Det behövs ständigt nya sätt att tänka och bygga byggnader på ett mer hållbart sätt, ett sådant sätt är att bygga med KL-trä. KL-trä står för korslimmat trä och är ett relativt nytt material med ett brett användningsområde, allt från små bostadshus till stora flervåningshus. Detta spännande material är ett både mer miljövänligt och hållbart alternativ till traditionella byggnadsmaterial. Som namnet avslöjar består KL-trä av korsvis hoplimmade skikt av trä. Tillverkningsprocessen är enkel och otroligt effektivt – från bräda till färdigt byggelement tar det endast 60 minuter. Att bygga med KL-trä kan ge upp till 30 % lägre koldioxidavtryck än att bygga med material som stål och betong. Det pågår massa intressant forskning inom KL-trä i hjärtat av Småland. I Michael Dorn från Linnéuniversitetets text nedan kan du fördjupa dig i allt från tillverkningsprocessen till pågående forskning på området!

KL-TRÄ

Ordet KL-Trä är en förkortning av orden korslimmat trä som betecknar ett byggmaterial bestående av ett antal brädor i gran som limmas ihop korsvis i flera skikt. Normalt använder man sig av ett udda antal skikt – 3 eller 5 vanligast förekommande. Ibland har skikten varierande tjocklek. KL-trä används främst i flervåningshus för bostäder eller kontor till väggar och bjälklag samt takkonstruktionen. Dessutom kan KL-träskivor användas i trapphus och hisschakt. 

KL-trä är ett relativt nytt material som utvecklades för ungefär 25 år sedan och som har fått stort genomslag världen över. Det produceras mer än 2 miljoner kubikmeter om året, framförallt i Europa, Nordamerika och Japan. I Sverige finns fyra producenter: Martinssons, Stora Enso, Södra och Setra. Sammanlagt beräknas de få en årlig kapacitet på drygt 300 000 kbm efterhand som nya fabriker öppnar under 2022. 

Tillsammans med bland annat limträ räknas KL-trä till gruppen träbaserade konstruktionselement. Genom den korsvisa limningen skapas KL-träelement som är längre, bredare och tjockare än vad som är möjligt med enbart sågat virke direkt från stockarna. Även kvalitékontroller förbättras. KL-trä tillverkas i form av massiva skivor med en tjocklek på upp till 300 mm. Skivorna kan vara upp till 16 meter långa och 3,5 meter breda. Det finns en huvudbärriktning som löper längs de yttre lamellerna som bär den större delen av lasten, men tvärriktningen går också att utnyttja för att ta upp last. 

KL-trä består huvudsakligen av lim och obehandlat trä, där limmet utgör mindre än 1 % av vikten. Träet binder koldioxid som lagras i elementen till dess att byggnaden rivs. KL-trä kan då återanvändas som skiva, materialet kan också användas för tillverkning av till exempel spånskivor eller eldas upp för energiutvinning. Liksom andra träbaserade produkter anses KL-trä därför vara ett miljövänligt alternativ jämfört med konventionella produkter. 

De senaste åren har många byggnader uppförts med bärande stomme av KL-trä. Detta gäller huvudsakligen bostäder men även skolor, kontor och fabriksanläggningar har byggts eller planeras att byggas. Projektet Limnologen i Växjö, fyra hus med åtta våningar, var Nordens högsta trähus när de uppfördes år 2006–2010. Världens högsta träbyggnad, där bland annat KL-trä har använts, är idag Mjøstårnet i Norge med sina 18 våningar och en höjd på 85,4 meter. Sveriges högsta hus i trä, även det med en stor andel KL-trä, är Skellefteås Sara kulturhus som inte ligger långt efter med 80 meter i höjd och 20 våningar.

Hur produceras KL-trä?

Produktion av KL-trä sker i helautomatiserade processer, det vill säga maskinell tillverkning i fabrik med ytterst lite handpåläggning. I grund och botten används samma material i tillverkningen av KL-trä som för tillverkningen av träreglar i en villa. De enskilda brädorna, som även kallas lameller, kvalitetsgranskas och torkas innan de sågas och hyvlas till rätt storlek. Pressen är hjärtat i fabriken, där läggs alla lameller i varje skikt tätt intill varandra. Ovanpå varje skikt fördelas ett trä-lim innan nästa skikt läggs på – korsvis såklart! Limmet härdar när det kommer i kontakt med fukten i luften och därför måste det gå snabbt när alla skikt läggs ihop. Därefter utsätts limmet och skivan för ett högt tryck medan limmet härdar. Det är en helautomatiserad process som flyter på smidigt och enkelt.

Tillverkningsprocessen tar ungefär 60 minuter från att första lamellen läggs in till dess att man kan ta ut hela elementet. Ett KL-träelement kan vara upp till 3,5 meter brett och 16 meter långt och väga upp till 6,5 ton beroende på hur tjockt elementet är. Nästa steg är sågen och fräsen där alla hål och spår för fönster, dörrar och strömbrytare som ska finnas i det slutliga vägg- eller bjälklagselementet skapas. Därefter slås de färdiga elementen in i tjock plast för att de ska skyddas från fukt och andra skador vid leverans till byggarbetsplatsen. Färdigt! 

Långt innan elementen tillverkas har dock huset som ska byggas redan planerats in i minsta detalj. Medverkar gör arkitekter, ingenjörer och konsulter som bestämmer längd, tjocklek och egenskap på de olika KL-träelementen. Allt måste vara fastställt innan elementen kan beställas och tillverkas. I denna process deltar oftast producenten med sin specialkunskap om sitt material och breda erfarenhet från tidigare projekt. På detta sätt kan färdiga lösningar tillhandahållas för exempelvis olika typer av ljudklasser och krav på brandsäkerhet.

Hållbart byggande med KL-trä

Sverige har för avsikt att bli klimatneutralt till år 2045 och byggsektorn spelar en stor roll i den omställningen. I januari 2022 trädde nationella regler angående klimatdeklarationer för byggnader i kraft med syfte att reducera klimatavtrycket från nya byggnader. Ökad användning av trä som byggmaterial anses som en viktig del i att nå målet. Redan nu byggs flertalet småhus med trä och KL-trä kommer att öka möjligheterna att använda trä även i större konstruktioner.

I flervåningshus står stommaterialen för största delen av utsläppen av växthusgaser. Stål, betong och isolering är icke-förnybara material vars produktion släpper ut stora mängder växthusgaser. Forskningsresultat visar att flervåningshus byggda i KL-trä ger upp till 30 % mindre CO₂-avtryck jämfört med ett likvärdiga hus byggda med betongstomme. Att välja trästomme, istället för att använda icke-förnybara material, gör att det produceras betydligt mindre mängder växthusgaser under tillverkningen.

Dessutom lagras kolet i trämaterialet under hela byggnadens livslängd, vilket förhindrar att växthusgaserna släpps ut i atmosfären. Vid demontering av ett hus med trästomme är det möjligt att återanvända träet som byggprodukt eller i form av en annan träprodukt, till exempel som spånskiva. Det i sin tur gör att det inte går åt lika mycket färsk råvara för att tillverka nya byggprodukter. De sista restprodukterna som inte kan återanvändas efter rivningen eldas upp och blir till energi som kan användas för uppvärmning eller elproduktion. 

Förutom den miljömässiga aspekten av att använda KL-trä finns även sociala och ekonomiska aspekter. At bo i trähus upplevs av många som trivsamt och naturligt. Därför utformas hus där de yttersta skikten av KL-trä är synliga invändigt i husen, dessa synliga skikt skapar ett särskilt uttryck.

Byggnader med optimerade KL-träkonstruktioner bidrar till att uppnå FN:s globala hållbarhetmål inom Agenda 2030. Huvudsakligen berörs följande mål: mål nummer 9 om inkluderande och hållbar infrastruktur; mål nummer 11 om hållbara städer och samhällen som ska vara inkluderande, säkra, motståndskraftiga och hållbara samt mål nummer 13 om att bekämpa klimatförändringar och deras konsekvenser.

Forskning inom KL-trä på institutionen för byggteknik

På institutionen för byggteknik vid Linnéuniversitetet pågår forsknings- och utvecklingsarbete inom KL-trä sedan flera år tillbaka. Områden som det bedrivs forskning inom är: förbättrad användning av råmaterialet, utveckling av förband och infästningar, långtidsstudier och riskanalys, samt hållbarhet och livscykelanalys. Dessa områden presenteras kort nedan.

Förbättrad användning av råmaterialet

Trä är utgångsmaterialet som sedan limmas ihop till stora KL-träelement. Det är viktigt att produkten uppfyller kraven som konstruktionsmaterial och att lönsamhet uppnås för skogsägaren, sågverken och producenten. Forskningen vid Linnéuniversitetet handlar bland annat om att undersöka olika kvalitéer som används i olika träelement. Skikten kan bestå av virke med lägre kvalité och användas i de delar av ett KL-träelement som har lägre belastning. Det forskas även inom området hybrida produkter, där bland annat möjligheterna att kombinera barr- och lövträ studeras.

Utveckling av förband och infästningar

Elementen i en byggnad sätts ihop på byggplatsen med spik- och skruvförband mestadels för att överföra laster mellan KL-element men även mellan KL-trä och exempelvis betong. I första hand studeras träets beteende när enstaka fästelement överför last. Även hela grupper av fästelement undersöks eftersom de olika lamellerna inte har samma egenskaper. Dessutom är det viktigt att få mer kunskap kring hur KL-träkonstruktioners beteende förändras under lång tid, hur elementen påverkas av återkommande laster samt hur förbanden kan utformas för att förenkla vid demontering av en KL-träkonstruktion.

Långtidsstudier och riskanalys

Trä är ett naturligt material som påverkas av sin omgivning. Framför allt är mängden vatten i trämaterialet av särskilt intresse. Mängden fukt i trä har exempelvis betydelse för dess hållfasthet och styvhet, blir trämaterialet tillräckligt fuktigt finnas även risk för mögel och röta. För att studera verkliga förhållanden har byggnader utrustats med mätinstrument som mäter fuktförhållanden, sättningar och byggnadernas dynamiska egenskaper. Med hjälp av en väderstation kan även fukt, regn, vind och temperatur i omgivningen mätas samtidigt. I syfte att förebygga skador försöker forskarna hitta samband mellan ändringar i omgivningen och tillståndet i KL-träkonstruktioner och med hjälp av sådana samband förutspå skadliga förhållanden.

Hållbarhet och livscykelanalys

För att få en bra bild av en byggnads miljöpåverkan måste helheten och inte bara materialvalet betraktas. Ett hjälpmedel för att kunna göra detta är så kallade livscykelanalyser där projektering, byggande, drift och underhåll samt demontering av en byggnad ingår. Genom livscykelanalyser kan olika byggsystem jämföras och bilden kan breddas ytterligare genom att även materialens ursprung, från till exempel skogen, ingår liksom att hitta möjligheter för återbruk och återvinning.

MICHAEL DORN, FORSKARE LINNÉUNVERSITETET

lnu.se

MONOLITEN ÄR FINANSIERAD I SAMVERKAN MED SONSAB