Massförlust och nedböjning av korslimmad träplatta för olika fuktscenarier: Modellering av KL-träplatta för beräkning av massförlust samt simulering över långtidsnedböjning med FEM

Abstract

Byggsektorn i Sverige står i dagsläget för 21% av utsläppen av alla växthusgaser i landet. I en värld som är i drastiskt behov av en omställning till miljövänligt byggande behöver denna siffra minskas kraftigt, och byggföretag kan hjälpa till genom att hitta nya kreativa lösningar för att minska sina utsläpp. En möjlig lösning är att använda korslimmat trä (KL-trä) istället för betong i grunden till bostadshus. Om denna grund är pålitlig ur ett hållfasthets- och fuktbeständighetsperspektiv samt ekonomiskt förmånlig kan den i framtiden användas i en stor andel bostäder, vilket skulle bidra till ett mer hållbart bostadsbyggande. Syftet med detta arbete är att undersöka lämpligheten hos en KL-träplatta som ersättning för betongplattan i grunden i ett enfamiljshus. Arbetet fokuserar på att utvärdera långtidseffekter såsom massförlust vid olika fuktscenarion och nedböjning av KL-träplattan över 100 år. Genom att undersöka dessa aspekter kan man avgöra om KL-träplattan är en lämplig ersättning för betongplattan i bostadsbyggande. I arbetet har ett godtyckligt enfamiljshus i Göteborg valts som referensmodell. Under arbetets gång undersöktes fyra olika scenarion angående fukt, vilket var normala fuktbelastningar, ökad fuktproduktion inomhus samt globalt och lokalt vattenläckage. För att beräkna massförlusten vid dessa scenarion användes Glasermetoden med hjälp av programmet MS Excel. Nedböjningen av plattan räknades med hjälp av γ-metoden och Finita elementmetoden (FEM) i MATLAB. Reduceringen av styvheten i KL-träplattan togs fram genom att använda lösningen till Boltzmanns superpositionsintegral. Efter att dessa beräkningar var utförda undersöktes hur massförlusten påverkade nedböjningen av plattan. Nedböjningen av plattan beräknas för cellplast (EPS) med tre olika densiteter, vilka är 20 kg/m3, 25 kg/m3 och 30 kg/m3. Utfallet från arbetet visar att massförlusten blir 0% i plattan vid normala fuktbelastningar, ökad fuktproduktion inomhus och lokalt läckage under 1 vecka. Vid globalt vattenläckage och lokalt vattenläckage under 24 veckor uppgår den bestående massförlusten till 1.3% respektive 26.7%. Nedböjningen för de tre olika EPS densiteterna uppnår 1.3 mm, 1.8 mm och 2.3 mm. Resultaten från FEM visar att storleken på nedböjningen inte påverkas av styvhetsreduceringen. Däremot blir formen på nedböjningen mer komplex vid massförlust och reducering av plattans styvhet. Sammanfattningsvis kan en korslimmad träplatta vara en lämplig lösning som grund till ett bostadshus, under förutsättning att man är medveten om de potentiella riskerna med fuktrelaterade problem och vidtar lämpliga åtgärder för att hantera dessa. En välplanerad och dimensionerad grund i korslimmat trä kan bidra till att skapa en hållbar och långsiktig lösning för ett enfamiljshus.