Av Berit Time (SINTEF), Lars Gullbrekken (SINTEF) og Tore Kvande (NTNU)
Tre har vært brukt som byggemateriale i de nordiske landene i årtusener. Det har stått sentralt i byggetradisjoner og forsyningskjeder frem til moderne tid. De moderne oppfinnelsene krysslaminert tre (KLT), og limtre har raskt blitt tatt i bruk, for å tillate nye typer trebygninger, inkludert store kontorbygg. Krysslaminert tre (KLT) blir på folkemunne kalt massivtre.
Tre er et materiale med lavt karbonfotavtrykk og er framstilt ved bruk av relativt lite energi, noe som gjør det egnet for lavutslippsbygg. Det lave karbonfotavtrykket sammenlignet med alternativer som betong og stål, er en annen grunn til at KLT-elementer har økt i popularitet de siste årene.
Et karbonnøytralt bygg
Bærematerialer i tre er brukt i ZEB-laboratoriet, som er et nytt kontor- og utdanningsbygg på Gløshaugen campus ved NTNU i Trondheim. Byggingen startet sommeren 2019, og ordinær drift ble startet våren 2021.
Bygget er på fire etasjer med et gulvareal på ca. 2000 m². Det er designet for å være karbonnøytralt med hensyn til konstruksjon, drift og materialer i henhold til den norske ZEB-definisjonen.
For å oppnå et så lavt karbonavtrykk som mulig, er det i hovedsak bygget i tre, i form av KLT- og limtreelementer. Fundamentet er en betongplate på bakken, laget av lavkarbonbetong og designet for å minimere materialbruk.
Tak og fasader er i stor grad dekket av solcellepaneler som gir et overskudd av elektrisitet for eksport, noe som vil kompensere for karbonkostnaden til bygget over en levetid på 60 år.
En utfordring som ZEB-laboratoriet og andre trekonstruksjoner står overfor, er at tre er utsatt for biologisk nedbryting hvis det eksponeres for fuktighet. Det har derfor vært nødvendig med en omfattende fuktkontrollstrategi.
En forskningsbasert fuktsikkerhetsstrategi
Fuktsikkerhetsstrategien ble valgt med tanke på å redusere fuktbelastningen på materialene under bygging. Monteringsfasen var planlagt til juli og august, vanligvis en tørr del av året i Trondheim.
Det ble holdt et høyt tempo for å bli ferdig før den regnfulle høstsesongen begynte. Likevel opplevde vi betydelige nedbørsmengder i ukene før taket ble ferdigstilt, noe som førte til oppfukting av hele konstruksjonen.
Bygningsskallet i ZEB-laboratoriet inneholder kun et minimum av KLT-veggelementer. Disse er brukt som avstivende vegger inkludert heissjakt og sekundærtrapperom, som begge har en side vendt mot bygningens eksteriør. Ytterveggene er ellers oppført som lettvegg i tre, med bærende limtresøyler og -bjelker plassert på innsiden av bygningsskallet for å redusere kuldebroer.
Som en sentral del av fuktsikkerhetsstrategien fikk treelementer tid til å tørke til et akseptabelt nivå før isolasjon, sperresjikt og andre materialer ble montert. For å unngå fukting av materialer som ble lagret på byggeplassen, ble første etasje i bygget brukt til oppbevaring av materialer.
De øverste etasjene ble ikke brukt til lagring, siden lagring av materialer kan hindre tørking av etasjeskillene av KLT. Ikke-strukturelle materialer ble først levert til byggeplassen da bygningsskallet var etablert, for å sikre at de kunne lagres tørt.
Ettersom værbeskyttelsessystemer ikke ble brukt, var det tatt høyde for at noe nedbør ville komme inn i bygget før vegger og tak ble ferdigstilt. Morgenrutinen på byggeplassen innebar derfor å tørke av eventuelt regnvann fra kanten av dekkene.
Likevel ble noe av konstruksjonen misfarget på grunn av nedbør og solstråling. Dette var også forventet på forhånd, og tiltak var planlagt. Før overlevering ble alle treoverflater slipt og belagt med en transparent overflatebehandling.
Målinger og evaluering
Fuktmålinger ble regelmessig utført av tiltakshaver under byggeprosessen for å sjekke fuktnivået i KLT- og limtreelementene i bygningskonstruksjonen. Ingen konstruksjonselementer ble tildekket før tiltakshaver hadde dokumentert et fuktighetsnivå under 15 vektprosent. I fjerde etasje, hvor vi fikk mest nedbør, ble tørking med lufttørker iverksatt i en kort periode før ferdigstillelse av bygningsskallet.
Etter fullføringen av ZEB-laboratoriet har inneklimaet blitt kontinuerlig overvåket som en del av et PhD-prosjekt. Følgende parametere ble logget: Temperatur, relativ fuktighet, CO2-konsentrasjon, flyktige organiske forbindelser (TVOC) og partikkelkonsentrasjon (PM2.5).
Målinger (Blower-door) ble utført for å evaluere lufttettheten til bygningsskallet, både ved overlevering og etter ett år. De sistnevnte målingene ble utført for å finne ut om det var nødvendig med reparasjoner på grunn av sprekker og krymping i trematerialene.
Det ble spådd at det ville oppstå sprekker på grunn av uttørking, noe som også ville påvirke den akustiske isolasjonen mellom rom i samme etasje. Tiltak og reparasjoner ble derfor planlagt på forhånd. Akustiske målinger ble utført ved overlevering og etter ett år for å lokalisere og dokumentere hvor det var nødvendig med tiltak.
Ingen vesentlige fuktskader
Fuktsikkerhetsstrategien til ZEB-laboratoriet ser ut til å ha gitt akseptable resultater for alle undersøkte indikatorer. Gjennom trefuktmålinger, luftkvalitetsmålinger, lufttetthetsmålinger og visuell inspeksjon kan vi fastslå at det ikke har oppstått vesentlige fuktskader til tross for manglende værbeskyttelse i byggefasen i form av telt.
Fuktsikkerhetsstrategien som ble valgt, ser ut til å ha vært et godt alternativ til værbeskyttet bygging med telt, men den har også vært ganske arbeidskrevende når det gjelder overvåking, vurdering og validering.
Selv om disse aktivitetene også i stor grad overlapper forskningsaktiviteter i bygget, er det usikkert om det vil være mulig å gjennomføre i andre prosjekter. Det er nødvendig med mer kunnskap for å bestemme hva som er tilstrekkelig nivå på fuktovervåking for å sikre tilstrekkelig fuktsikkerhet.
Forskningen er finansiert av Forskningsrådet, som en del av forskningsprosjektet SFI Klima 2050.
Les mer: Moisture safety strategy for construction of CLT structures in a coastal Nordic climate
Innlegget ble første gang publisert i Teknisk Ukeblad 12. oktober 2023, og gjengis her med tillatelse.
