Bygningsfysikk, klimagassregnskap og byggeprosess ved bruk av massivtre i to skolebygninger

Abstract

Sammendrag

Interessen for bruk av massivtre er økende, men flere er skeptiske til massivtre som byggemateriale i store bygninger. I denne rapporten var fokuset på hvordan massivtre ble brukt i byggingen av to skoler og hvordan det påvirket innemiljø og klimagassutslipp. Utnyttelsen av egenskapene til massivtre ble presentert, samt utfordringer ved bruk av massivtre i skolene. Denne informasjonen ble samlet inn ved intervjuer, e-poster og møter. De to byggeprosjektene som ble studert var Bjørkelangen skole med Hent som entreprenør og Kongsvinger ungdomsskole med Ø.M. Fjeld som entreprenør. Det oppstod utfordringer knyttet til eksponert massivtre i forhold til brann og lyd. Begge skolene hadde 15 fravik fra TEK10 for brann, de fleste grunnet eksponerte massivtreoverflater. På begge skolene var det utfordrende å tilfredsstille de strenge lydkravene som stilles i skoler når så mye massivtre var ønsket eksponert. For å redusere flanketransmisjon og tilfredsstille krav til trinnlydsisolasjon kunne ikke etasjeskillerne være synlige fordi de var gjennomgående. Der hvor krav til luftlyd ikke kunne overholdes ble det benyttet betong. Det ble gjennomført en livssyklusanalyse (LCA) av begge skolene med utgangspunkt i to scenarioer. Scenario 1 var bygningene med bæresystem i massivtre og limtre. Scenario 2 var et realistisk forslag til byggene med bæresystem i betong og stål. LCA tok for seg produktfasen (A1 - A3) og transport fra fabrikk til byggeplass (A4). I produktfasen var utslippet for betong- og stålbygget 539 463 kg CO2eq mer enn trebygget på Bjørkelangen og 365 273 kg CO2eq mer på Kongsvinger. Dette tilsvarer omtrent en dobling av utslippet ved bruk av betong i stedet for massivtre i produktfasen. I scenario 1 var transportutslippet 2 ganger høyere for Bjørkelangen og 1,7 ganger høyere for Kongsvinger. Konklusjonen fra LCA var at de totale klimagassutslippene for trebygget hadde økt med 62 % på Bjørkelangen og 51 % på Kongsvinger, dersom bygget hadde blitt bygget med betong og stål. Siden det åpnes ny massivtrefabrikk på Kongsvinger i juni 2017, vil utslippet til fremtidige massivtreprosjekter i Norge kunne reduseres ytterligere. Det er brukt en diffusjonsåpen overflatebehandling på massivtreoverflatene på begge skolene. Dette gir MBV-klasse Begrenset og, i kombinasjon med at det ikke anvendes et fuktbasert ventilasjonssystem, begrenser energibesparelsene tilknyttet fuktbufring og latent varme. I WUFI Plus ble det i hovedsak sammenliknet massivtre mot gips, men her ble det ikke gjort noen betydningsfulle funn i forhold til energibesparelser. Det ble registrert litt høyere fuktopptak ved bruk av massivtre, men dette ga ikke noen betydelig effekt. Bygging med massivtre gir kort montasjetid, redusert klimagassutslipp og godt inneklima, men er fortsatt ikke førstevalget hos entreprenørene på grunn av utfordringer knyttet til brann, lyd og økonomi.

Abstract The interest for use of massive wood is increasing, but many are skeptical to massive wood as a building material in large buildings. This report has focused on how CLT was used in two schools and how this affected the indoor environment and greenhouse gas emissions. The utilization of CLT’s properties was presented, as well as the challenges with the use of CLT in schools. This information was gathered through interviews, e-mails and meetings. The two building projects that were studied were Bjørkelangen skole, with Hent as entrepreneur and Kongsvinger ungdomsskole, with Ø.M. Fjeld as entrepreneur. Challenges associated with exposed CLT occurred in relation to fire safety and acoustic performance. Both schools had 15 deviations from TEK10 in relation to fire safety, and most of these occurred due to exposed CLT. It was a challenge in both schools to satisfy the strict acoustic performance requirements that apply to school buildings, because of the desire of having as much exposed massive wood. To reduce flanking transmission and satisfy the impact sound insulation requirements, the separating floor could not have exposed CLT because it was continuous. Concrete was used in those cases where the airborne sound insulation requirement could not be satisfied. A life cycle assessment (LCA) of both schools was conducted based on two scenarios. Scenario 1 was the two buildings with the superstructure in CLT and glulam. Scenario 2 was a realistic suggestion of the buildings with the superstructure in concrete and steel. The LCA included the product stage (A1 - A3) and transport to building site (A4). In the product stage, the emissions from the concrete and steel building was 539,463 kg CO2eq more than the emissions from the wooden building in Bjørkelangen and 365,273 kg CO2eq more in Kongsvinger. This was almost a doubling of emission when concrete and steel was used, instead of CLT and glulam. The transport emissions in scenario 1 from Bjørkelangen was 2 times greater than the transport emissions in scenario 2, and the transport emissions in scenario 1 from Kongsvinger was 1,7 times greater. The conclusion from the LCA was that the total greenhouse gas emissions in the wooden buildings would increase by 62 % in Bjørkelangen and 51 % in Kongsvinger, if they had been built with concrete and steel. Since a new production site for massive wood is opening in Kongsvinger in June 2017, the emissions from future buildings with massive wood in Norway could be reduced even further. In both schools the CLT was treated with diffusion open surface treatment. This leads to the MBV class Limited, and in combination with none of the schools using ventilation systems based on relative humidity, the energy savings related to moisture buffering is limited. In the WUFI Plus simulation, it was not experienced any significant change of the energy need for the building with surfaces of massive wood compared to gypsum. In the building with massive wood, it was registered a small increase in moisture uptake, but this did not make any significant difference. Building with CLT reduce assembly time and greenhouse gas emissions, and gives a good indoor climate, but it is still not the preferred material by entrepreneurs.