Projekt: Höga hus i trä – konceptstudier

Projektet avslutades i december 2018.

Fakta om projektet

Projektledare vid Linnéuniversitetet
Andreas Linderholt och Birgit Östman
Deltagande organisationer
RISE, Linnéuniversitetet, Moelven Töreboda, Fristad bygg, White arkitekter, Berg CF Möller, Bjerking, BTB, HSB, Briab, Brandskyddslaget
Finansiär
Formas
Tidsplan
15 nov 2015-31 dec 2018
Ämnen
Maskinteknik (Institutionen för maskinteknik, Fakulteten för teknik)
Byggteknik (Institutionen för byggteknik, Fakulteten för teknik)
Webbplats
https://www.ri.se/sv/vad-vi-gor/projekt/hoga-hus-i-tra-konceptstudier

Mer om projektet

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, 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 att 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, till exempel vertikala och horisontella deformationer 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 bland annat pelar-balksystem i limträ, ett system baserat på massivträskivor och lättbalkar i trä. I projektet samverkar ett flertal aktörer med olika kompetens i en projektering av en konceptbyggnad och dimensionerar denna. Genom att 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 behövs mer detaljerade försök och modeller för att kunna genomföra projekteringen. Det gäller främst i frågor som rör deformationer i både 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 dessa att studeras genom laboratorieförsök. Dessa data kommer därefter att användas i finita element-modeller för att beskriva hela byggnadens uppförande. Med hjälp av substrukturering och modellreduktionsmetoder är det möjligt att minska beräkningstider 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. Modellerna kommer därefter att implementeras i en form användbar för praktiserande ingenjörer.

Projektet kommer att resultera bland annat i följande:

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