Massivtre

• Egenskaper

• Byggemetoder

• Bruksområder

• Prosjektering

• Teknologi

Nr. 20

FOKUS på tre

Norsk Treteknisk Institutt • Trefokus2

Hvorfor massivtreelementer?Det er flere gode grunner til åvelge massivtre. Mange arkitekterog utbyggere vurderer massivtretil å være et arkitektonisk, miljø-messig og estetisk godt utgangs-punkt for ulike typer bygg.Massivtre er også et miljømessiggodt valg. Dette gjelder i forholdtil CO2, energibruk, innemiljø ogressursbruk.

Bygging med massivtreelementerhar flere fordeler:

• Stor fleksibilitet ved formgivning, planløsning og konstruksjon

• Kort byggetid og god totaløkonomi

• Enkelt å kombinere med andre materialer

• Lav vekt og enkel monteringav tekniske installasjoner

• Godt arbeidsmiljø og ryddig arbeidsplass

• Positive miljøegenskaper

• God råstoffutnyttelse og utnyttelse av trevirkets egenskaper

Hva er massivtre?Massivtreelementer er lamellersatt sammen til elementer vedbruk av spiker, skruer, tredybler,lim eller stålstag. Både elementets

tykkelse og antall sjikt er avhengig av elementets funksjonog bruksområde. Dersom ele-mentene benyttes innendørsmed eksponerte overflater, anbefales det en trefuktighetmellom 8-12 % i yttersjiktet mot varm side.

Massivtreelementene deles inn i følgende hovedkategorier:

• Kantstilte elementer• Krysslagte elementer

Kantstilte elementer er en felles-betegnelse for elementer som ersatt sammen av stående lameller.Forbindelsesmiddel i disse elementene er skruer, spiker, tredybler eller stålstag.

Krysslagte elementer er en fel-lesbetegnelse for elementer som

er satt sammen av lameller i forskjellige sjikt. Som regel ersjiktene lagt 90 eller 45 grader i forhold til hverandre.Forbindelsesmiddel i disse ele-mentene er lim eller tredybler.

Kantstilte elementer sammenføyd med skruer eller spikerKantstilte elementer sammen-føyes i en jigg med skruer ellerspiker og er enkle å produsere.Trefuktigheten til plankene, dimensjon og senteravstandmellom skruene avhenger avbruksområdet.

Krysslagte elementer sammenføyd med limKrysslagte elementer framstillesved å krysslegge sjiktene 90grader i forhold til hverandre ogpåføre lim mellom hvert sjikt.Enkelte produsenter limer ogsåplankene kant i kant. Dette kangi et tettere element. Ved brannkan dette føre til noe redusertinnbrenningshastighet.Tykkelsen på elementene varierermellom 60 mm og 240 mm.Lengde oppimot 14 m. Antallsjikt varierer mellom 3 og 9.Tester etter europeisk standard[8] har vist at elementer produ-sert med formaldehydholdig limtilfredsstiller kravene til denstrengeste emisjonsklassen E1med god margin.

FOKUS på tre

Massivtre – nye muligheter for tre. Vår tids behov for nyerasjonelle og miljøeffektive konstruksjonsløsninger harført til utvikling av nye byggesystemer. Ett av disse erbygging med massivtreelementer. Utviklingen begynte tidlig på 1990-tallet i Mellom-Europa og spredte seg vid-ere til Norden. I dag er bygging med massivtreelementeren anerkjent byggemetode som benyttes i bolighus,fleretasjes hus, næringsbygg, barnehager og skoler.Erfaringer viser at massivtre som byggemetode og system-løsning er konkurransedyktig på en rekke områder, somfor eksempel bolig- og næringsbygg i 3-6 etasjer.

Krysslagte elementer sammenføyd med lim.

Krysslagte elementer sammenføyd med tredybler

Krysslagte elementer med tre-dybler som forbindelsesmiddelbygges opp med krysslagte sjikt,som også går diagonalt. Antallsjikt og tykkelsen på sjiktenevarierer etter bruksområde ogstatiske behov. Etter at element-sjiktene er på plass, forborreshull i elementet og dyblenepresses inn. Avstand mellomdyblene i elementet er avhengigav belastningssituasjon.Tredyblene som brukes er van-ligvis av bøk, som er tørket heltned til 3-5 % trefuktighet.Dyblene vil trekke til seg fuktig-het fra trevirke og lufta omkringog svelle. Derved forbindeslamellene og statisk samvirkeoppnås.

DimensjonsstabilitetKrysslagte massivtreelementer er meget dimensjonsstabile.Krysslegging av sjiktene vil med-føre at trefibrene vekselvis villigge i lengderetning og på tversav dette. Dette medfører at ele-mentet i tverretning vil ha megetbegrenset tverrsnittsendring pga.fuktendring. I lengderetning vilelementet ha dimensjonsendringlik tradisjonelt konstruksjons-virke i fiberretning.

BruksområderMassivtreelementer kan brukessom bærende eller ikke-bærendeelementer i gulv, vegger og tak.De benyttes i alle typer bygg somboliger, fleretasjeshus og nær-ingsbygg. Hele bæresystemet kanbygges opp av massivtreelementer,eller kombineres med andre ma-terialer. Svalganger og balkongerhar vist seg å være et meget ut-bredt anvendelsesområde.

Massivtreelementer kan produ-seres i alle fasonger. Overflatenkan brukes ubehandlet, eller slipes og overflatebehandles. For å oppnå spesielle egenskaper,kan elementene suppleres medhimlingsplater, isolasjon, kled-ning eller påstøp.

I krysslagte elementer benyttesvanligvis virke av høy kvalitet iyttersjiktene for å oppnå ønskedespennvidder og tiltalende over-flater. Foruten gran kan ytter-sjiktene også bestå av andretreslag som furu, osp, bjørk ogeik. Bruk av avansert høytekno-logisk bearbeidingsutstyr girmeget høy presisjon ved utfresingav spor for tekniske installasjoner,utsparinger for vinduer, søylereller bearbeiding av elementenepå annen måte.

Massivtre kan klare store punkt-laster, noe som gir muligheterfor fleksible bygninger, spesielt i forbindelse med asymmetriskplassering av vegger. Lav vekt girpositive effekter på andre bær-ende bygningsdeler og funda-menter. Elementene kan ogsåbrukes som stabiliserende elleravstivende skiver.

Bygging med massivtreProsjekteringNår man skal bygge med massiv-treelementer, er det viktig ålegge dette til grunn tidlig i pro-

Norsk Treteknisk Institutt • Trefokus 3

FOKUS på tre

Krysslagte elementer sammenføydmed tredybler.

Massivtre brukt som balkonger ogsvalganger har vist seg å være meget praktisk.

Rask montering. Opaker Gård.

sjekteringsarbeidet. Da får manutnyttet massivtreets muligheterog konkurranseevne på en godmåte. Mange like elementer vilgi god repeterbarhet og lønn-somhet under produksjon og vedmontasje. Planlegg bruksområdetfor elementene i forhold til slite-styrke, holdbarhet og synlige overflater. Benyttes vannbårenvarme i gulvene, vil ikke ele-mentene bli synlige fra oversiden.Det stilles derfor ikke sammekrav til overflate som for et ele-ment med synlig gulvoverflate.Slike faktorer har innvirkning påproduksjon, materialvalg og pris.

Fra produksjon til byggeplassProduksjonen foregår innendørsunder tørre og kontrollerbareomgivelser. Ved ankomst tilbyggeplass vil elementene væreemballert for beskyttelse motregn, tilsmussing og sollys.

MontasjeElementene monteres som regelmed kran. Sørg for kvalitetssik-ring av detaljtegninger på skjøterog forankringer, montasje-tegninger, elementtegninger,

pakklister for elementene ogheiseutstyr.

Fuktsikker byggeprosessI dag blir de aller fleste byggplassbygget under åpen himmel.Dette medfører at tre og andrebyggematerialer blir utsatt forregn, snø og høy relativ fuktig-het. Det er derfor svært viktig at bygget reises og tettes raskt.For en normal enebolig byggetmed massivtreelementer vilmontasjetiden være 1-5 dager.For større byggeprosjekter børman så tidlig som mulig i pro-sjektet tenke fuktsikker bygge-prosess. Værbeskyttet bygging,for eksempel ved bruk av telt-baserte systemer, vil gi enfuktsikker byggeprosess. Denstørste gevinsten ved bruk avslike systemer er jevnere ogbedre kvalitet på utført arbeid,økt produktivitet og bedre arbeidsmiljø [13].

Lyd Forskriften anses som oppfyltdersom det kan dokumenteres at bygningens lydtekniske egen-skaper er minst like gode somgrenseverdiene anvist i lyd-klasse C i NS 8175 [10].

Norsk Treteknisk Institutt • Trefokus4

FOKUS på tre

Formen på elementene gjøres ferdig på fabrikk.

Elementmontasje.

LuftlydisolasjonLuftlydisolasjon er isolasjon motluftbåret lyd, som for eksempelfra stereoanlegg, TV og tale. Nårlydbølger treffer en bygningsdel,en skillekonstruksjon, vil desette denne i svingninger. Noeav den innfallende lyden vil dastråle ut på baksiden. Forskjel-len i utstrålt effekt på baksiden iforhold til innfallende effekt påframsiden gitt i dB, kalles lydre-duksjonstallet, R. Det vil si at johøyere lydreduksjonstallet til enskillekonstruksjon er, destobedre isolerer den mot luftlyd.Et massivtreelement anvendtsom etasjeskille med eksponertover- og underside vil oppnå, Rw = 37-43 dB, avhengig av typeelement og tykkelse.

TrinnlydnivåTrinnlyd er strukturbåret lyd, ogbetegnelsen på vibrasjoner ifaste strukturer (konstruksjoner)som sekundært utstråler lyd.Gangtrafikk er den vanligste år-sak til slike vibrasjoner. Vedtrinnlydmålinger måles det fak-

tiske lydtrykksnivået man registrerer i mottakerrommet.Dette lydtrykket ønskes lavestmulig og betegnes L.

Et massivtreelement anvendtsom etasjeskille med eksponertover- og underside vil oppnå, Ln,w = 77-85 dB, avhengig avtype element og tykkelse.

LydoverføringLydoverføring skjer enten somdirektetransmisjon eller somflanketransmisjon. I praksis viloverføring av all lyd i en byg-ningskonstruksjon skje på beggemåter. Ved direkte transmisjonvil lyden overføres direktegjennom skillekonstruksjonen.Generelt sett vil økt tyngde iskillekonstruksjonen økelydisolasjonsevnen. Dette gjelderbåde for luftlydisolasjon ogtrinnlydnivå. Massivtre-elementer har derfor et størrepotensial som lydisolatør enntradisjonelle trebjelkelag ogstendervegger.

BrannDen funksjonsbaserte forskriften(TEK) til Plan- og bygningslovensom kom i 1997, har gitt størrefleksibilitet i forhold til materi-albruk og valg av løsninger.Dette har ført til gode muligheterfor økt bruk av tre i bygg, spesi-elt i fleretasjes trehus. Dettegjelder i bærekonstruksjonen og overflater, både innvendig- og utvendig.

På grunn av sin massive og tetteoppbygging vil massivtreele-menter ha meget gode egenskapermht. brannpåkjenning.Massivtreelementer vil i enbrann gradvis forkulles frabrannpåkjent side og innover i elementet. Dette vil beskytte de bakenforliggende sjikt, somdermed får en meget litentemperaturøkning og tilnærmetuendret fasthet- og stivhetsegen-skaper. For limte krysslagte elementer kan det benyttes ennominell innbrenningshastighetlik 0,7 mm/min. For dybledekrysslagte elementer kan det benyttes en nominell innbrenn-ingshastighet lik 0,8 mm/min.Elementene kan dimensjoneresfor å bevare bæreevne (R), integritet (E) og isolasjon (I) i høyeste brannklasse. Det vilvære forbindelsesmidler og

Norsk Treteknisk Institutt • Trefokus 5

FOKUS på tre

Montasjen blir best under tak.

Lyddempende list.

FOKUS på tre

beskyttelse av disse som kanvære det kritiske i den sammen-heng [8] og [9].

BrannbelastningVed beregning av brannbelast-ning har forsøk vist at det kun errelevant å regne med den delenav massivtrekonstruksjonen somvil bli involvert i brannforløpet.Dette betyr at for f.eks. enmassivtrevegg med total tykkelsepå 200 mm som skal motstå enbrannbelastning på 60 minutter,tas bare ca. 50 mm av tykkelsentil massivtreveggen med i be-regningen av brannbelastningen,og ikke hele den potensielle energien som et 200 mm massiv-treelement representerer.

Statikk

Et krysslagt massivtreelementanvendt som etasjeskille, vilpga. av begrensninger i dyna-misk og statisk stivhet klare etfritt spenn på opptil 7,0-7,5 m.Ved bruk av massivtreelementeri kombinasjon med f.eks. betong

og/eller limtrebjelker i statisksamvirke, kan vi oppnå spenn-vidder opptil ca. 14 m. Ribbe/kasssetverrsnitt vil også økespennvidden. Ved bruk avmassivtreelementer som stabili-serende elementer i vegg, dekkeeller tak, er det sammenføyningog forbindelsesmidlene mellomelementene som blir dimensjon-erende for den stabiliserende effekten i bygningen.

Krysslagte massivtreelementerkan lett dimensjoneres med nød-vendig antall sjikt og total tykk-else for å oppnå tilstrekkeligstyrke og stivhet. Det er krav tilnedbøyning og vibrasjon (statiskog dynamisk stivhet) som van-ligvis vil være dimensjonerendefor elementene.

Ved beregning av stivhet ogstyrke til et krysslagt massivtre-element, kan det forenklet antasat kun de sjiktene som er bær-ende i den retning elementet belastes tas med i beregningen.Forskjell i E-modul til bærendeyttersjikt og innersjikt tas med iberegningen. For beregning avbøyestivhet på tvers av element-planet vil da kun de tverrgåendesjikt gi et ”armbidrag”. På grunnav kryssleggingen av sjiktene ogden lave E-modulen på tvers av

fiberretning, kan skjærdeforma-sjoner ved et lavt forhold mellom spennvidde og element-tykkelse få en del innvirkning på deformasjonen og maksimalnedbøyning. Når forholdet mellom spennvidde (L) og elementtykkelse (t) overstiger 30 (L/t > 30), kan det ses bort fra innvirkningen av skjær-deformasjoner.

Ved stor skjærbelastning på tversav elementplanet, bør det ogsåtas hensyn til trevirkets laveskjærfasthet på tvers av fiber-retning, såkalt rulleskjær.Skjærfastheten på tvers av fiber-retning er ca. halvparten avskjærfastheten i fiberretning.

Tre og miljøTre er et naturmateriale basert pået fornybart råstoff, og har i ut-gangspunktet ingen negativ inn-virking på miljøet. Trevirke er etav de mest miljøvennlige bygge-materialene vi har tilgjengelig iNorge. Treprodukter har følg-ende sentrale miljøegenskaper:

• Basert på et bærekraftig skog-bruk og fornybare ressurser

• Lite energikrevende fremstillingsprosesser

Norsk Treteknisk Institutt • Trefokus6

Brannforsøk utført ved brannlabora-torier kan dokumentere at et etasje-skille av massivtreelementer medtykkelse 160 mm krysslagt elementmed 5 sjikt med eksponert over- ogunderside oppfyller funksjonskrav-ene REI 90. Massivtreelementenevar forbelastet med 3 kN/m2.

Massivtre i kombinasjon med limtre. Viken Skog BA.

• Reduserer CO2-utslippene til atmosfæren

• Godt innemiljø og -klima

• Resirkulering og gjenbruk er enkelt

Bruk av massivtreelementer vil bidra til reduksjon av CO2-tilførsel til atmosfæren.Treprodukter krever lite fossilenergi i fremstillingsprosessen,og mye av den energien som benyttes er klimanøytral bioenergi.

Produksjon av treprodukter erbasert på råstoff fra skogbruksom er bærekraftig. Rundt 90 %av alle Norges skoger er serti-fisert i henhold til internasjonalestandarder for bærekraftig skog-bruk.

Treets hovedbestanddel, karbon,inngår i naturens eget kretsløp.Karbon utveksles naturlig mel-lom jordens økosystemer og atmosfæren. Dette skjer gjennomen prosess med fotosyntese, respirasjon, nedbrytning og for-brenning som utgjør en karbon-syklus. Tre er derfor en fornybarressurs som går tilbake i natur-

ens store kretsløp etter endtlevetid, uansett om materialetbrennes eller brytes ned naturlig.

Treprodukter kan gjenvinnes tilenergi gjennom CO2-nøytral bio-energi, eller materialgjenvinnestil andre trebaserte produkter,som for eksempel spon- og fiber-plater. I noen sammenhengerkan heltre også gjenbrukes til

nye produkter. Med massivtre-elementer oppnås ofte færre sjikti konstruksjonene, noe sommedfører enklere kildesorteringog økte muligheter for gjenbruk.

Tre er et naturmateriale og bidrartil å skape et godt innemiljø. Åoppholde seg i hus med synligetreoverflater gir en spesiell føl-else av komfort. Dette kan skyl-des følelsesmessige inntrykk ogakustikk, men også evnen en tre-konstruksjon har til å jevne utvariasjoner i relativ luftfuktighetog temperatur. Ved å utnyttedenne fordelen vil dette kunnegi en gevinst i forhold til energiog innemiljø.

Nye energireglerI 2007 ble Teknisk forskrift tilplan- og bygningsloven (TEK)endret. De mest omfattendeendringene gjelder energikrav-ene, som trådte i kraft 1. februar2007.

Bygninger oppført med massiv-treelementer vil etter formålet ha behov for tilleggsisolasjon.Det er også mulig å oppfyllekravene til U-verdi med til-strekkelig tykke elementer. Detnormale er imidlertid å dimen-

Norsk Treteknisk Institutt • Trefokus 7

FOKUS på tre

Det utvidete kretsløpet bidrar til at karbon lagres lengre i trevirket enn ved ennaturlig syklus. Dermed bidrar det til å redusere CO2-innholdet i atmosfæren.@CEI-Bois

Tre er et naturmateriale basert på et fornybart råstoff, og har ingen negativinnvirking på miljøet.

sjonere elementene ut fra statiskekrav og eventuelt brannkrav, og supplere med isolasjon forvarmekomfort. Nødvendig isolasjonstykkelse avhenger avmassivtreelementenes tykkelse,utvendig vindtetting, klima-skjerm, isolasjonsmateriale oghvilken U-verdi som skal opp-

nås. Ved å benytte de mulighetersom Teknisk forskrift inviterertil, vil massivtreelementerkunne ivareta de krav som stillestil energibruk. Figurene viser eksempler på ulike vegg-konstruksjoner og deres U-verdi.

LitteraturHåndbøker

[1] - bygge med MassivtreelementerTreteknisk, 2007.

[2] Industrikonsortiet Massivträ, 2002Massivträ handbokenwww.solidwood.nu

[3] Massivtræ i byggerietAssocierede Ingeniører Aps, 2001Træbranchens Oplysningsråd ISBN 87 - 90856 11 - 2

[4] Træhuse af massive træelementerPeder Fynholm, Teknologisk insti-tutt Træteknik i Danmark, 2000ISBN 87-7756-571-1

• Håndbok - Fleretasjes trehusSINTEF Byggfosk

Lover og forskrifter

[5] Plan- og bygningsloven (PBL)www.be.no

[6] Teknisk forskrift til plan- og bygningsloven. www.be.no

[7] Veiledning til teknisk forskrift til plan- og bygningslovenwww.be.no

Standarder

[8] NS-EN 717-1:2004, Trebaserteplatematerialer, Bestemmelse avformaldehydutslipp, Del 1:Formaldehydutslipp ved kammer-metode.

[9] NS-EN 1995-1-1. Prosjektering avtrekonstruksjoner. Beregnings- ogkonstruksjonsregler. Del 1:Allmenne regler.

[10] NS-EN 1995-1-2. Prosjektering avtrekonstruksjoner. Beregnings- ogkonstruksjonsregler. Del 2:Brannteknisk dimensjonering.

[11] NS 8175 Lydforhold i bygninger.Lydklassifisering av ulike bygningstyper.

Rapporter

[12] Værbeskyttet bygging medWeather Protection Systems(WPS), Knut Noreng, Byggforsk2005.

[13] Massivtreelementer, typer ogbruksområder, Byggdetaljblad nr. 520.205. NBI. 2001.

[14] Parkeringshus i tre, Rapport 512002, Treteknisk.

Webadresser

www.trefokus.nowww.treteknisk.nowww.solidwood.nuwww.ecobox.nohttp://solidwood.teknologisk.dk

FOKUS på tre

Forfatter Jarle Aarstad og Geir Glasø, Treteknisk Aasmund Bunkholt, TreFokus AS

Finansiering TreFokus AS og Treteknisk

Foto Moelven MassivTre AS Holz100 Norge AS David Grandorge Tore Andre SinesTreteknisk

ISSN

150

1-74

27 •

01/08

• w

eb 201

1

Forskningsveien 3 B, Postboks 113 Blindern, 0314 OsloTelefon 98 85 33 33Telefaks 22 60 42 91firmapost@treteknisk.nowww.treteknisk.no

TreFokus AS • Wood Focus NorwayPostboks 13 Blindern, 0313 OsloTelefon +47 22 96 59 10Telefaks +47 22 46 55 23trefokus@trefokus.nowww.trefokus.no

Yttervegg: 100 mm krysslimt element, 125 mm isolasjon (mineralull), vindsperre, sløyfer,lekter, stående utvendig kledning.U-verdi: 0,22 W/(m2K).

Yttervegg: 185 mm krysslagt element m/tredybler, 100 mm trefiberplate, sløyfer, liggende utvendig kledning. U-verdi: 0,22 W/(m2K).