HVAD SKAL VI BYGGE AF?

Der findes forskning [1], som antyder, at vores velbefindende bliver forbedret, når vi er omgivet af naturlige materialer. Så tænk, hvis vores fremtidige huse opføres af naturlige, biogene og fornybare materialer såsom ler, tømmer, strå og ålegræs. Eller forestil dig, at vi ganske enkelt genbruger allerede eksisterende materialer og giver dem et andet og tredje liv med andre funktioner i nye bygninger. Det er ikke en unik eller revolutionerende ide, for vi har bygget med og repareret materialer gennem århundreder – men det virker, som om vi har glemt denne praksis på det seneste.

AT FORSTÅ MATERIALER

For at vælge materialer er det nødvendigt at kende og forstå deres egenskaber og karakteristika. Dette er vigtigt og kan forstås på to måder. Den ene handler om de tekniske, målbare aspekter: Hvor meget tryk eller spænding kan et materiale tåle, hvor meget vand kan det modstå, hvor længe kan det modstå brand osv.? Den anden handler om meget mere end blot materialets nytteværdi, det handler om den fornemmelse, som materialerne skaber – en følelse af lethed eller tyngde, varme eller kulde – kvaliteter, der er meget svære at måle og kvantificere. Vi skal forstå, hvordan vi arbejder med materialer, ikke med det ene eller det andet aspekt, men med begge i sammenhæng. Vi bør selvfølgelig kende tal og data, som beskriver det enkelte materiale, men tallene har ingen betydning, hvis de ikke bliver vurderet holistisk og set i sammenhæng med sanselige og kvalitative værdier. Og i den forstand er forståelsen af materialer essentiel i forhold til at skabe god arkitektur.


TRÆ – EN FORNYBAR RESSOURCE?

Historien viser, at vi har gode erfaringer med at bygge i træ. Tømmerkonstruktioner var blandt de første menneskeskabte konstruktioner. Tegningen viser et såkaldt bulhus, en simpel træbygning tilbage fra vikingetiden. Som det fremgår af illustrationerne bestod både den bærende konstruktion og facaderne af træ, mens taget var et tækket stråtag, opbygget af naturlige og lokalt forekommende materialer.

I moderne byggeri betragtes træ som en dyrere løsning end at bruge beton og stål, men det er ikke nødvendigvis korrekt. Et forskningsprojekt [2] har påvist, at det er muligt at opføre en boligblok af træ i seks etager til samme pris som en tilsvarende bygning af beton. Det kræver dog et mere omhyggeligt design, mere planlægning og omtanke. Den store fordel, er at CLT (krydslamineret træ) gør det muligt at opføre en træbygning meget hurtigt, fordi alle træelementer kan præfabrikeres.

Spørgsmålet er, om vi løber tør for træ, hvis vi opfører alle fremtidige huse med tømmerkonstruktioner. Det er en væsentlig bekymring, vi skal tage med i overvejelserne, da det i gennemsnit tager 80 år, før et træ er vokset op i fuld højde. Vi kan derfor ikke tillade os at bygge vores fremtidige boliger med et kortsigtet fokus, hvor de bliver revet ned efter relativt få år, og træet derefter bliver brændt. Vi har brug for forskellige måder at bruge træ på som byggemateriale, og det er et spørgsmål om design at finde en anvendelse, der gør os i stand til at bruge træ på den bedst tænkelige måde

Måske bør vi også overveje at bruge træ af en ringere kvalitet. Det er muligt, hvis designet skaber den nødvendige sikkerhed i løsningen og kompenserer for materialets lavere kvalitet. Studerende på Det Kongelige Akademi har lavet forsøg, der viser, at det er muligt. For eksempel har Hede Danmark [3] i et samarbejde med de studerende forsøgt at bruge såkaldt hybridlærk i bærende trækonstruktioner. Hybridlærk plantes mellem træer af høj kvalitet og fældes hvert 20. år. Deres funktion er primært at få træerne af den bedste kvalitet til at vokse sig høje og lodrette, og hidtil er træet fra hybridlærk mest blevet brugt til træflis eller brænde. Denne type træ er ikke certificeret og den præcise kvalitet er ukendt, men de studerendes projekt har påvist dets konstruktive egenskaber.

Fordi vi er nødt til at bygge mere bæredygtigt og på grund af stigende priser på træ, er det sandsynligt at træ af lavere kvalitet vil blive brugt hyppigere. Det kræver både test og materialestudier at opnå en bedre forståelse af disse materialer. Når vi kigger på historiske bygninger, kan vi se, at det træ, der blev brugt, var det, der fandtes lokalt – og det var ikke altid af højeste kvalitet.


FLERE BIOGENE MATERIALER – STRÅ OG ÅLEGRÆS

Siden man begyndte at bygge huse, har man brugt naturlige eller biogene materialer, ganske enkelt fordi de var tilgængelige. Vi finder tækkede stråtage på mange historiske bygninger rundt omkring i Danmark, som f.eks. bulhuset, der ses på tegningen. Selv om vi har en lang tradition for at bruge strå, og i visse tilfælde tang, til at tække tage på bindingsværkshuse, findes der ikke mange nye bygninger med stråtækte tage, med undtagelse af Vadehavscentret [4]. Nye undersøgelser viser, at strå kan bruges til at tække både tag og facader på en nutidig måde, sådan som en af 4:1 pavillonerne viser.

Andre biogene materialer såsom tang, søgræs og ålegræs til brug for isolering er endnu ikke brugt særlig meget i stor skala, selv om der findes enkelte nyere byggerier opført med biogene materialer, f.eks. såkaldt hempcrete, der produceres af hamp og bruges som facademateriale, og søgræs, der bruges som isoleringsmateriale og til akustisk regulering.

Måske gør bygningsreglementet og brandregler det svært at bruge biogene materialer, eller måske er grunden, at det tager lang tid og stor håndværksmæssig kunnen at tække et tag, og at det er færdigheder, som ikke mange mestrer længere. For at sikre, at biogene materialer lever op til de standarder, der gælder i dag, skal alt kvantificeres og beviseligt være sikkert at bruge, og det gælder også i forhold til den langsigtede ydeevne. Når der foreligger svar på disse spørgsmål, er næste udfordring at opskalere brugen af biogene materialer. Det er vigtigt at finde nutidige metoder og teknologier, som ved hjælp af digitale værktøjer og fremstillingsmetoder kan sikre både volumen og kvalitet i produktionen.

Derfor spiller den industri, der vil kunne udskifte brugen af mineraluld med søgræs, en nøglerolle i forhold til at gøre biogene materialer almindelige at bruge. Men initiativet til at bruge biogene materialer må komme fra arkitekter, som tænker holistisk. Hvis arkitekter begynder at designe med brug af biogene materialer, vil der opstå behov for industriel udvikling, og det vil have betydning for hele byggesektoren. Det vil kræve kvantificering, livscyklusanalyser og test af holdbarhed og sikkerhed -– men det begynder med arkitekten. Arkitektens rolle er at skabe en vision med helhedsorienterede perspektiver.


LER – HOLDBARHED, TERMISK MASSE OG GENBRUG

Ler er i den grad et lokalt materiale, fordi undergrunden under os primært består af ler. Ler er blevet brugt som byggemateriale i bygninger gennem mange århundreder, både til gulve og vægge, først som simple lervægge, senere i form af brændte mursten. Hvis vi ser os omkring, finder vi mange forskellige murstensbygninger helt tilbage fra middelalderen og op til i dag, både enfamiliehuse, boligblokke og store statelige bygninger som rådhuse og kirker.

I fremtiden vil vi formodentlig holde op med at brænde mursten i stort omfang, da processen medfører et enormt energi-forbrug, og i stedet gå tilbage til at bruge ler i dets oprindelige form. Når vi ser tilbage på meget gamle bygningsformer, opført før ler blev brugt i brændte mursten, finder vi ubrændt ler i vægge og gulve. Nye udviklingsprojekter har da også, at vægge, der er lavet af stampet ler, har meget stor varmelagringskapacitet på grund af den termiske masse. En af 4:1 pavillonerne viser byggeri med stampet ler.

Når mursten langsomt varmes op af solen, holder de på varmen, som langsomt afgives til rummene i en bygning, således at der altid er en behagelig temperatur indenfor. Nogle forskningsresultater antyder, at selv om temperaturen i et rum i en murstensbygning er 18 grader, føles det, som om der er 20 grader, hvis man sidder op ad en massiv murstensvæg. Den oplevede temperatur er altså højere end den faktiske, målte temperatur. I den forstand er komfort et mærkværdigt begreb, fordi det ikke kun handler om, hvad tallene siger, men især om, hvordan mennesker oplever situationen. [5]

Endnu en kvalitet er, at ler og mursten kan genbruges. Alle bygninger, som er opmuret med kalkmørtel, kan rives ned, sådan at stenene kan genbruges, og inden for de seneste år er der opført flere boligbebyggelser med facader af genbrugte mursten, blandt andet i Nordhavn og Ørestad.

Det er ofte dyrere at bygge med genbrugsmursten end med nye sten, fordi de gamle sten skal nedtages med omhu, renses og sorteres, før de kan genbruges i en ny facade. Mursten, der har været muret op med cementmørtel, er sværere at genbruge, fordi mørtelen fungerer som en meget stærk lim, der gør stenene sværere at skille ad og genanvende.


KASKADER AF MATERIALER

I tidligere tiders byggeskik blev alle materialer, som kunne genbruges, faktisk genbrugt, fordi man havde den nødvendige tid og håndværksmæssige kunnen, hvorimod materialerne var knappe.

Industriel og hurtig produktion af mineralsk baserede materialer og høje arbejdspriser medfører derimod et stort materialespild. Klimakrisen betyder, at vi har fået øjnene op for, at der er begrænsede materialeressourcer, og for vigtigheden af at få materialer til at holde længere og genbruge dem flere gange.

Det engelske udtryk ’cascading’ kan ikke oversættes direkte til dansk, men begrebet dækker over, at materialer kan have flere liv. I materialers første liv indgår de måske i en bygning, hvor mennesker bor. Måske bliver bygningen på et tidspunkt flyttet et andet sted hen, men har stadig samme funktion, så de enkelte bygningselementer genbruges på samme måde som deres oprindelige funktion, sådan at bjælkerne stadig bliver brugt som bjælker, og søjler stadig fungerer som søjler. Når bygningen på et tidspunkt bliver revet ned, indgår alle brugbare elementer som dele af nye sammenhænge, men genbrugt tættest muligt på deres oprindelige funktion. Når dette ikke længere er muligt, bliver bygningsdelene ved efterfølgende genbrug downcycled, før de til sidst bortskaffes. Naturlige og biobaserede materialer er ofte biologisk nedbrydelige og belaster som sådan ikke miljøet.

For at spare materialeressourcer er det således bedst at bevare og genbruge vores bygninger længst muligt. Hvis vores bygninger holder i flere århundreder i stedet for i flere årtier, reducerer de langtidsholdbare materialer behovet for at opføre nye bygninger og bruge nye materialer, hvilket belaster vores planet. Når dette ikke længere er muligt, kan den næstbedste løsning være at genbruge materialerne lokalt. I dag er det dog stadig svært at genbruge materialer, fordi bygningsreglementet kræver omfattende dokumentation af materialekvalitet og bygningssikkerhed, og det er en meget vanskelig og dyr proces.

Et godt eksempel på vellykket genbrug af materialer er institutionen Svanen, som er den første miljømærkede og upcyclede børnehave opført i Danmark. Den er tegnet af Lendager Arkitekter og er opført af materialer fra en nedrevet skole, som tidligere lå på grunden. [6] Projektet adskiller sig på mange måder fra et traditionelt byggeri, idet arkitekterne blev inddraget meget tidligt i projektet, allerede inden der forelå et designprogram. De arbejdede tæt sammen med nedrivningsfirmaet for at diskutere, hvordan de forskellige elementer skulle rives ned, så mest muligt kunne genbruges. I løbet af denne proces kortlagde man alle de materialer, som egnede sig til at blive genbrugt. Det krævede mange tests og undersøgelser at fastslå materialernes sikkerhed og holdbarhed, og i dette tilfælde påtog bygherren sig ansvaret for at sikre kvaliteten af materialerne.

Et særligt greb var, at tømmerkonstruktionen fra den nedrevne skole blev genbrugt i den nye bygning, og håbet er, at det kan skabe præcedens for at genbruge tømmer i bærende konstruktioner i almindelig praksis. Også mursten, fliser og metal blev genbrugt, og på den måde indgik de i den materialemæssige designmanual og bidrog til et anderledes arkitektonisk udtryk.

Det tager næsten hundrede år før et træ er vokset op i fuld højde. Derfor er det værdifuldt og bør som et naturligt materiale sikres flere liv. Det er vigtigt at bruge træ tæt på dets oprindelige funktion og forlænge dets levetid, og som følge heraf kan der opstå en ny byggeskik med genvundne materialer. Denne praksis genfinder vi i de historiske bygninger, der blev bevaret og repareret for at holde så længe som muligt. Når man opførte et nyt hus, blev alt, hvad der kunne genbruges, brugt i det nye hus.

I princippet kan ’cascading’ anvendes på alle materialer, ikke kun træ.

BINDINGSVÆRKSHUSE: ET KOMPLET BYGGESYSTEM

Hvis vi kigger tilbage i historien, finder vi bindingsværkshusene, som rummer megen lærdom. Bindingsværk er en særlig byggeskik, der findes i mange udformninger -– nogle mere komplekse end andre. Illustrationerne viser et bindingsværkshus på landet og et byhus af bindingsværk opført i flere etager.

Bindingsværkshuse består af et byggesystem med en klar teknisk logik: En bærende konstruktion af tømmer, hvis specifikke rytme er synlig i facaden. Både den lodrette konstruktion og afstivningen udgøres af samme system. Det betyder, at lodrette belastninger optages af de lodrette elementer, mens de tværgående og diagonale elementer sikrer bygningens afstivning og tilvejebringer den nødvendige vindmodstand.

Alt tømmer i et bindingsværkshus er forbundet af tømmer- og snedkersamlinger og kan derfor skilles ad, uden at man ødelægger dem. Det betyder, at det – i teorien – er muligt at flytte et bindingsværkshus og opføre det et andet sted uden at bruge nye materialer i forbindelse med genopførelsen. Der er faktisk historiske eksempler på, at folk har flyttet bindingsværkshuse. Historiske kilder fortæller om en mand, som blev gift med en formuende kvinde, der medbragte sit hus til hans stykke jord som en del af medgiften ved giftermålet. På Frilandsmuseet kan man se andre eksempler på bindingsværkshuse, der er flyttet dertil fra alle Nordens lande. De er altså alle sammen blevet skilt ad og genopført, men de ser ud, som om de altid har ligget der. [7]

Som et naturligt materiale kan træ selvfølgelig både rådne og blive angrebet af insekter, men ved at skille tømmersamlingerne ad, er det er muligt at reparere træelementet ved at skære den rådne del væk og erstatte den med en ny. Det kan betyde, at dele af konstruktionen i et bindingsværkshus kan være meget gamle, mens andre er blevet repareret og udskiftet i løbet af forskellige perioder, således at bygningen har kunnet holde i århundreder.

Mellem den bærende tømmerkonstruktion er facadens tavl udfyldt. Tavlen kan bestå af ler mursten, knuste mursten eller natursten, ofte muret op med kalkmørtel. I alle tilfælde har tavlen termisk masse, idet tunge materialer eller materialer med stor massefylde, har en høj grad af termisk masse. Det betyder, at de tunge sten ophober varme på solrige dage og holder på varmen, som meget langsomt afgives til rummet, når det er koldt udenfor. På samme måde isolerer murværket huset mod at blive for varmt, når det er varmt udenfor.

Bindingsværkshuse rummer altså mange bæredygtige aspekter, som kan anvendes i dag:

• Bygninger i træ, hvor dele af konstruktionen let kan repareres og udskiftes

• Facader af naturlige materialer med termisk masse

• Tage beklædt med biobaserede materialer, f.eks. strå

Det skal ikke bare kopieres, men derimod inspirere til en ny byggepraksis, der omfatter brug af ny teknologi, design og fremstillingsmetoder.

Referencer:

[1] Montjoy V. (2022) ”What Materials Can Promote Health in Interior Architecture?” ArchDaily.
[2] Horswill D.G. & Nielsen T.H. (2016) ”Can CLT Construction Help Copenhagen Become World’s First Carbon Neutral City?” ICSA Proceedings.
[3] Agerskov Munk C. (2022) ”Studerende tager 200 år gamle træidéer ind i fremtiden”, hededanmark.dk.
[4] Vadehavscenter.dk.
[5] Jensens M.J. (2011) PhD ”Revitaliering af teglmuren” sider 65-55 og 75-76.
[6] Lendager.com.
[7] Natmus.dk/museer-og-slotte/huse-og-gaarde/gaarde-og-huse/.
[8] Ejstrup H., Munch-Petersen P. (2017) ”The relations between building performance and embodied energy – a new focus on building materials” AMPS Proceeding Series 9.