Dansk samarbejde bag udvikling af revolutionerende elementer til lavenergibyggeri

Brandprøvninger med til at sikre succesrig udvikling af plads- og materialebesparende byggeelementer i højstyrkebeton

Selv om de er meget tyndere, er elementerne lige så stærke og lige så varmeisolerende som traditionelle sandwichelementer til lavenergibyggeri. Det vil, alt andet lige, kunne give store fordele til fremtidens byggeri. Der er tale om et helt nyt byggesystem, baseret på elementer i højstyrkebeton med integreret isolering.

Systemet, der har som mål at revolutionere byggeriet af lavenergihuse, både æstetisk og teknisk, er udviklet i et projektsamarbejde mellem arkitektfirmaet Arkitema samt producenterne Contec og Confac, der fremstiller højstyrkebeton og betonelementer. Tre innovative virksomheder inden for dansk byggeri.

Med økonomisk støtte fra Forsknings- og Innovationsstyrelsens videnkupon-ordning har DBI bidraget til det spændende projekt med brandtekniske udviklings- og certificeringsprøvninger samt rådgivning.

Elementtykkelser næsten halveret
Den ny type elementer består af en for- og en bagplade af højstyrkebeton med de nødvendige forstærkninger indbygget og et mellemliggende lag af isolering.

Den største forskel i forhold til sædvanlige betonelementer ligger i betonens høje styrke og ekstreme tæthed, som gør det muligt at lave elementerne markant tyndere.

- Et traditionelt betonelement til lavenergibyggeri har i dag en tykkelse på 50-60 cm. Med en særlig isolering og højstyrkebeton kan vi lave et element, der er lige så stærkt og isolerer lige så godt, men som kun har en tykkelse på 30 cm, forklarer Karsten Bro fra Arkitema.

Det medfører mange fordele fra produktion til montage. Elementerne er nemmere og mere miljøvenlige at transportere – samtidig med, at ressourceforbruget er mindre. Montagen er forenklet og forudsætter mindre kraner. Desuden kan man bygge en ”større” bygning på den samme grund, fordi de danske byggemyndigheder udsteder byggetilladelser på baggrund af bygningens udvendige areal.

De æstetiske fordele er mindst lige så store. Vigtigst er, at arkitekterne kan arbejde med slankere konstruktioner som grundlag for nye arkitektoniske udtryk. Men højstyrkebetonen giver også mulighed for mange forskellige overflader, og samtidig har projektet udviklet en ny og smukkere måde at samle elementerne på.

- Jeg er ikke i tvivl om, at vi har fundet en god løsning til både nybyggeri og energirigtig renovering. Det viser den store interesse for projektet, siger Karsten Bro.

Brand - en særlig udfordring
Den måske største udfordring ved projektet har været elementernes brandmæssige egenskaber. Det skyldes, at højstyrkebetonen ikke alene har stor trykstyrke; betonen er også meget tæt og kompakt i sin struktur.

- Ved brand vil vand, der stammer fra betonstøbningen, begynde at koge i betonens porer. Det skaber et stort damptryk, og i den tætte højstyrkebeton kan dampen ikke slippe ud. Resultatet bliver eksplosive afskalninger af betonen.

Samtidig har cementen og andre af de anvendte materialer forskellige udvidelseskoefficienter ved opvarmning. Det skaber spændinger i betonen både ved opvarmning og afkøling, og det kan også svække konstruktionen.

Dette gælder for så vidt også sædvanlig beton, men det har større betydning ved højstyrkebeton, fordi betonpladerne er tyndere, fortæller civilingeniør Anders Drustrup fra DBI, der som led i projektet gennemførte en lang række udviklingsprøvninger.

Udviklingsprøvningerne fandt sted i DBI’s modelovn, hvor mange forskellige betonopskrifter og elementkonstruktioner blev testet for at finde frem til de løsninger, der bedst kunne tøjle de skadelige kræfter ved brand.

Først da der var rimelig sikkerhed for succes, blev der – i øvrigt med godt resultatet – gennemført en klassifikationsprøvning i fuld skala som baggrund for certificering af elementerne.

Mange typer bygninger
DBI’s rådgivningsafdeling har også bidraget til projektet. Brandkrav til bygningsdele er et komplekst område, hvor der fx er forskel på kravene til præfabrikerede løsninger og delkomponenter. Samtidig skal de nye elementer kunne anvendes til såvel nybyggeri som renovering ved alle former for byggeri – fra enfamilieshuse over etageejendomme til sygehuse og andre bygninger med specielle krav.

- Hertil kommer, at vi også vil markedsføre elementerne i udlandet. Derfor havde vi brug for rådgivning om prøvningsstrategi og omfanget af prøvningen, så certificeringen dækker så bredt som muligt, siger Karsten Bro fra Arkitema.

Udviklingen af de lovende elementer har fået støtte fra Byggeriets Innovation under Realdania.

Kontakt
Brandtest: Anders Drustrup, adr@dbi-net.dk
Forskning og udvikling: Anders Sørensen, acs@dbi-net.dk

Parterne bag projektet
Arkitema er et udviklingsorienteret arkitektfirma og blandt landets største og mest anerkendte tegnestuer. Arkitema er projektleder for udviklingsprojektet.

Contec er en førende specialist inden for teknologi til fremstilling af højstyrkebeton og producerer herunder en særlig cementbundet binder.
Confac er en ung, avanceret betonelementfabrik, som har fokus på innovation og nye, forbedrede produktionsformer.

Forsknings- og udviklingsprojektet støttes af Byggeriets Innovation på basis af en bevilling fra Realdania og med DTU som videnspartner.