Trä i byggprocessen

Parkeringshus med stomme av limträ och korslimmat trä, KL-trä, Ekorren, Skellefteå. Foto Patrick Degerman.

Det moderna träbyggandet

Byggande med trä har en lång tradition i vårt land, våra äldsta bevarade träbyggnader är från 1200-talet. Trähus förknippas därför starkt med vårt kulturarv.

Idag består mer än hälften av vårt bostadsbestånd av trähus och andelen har ökat på 2000-talet. För att markera skillnaden mellan tradition, nutid och framtid används ofta begreppet ”modernt trä­byggande” för byggandet efter 1994 års övergång från material- till funktionsbestämmelser i hela Europa. Det moderna träbyggandet har således ingen tradition att falla tillbaka på, men har heller inga begränsningar. Arkitektur, material, byggteknik och byggprocess är nu i en dynamisk utvecklingsfas som inte blir mindre spännande av att den är paneuropeisk.

Modernt träbyggande kännetecknas av högre förtillverkningsgrad, kortare byggtid, noggrannare projekteringsprocess och kvalitetssäkring av produktionssystemet. Sammantaget innebär dessa nya förutsättningar en annan process från idé till färdigställande än för den traditionellt organiserade byggindustrin. Den ansluter mycket mer till den modell som annan industriell produktion uppvisar med tydligare specifikation av produkten och dess prestanda redan på det datoriserade ritbordet. På samma sätt sker tillverkning och slutmonteringen med betydande inslag av automatisering och efter mycket strikta rutiner som säkerställer lika och rätt utförande i varje projekt.

Det finns flera olika sätt att bygga med trä, det som skiljer är framförallt förtillverkningsgraden. Kopplingen mellan förtillverkningsgrad, byggtid, fuktkvot i materialet och behov av klimatskydd är viktig att förstå, både i valet av trämaterial och i valet av produktions­metod. Dessa samband beskrivs kort i avsnitten Att bygga med trä, sidan 79 och Fukt i byggprocessen, sidan 81. Fler och fler byggherrar och byggentreprenörer kommer i framtiden att möta det moderna träbyggandet och behöva fördjupa sin kunskap om träkonstruktioner. Detta är anledningen till att Att välja trä i denna upplaga även fått ett kapitel som handlar om slutprodukten, om byggnadsverk. Byggnadsverk i trä byggs upp av de träkomponenter som beskrivits tidigare i denna publikation. Detta avsnitt behandlar byggprocessen när trä eller träkomponenter utgör det stombärande materialet.

Att bygga med trä

Flervåningshus i åtta eller fler våningar, idrottshallar, parkeringshus och vägbroar är konstruktioner som man inte i första hand förknippar med träbyggande. Ändå är det byggnadsverk där trä blivit ett vanligt stommaterial sedan mitten av 1990-talet.

I dessa sammanhang definieras en träkonstruktion som ett byggnads­verk där trämaterialet är stombärande. En träfasad ingår inte i det bärande systemet, och många av dagens trähus visar heller inte system­materialet trä från fasadsidan. Omvänt kan en träfasad sitta på ett hus med annat stommaterial, och byggnaden definieras då inte som trähus.

I första hand är det teknisk utveckling av träbaserade konstruktions­element, samt nyordningen i byggföreskrifter som möjliggjort trä­byggandets ökande omfattning. Internationell modern forskning om brandutveckling och -risker har starkt bidragit till ett förändrat synsätt på brand i byggnader. Med dagens brandförsvarsutrustning finns inte längre risken för stadsbränder och nu anses istället trämaterialets bibehållna och beräkningsbara stombärande funktion under brandbelastning vara en stor fördel.

Trä som byggmaterial har också på senare tid kommit att driva på byggprocessutvecklingen. Det är materialets styrka i förhållande till sin vikt som ökar möjligheten att bygga större och mer sammansatta komponenter. Därför har man med träkonstruktioner kunnat öka förtillverkningsgraden väsentligt och därmed förändrat arbetsplatsens process från tillverkning till montering. Den kan då få en logistik­planering på minutnivå i likhet med andra industriella processer. Träbroar och volymelementbyggda flervåningshus är exempel där den industriella byggtekniken håller på att förändra byggmarknaden – det går så mycket fortare att bygga med industriellt träbyggande.

Lösvirkesbyggande

Det finns flera olika byggtekniker för att bygga trähus. Platsbyggda trähus, även kallade lösvirkeshus, förekommer både som friliggande enbostadshus och för större hus. Byggtekniken är mycket vanlig i USA för flervåningshus upp till 7 våningar. Det är en byggmetod som lämpar sig för unika byggnader och när man bygger utan avancerade lyftredskap. Det mesta sker hantverksmässigt på byggarbetsplatsen, ofta utomhus. Utgångsmaterialet är antingen färdig­kapat virke eller virke från bygg- och trävaruhandeln som kapas på byggarbetsplatsen. Normalt levereras byggvirke med målfuktkvot 16 procent vid leverans och byggs in med en ytfuktkvot på högst 18 procent.

Platsbyggda väggar spikas ofta liggande på grundplattan eller på ett våningsplan. Syll och hammarband läggs ut och stående väggreglar placeras mellan dem. De hopspikade väggstommarna reses och lodas på plats. Bjälkar och takstolar infästs på hammarbanden och en golv- eller takyta monteras.

Normalt byggs hela stommen som en öppen regel­stomme utan skivor och isolering. Därefter byggs ett skyddande tak. För högre hus kan man behöva sätta upp några skivor för vindstabilisering under stombyggtiden. Först sedan taket är tätt börjar inbyggnad av fuktkänsliga material såsom isolering och gipsskivor.

Ett lösvirkeshus med fasad i trä och en bärande stomme i trä och betong, Villa Nilsson, Höganäs, nominerad till Träpriset 2012. Foto Åke E:son Lindman.

Byggande med element

Byggtiden på byggarbetsplatsen kan minskas genom att delar av stommen eller huset förtillverkas som byggelement. Det kan vara plan­element för väggar, bjälklag och tak eller volymer med väggar, bjälklag och tak bildande ett eller flera rum. Graden av färdigställande varierar; i de mest kompletta elementen, volymelement, kan ytskikt och installationer för el, tele, data och VVS vara installerade, endast sammankoppling återstår på montageplatsen.

Montering av volymelement, Vinsta, Stockholm. Foto Johan Ardefors.

Väggar som planelement har ofta samma uppbyggnad som tradi­tionella regelväggar. De är vanligen färdigisolerade och färdiga för invändig ytbehandling. På ytterväggselement kan även den blivande fasadbeklädnaden vara monterad och grundmålad. Fönstersnickerier är som regel monterade.

Planelement finns också med massivträkonstruktion. Väggen består av en massiv träskiva, så kallat KL-trä, korslimmat trä. Med KL-träskivan som stomme kan sedan väggelement byggas upp på olika sätt. Kanterna profileras för att kunna passas samman med bjälklag till ett komplett bärande system.

Lägenhetsskiljande väggar i flervåningshus med bostäder tillverkas av ljudskäl som två halvor. De monteras sedan intill varandra utan materialkontakt.

Planelement till bjälklag i småhus har ofta samma uppbyggnad som platsbyggda träbjälklag med bärande reglar och överliggande skivmaterial. Hålrummet i bjälklagen fylls av ljudskäl med isolering. För bjälklag i flerbostadshus krävs mer utvecklade konstruktioner för att erhålla brand- och stegljudisolering mellan olika lägenheter. De är ofta uppbyggda med två skikt, ett bärande och ett brand- och ljudavskiljande. Den bärande konstruktionen kan bestå av traditionella bjälkar, en KL-träskiva eller en kassettkonstruktion.

Byggande med planelement är en mycket vanlig metod som används för alla typer av trähus, småhus, flerbostadshus och kontorshus. Byggmetoden kräver någon form av lyftredskap, vikter upp till tre ton ska kunna hanteras. Ofta kan en lastbilsmonterad kran klara lyft upp till 3 – 4 våningar.

Vägg- och bjälklagselementen levereras normalt helt färdiga med isolering och ytskikt och måste då skyddas mot regn under byggtiden. Småhus monteras normalt på en dag och kan därmed förses medett skyddande tak samma dag. Flervåningshus som inte kan färdigmonteras på en dag kräver därför någon form av täckningssystem. Flera sådana finns på marknaden.

Volymelement

Med användning av planelement kan man normalt flytta cirka 20 procent av det platsbyggda byggarbetet till en industrilokal. Byggande med volymelement är en träbyggnadsteknik som flyttar upp till 80 procent av arbetet inomhus till anpassade tillverknings­lokaler. Den höga färdig­ställandegraden förkortar i hög grad tiden på bygg­­arbetsplatsen.

Volymelementen kan innehålla ett eller flera rum eller delar av byggnaden, till exempel badrum med installationer. De består av väggar samt golv och tak. De bildar således en självbärande volym som kopplas ihop med andra volymer.

Färdigställandegraden varierar, installationer för el, tele, data och VVS är vanligen monterade, endast sammankoppling återstår efter att volymerna har monterats. Volymelementens storlek begränsas av transportmöjligheterna. 4 150 mm är det normala breddmåttet på vägar och något mindre på järnväg.

Monteringen sker under koncentrerade perioder med en takt av 20 – 30 volymer per dag. Delar av ett flervåningshus kan då monteras till full höjd under en dag och förses med ett förtillverkat tak som avslutning. Volymelement är känsliga för nederbörd innan de har ett tätt tak. Det är viktigt att man har ett väl fungerande temporärt täckningssystem om man ej kan nå full höjd under en arbetsdag.

Stomme av limträ

Bjälklag av betong-träkonstruktion, övriga bärande delar i limträ, kontorshus, Växjö. Foto: Ole Jais.

Limträkonstruktioner är ofta pelar-balksystem där förtillverkade enheter sammanfogas på arbetsplatsen. Även här eftersträvar man att snabbt få en skyddande takyta men ofta används något skydd av stommens komponenter mot nederbörd. Detta skydd behövs också under transport. Till hallbyggnader och broar finns flera andra stomsystem, till exempel fackverk, ramar och bågar.

Limträbågar bär upp konstruktionen i Göranssons Arena, Sandviken. Foto Åke E:son Lindman.

Fukt i byggprocessen

Trä i byggnadskonstruktioner är nedtorkat till en fuktkvot som stämmer med den omgivning det byggs in i. Det betyder också att fukt­kvoten anpassas till produktionsmetoden.

De industriella produktionsmetoderna med kortare produktionstid bygger således på att mindre fukt byggs in i stommen och därför används virke med lägre fuktkvot än vad som säljs via bygg- och trävaru­handeln. Samtidigt har kravet ökat på att ingen fuktpåverkan får ske under monteringsskedets öppentid, det vill säga den tid som konstruktionen är oskyddad mot nederbörd. Detta krav är tydligast på de helt färdiga konstruktionerna, det vill säga volymelementen. Här är å andra sidan öppentiden kortast och möjligheterna att skydda mot nederbörd goda.

Planelement för småhusproduktion klarar med transportskydd viss väta men elementens anslutning mot grundplattan och på den fastsatta styrsyllen är en känslig punkt. Numera används vatten- och diffusions­täta underlägg under syllarna, som förhindrar fukt från att sugas upp i syllen. På samma sätt bör elementens översida skyddas så länge de inte är inklädda.

För högre byggnader krävs väl genomtänkta skyddsåtgärder under byggtiden. Ett flertal olika konstruktioner för väderskydd har fram­tagits varav de mest avancerade kombinerar väderskydd med travers så att de även fungerar som montagekran.

Montering av planelement under väderskydd, Skellefteå. Väderskyddssystem används vid flervåningshus som inte kan monteras färdiga på en dag. Foto: Patrick Degerman.

Vid platsbygge är öppentiden längre, även för småhus. För enstaka hus kan bra väderförutsättningar vara tillräckligt men för kontinu­erlig professionell verksamhet krävs någon typ av väderskydd så att fukt inte byggs in. Det är i sig ingen fara för mikrobiell påväxt om träet utsätts för kortvarig uppfuktning under förutsättning att det sedan har möjlighet att snabbt torka ut. Ytfukt hinner inte tränga in särskilt långt i virket – speciellt inte i virke av gran – och uttorkningen går lika fort som nedfuktningen om virket inte är inbyggt. Det kritiska är om fukt kan tränga in i anliggningsytor mellan olika virkesstycken, ändträytor samt under syllen (se ovan om planelement), ställen där det är svårt att få snabb uttorkning. Fuktkvoten i sådana ytor måste kunna kontrolleras före inbyggnad. Isolering, diffusionsspärr, panel eller skivmaterial får inte anbringas förrän ytfuktkvoten är under 18 %. Notera att det är ytfuktkvoten som är avgörande för risken för mikrobiell påväxt.

För att hindra uppsugning av vatten i träreglar har impregnering och vaxning av syll och ändträ på reglar provats liksom användning av träkompositmaterial som inte tar upp vatten. En produktions­process som inte ger fukt möjlighet att tränga in i dessa ytor är alltid den bästa lösningen.

Se kapitel Trä och miljö, avsnittet Tillverkning av olika byggmaterial och avsnittet Byggande med trä är positivt för klimatet.

Se föreläsningar från Träkonstruktionsdagen 21 april 2016

"Brandprojektering av träkonstruktioner" med Anders Paulsson, Civilingenjör, Bjerking AB.

 

"Treet - 14-våningar – världens högsta trähus" med Harald Liven, Projektutvecklare, Moelven Limtre AS. 

 

"Akustik i konstruktioner av trä" med Pontus Thorsson, Teknisk doktor i akustik, Akustikverkstan AB.

 

"Horisontalstabilisering och förband" med Roberto Crocetti, Professor, Lunds Tekniska Högskola / Limträteknik i Falun AB.