længere liv indenfor byggeindustrien.

Denne artikel er et resultat af et samarbejde mellem Videnskab.dk og forskningsnetværket ‘Circular Built Environment Network’, som er kurateret af BLOXHUB.