Höga Hus i trä - konceptstudier

Hållbarhetsfrågor har de senaste decennierna blivit en allt viktigare fråga inom byggbranschen. När man lyckats minska energianvändningen i den färdiga byggnaden genom bättre installationslösningar och klimatskal så har intresset för material och energiåtgången under byggskedet fått en större betydelse där trä i ett flertal studier visat sig vara ett gynnsamt alternativ. Detta tillsammans med en ökande urbanisering leder till ett ökande intresse för höga trähus (20+ våningar).

Syftet med projektet är att visa olika möjligheter att designa och konstruera en 20+ -våningsbyggnad med bärande stomme av trä och bygga upp en kunskap kring frågorna hos de deltagande aktörerna. Viktiga områden för projekteringen av byggnaden kommer att vara brand, LCA, konstruktionsberäkningar relaterade till både statiska och dynamiska laster t.ex vertikala och horisontella deforamtioner orsakade av statisk last och vindlast. För några områden, speciellt deformationer i bruksgränstillstånd kommer nya beräkningsmodeller att behöva tas fram och implementeras i en form som är användbar för praktiserande ingenjörer.

Projektet kommer att genomföras som en konceptstudie av en byggnad med 20+ våningar utförd med bl. a pelar-balk system i limträ, system baserat på massivträskivor och lättbalkar i trä. I projektet samverkar ett flertal aktörer med olika kompetens i en projektering av konceptbyggnad och dimensionerar denna. Genom att genomföra en praktisk projektering och genomföra projekteringsmöten med samtliga inblandade parter vid ett flertal tillfällen under projekttiden kommer man att få en kunskapsöverföring mellan samtliga aktörer. Forskningsutförarna kommer att medverka som ett stöd i processen med detaljerade kunskaper inom skilda områden såsom Eurokod (laster, träkonstruktioner), FE modellering, brand och LCA.

Det är känt att det saknas kunskap om vissa konstruktionsaspekter och där mer detaljerade försök och modeller behövs för att kunna genomföra projekteringen. Det gäller främst i frågor som rör deformationer både i vertikal och horisontell led. De beräkningsmodeller som behöver skapas kommer därför att behandla områden såsom vertikala deformationer (inklusive effekter av fukt), statiska horisontella deformationer och dynamiska deformationer (svängningar). Speciellt kommer förbanden mellan de olika elementen och egenskaper såsom hållfasthet, styvhet, duktilitet och dämpningsegenskaper att vara viktiga. För att undersöka förbandens egenskaper kommer laboratorieförsök att genomföras där dessa egenskaper studeras. Dessa data kommer därefter att användas i Finita element modeller för att beskriva hela byggnadens uppförande. Med hjälp av ”sub-structuring” strategier är det möjligt att reducera modellernas storlek men ända få fram representativa resultat. Fältmätningar av dynamiska egenskaper (dämpning, egenmoder och egenfrekvenser) kommer att genomföras på existerande byggnader med liknande byggsystem. Dessa mätningar kommer att användas för kalibrering av modellerna innan de används för att studera egenskaperna hos konceptbyggnaderna. Dessa modeller kommer därefter att implementeras i en form användbar för praktiserande ingenjörer.

Projektet kommer att resultera bl a i följande

• Kunskapsuppbyggnad hos de deltagande aktörerna om frågor runt höga hus med trästomme
• Fler arkitekter och konstruktörer med erfarenhet av projektering av höga hus i trä
• Informationsskrift som beskriver möjligheter med olika byggsystem vid byggandet av höga hus i trä.
• Bättre modeller för beräkning av framförallt deformationer (vertikalt och horisontellt) och dynamiska egenskaper hos högre trähus
• Beräkningshjälpmedel för konstruktörer för höga trähus
• Utveckling av befintliga träbyggsystem för flervåninghus
• Miljöprestanda för höga trähus