Demonterbara trä-element för ökat återbruk inom byggbranschen Examensarbete inom högskoleingenjörsprogrammet Samhällsbyggnadsteknik ELIAS PALMÉR INSTITUTIONEN FÖR ARKITEKTUR OCH SAMHÄLLSBYGGNADSTEKNIK CHALMERS TEKNISKA HÖGSKOLA Göteborg, Sverige 2021 www.chalmers.se EXAMENSARBETE ACEX20 Demonterbara trä-element för ökat återbruk inom byggbranschen Examensarbete inom högskoleingenjörsprogrammet Samhällsbyggnadsteknik ELIAS PALMÉR Institutionen för arkitektur och samhällsbyggnadsteknik Avdelningen för konstruktionsteknik CHALMERS TEKNISKA HÖGSKOLA Göteborg, Sverige 2021 Demonterbara trä-element för ökat återbruk inom byggbranschen Examensarbete inom högskoleingenjörsprogrammet Samhällsbyggnadsteknik ELIAS PALMÉR © ELIAS PALMÉR, 2021 Examensarbete ACEX20 Institutionen för arkitektur och samhällsbyggnadsteknik Chalmers tekniska högskola 2021 Institutionen för arkitektur och samhällsbyggnadsteknik Avdelningen för konstruktionsteknik Chalmers tekniska högskola 412 96 Göteborg Telefon: 031-772 10 00 Institutionen för arkitektur och samhällsbyggnadsteknik Göteborg 2021 4 Demonterbara träelement för ökat återbruk inom byggbranschen Examensarbete inom högskoleingenjörsprogrammet Samhällsbyggnadsteknik ELIAS PALMÉR Institutionen för arkitektur och samhällsbyggnadsteknik Avdelningen för konstruktionsteknik Chalmers tekniska högskola Sammanfattning Att byggsektorn st̊ar för ungefär en tredjedel av allt avfall som genereras per år i Sverige är en illa dold hemlighet. Även om trä anses vara ett miljövänligt material som binder koldioxid under sin livscykel bidrar trä-element till den årliga avfallsgenereringen. En implementering av demonterbara trä-element skulle bidra med ett ökat återbruk och s̊aledes mindre genererat byggavfall. Detta examensarbete sammanställer vilka metoder som används för att sammanfoga trä- element i byggnader med trästomme och hur dessa kopplingar kan modifieras för att lättare kunna demonteras och återanvändas. Befintliga kopplingar mellan KL-element har utvärderats och utefter befintliga kopplingar har tre förslag p̊a nya kopplingar tagits fram med hjälp av CAD och fysiska prototyper i plywood med syftet att vara lättare att demontera och bidra till ökat återbruk. Demonterbara byggnader är inget nytt koncept, en undersökning i form av en litteratur- studie har utförts för att utvärdera vilka egenskaper en byggnad behöver ha för att kunna demonteras och dess komponenter återbrukas p̊a ett rationellt sätt. Litteraturstudien re- dovisar vilka krav som ställs p̊a en byggnad samt vilka verktyg projektörer kan använda sig av för att underlätta demontering och återbruk. Nyckelord: KLT, KL-trä, återbruk, cirkulär ekonomi, demontering, prefabricering, h̊allbarhet, timmerhus. I Detachable connections for circularity of timber buildings Degree Project in the Engineering Programme Civil and Environmental Engineering ELIAS PALMÉR Department of Architecture and Civil Engineering Division of construction management Chalmers University of Technology Abstract The construction sector accounts for almost a third of all waste generated in Sweden each year. Even if timber is considered being environmental friendly since trees absorbs carbon dioxide during its life cycle, but timber still counts as waste when discarded. Detachable timber elements would contribute to increased recycling of building elements and thus less waste is generated and less resources are needed. The report compiles which connections are currently used between timber elements and how these connections can be modified to allow for easier disassembly when decon- structing the building. New connections that allows for increased disassembly and reuse of the elements have been modeled with help of 3D software and prototypes to illustrate the connections and demonstrate their technical characteristics have been made. A literature study has been made to examine which types of buildings would benefit the most being constructed by detachable elements and therefore gain increased adaptability during its life cycle. A building with high adaptability allows for multiple configurations depending on the demands set by the residents. Keywords: CLT, cross laminated timber, wood, recycling, reuse, circular economy, pre- fabrication, timber buildings, sustainability. II Inneh̊all Sammanfattning I Abstract II Inneh̊all III Förord V Beteckningar VI 1 Inledning 1 1.1 Bakgrund . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 1.2 Syfte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 1.3 Avgränsningar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 1.4 Metod . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 1.5 Fr̊ageställning . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 2 Teori 3 2.1 Användning av trä som byggnadsmaterial i Sverige . . . . . . . . . . . . 3 2.2 Fördelen med trä . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 2.3 Miljöaspekter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 2.4 KL-trä . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 2.5 Stommar av träreglar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 3 Demontering, återbruk och flexibilitet 8 3.1 Demonterbara hus i Sverige . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 3.1.1 Historiska demonterbara byggnader . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 3.1.2 Urban Cribs Lindholmen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 3.1.3 Waterfront Cabin Kvillepiren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 3.2 Vad är cirkulär ekonomi? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 3.3 Återvinning och återanvändning . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 3.4 Projektering för återvinning och återanvänding . . . . . . . . . . . . . . 12 3.4.1 DfD . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 3.4.2 DfA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 3.5 Flexibla byggnader . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 4 Befintliga kopplingar och krav 16 4.1 Krav p̊a byggnader . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 4.2 Vanligast förekommande sammanfogningsmetoder . . . . . . . . . . . . . 17 4.2.1 Dymlingsinfästningar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 4.2.2 Äldre typer av sammanfogningsmetoder . . . . . . . . . . . . . . 19 4.3 Sammanfogning av KL-trä . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 4.3.1 Skruvning . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 4.3.2 Spikpl̊atar och vinkelbeslag . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 4.3.3 Metoder för sammanfogning av KL-vägg-bjälklag . . . . . . . . . 24 4.3.4 Skarvar i KL-skivans plan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 4.3.5 Metoder för sammanfogning av KL-vägg-grund . . . . . . . . . . 27 4.3.6 Metoder för sammanfogning av KL-vägg-tak . . . . . . . . . . . . 27 III 4.3.7 X-RAD . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 4.3.8 X-FIX . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 4.4 Sammanfogning av lösvirkeselement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 4.5 Alternativa sammanfogningsmetoder . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 4.5.1 Bosum Building Systems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 4.5.2 Isotimber . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 4.5.3 Finnjoist . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 4.5.4 Tomoku Väggblock . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 5 Konstruktion av egen koppling 34 5.1 Syftet med modifierad koppling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34 5.2 Metod vid framtagning av förslag p̊a koppling . . . . . . . . . . . . . . . 34 5.3 Beskrivning av koppling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 5.3.1 Halvt om halvt med vagnsbult . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 5.3.2 Dubbellask med vagnsbult . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36 5.3.3 Laxstjärt med vagnsbult . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36 5.4 Modellering i Google Sketchup . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 5.4.1 Halvt om halvt med vagnsbult . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 5.4.2 Dubbellask med vagnsbult . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38 5.4.3 Laxstjärt med vagnsbult . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38 5.5 Modellering i plywood . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40 5.5.1 Halvt om halvt med vagnsbult . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40 5.5.2 Dubbellask med vagnsbult . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41 5.5.3 Laxstjärt med vagnsbult . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 6 Analys och diskussion 45 6.1 Utveckling av kopplingar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45 6.2 Cirkulärt tänkande och användningen av trä . . . . . . . . . . . . . . . . 46 6.3 Flexibla byggnader och dess primära användningsomr̊aden . . . . . . . . 47 6.4 Jämförelse modifierade och befintliga kopplingar . . . . . . . . . . . . . . 47 6.5 Fortsatt arbete . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49 7 Slutsats 50 7.1 Nuvarande infästningsmetoder . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50 7.2 Fördelar och nackdelar med nuvarande metoder . . . . . . . . . . . . . . 50 7.3 Modifiering av befintliga metoder . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50 7.4 Byggnader som gynnas av cirkulär ekonomi . . . . . . . . . . . . . . . . 50 Referenser 51 IV Förord Detta examensarbete är utfört som avslutande moment i högskoleingenjörsprogrammet inom Samhällsbyggnadsteknik p̊a Chalmers tekniska högskola. Arbetet sträcker sig över tv̊a läsperioder och motsvarar 15 högskolepoäng. Jag vill rikta ett stort tack till Robert Jockwer och Yutaka Goto som presenterade idén till detta arbete för mig och som har bist̊att med handledning och agerat bollplank under arbetes g̊ang. Jag vill även tacka familj, studiekamrater och vänner som har bist̊att med tankar, stöd och idéer under examenarbetets g̊ang. Utan deras hjälp hade detta arbete aldrig kommit till. Ett särskilt tack till Gerd och Anders Palmér som har bist̊att verktyg, lokal och material till modellbyggandet. Detta arbete är tillägnat Mr. Ångström. Elias Palmér Göteborg maj 2021 V Beteckningar KL-trä - Korslimmat trä CLT - Cross laminated timber BBR - Boverkets byggregler PBL - Plan- och bygglagen PBF - Plan- och byggförordningen Prefab - Prefabricering CNC fräs - Computer numerical control fräs DfD - Design for disassembly DfA - Design for adaption VI 1 Inledning 1.1 Bakgrund Det är ingen hemlighet att byggsektorn är en mycket resurskrävande sektor och bidrar varje år med en betydande del av det årliga utsläppet av växthusgaser i Sverige. För att byggsektorn ska bidra till ett mer h̊allbart samhälle krävs det att byggnader uppförs med cirkulär ekonomi och flexibilitet i åtanke. Idag byggs trähus vanligtvis med prefabricerade skivor eller fullständiga moduler, s̊a kallade 2D- eller 3D-element. Dessa element monteras sedan ihop p̊a byggarbetsplatsen och bildar tillsammans en byggnad. Att modifiera infästningsmetoderna för dessa element p̊a s̊a sätt att elementen blir enklare att demontera skulle utveckla möjligheterna till att återanvända elementen vid rivning av en byggnad, underlätta för reparationer under byggnadens livslängd samt förenkla byggprocessen vid ombyggnation. Dessa ökade möjligheter är viktiga best̊andsdelar i en fungerande cirkulär ekonomi och implementeras dessa inom byggsektorn kommer dess koldioxavtryck minska väsentligt. 1.2 Syfte Syftet med detta arbete är att implementera ett cirkulärt tänkande inom träbyggnadsindustrin. Detta skall uppn̊as genom att undersöka möjligheterna och utveckla en ny typ av infästningsmetod för prefabricerade träelement vilket underlättar demontering, renovering och ombyggna- tion av träelementen. Tack vare den förenklade demonteringsprocessen är förhoppningen att fler aktörer inom byggbranschen kommer se möjligheterna och fördelarna med det cirkulära byggandet. 1.3 Avgränsningar Arbetet kommer endast innefatta byggnadselement helt eller delvis konstruerade av trä. Detta p̊a grund av att infästningstekniken skiljer sig markant fr̊an byggnadselement konstruerade av st̊al eller betong. Arbetet kommer även behandla de lagar och regler gällande krav p̊a byggnadsdelar enligt BBR och kommer därför begränsas till viss del inom Sverige. Utvärdering av de befintliga kopplingarna kommer inte ske med avseende p̊a h̊allfasthet, värmeisoleringsförmåga, brandkrav eller akustikkrav eftersom fokus ligger främst p̊a monterings- och demonteringsmöjligheterna samt kopplingens uppbyggnad. 1.4 Metod För att uppfylla målet och n̊a ett resultat kommer detta arbete involvera följande steg: • Utvärdering av existerande litteratur och exempel av befintliga byggnader med avseende p̊a infästningsmetoder. Fokus kommer ligga p̊a 2D- och 3D-element av trä, samt hur demontering av dessa element genomförs. • Identifiera kraven för olika typer av infästningar inom modulära konstruktioner. Detta kommer ske med hjälp av litteraturstudier. • Utveckling av nya typer av infästningar som möjliggör demontering och återanvändning av elementen. För att visualisera och utvärdera dess egenskaper kommer modeller av infästningarna modelleras i Google Sketchup och fr̊an dessa modeller kommer 1 prototyper byggas i plywood. Dessa prototyper kommer främst illustrera byggbar- heten av de modifierade infästningarna. • Utvärdering av vilka typer av byggnader som gynnas mest p̊a det cirkulära byg- gandet med avseende p̊a utsläpp av växthusgaser, material̊aterbruk och flexibilitet. 1.5 Fr̊ageställning Fr̊ageställningen som ska besvaras är s̊aledes: • Hur ser nuvarande infästningsmetoder för prefabricerade träelement ut? • Vad har de nuvarande infästningsmetoderna för fördelar och nackdelar med avseende p̊a montering, demontering och byggbarhet? • Hur kan dessa infästningsmetoder modifieras för att underlätta demontering och s̊aledes implementera ett mer cirkulärt tänkande inom byggsektorn? • Vilka typer av byggnader skulle gynnas mest p̊a det cirkulära byggandet med avseende p̊a utsläpp av växthusgaser, material̊aterbruk och flexibilitet? 2 2 Teori 2.1 Användning av trä som byggnadsmaterial i Sverige Användningen av trä i byggprocessen har existerat mycket länge i Sverige. De äldsta bevarade träbyggnaderna härstammar fr̊an 1200-talet och trähus förknippas starkt i den svenska kulturen och traditionen, främst eftersom Sverige är ett mycket skogsrikt land och trä har s̊aledes alltid varit enkelt att f̊a tag p̊a och arbeta med. Efter ett flertal allvarliga storstadsbränder under 1800-talet förbjöds byggnationen av flerv̊aningshus i trä 1874 p̊a grund av de bristande brandkraven, med vissa undantag som till exempel landshövdingehus vars första v̊aning bestod av uppmurad sten (Trähus, 2020). Det dröjde till 1990-talet innan flerv̊aningshus i trä började byggas i Sverige igen efter dispens fr̊an Boverket. 1994 togs förbudet mot nybyggnation av flerv̊aningshus i trä bort helt i och med Sveriges inträde i EU och funktionskrav för att uppfylla brandkraven infördes (Svenskt Trä, 2020b). Enligt Svenskt trä är cirka 90 % av alla småhus i Sverige, det vill säga byggnader best̊aende av en eller tv̊a v̊aningar, byggda med trästomme. Småhus är vanligen byggda med träregelstomme medans flerv̊aningshus är oftast byggda med KL-trästomme (Sm̊ahus och flerv̊aningshus - Svenskt Trä, u. å.). Utvecklingen av KL-element startade under 1990-talet i Österrike och har sedan dess blivit en allt vanligare syn vid uppförande av byggnader med trästomme. En majoritet av boningshus p̊a landsbygden best̊ar ocks̊a av trähus, vanligtvis byggda med regelstomme och kan antigen vara byggda av lösvirke eller s̊a kallade nyckelfärdiga hus som best̊ar av färdigbyggda element som levereras monte- ringsklara fr̊an fabrik. Under 2019 höll nyckelfärdiga, monteringsfärdiga småhus av trä en marknadsandel inom sm̊ahusindustrin p̊a ca 85-90 %. 2019 p̊abörjades byggnationen av totalt 48 850 nyckelfärdiga hus i Sverige enligt Figur 1 och prognosen förutsp̊ar en fortsatt stabil tillväxt och ökning av produktionen av småhus av trä, även om nybyggandet h̊alls tillbaka av bristen p̊a detaljplanerad tomtmark (TMF, 2020). Figur 1: Statistik om nybyggda hus i Sverige (Trähusbarometen, 2020) 2.2 Fördelen med trä Förutom miljöaspekterna, vilket kommer beskrivas vidare nedan, besitter trä flera fördelar jämfört med andra byggnadsmaterial s̊asom betong eller st̊al. I förh̊allande till sin vikt klarar trä stora laster, n̊agot som gör materialet extra lämpligt för prefabricering enligt 3 Svenskt trä (Svenskt Trä, 2017). Tack vare enkelheten att prefabricera KL-element, och med avseende p̊a träts känslighet för fukt och temperaturförändringar i tillverkningstadi- et, är det högst fördelaktigt att prefabricera KL-element inomhus i tempererade lokaler. Vidare beskriver Svenskt trä att tack vare enkelheten att bearbeta trä i efterhand är det enkelt att utföra ändringar, samt om- och tillbyggnader i träbyggnader. Den relativt l̊aga vikten bidrar ocks̊a till enklare hantering och mindre kostsamma transporter fr̊an fabrik till byggarbetsplats. I en intervju fr̊an 2015 för tidskriften H̊allbart Byggande beskriver Arne Olsson, d̊avarande VD för Folkhem, att trähus bidrar till en kortare byggtid d̊a det tar hälften s̊a l̊angt tid att uppföra ett trähus jämfört med ett likvärdigt i betong eller st̊al(Hellberg, 2015). I Martinsons materialgudie 2020 om KL-trä lyfts även KL-träs fördelar fram. Dessa fördelar syftar bland annat p̊a KL-träs lätthanterlighet, höga bärighet, formstabilitet och dess höga prefabgrad. Med en hög prefabgrad görs en stor del av bearbetningen av KL-elementen i fabrik, till exempel urtag för dörrar och installationer vilket underlättar p̊a byggarbetsplatsen (Martinsons, 2020) I en rapport skriven av Ferdous m. fl. (2019) beskrivs det att användningen av prefab- ricerade moduler p̊a en byggarbetsplats kan reducera transporter och deponerat avfall med upp till 70 %, buller med 30 - 50 % och arbetsplatsolyckor med 80 % jämfört med en byggarbetsplats som använder sig av separata byggnadsdelar. Detta bidrar inte bara till en säkrare arbetsplats utan även en mindre p̊averkan p̊a omgivningen runt byggar- betsplatsen d̊a b̊ade transporter och buller minskar avsevärt. 2.3 Miljöaspekter Jämförs trä som byggnadsmaterial mot betong och st̊al har träet flera fördelar med av- seende p̊a miljöp̊averkan b̊ade under tillverkningsfasen och brukarfasen. En av de stora fördelarna med att använda trä grundar sig i att trä kan utvinnas med l̊ag energi̊atg̊ang ur en förnyelsebar resurs och vid demontering av träbyggnader kan materialet återvinnas och återinföras i kretsloppet utan att p̊averka miljön negativt, vilket visas i Figur 2 nedan. Figur 2: Träs generella kretslopp (Svenskt trä KL-handbok, 2017) 4 I sin KL-handbok visar Svenskt Trä (2017) upp ett diagram som visar en byggnads koldi- oxidutsläpp i form av koldioxidekvivalenter beroende p̊a vilket material stommen best̊ar av, se Figur 3. Vid granskning av diagrammen syns en liten skillnad mellan de olika typer av de trästommar som undersökts. Skillnaden beror främst p̊a en ökad mängd isolering och en ökad användning av plastbaserade material i byggnader med passivhusklassning. I byggnaden med betongstomme beräknas bottenplattan, bjälklag och bärande väggar best̊a av platsgjuten betong vilket ger upphov till de höga utsläppen medan utsläppen p̊a grund av exempelvis gipsskivor och plastmaterial är lägre jämfört med byggnader en trästomme. Skillnaden i utsläpp mellan byggnader av trä- eller betongstommar kan uppskattas till 100 kg/m2. Implementeras denna modell p̊a en lägenhet med en yta p̊a 100 m2 ger det en skillnad p̊a 10 ton koldioxidekvivalenter, vilket enligt Svenskt trä kan jämföras med 8000 - 10 000 kilometers körning med en ny personbil (Svenskt Trä, 2017). Figur 3: Utsläpp av koldioxid i form av koldioxidekvivalenter (Svenskt trä KL-handbok, 2017) 2.4 KL-trä Korslimmat trä, vanligtvis förkortat till KL-trä, beskrivs i Svenskt träs KL-handbok som en byggkomponent som best̊ar av minst 3 lager ihoplimmade brädor eller plankor av barr- eller lövträ som tillsammans bildar stora skivor (Svenskt Trä, 2017). Varje lager i 90 graders vinkel i förh̊allande till intilliggande lager. Anledningen till detta är enligt Martinsons (2020) är att de korslimmade lagren ger elementet en ökad formstabilitet vilket leder till att ett element erh̊alls som är tvärstyvt och t̊aligt i förh̊allande till sin egen vikt. Vidare i sin materialguide beskriver Martinsson hur KL-element kan användas som flera best̊andsdelar till en byggnad. Elementen kan användas till b̊ade inner- och ytterväggar, bjälklag och takkonstruktioner. D̊a KL-trä kan tillverkas och dimensioneras för stora spännvidder ger det utrymme för stora fria ytor vilket är fördelaktigt vid planeringen för en byggnads planlösning. Vid användning av KL-trä som väggelement erh̊alls ett gott inomhusklimat tack vare KL-skivans ljud- och brandegenskaper och dess fuktbuffrande egenskaper (Martinsons, 2020). 5 Tillverkningsprocessen av KL-trä beskrivs schematiskt i KL-handboken Svenskt Trä (2017) och gestaltas i Figur 4 nedan. Tillverkningen av KL-trä sker i dedikerade fabriker och dessa fabriker f̊ar brädorna eller plankorna levererade färdigtorkade fr̊an s̊agverken. Fukt- kvoten i brädorna bör ligga i intervallet 8-15% beroende p̊a vad elementen ska användas till och vilken typ av lim som används, dock f̊ar inte skillnaden i fuktkvot mellan tv̊a in- tilliggande brädor överstiga 5%, detta för att minimera sprickbildningen i elementet. Vid leverans av brädorna sorteras de upp efter dess h̊allfasthetsklass. I KL-element används oftast brädor med högre h̊allfasthetsklass där elementet har störst p̊akänningar, vanligt- vis i elementets ytskikt och i huvudbärriktningen. Efter sortering fingerskarvas virket och vartefter limmet i fingerskarven torkar hyvlas brädorna plana innan de limmas och pressas ihop till KL-element. För att pressa ihop elementen och säkerhetsställa ett jämt tryck över elementen utförs pressningen med hjälp av antigen vakuum eller hydrauliskt tryck (Svenskt Trä, 2017). Efter ihoppressning placeras elementen i en CNC-fräs för efterbearbetning, till exempel ufräsning för installationen, urs̊agning och bearbetning av kanter beroende p̊a planerad infästningsmetod eller urs̊agningar för fönster och dörrar. Slutligen putsas skivorna för att uppn̊a en hög finish p̊a ytan, n̊agot som rekommenderas av bland annat Martinsons (2020), för KL-element som skall vara synliga i konstruktionen (Svenskt Trä, 2017). Figur 4: Schematiskt översikt av kretsloppet och tillverkningen av KL-trä (Svenskt trä KL-hanbok, 2017) 2.5 Stommar av träreglar Ett vanligt stomsystemet för mindre byggnader till exempel villor, garage och andra en- skilda byggnader är en stomme av träreglar (Svenskt trä, 2021). En träregelvägg best̊ar i huvudsak av vertikala och horisontella reglar som tillsammans med isolering och väggen ytskikt ger väggen dess specifika egenskaper. I en byggnad best̊ande av st̊al- eller be- tongstomme används normalt träregelväggar som icke bärande väggar. Isoleringen best̊ar 6 vanligtvis av mineralull eller cellulosafibrer som har mycket goda värmeisoleringsegenskaper. Om regelväggen är en yttervägg, och är s̊aledes en del av byggnadens klimatskal, finns det krav att isolering måste användas för att upprätth̊alla ett bra inneklimat enligt tabell 9:2a i Boverkets författningssamling (Svensson, 2020). Ett exempel p̊a en typisk träregelvägg redovisas i Figur 5. En prefabricerad träkonstruktion kan antigen defineras som en konstruktion av öppna el- ler slutna element. Öppna element är väggelement eller bjälklagsplattor som best̊ar endast av träreglar och ett ytskikt av skivor eller annan typ av panel p̊a utsidan elementet och saknar s̊aledes isolering, tätskikt och övriga installationer. Detta leder oftast till mycket efterarbete och eftermontering krävs p̊a byggarbetsplatsen (Svenskt Trä, 2003). Slutna element best̊ar istället av väggsektioner eller bjälklagsplattor med ett förmonterat ytskikt, isolering, tätskikt och installationer. Vid behov kan ett ytterligare installationsskikt mon- teras p̊a insidan av elementet. Slutna element som saknar installationsskikt är vanligast vid montering av flerv̊aningshus i trä. Elementen levereras i dessa fall till byggarbetsplat- sen i intäckta buntar och monteras med hjälp av kranbil eller mobilkran. P̊a grund av att de slutna elementen inneh̊aller isolering ställer det stora krav p̊a väderskyddet under byggnationen eftersom vatten i form av nederbörd kan tränga in i elementen ovanifr̊an och s̊aledes skapa fuktproblem när elementen är monterade (Svenskt Trä, 2003) Figur 5: Exempel p̊a lättbyggnadsvägg (Träguiden, 2003) 7 3 Demontering, återbruk och flexibilitet 3.1 Demonterbara hus i Sverige 3.1.1 Historiska demonterbara byggnader Tanken med byggnaders som har uppförts med demontering i åtanke är inget nytt kon- cept. Den svenske arkitekten Fredrik Blom introducerade idén med flyttbara hus till Sverige under 1810-talet (Thormark, 2008). I dessa hus var väggarna, golv och tak in- delade i element som monterades ihop p̊a byggarbetsplatsen. Väggarna i dessa hus be- stod av dubbla spontande brädväggar med ett lager förhydringspapp mellan brädlagren. Förhydringspappen tillverkades av tjärat papper och bidrog med ett lufttätt skikt i väggen vilket gav ett betydligt tätare hus jämfört med ett konventionellt trähus. Djurg̊ardspaviljongen är ett exempel p̊a Bloms verk och visas i Figur 6. De traditionella takstolarna av trä var skrymmade och klumpiga att transportera. Blom ersatte d̊a hanbjälkarna med drag- band som kunde spännas med vantskruv. Detta förhindrade takstolarna att trycka ut ovankanten p̊a väggliven och bidrog ocks̊a med lättare hantering av takstolarna. Utöver byggnadselement konstruerades även demonterbara kakelugnar, trappor och fönster enligt Bloms idéer. Figur 6: Djurg̊ardspaviljongen (Stiliga hem, 2016) 3.1.2 Urban Cribs Lindholmen Ett försök till mobila och demonterbara bostäder har gjorts p̊a Lindholmen i Göteborg, se Figur 7. Bostäderna best̊ar av renoverade fraktcontainrar och byggdes som student- bostäder med ett rum och kök per modul. Syftet med projektet var att minska bo- stadsbristen och samtidigt agera som testarena för konceptet med containerbyggnader (Fastighetssverige, 2016). Projektet stötte dock p̊a problem med inträngning av fukt och otillräcklig ventilation i lägenheterna vilket försämrade inneklimatet avsevärt (Görfelt, 2017). 8 Figur 7: Studentbostäder p̊a Lindholmen (Studenbostäder i Sverige AB, u. å.) 3.1.3 Waterfront Cabin Kvillepiren I Frihamnen i Göteborg p̊ag̊ar i skrivande stund ett projekt med demonterbara bostäder, se Figur 8. Projektet har namnet Waterfront Cabins och best̊ar av moduler som monteras ihop till temporära bostäder i form av lägenheter. Modulerna best̊ar av trä och fraktas fr̊an Baltikum via b̊at till Kvillepiren i Göteborg, n̊agot som minskar transportens koldi- oxudutsläpp med 60 % jämfört med den konventionella transportmetoden med lastbilar (Här anländer nya bostäder till Frihamnen - Göteborg Stadsutveckling , 2020). Figur 8: Project Waterfront Cabins (Göteborgsposten, 2020) 3.2 Vad är cirkulär ekonomi? En cirkulär ekonomi kan kort förklaras som en form av kretslopp som använder s̊a lite re- surser som möjligt och är motsatsen till en linjär ekonomi (Naturskyddsföreningen, 2018). Enligt H̊allbarhetsguiden (2018) g̊ar cirkulär ekonomi helt och h̊allet ut p̊a att bibeh̊alla värdet hos en produkt genom hela livscykeln med motivationen ju bättre produkten be- varas, desto högre värde beh̊aller den genom livscykeln vilket visas i Figur 9. En linjär ekonomi kan ses som ett rakt led där resurserna g̊ar fr̊an r̊avara, design, tillverkning och användning till avfall och anses vara oh̊allbar för miljön, ekonomin och människan själv (RISE, u. å.). Implementeringen av cirkulär ekonomi kan enligt RISE kopplas till FN:s globala mål där närmaste koppling sker med • mål 9: h̊allbar industri, innovationer och infrastruktur, 9 • mål 11: h̊allbara städer och samhällen, • mål 12: h̊allbar konsumtion och produktion. 2015 presenterades en handlingsplan inklusive åtgärder av EU-kommissionen en produkts hela livscykel ska p̊averkas i form av • produktion och design, • konsumtion, • avfallshantering, • marknaden för återvunna material. Handlingsplanen identifierade även fem sektorer där åtgärder i hela livscykeln är särskilt prioriterade där en av sektorerna var byggbranschen (Naturv̊ardsverket, 2020b). Detta innebär enligt Naturskyddsföreningen (2018) att vad som behövs för att omvandla en linjär ekonomi till en cirkulär är förändrade konsumtion- och produktionsmönster, där de viktigaste stegen anses vara minskad konsumtion av nya produkter, ökad återanvändning och återvinning, smartare designade förpackningar och produkter samt ett ökat utnytt- jande av den energi som inte kan återvinnas. Enligt Jansson (2015) bör produkter i en cirkulär ekonomi utformas enligt DfD, Design for Disassembly, och för modulärt byggan- de för att underlätta för framtida uppdateringar och reparationer av komponenten. Inom cirkulär ekonomi kan en designfilosofi kallad Cradle to Cradle appliceras vilket anser att avfall kan ses som näring till en produkts kretslopp och livscykel (Jansson, 2015). Figur 9: Illustration av cirkulär ekonomi (Naturskyddsföreningen, 2018) 3.3 Återvinning och återanvändning Att implementera en högre återvinningsgrad inom byggbranschen är nödvändigt för att minska avfallet genererat av byggsektorn. Enligt Naturv̊ardsverket st̊ar byggsektorn för en tredjedel av allt avfall och en fjärdedel av allt farligt genererat i Sverige årligen (Naturv̊ardsverket, 2020a). I en rapport publicerad p̊a Svenskt Avfalls hemsida skriver författarna att mängden avfall genererat av byggsektorn är cirka nio miljoner ton (Mi- liute.Plepiene m. fl., 2020). Rapporten återger även att återanvändning st̊ar högt upp 10 i avfallhierarkin och återanvändning är ett sätt att öka livslängden p̊a produkten och samtidigt förebygga avfallsproduktion. Avfallshierarkin, även kallad Avfallstrappan och visas i Figur 10, är ett verktyg framtaget ur EU-direktiv som implementerats i den svenska miljöbalken för att styra hur avfall i Sverige skall tas om hand enligt Figur 10 (Naturskyddsföreningen, 2020). Avfallshierarkin rangordnas enligt följande lista: • Minska avfallets mängd och farlighet • Återbruk • Material̊atervinning • Energiutvinning • Deponering Figur 10: Avfallstrappan, även känd som avfallshierarkin (Naturskyddsföreningen, 2015) Det optimala enligt avfallshierarkin är att minska eller helt undvika avfallsproduktion. Skulle avfall änd̊a uppst̊a används nästa steg i hierarkin och det bästa fallet är d̊a att av- fallet återbrukas. Samma metod används genom hela avfallshierarkin där slutsteget resul- terar i att avfallet deponeras och är s̊aledes det sämsta alternativet sett ur miljösynpunkt. Utöver miljöaspekterna finns det även en ekonomisk vinst av återvinning och återanvändning av byggnader. Kostnaden genererad av avfallshantering och deponi av byggavfall har se- dan 1970-talet varit en betydande kostnad för byggföretag i Sverige (Thormark, 2008). En byggnad som inte rivs selektivt och s̊aledes inte sorteras i materialfraktioner behöver sorteras p̊a avfallsanläggningen och orsakar en stor kostnad. Att bygga demonterbart le- der därför till en snabbare sortering av rivningsavfallet och minskar b̊ade kostnader och mängden osorterat avfall enligt Thormark. En demonterbar byggnad bör även ha ett högre restvärde än en byggnad som inte är möjlig att bygga om till ett annat ändamål 11 enligt Thormark, främst p̊a grund av en byggnads värde styrs av tillg̊ang och efterfr̊agan och byggnadens läge. 3.4 Projektering för återvinning och återanvänding I detta kapitel behandlas de metoder och verktyg som projektörer och konstruktörer bör ha i åtanke och använda vid utformandet av demonterbara och anpassningsbara byggnader av trä. 3.4.1 DfD Att riva en byggnad och sortera avfallet i separata fraktioner är ett kostsamt och tidskrävande arbete (Thormark, 2008). För att spara b̊ade tid och pengar kan byggnader designas och projekteras enligt DfD, ”Design for Disassembly”. Syftet med DfD är att desig- na byggnader med demontering och återanvändning i åtanke. Metoden har används in- om byggnadssektorn sedan 1970-talet och har genererat flera forskningsprojekt om DfD. Thormark skriver ocks̊a i sin bok om selektiv rivning och återvinning av byggmaterial som beskrivs som den andra hörnstenen förutom DfD inom utvecklingen av projektering för demontering. Selektiv rivning innebär att byggnadsmaterial rivs och sorteras utefter dess egenskaper, återbrukspotential eller miljöförstöringspotential. Samtidigt som selek- tiv rivning implementerades i Sverige startades företag som s̊alde begagnade byggvaror och byggnadsv̊ardsdetaljer. Thormark definerar en byggnad som är utformad för demontering och återvinning som: • monteringspunkter är utformade s̊a att demontering kan utföras p̊a ett rationellt sätt • byggnaden kan demonteras i byggnadsdelar • byggnadsdelar kan demonteras i olika materialfraktioner • materialen kan återvinnas • byggnadsdelar, om det är lämpligt, kan återbrukas. 3.4.2 DfA DfA st̊ar för ”Design för Adaption” och innebär att möjliggöra anpassning och ändring av en byggnad beroende p̊a vilka krav som ställs under byggnadens livscykel (Jockwer m. fl., 2020). En byggnad som projekterats med avseende p̊a DfA kan s̊aledes genomleva flera och längre livscykler med hänsyn till: • ändrade behov som innebär ökade laster och ställer större krav p̊a bärande kon- struktioner i byggnaden • möjligheten att reparera, förstärka och eventuellt byta ut skadade bärande element vid brand, vattenskada och liknande • med ökade energibehov och isoleringskrav kan fasadelement bytas ut och ersättas med mer välisolerade • byggnadens brukare kan justera byggnades utefter deras specifika krav b̊ade p̊a l̊ang och kort sikt. 12 3.5 Flexibla byggnader Sammhällsförändringar och förändrade familjestrukturer kräver ett flexibelt byggande för att minska rivningsavfall och s̊aledes minska miljöp̊averkan. Enligt Thormark (2008) kommer befolkningen i Stockholm och Uppsala öka med 30 respektive 20% under de närmaste 25 åren, men p̊apekar fortfarande att framtidstudier är osäkra och samhället kan ständigt förändra sig beroende p̊a företagssatsningar, klimatförändringar eller olyckor s̊asom brand och jordskred. Även hush̊allsstrukturer förändrar sig med tiden. Enligt SCB (2021) finns det ca 4.78 miljoner hush̊all i Sverige 2021, varav cirka 1.92 miljoner av dessa best̊ar av en (1) person utan barn i hush̊allet. Denna siffra har ständigt ökat sedan 2012 enligt Figur 11. Figur 11: Statistik över ensamst̊aende hush̊all i Sverige 2011-2020 (SCB, 2021) De tidigare beskrivna bostadsprojekten p̊a Lindholmen och Kvillepiren är exempel p̊a en- samst̊aende hush̊all med tillfälligt bygglov. Efter att bygglovstiden löpt ut krävs det att bostäderna demonteras och flyttas till en ny plats. Om en byggteknik som inte gynnar de- montering och återbruk hade använts vid uppförandet av dessa byggnader lär omfattade rivningsarbeten krävts vid demontering av bostäderna, vilket i sin tur genererar en stor mängd rivningsavfall. Utefter dessa förutsättningar med en ökande andel ensamst̊aende hush̊all och en erkänd bostadsbrist i Sverige enligt Boverket (2019) kan en slutsats dras att projektera tillfälliga bostäder för ensamst̊aende hush̊all med DfD i åtanke ger en posi- tiv inverkan p̊a b̊ade klimatet och samhället eftersom minimalt med avfall genereras och bostäderna kan återbrukas p̊a ny ort och s̊aledes motverka bostadsbrist där situationen är som allvarligast. Användningen av tillfälliga lokaler i form av moduler används även vid inhysning av elever när den ordinarie skolbyggnaden renoveras eller repareras. Fördelen med moduler över de ordinarie klassrummen är enligt PCS Modulsystem (2021) bland annat att de nya modulerna oftast uppfyller högre akustik- och brandkrav jämfört med skolbyggnaderna de ersätter vilket ger en förbättrad inomhusmiljö och högre kvalitetsniv̊a överlag. När behovet av de tillfälliga lokalerna försvinner monteras modulerna isär och transporteras tillbaka till fabriken där de rekonderas och anpassas för nästa brukares behov. För att undvika att rivning av byggnader som ännu inte har uppfyllt sin tekniska livslängd måste byggnadens kunna anpassas efter olika behov under sin livslängd. Enligt Thormark 13 (2008) finns det en tydlig tendens till att byggnader i Sverige rivs alldeles för tidigt med avseende p̊a sin tekniska livslängd, uppskattningsvis var 25% av byggnader som rivits efter 1980 yngre än 30 år. I en artikel av Great m. fl. (2021) ges tv̊a exempel p̊a flexibla bostäder i Australien där flexibiliten erh̊alls med hjälp av öppna, fria och anpassningsbara ytor. Enligt författarna är den här typen av flexibla bostäder bättre för samhället än traditionellt utformade hus som har utformats runt antalet sovrum och badrum. Anledningen till detta är att traditionellt utformade hus kan inte anpassa sig till vad hush̊allen behöver idag och är s̊aledes oattraktiva p̊a marknaden p̊a grund av sin fasta planlösning (Great m. fl., 2021). I Sverige har White Arkitekter tagit fram Drömlägenheten, ett projekt vars syfte var att uppn̊a en flexibel och h̊allbar bostad som med enkla medel kan fr̊an en enrumslägenhet till en trerumslägenhet och vice versa enligt Figur 12a samt Figur 12b (Drömlägenheten — White Arkitekter , 2017). Under projekteringen l̊ag energianvändning per capita i fokus snarare än energianvändning per kvadratmeter vilket enligt White Arkitekter gör att slut- resultatet blir en lägenhet med kraftigt minskad energianvändning och underh̊allskostnad. (a) Planlösning för enrumslägenhet (b) Planlösning för trerumslägenhet Figur 12: Planlösning över Drömlägenheten (White Arkitekter, 2017) I Göteborg har SGS Studentbostäder projekterat och anpassat tv̊a före detta industrilo- kaler till studentbostäder: G̊arda Fabriker och Smedjan p̊a Norra Älvstranden, se Figur 13b och Figur 13a. G̊arda fabriker har anor fr̊an 1800-talet och inhyste tidigare en textilfa- brik och anses ha ett högt kulturhistoriskt värde (SGS Studentbostäder - G̊arda fabriker , 2018). Smedjan är en f.d. varvssmedja som tidigare har använts som undervisningslo- kal och kontor innan byggnaden byggdes om till studentbostäder under 2018 (Nu flyttar studenterna in i Smedjan - Älvstranden Utveckling , 2018). 14 (a) SGS Smedjan (b) SGS G̊arda fabriker Figur 13: Översikt över SGS Smedjan och G̊arda fabriker (SGS, 2017) Vikten av en flexibel byggnad kan appliceras även till kontorsbyggnader. En kontorsplan kan best̊a av öppna kontorslandskap, cellkontor eller delade kontorsrum, eller en bland- ning av samtliga typer. När kontorsplanet byter ägare ändras ofta verksamhetstypen vilket kan ställa nya krav p̊a planlösningen utefter nya verksamhetens behov. Ett flex- ibelt kontorslandskap kan s̊aledes med lätthet anpassa sig efter nya verksamheter utan stora ombyggnationer eller rivningsarbeten. 15 4 Befintliga kopplingar och krav I detta kapitel behandlas de olika typer av kopplingar som vanligen används vid byggna- tion av trähus, samt vilka h̊allfasthetskrav som ställs. 4.1 Krav p̊a byggnader Ett byggnadsverk måste uppföras enligt gällande lagar och regler som beskrivs i PBL. Kraven p̊a byggnadens tekniska egenskaper anges i 8 kap. 4§ i PBL (2010:900) och defi- neras enligt följande lista (Riksdagen, 2010): Ett byggnadsverk ska ha de tekniska egenskaper som är väsentliga i fr̊aga om 1. bärförmåga, stadga och beständighet, 2. säkerhet i händelse av brand, 3. skydd med hänsyn till hygien, hälsa och miljö, 4. säkerhet vid användning, 5. skydd mot buller, 6. energihush̊allning och värmeisolering, 7. lämplighet för det avsedda ändamålet, 8. tillgänglighet och användbarhet för personer med nedsatt rörelse- eller oriente- ringsförmåga, 9. hush̊allning med vatten och avfall, 10. bredbandsanslutning, och 11. laddning av elfordon. För att uppfylla kraven som ställs i PBL (2010:900) 8 kap. 4§ första stycket anger Boverket (2018) i PBF 3 kap. 7§ att byggnadsverket ska vara utfört och dimensionerat p̊a ett s̊adant sätt att den planerade användningen av byggnaden inte resulterar i antigen 1. att byggnadsverket helt eller delvis rasar, 2. oacceptabla större deformationer 3. skada p̊a andra delar av byggnadsverket, dess installationer eller fasta utrustning till följd av större deformationer i den bärande konstruktionen, eller 4. skada som inte st̊ar i proportion till den händelse som orsakat skadan. Vidare krav p̊a tekniska egenskaper tas inte med d̊a dessa anses orelevanta för stommens bärighet och utformning. Byggnader s̊asom villor, radhus och andra mindre konstruktioner i icke utsatta lägen med en höjd p̊a högst tv̊a v̊aningar behöver sällan kontrolleras mot stjälpning, horisontella laster eller liknande d̊a tillräcklig stabilitet och bärförmåga erh̊alls tack vare ytter- och innerväggar beklädda med skivor(6.3.2 Stomstabilitet - TräGuiden, u. å.). 16 Vid beräkning av flerv̊aningshus i trä bör stomstabiliserade väggar ha en s̊adan bärförmåga och styvhet s̊a att b̊ade vertikala lyft- och tryckkrafter kan överföras. Vid dimensionering av flerv̊aningshus är det därför önskvärt att samtliga väggar används för att stabilisera byggnaden. För att kontrollera mot stjälpning eller glidning av byggnaden antas byggna- den och bottenplattan som en sammansatt enhet vilket ställer höga krav p̊a infästningen mellan grund och vägg. Stjälpning av byggnaden sker d̊a byggnadens egentyngd ej är tillräckligt hög för att motverka det stjälpande moment som uppkommer fr̊an vindlasten p̊a byggnaden. Skulle infästningen inte uppfylla kraven som ställs ågärdas detta genom att antigen öka byggnadens egentyngd eller genom att utforma en starkare infästning mellan grund och stomme. Dimensioneringen av infästningen mellan grund och vägg beror s̊aledes p̊a främst p̊a byggnadens egentyngd och totala väggyta som p̊averkas av vindlasten (Svenskt Trä, 2017). För att kontrollera den horisontella infästningen mellan vägg och bjälklag dimensioneras infästningen för en tvärkraft som motsvarar den horisontella last som uppkommer p̊a grund av den ovanliggande konstruktionen enligt Figur 14a. Vid användning av inhängda bjälklag, bjälklag som placeras mellan bärande väggar med hjälp av beslag eller upplag i form av kantbalkar enligt Figur 14b, dimensioneras infästningen efter de horisontella krafter som tas upp av väggarna i anslutning till bjälklaget. För att uppn̊a tillräcklig tvärkraftskapacitet och stabilitet mellan bjälklag och väggar erfodras vanligtvis ett me- kaniskt förband (Svenskt Trä, 2017). (a) Upplagt bjälklag (b) Inhängt bjälklag Figur 14: Överföring av horisontella krafter vid respektive bjälklagstyp (Svenskt trä, 2017) Den vertikala infästningen mellan vägg och bjälklag och infästningen mellan väggskivor ska dimensioneras för att förhindra väggen att lyfta d̊a horisontella laster p̊a stabiliserande väggar ger upphov till ett stjälpande moment, vilket i sin tur ger upphov till reaktions- kraften i nederkant av väggen. Lyftning förhindras även av den tyngd som uppkommer fr̊an ovanliggande konstruktion. Dimensioneringen av infästningen mellan väggar utfor- mas därför efter tyngden av ovanliggande konstruktion, den horisontella samt vindlasten väggen känner av samt förankring av väggen till intilliggande väggar (Svenskt Trä, 2017). 4.2 Vanligast förekommande sammanfogningsmetoder 4.2.1 Dymlingsinfästningar För att sammanfoga element av KL-trä används vanligtvis träskruv av olika dimension och längd. Tack vare enkelheten i att montera en skruv och skruvens förmåga att ta upp stora tvärkrafter är det ett populärt val vid montering av KL-element. Det finns idag ett 17 brett urval av träskruvar med varierande diameter och längder upp till 2000 mm enligt Figur 15 (4.3.1 Träskruvar, skruvar och dymlingar - TräGuiden, 2017). Figur 15: Vanliga typer av träskruv (Svenskt trä, 2017) Vid användning av träskruvar i KL-konstruktioner måste placeringen av träskruvarna tas i beaktning. Vid användning av icke kantlimmade KL-element finns risken att skruvarna förskjuts mot spalter mellan brädorna vilket resulterar i förlorad tvärkraftskapacitet i förbandet. För att motverka detta fenomen kan st̊alhylsor i form av genomg̊aende cy- linderformade ringar användas enligt Figur 16 (4.4.1 Förband i KL-träskivans plan - TräGuiden, 2017). Figur 16: Exempel p̊a st̊alhylsa (Svenskt trä, 2017) Utöver skruv s̊a används även spik för sammanfogning av trä. Användningen av spik är det traditionella och vanligaste sättet att sammanfoga trä. Även spik finns i en mängd av dimensioner och kvaliteter. Liksom för skruv s̊a skall spik som monteras utvändigt vara av antigen rostfritt st̊al eller vara korrosionsskyddade, vanligtvis genom varmförzinkning (Rothoblaas, 2019). 18 Figur 17: Vanliga typer av spik (Svenskt trä, 2017) Vid montage av träelement där stora krafter och höga belastningen kan förekomma kan vagnsbult användas, se Figur 18. Montaget kräver förborrning varav vagnsbulten sl̊as in i träet s̊a undersidan p̊a dess skalle l̊ases mot träet och förhindrar att bulten snurrar. Vagns- bulten fixeras sedan med mutter och bricka p̊a motsatt sida. För att t̊ala utomhusklimat varmförzinkas bultar avsedda för utomhusbruk (HECO, 2021). Figur 18: Exempel p̊a vagnsbult med tillhörande mutter (Hikoki, 2021) Vid jämförelse av skruv och spik s̊a har skruven en markant högre utdragskraft p̊a grund av dess gängor som biter sig fast i träet vid inskruvning. Även demontering av förband som är ihopskruvade är betydligt lättare än demontering av förband som är ihopspikade. Spikar är dock mjukare i materialet och kan ta upp små rörelser i träet utan att materialet spricker. Vid spikning bör även träet förborras om spiken positioneras i nära anslutning till ändträ, vanligtvis 100-150 mm fr̊an änden, för att inte träet ska spricka. Detta är inte nödvändigt vid skruvning d̊a skruvspetsen är självborrande (Svenskt trä, 2017). 4.2.2 Äldre typer av sammanfogningsmetoder Under första halvan av 1900-talet uppfördes de flesta bostadshus i Sverige med plankstom- me (Plankstomme - H̊alla hus , u. å.) och därför p̊aträffas denna typ av stomme oftast vid renovering av äldre bostadshus. Planken monteras st̊aende och är 5 - 7,5 cm tjocka, spontade eller ospontade och är sällan under 23 cm breda. En plankstomme spikades oftast ihop och kunde best̊a av upp till tre lager plank. För att motverka drag s̊a spikades papp mellan varje lager i stommen enligt Figur 19 (Lundgren, u. å.). 19 Figur 19: Schematisk bild över en plankstomme (H̊alla hus, u. å.) I äldre träbyggnader s̊asom ladug̊ardar best̊ar stommen oftast av ett stolpverk. Ett stolp- verk definieras som en konstruktion där den bärande stommen best̊ar av fyrkantigt, bloc- kat eller runt timmer av dimensioner 4 x 4 tum eller större, se Figur 20. De inre och yttre belastningarna förs över till grunden via en samverkan mellan st̊aende, liggande och snedställt timmer (Vad är stolpverk , u. å.). Majoriteten av takstolskonstruktionerna som byggdes innan 1850 uppfördes med stolpverksteknik. Figur 20: Exempel p̊a stolpverk (Stolpverk Norden, u. å.) I andra typer av byggnader s̊asom timmerhus används ett haksystem s̊a att stockarna ligger dikt an mot varandra och h̊alls p̊a plats med hjälp av sin egentyngd samt takets vikt (Historien om timmerhus , u. å.). P̊a grund av takets tyngd är det inte ovanligt att väggarna sjunker ihop, ”sätter sig”, flera centimeter vilket tätar eventuella glipor mellan timmerstockarna och gör väggen mycket tät. Ett exempel p̊a timmerhus som författaren har medverkat vid byggnationen av visas i Figur 21 som best̊ar av rundade stockar med urfrästa knutar och har återbrukat lertegel som takbeklädnad. 20 Figur 21: Exempel p̊a timmerhus (Eget foto, 2019) En fördel med stolpverkskonstruktioner och timmerhus var att de relativt lätt kunde plockas ner och flyttas till andra platser vid behov (Timmerhus, u. å.). Med flyttbarheten i åtanke vid uppförandet av byggnaden utformades skarvarna och kopplingarna mellan stomelementen och stockarna i timmerhus s̊a det lätt kunde monteras ned. Urvalet av knutar i timmerhus är stort och ett exempel visas i Figur 22. Figur 22: Hörnskarv mellan stockar (Ulrik Hjort Lassen, 2009) 21 4.3 Sammanfogning av KL-trä Rent principiellt utförs sammanfogning av element av KL-trä genom skr̊askruvning av träskruvar, dolda specialbeslag eller vinkelbeslag och spikpl̊atsvinklar (4.4.4 Infästningar väggskiva-väggskiva - TräGuiden, 2017). Nedan följer exempel p̊a n̊agra av de typiska system som används i dagsläget. 4.3.1 Skruvning Den absolut enklaste infästningsmetoden för att sammanfoga ett KL-element med en annan typ av träskiva är genom att skruva ihop dessa med träskruv (4.4.4 Infästningar väggskiva-väggskiva - TräGuiden, 2017). Det är av stor vikt att kontrollera placering- en av dessa skruvar. Detta eftersom om skruvarna bara skruvas i ändträ, d̊a minskar h̊allfastheten i förbandet eftersom skruven sitter parallelt med fiberriktningen. För att motverka detta fenomen kan elementen med fördel skr̊askruvas enligt Figur 23. Figur 23: Skr̊askruvning (Svenskt trä, 2017) 4.3.2 Spikpl̊atar och vinkelbeslag Spikpl̊atar och vinkelbeslag spelar en stor roll i förbandet mellan KL-element. Det finns ett stort antal vinkelbeslag att tillg̊a p̊a marknaden där egenskaperna varierar fr̊an att klara stora tvärkrafter till beslag som klarar stora dragkrafter (Svenskt Trä, 2017). Figur 24: Exempel p̊a infästning mot grund (Svenskt trä, 2017) Vinkelbeslag används vanligtvis som kryssförband med KL-trä, exempelvis infästning mella KL-trä och betong (Svenskt Trä, 2017). Det finns ett stort utbud av vinkel- beslag dimensionerande för olika belastningar och de tillverkas av antigen rostfri eller varmförzinkad pl̊at för att undvika korrosion, exempel p̊a vinkelbeslag visas i Figur 25. Dessa beslag utformas för att fästas med ankarspik, ankarskruv eller expanderskruv för montage i betong enligt Figur 24. 22 Figur 25: Exempel p̊a vinkelbeslag (Svenskt trä, 2017) Spikpl̊atsvinklar liknar vinkelbeslag men är inte dimensionerade för lika hög belastning, se Figur 26. De är likt vinkelbeslag tillverkade av antigen rostfri eller varmförzinkad pl̊at och monteras med ankarskruv eller ankarspik (Svenskt Trä, 2017). Figur 26: Exempel p̊a spikpl̊atsvinkel (Svenskt trä, 2017) Spikningspl̊atar används främst för att ta upp måttliga laster och att skarva träelement till exempel limträbalkar och träskivor. H̊alen i en spikningspl̊at kan antigen borras eller stansas ut, där stansade pl̊atar anses vara det mest kostnadseffektiva alternativet (Svenskt Trä, 2017). Exempel p̊a spikpl̊at visas i Figur 27 Figur 27: Exempel p̊a spikpl̊at (Svenskt trä, 2017) 23 4.3.3 Metoder för sammanfogning av KL-vägg-bjälklag Den enklaste metoden för att sammanfoga bjälklag och väggelement i KL-trä är genom skruvning (4.4.5 Infästningar väggskiva-bjälklagsplatta - TräGuiden, 2017). Detta erfod- rar att skruvarna har tillräcklig längd, h̊allfasthet och placeras p̊a rätt sätt för att undvika skruvning i ändträ för att f̊a tillräckliga förankringslängder enligt Figur 28. Figur 28: Skr̊askruvning mellan KL-vägg och bjälklag (Svenskt trä, 2017) Bjälklagsplattor och väggskivor kan ocks̊a sammanfogas med hjälp av tidigare beskrivna vinkelbeslag enligt Figur 29. Fördelen med vinkelbeslag över enkel skr̊askruvning är vin- kelbeslagen kan ta upp större tvärkrafter (4.4.5 Infästningar väggskiva-bjälklagsplatta - TräGuiden, 2017). Figur 29: Kombination av skruvning och användning av vinkelbeslag (Svenskt trä, 2017) Ytterliggare en metod för sammanfogning av bjälklagsplattor och väggskivor är att med hjälp av helgängade skruvar av varierande längd som borras i och limmas fast i väggskivan ihop med gängade hylsor enligt Figur 30. Detta system är speciellt anpassat för stommar i KL-element. Med hjälp av gängade skruvar som har samma längd som vägghöjden kan lyftkrafter som uppst̊ar i konstruktionen ledas ner till grunden (Svenskt Trä, 2017). Figur 30: Infästning med helgängade skruvar (Svenskt trä, 2017) 24 Erfodras dolda montage med hög h̊allfasthet kan även inslitsade beslag användas. Be- slaget monteras först p̊a bjälklagsplattan med dymlingar för att sedan monteras ihop med väggskivan enligt Figur 31 (4.4.5 Infästningar väggskiva-bjälklagsplatta - TräGuiden, 2017) Figur 31: Exempel p̊a infrästa beslag (Svenskt trä, 2017) 4.3.4 Skarvar i KL-skivans plan Skarvar mellan KL-träskivor kan utformas p̊a flera olika sätt. Vanligtvis utförs dessa med hjälp av s̊a kallad enkel eller dubbel lask, utanp̊aliggande lask, lös fjäder, skr̊askruvning, halvt-i-halvt eller specialbeslag s̊asom hylsor. Laskar kan best̊a av fanérträ, plywood, dimensionshyvlat virke eller plattst̊al liknande spikpl̊atar (Svenskt Trä, 2017). Nedan följer en kort beskrivning p̊a varje nämnd skarv. Att skarva med en utanp̊aliggande lask enligt Figur 32 är troligtvis det enklaste sättet att skarva KL-element. Den utanp̊aliggande lasken kan även förstärkas med spikpl̊atar för att klara en större last. Lasken monteras med ankarspik eller ankarskruv och kan kompletteras med skr̊askruvning i skarven enligt Figur 33 (Martinsons, 2020). Figur 32: Exempel utanp̊aliggande lask (Martinson Materialguide, 2020) Figur 33: Skr̊askruvning av bjälklag (Svenskt trä, 2017) Önskas istället ett montage som ger en jämn yta kan en infälld enkel- eller dubbellask användas, se Figur 34 samt Figur 35. Liksom den utanp̊aliggande lasken monteras dessa med ankarspik eller ankarskruv och betraktas som ett enkelskärigt förband vid användning av enkellask och dubbelskärigt förband vid använding av tv̊a laskar (4.4.1 Förband i KL- träskivans plan - TräGuiden, 2017). 25 Figur 34: Exempel infälld enkellask (Svenskt trä, 2017) Figur 35: Exempel infälld dubbellask (Svenskt trä, 2017) Att använda sig av en lös fjäder vid skarvning av KL-element är ocks̊a en vanligt lösning. Fjädern skruvas eller spikas ihop med KL-elementet och bildar s̊aledes ett tv̊askärigt förband enligt Figur 36. Skarven kan ocks̊a utformas med tv̊a fjädrar vilket s̊aledes ger ett fyrskärigt förband. Denna typ av lösning kan ta upp krafter b̊ade längs och tvärs KL-skivans plan (Svenskt Trä, 2017). Figur 36: Exempel lös fjäder (Svenskt trä, 2017) Användningen av halvt-i-halvt metoden är väl beprövat inom träbyggnation. Skarven kan likt skarven med lös fjäder överföra krafter b̊ade längs och tvärs KL-skivans plan och metoden g̊ar snabbt att montera enligt Figur 37 (Svenskt Trä, 2017). Denna typ av skarv är dock extra känslig för toleranser vid CNC-fräsningen (Martinsons, 2020). Figur 37: Exempel halvt om halvt (Svenskt trä, 2017) Många olika specialbeslag till särskilda lösningar finns ocks̊a att tillg̊a idag. I huvudsak bygger dessa beslag p̊a olika typer av haksystem. Haksystem innebär att beslag av antigen pl̊at eller aluminium monteras p̊a KL-elementet i förväg enligt Figur 38 och hakas sedan ihop vilket ger ett dolt montage. Styrkan p̊a skarven är helt beroende av antal beslag och dess storlek och utformning (Svenskt Trä, 2017). Figur 38: Exempel specialbeslag (Svenskt trä, 2017) 26 4.3.5 Metoder för sammanfogning av KL-vägg-grund Skarven mellan en KL-skiva och grundplattan p̊a byggnaden best̊ar vanligtvis av ett vin- kelbeslag som gjutes eller svetsas fast i grundplattan, men montage kan även ske med hjälp av expanderskruv eller kemiskt ankarmassa. Beslagen kan sedan antigen lämnas syn- liga enligt Figur 39 eller byggas in med hjälp av ett installationsskikt p̊a väggens insida. D̊a väggen vilar direkt p̊a betongen bör en fuktspärr monteras p̊a väggens undersida för att undvika vatteninträngning (4.4.6 Infästningar väggskiva-grund, väggskiva-takplatta - TräGuiden, 2017). Figur 39: Infästning vägg-grund med vinkelbeslag (Svenskt trä, 2017) Infästningen mellan en KL-skiva och grundplattan kan ocks̊a ske med hjälp av styrreglar enligt Figur 40. Styrregeln fästes p̊a betongen med hjälp av expanderskruv eller expander- spik och KL-skivan skr̊askruvas i styrregeln. Under styrregeln monteras en fuktspärr för att undvika fuktöverföring fr̊an grundplattan till styrregeln (4.4.6 Infästningar väggskiva- grund, väggskiva-takplatta - TräGuiden, 2017) Figur 40: Montage med hjälp av styrregel (Svenskt trä, 2017) 4.3.6 Metoder för sammanfogning av KL-vägg-tak Infästning mellan KL-element och takplattor utförs vanligtvis p̊a samma sätt som be- skrivs i sektion 4.3.3 där den enklaste formen av montage sker med hjälp av självborrande träskruv enligt Figur 41 (4.4.6 Infästningar väggskiva-grund, väggskiva-takplatta - TräGuiden, 2017). 27 Figur 41: Infästning mellan KL-skivor och takplattor (Svenskt trä, 2017) 4.3.7 X-RAD X-RAD är en unik infästningsmetod utvecklat av Rothoblaas och är speciellt framtagen för KL-element. Komponenterna kan användas p̊a KL-element med 100-200 mm tjocklek och monteras med självborrande träskruv p̊a KL-elementets kanter och hörn enligt Figur 42a samt Figur 42b (Rothoblaas, 2021). Systemet best̊ar av tv̊a huvuddelar: X-ONE och X-PLATE, vars funktioner och egenskaper beskrivs nedan. X-ONE best̊ar av ett beslag av metall som skruvas fast med tillhörande träskruv i hörnen p̊a KL-elementet. Beslaget skruvas p̊a plats innan montering d̊a det kan ocks̊a användas som lyftpunkt vid hantering av KL-elementet. (a) X-ONE (b) Montering av X-ONE tillsammas med X- PLATE Figur 42: Användning och beskrivning av X-RAD (Rothoblaas, 2019) X-PLATE är en st̊alplatta som används för att sammankoppla X-ONE beslag eller för att ansluta KL-elementet mot grund, tak eller pelare, se Figur 43a samt Figur 43b. (a) Urval av X-PLATE (b) Montering av X-PLATE p̊a betongplatta Figur 43: X-PLATE (Rothoblaas, 2019) 28 4.3.8 X-FIX X-FIX är infästningsmetod som bygger p̊a självl̊asande kopplingar. Kopplingens best̊ar av tv̊a CNC-frästa träblock vars tjocklek motsvarar de KL-element de monteras i för att säkerhetställa en jämn yta. Blocken sl̊as ihop med hjälp av hammare eller slägga inuti urfrästa h̊al i KL-elementen och bildar s̊aledes en självl̊asande koppling enligt Figur 44a samt Figur 44b (X-FIX, 2021b). Kopplingen använder ingen metall i form av skruv eller spik och kan fräsas ut antigen i fabrik eller p̊a plats med hjälp av en mall. Metoden har testats i bland annat Schweiz och Österrike (X-FIX, 2020) och har uppvisat goda resultat i form av h̊allfasthet, montagetid och implementering p̊a redan existerande byggnader (X- FIX, 2021a). (a) X-FIX l̊asningsklossar (b) X-FIX monterad i väggelement Figur 44: Användning och beskrivning av X-FIX (X-FIX, 2021) X-FIX används även för att sammanfoga hörn i KL-konstruktioner och kallas d̊a X-FIX L. I änden p̊a KL-elementen fräses sp̊ar som de CNC-frästa träblocken sedan sl̊as ned i enligt Figur 45. Denna metod med dolt montage anses särskilt attraktiv d̊a KL-elementet ska lämnas synligt invändigt (X-FIX, 2021c). Enligt X-FIX motsvarar en koppling best̊aende av X-FIX L samma tvärkrafts- och spänningskapacitet som 16 st 8 mm skruvar, 200 mm l̊anga. Figur 45: X-FIX L 29 4.4 Sammanfogning av lösvirkeselement Jämfört med en konstruktion best̊ande av öppna träeelement behöver en konstruktion med slutna element en annan knutpunktsutforming för att klara av att överföra de krafter som uppst̊ar i en byggnad (Lättbygg - slutna element , 2003). Den vanligaste metoden att sammanfoga bjälklag med yttervägg är genom att utforma kopplingen som en spont med not och fjäder enligt Figur 46. Kopplingen förankras sedan med träskruv fr̊an vardera h̊all. Figur 46: Exempel p̊a montering av slutna element med spontanslutning (Svenskt trä, 2003) En alternativ metod är infästning med hjälp av vinkelbeslag, med förutsättningen att ett installationsskikt ska monteras p̊a insidan av väggen för att dölja beslaget. Även skr̊askruvning av elementen förekommer enligt Figur 47. Det finns ocks̊a metoder där ele- mentens ändar lämnas öppna, det vill säga utan inre ytskikt, diffusionspärr och stundtals även isolering. Vid använding av denna metod g̊ar dock fördelarna med prefab-element förlorade d̊a mycket efterarbete krävs (Lättbygg - slutna element , 2003). Figur 47: Exempel p̊a skr̊askruvning och vinkelbeslagsmontage (Svenskt trä, 2003) Vid montering av enskilda takstolar p̊a prefabricerade väggelement placeras takstolarna p̊a hammarbandet och fästes med hjälp av vinkelbeslag enligt Figur 48. Vinkelbeslagen fästes med ankarskruv eller ankaspik och placeras p̊a varje sida takstolen (Lundqvist, 2021). 30 Figur 48: Montage av takstol p̊a hammarband (Lundqvist Trävaru, 2021) 4.5 Alternativa sammanfogningsmetoder 4.5.1 Bosum Building Systems Bosum Bulding Systems är ett system best̊ande klossar av massivt trä som är 150 mm tjocka, 200 mm höga och finns i längderna 300, 450 eller 600 mm. P̊a ovan- och undersidan av blocken fräses ett sp̊ar där en plywoodremsa monteras för att h̊alla fast blocken i varandra enligt Figur 49. Avslutningsvis spänns blocken ihop med dragstänger för att stabilisera väggen (Moderna trähus - s̊a g̊ar det till att bygga - Bosumhus , u. å.). Figur 49: Genomskärning av Bosum Building Systems (Bosumhus, u. å.) 4.5.2 Isotimber Isotimber är ett svenskt bolag som producerar byggblock av trä best̊aendes av träreglar och urfrästa luftkanaler. Byggblocken utformas genom att tunna plywoodskivor limmas p̊a sidan av st̊aende träreglar varefter material ur träreglarna fräses ur för att bilda luftkanaler enligt Figur 50. Luftkanalerna ger väggen dess isolerande egenskaper. Vid behov av större bärighet kan Isotimber kombineras med ett lager KL-trä p̊a endera sidan (IsoTimber stomsystem Teknikhandbok , u. å.). 31 Figur 50: Exempel p̊a Isotimberelement (Isotimber, 2020) 4.5.3 Finnjoist Finnjoist I-beam är ett stomsystem utvecklat av Metsä Wood. Systemet best̊ar av träbalkar tillverkade i I-balksprofil med flänsar av Kerto-trä och liv av högkvalitativt OSB-material enligt Figur 51b (Metsäwood, u. å.). Balkarna kan tillverkas i varierande höjd och bredd efter behov. Kombinationen av OSB och Kerto-trä skapar en h̊allfast och stark balk som samtidigt är lätthanterlig vid montering och demontering. För att sammanfoga balkarna med varandra fräses h̊al med motsvarande plugg ut ur balkarna som sedan monteras ihop utan spik eller skruv enligt Figur 51a. Systemet är uppbyggt p̊a modulär grund där varje modul är 1000 mm bred (Wood framing system developed by SI-Modular , u. å.). (a) Montering av Finnjoist stomsystem (b) Finnjoist I-beam Figur 51: Användning och beskrivning av Finnjoist I-beam (Metsä Wood, u. å.) 32 4.5.4 Tomoku Väggblock Tomoku väggblock är ett system best̊aende av färdigisolerade väggblock med ytskikt av plywood enligt Figur 52a (Tomoku Hus AB , 2020). Väggblocken monteras p̊a en förberedd syll med hjälp av en styrlist och skruvas eller spikas p̊a plats enligt Figur 52b. Skarven mellan väggblocken isoleras innan montage av intilliggande block för att minimera köldbryggor och kalldrag. (a) Väggblock fr̊an Tomoku hus (b) Montering av Tomoku väggblock Figur 52: Användning och beskrivning av Tomoku väggblock (Tomoku Hus, 2020) 33 5 Konstruktion av egen koppling Denna sektion fokuserar p̊a utformningen och framtagandet av prototyper av vägg-vägg kopplingar mellan KL-element. Anledningen till att kopplingar mellan KL-element val- des snarare än kopplingar mellan lösvirkeselement grundar sig i att dessa kopplingar kan utformas utan att p̊averka eventuell ångspärrsutförande, isoleringsmetod eller liknande. En eventuell nyutvecklad koppling mellan lösvirkeselement bör utformas med dessa egen- skaper i åtanke vilket komplicerar framtagandet av kopplingen avsevärt. 3 olika förslag p̊a kopplingar togs fram och redovisas nedan. 5.1 Syftet med modifierad koppling Kopplingarna designats för att uppfylla b̊ade DfD- samt DfA-principen. Målet med kopp- lingen är att b̊ade vägg-elementet ska vara möjligt att demonteras p̊a ett enkelt sätt och samtidigt kunna demonteras utan att en större åverkan sker p̊a intilliggande väggelement. För att KL-element enkelt ska kunna demonteras krävs det kopplingar som b̊ade är lätta att komma åt, okomplicerade att hantera och samtidigt skonsamma för träet. Att kopp- lingen är lätt att komma åt är viktigt för minimera demontering av invändig eller utvändig beklädnad vid demontering av elementet i sig, vilket gynnar och motiverar återbruk av elementen. En enkel demontering underlättar även väsentligt vid reparation eller om- byggnad av en byggnad d̊a enstaka element kan behöva bytas ut med minimal åverkan p̊a intilliggande element. Syftet med en koppling som är skonsan mot träet är för att montering och demontering ska kunna ske åtskilliga g̊anger utan att skada träet, vilket skulle kräva enskilda lokala reparationer vid återbruk av träelementet. D̊a bärande väggar enligt Svenskt Trä (2020a) i huvudsak utsätts för vertikala laster fr̊an det ovanliggande bjälklaget eller taket, vilket resulterar i normalkrafter i väggens plan antas kopplingarna behöva dimensioneras för dessa krafter. Väggarna kommer troligtvis ocks̊a utsättas för en horisontell last i form av antigen vindlast eller persontryck. Dessa horisontella laster ger i sin tur upphov till ett böjande moment som kopplingarna bör dimensioneras för att klara av (Svenskt Trä, 2020a). Närmare beräkningar kommer inte att göras för att uppskatta hur stora dessa krafter är eller för att bestämma kopplingarnas kapacitet, dock är vetskapen om dessa krafters existens viktig att ha i åtanke under designprocessen. 5.2 Metod vid framtagning av förslag p̊a koppling Vid ombyggnad eller reparation av byggnader av KL-trä ans̊ags väggelement gynnas mest av en ökad möjlighet till demontering och en ökad återbrukspotential. Detta eftersom väggelement behöver demonteras eller tas upp h̊al i vid p̊abyggnad av rum i samma plan eller andra åtgärder som ökar byggnadens fotavtryck. Ur återbrukssynpunkt ans̊ags även KL-väggar ha stor potential eftersom de inte endast är begränsade till montage i bygg- nader med trästomme, utan kan även återanvändas och monteras i befintliga byggnader med st̊al- eller betongstomme med hjälp av beslag. Med detta som bakgrund fokuserades utformningen av nya kopplingar till kopplingar i KL-skivans plan, vägg-vägg kopplingar. Utefter detta val studerades de befintliga kopplingar som berör sammanfogning av KL- element i KL-skivans plan och en rangordning sattes upp med avseende p̊a den befintliga kopplingens byggbarhet, återbrukspotential och möjlighet att demonteras p̊a ett enkelt 34 sätt. Byggbarhetsaspekten anses viktig att ta hänsyn till d̊a en enkel tillverkningsprocess av kopplingen inte bara är tidsbesparande utan bidrar även till ett okomplicerat och enkelt montage. Byggbarhetsaspekten g̊ar även hand i hand med möjligheten att demontera kopplingen p̊a ett enkelt sätt, och d̊a ett enkelt montage och enkel demontering gynnar återbrukandet av KL-elementet. D̊a återbrukandet gynnas av kopplingen höjs s̊aledes dess återbrukspotentialen avsevärt. Utefter denna rangordning valdes sedan tre kopplingar som ans̊ags lämpligast och rationellast att modifiera för vidare utvecking av byggbarhet, återbrukspotential och demonteringsmöjlighet. Vidare ritades 3D modeller av kopplingarna upp i Google Sketchup för att illustrera kopplingens utforming och tekniska lösningar. Till det modellerade KL-elementet ansattes en tjocklek p̊a 300 mm d̊a det enligt Svenskt Trä (2017) är den maximala tjockleken p̊a KL-skivor. Tjockare KL-element existerar, men vanligtvis har en KL-skiva maximalt sju skikt. P̊a väggens insida modellerades ett installationsskikt best̊aende av 45x45 mm reglar, 45 mm isolering samt 13 mm gipsskiva. Syftet med detta skikt i modellen är att illustrera hur kopplingen intrigeras i den färdiga konstruktionen. Slutligen byggdes fysiska prototyper av de framtagna kopplingarna med hjälp av 13 mm plywoodskivor som har skruvats ihop för att likna KL-element. Syftet med detta moment var att p̊a ett praktiskt och tydligt sätt visa kopplingens byggbarhet och dess demonte- ringsmöjlighet. Bultar, muttrar och h̊alupptagningar är ej skalenliga i relation till elemen- tets storlek, modellerna är främst till för att demonstrera konceptet och byggbarheten snarare dimensionerna p̊a infästningsdon och storlek p̊a urtag. 5.3 Beskrivning av koppling 5.3.1 Halvt om halvt med vagnsbult Denna kopplingen baseras p̊a halvt om halvt-kopplingen som visas i Figur 37 i kap. 4.3.4. Den stora skillnaden är att de konventionellt använda träskruvarna är ersatta med vagnsbult med tillhörande mutter och bricka. Användningen av vagnsbult möjliggör ett enkelt montage eftersom vagnsbulten l̊ases i träet och kan s̊aledes monteras av endast en person fr̊an ena sidan av elementet förutsatt att bultarna har förmonterats. För att skapa en jämn yta invändigt tas h̊al ut, vars djup motsvar muttern och brickans totala tjocklek, för muttern och brickan p̊a insidan väggen vilket ger en slät yta enligt Figur 53a samt Figur 53b. Vid demontering lossas muttern och brickan och elementet kan lyftas bort med hjälp av lyftkran. Vid dimensionering av denna koppling bör urtagen utformas s̊a att förbandet har tillräcklig kapacitet med avseende p̊a de krafter som väggen tar upp. Vid behov kan urtagen förstärkas med ett h̊ardare träslag för att förstyva förbandet och motverka h̊alkantsbrott i träet. 35 (a) Skiss halvt om halvt, sedd fr̊an ovan (b) Skiss halvt om halvt, sedd framifr̊an Figur 53: Skisser över halvt om halvt med vagnsbult (Egna foton, 2021) 5.3.2 Dubbellask med vagnsbult Denna koppling baseras p̊a den koppling med dubbellask som beskrivs i Figur 35 i kap. 4.3.4. Även här används vagnsbult för att säkerhetsställa enkla montage- och demonte- ringsmoment. H̊al för bultskallarna och muttrarna med brickor tas ut ur b̊ada laskarna för att erh̊alla en jämn yta enligt Figur 54a samt Figur 54b. (a) Skiss dubbellask, sedd fr̊an ovan (b) Skiss dubbellask, sedd framifr̊an Figur 54: Skisser över dubbellask med vagnsbult (Egna foton, 2021) Liksom för halvt om halvt-förbandet kan laskarna tillverkas av ett h̊ardare träslag om förbandets kapacitet är otillräcklig. 5.3.3 Laxstjärt med vagnsbult Denna typ av koppling har vissa likheter med X-FIX som beskrivs i kap 3.3.8 med avseen- de p̊a form och princip, men skiljer sig avsevärt med avseende p̊a demonteringsmöjligheter 36 och återbruk. D̊a X-FIX sl̊as in skapas en permanent koppling enligt X-FIX (2021b) som måste förstöras för att demontera elementen. Den reviderade kopplingen å andra sidan bygger p̊a en kombination av X-FIX och ett traditionellt skruvförband och är avsevärt enklare att demontera d̊a det inte behöver demonteras med förstörande medel. Koppling- en best̊ar av tv̊a stycken kilformade, även kallat laxstjärtsformade, träplattor best̊aende av antigen restprodukter fr̊an tillverkningen av KL-trä eller annan typ av h̊ardare träslag enligt Figur 55a samt Figur 55b. (a) Skiss laxstjärt, sedd fr̊an ovan (b) Skiss laxstjärt, sedd framifr̊an Figur 55: Skisser över laxstjärt med vagnsbult (Egna foton, 2021) Vid montage fixeras antigen en vagnsbult eller gängst̊ang med likvärdig längd som KL- elementets tjocklek i ena träplattan och i den andra träplattan fräses ett h̊al ur för mutter och bricka. Träplattorna monteras i CNC-frästa sp̊ar p̊a vardera sida p̊a KL-elementet och spänns sedan ihop med mutter och bricka, förslagsvis fr̊an insidan byggnaden för att underlätta åtkomst. Vid demontering lossas muttern och brickan och den inre träplattan kan tas loss. För att lossa den yttre plattan kan en hammare eller slägga användas för att sl̊a ut gängst̊angen och s̊aledes även den utvändiga plattan. 5.4 Modellering i Google Sketchup 5.4.1 Halvt om halvt med vagnsbult Vagnsbultarna placerades initialt 300 mm fr̊an ovan- och undersidan med ett lodrätt CC- avst̊and p̊a 600 mm och ett v̊agrätt CC-avst̊and p̊a 200 mm. CC-avst̊andet 600 mm valdes för att undvika reglarna till installationsskiktet och s̊aledes möjliggöra demontering av elementet utan att demontering av reglarna behövs. 37 (a) 3D-modellering av halvt om halvt förband (b) Infräsning av mutter och bricka Figur 56: Översikt och detalj om halvt om halvt förband (Skärmdump fr̊an Google Sketchup, 2021) 5.4.2 Dubbellask med vagnsbult Vagmsbultarna placerades p̊a samma avst̊and som beskrivs i kap. 4.2.1 och urfräsning för muttrarna sker p̊a likadant sätt. Vid demontering av denna koppling lär installa- tionsreglarna behöva demonteras för att den inre lasken ska kunna lossas och tas in̊at i byggnaden. Möjliggörs åtkomst rakt ovanifr̊an kan bultarna p̊a den sidan i lasken som förankrar elementet lossas och tas ut vilket leder till att elementet kan lyftas rakt upp̊at utan åverkan p̊a intilligande element. Vid återmontering kan elementet lyftas in mellan laskarna och förbandet kan i det fallet liknas en spontad plankvägg. Detta förutsätter dock att det eventuella installationsskiktet inte är förankrat till elementet som tas bort. Figur 57: 3D-modellering av dubbellask med vagnsbult (Skärmdump fr̊an Google Sketchup, 2021) 5.4.3 Laxstjärt med vagnsbult De urfrästa sp̊aren för laxstjärtarna placerads liksom vagnsbultarna 300 mm fr̊an kanten av KL-elemntet och med ett inbördes CC-avst̊and p̊a 600 mm. Träplattorna överdimensionerades för att tydliggöra position och utformning av samtliga komponenter i kopplingen, i verk- 38 ligheten antas plattorna kunna dimensioneras till en mindre storlek med ett tätare CC- avst̊and. Den tydliga avsmalning som sker precis i skarven i centrum p̊a träplattan kom- mer troligtvis inte utformas p̊a samma sätt i verkligheten. Detta beror främst p̊a att denna del kommer ta upp krafter fr̊an träplattan och överföra dessa till KL-skivan och bör s̊aledes dimensioneras för att klara större krafter. Träplattorna kan best̊a av antigen KL-trä eller en h̊ardare typ av träslag. Vid synligt montage kan även plattorna framställas som ett dekorativt element med hjälp av färg- och materialval. (a) Montering av fjäril steg 1 (b) Montering av fjäril steg 2 Figur 58: Montageförlopp över fjärilskoppling (Skärmdump fr̊an Google Sketchup, 2021) (a) Steg 3 (b) Översikt fjärilar Figur 59: Slutmontage och översikt fjärilar (Skärmdump fr̊an Google Sketchup, 2021) 39 (a) Närbild över fjärilsl̊asning (b) Fjärilskoppling sedd snett fr̊an sidan Figur 60: Översikt över fjärilskopplingen (Skärmdump fr̊an Google Sketchup, 2021) 5.5 Modellering i plywood 5.5.1 Halvt om halvt med vagnsbult Vid uppbyggnad av prototypen observerades det att vid demontering av den vänstra väggdelen i Figur 61a (utsidan byggnaden antas upp̊at i bild) krävs demontering av intilliggande element för att frigöra elementet fr̊an konstruktionen om ett bjälklag antas ligga ovanp̊a väggen. Detta innebär att i värsta fall kan b̊ada intilliggande elementen behöva demonteras för att frigöra elementet i mitten. Alternativt kan vagnsbultarna ersättas med konventionella bultar eller gängstänger som kan dras ut ur kopplingen vilket till̊ater elementet att vridas enligt Figur 62b varav elementet kan lyftas ur byggnaden. Vid återmontering av elementet gäller samma process i omvänd ordning. Resterande vyer av kopplingen kan studeras i Figur 61b samt Figur 62a. (a) Koppling sedd fr̊an ovan (b) Demonterad halv om halv koppling Figur 61: Prototyp av halv om halv koppling (Eget foto, 2021) 40 (a) Montering av vagnsbult (b) Demontering av halvt om halvt koppling Figur 62: Prototyp av halv om halv koppling (Eget foto, 2021) 5.5.2 Dubbellask med vagnsbult Vid konstruktion av denna koppling framgick det att om väggen ska demonteras p̊a samma sätt som beskrivs i kap 5.3.1 kan väggen demonteras p̊a s̊a sätt att ingetdera av de intilliggande elementen behöver demonteras. När laskarna demonterats helt och h̊allet kan elementet tas ur antigen utifr̊an eller innefr̊an (upp̊at eller ned̊at i bild i fig 63b). Önskas elementet istället tas ut fr̊an sidan, förutsatt att inget element finns bredvid, kan vagnsbultarna med fördel ersättas med gängstänger eller konventionella bultar som kan dras ur konstruktionen och möjliggöra demontering i sidled utan att p̊averka det kvarvarande elementet. Olika vyer av kopplingen kan studeras i Figur 63a, Figur 64a samt Figur 64b. (a) Översikt monterad dubbellask (b) Monterad dubbellask-koppling sedd fr̊an ovan Figur 63: Prototyp av dubbellask-koppling (Eget foto, 2021) 41 (a) Koppling sedd fr̊an ovan (b) Delvis demonterad dubbellask-koppling Figur 64: Prototyp av dubbellaskkoppling (Eget foto, 2021) 5.5.3 Laxstjärt med vagnsbult Vid konstruerande av denna koppling framgick det tydligt att precisionen i fräsningen och kvaliteten p̊a virket är avgörande för att en hög slutfinish ska uppn̊as, n̊agot som ställer höga krav p̊a tillverkningsprocessen av dessa kopplingar om synligt montage önskas. D̊a majoriteten av KL-element bearbetas i en CNC-fräs anses inte detta vara n̊agot större hinder, men i det fallet att redan monterade element ska anpassas till denna typ av koppling ställs stora krav p̊a verktygen och metoden som används för att säkerhetställa en stark koppling. Prototypen visar även tydligt i Figur 65b samt Figur 67b hur lite trä som g̊ar förlorat och ersätts med metall i kopplingen. D̊a trä har bättre isoleringsegenskaper än metall bidrar detta till ett bättre isoleringsvärde i skarven jämfört med en skarv best̊ande av fler bultar. I Figur 66a demonstreras hur demontering av kopplingen ser ut när den ena träplattan har demonterats och den kvarvarande träplattan sl̊as eller trycks ut. Övriga vyer kan studeras i Figur 65a, Figur 66b samt Figur 67a. Liksom för kopplingen best̊ande av dubbellask möjliggör denna typ av koppling att väggen kan demonteras b̊ade ut̊at fr̊an och in̊at i byggnaden för att sedan lyftas bort utan större åverkan p̊a intilliggande element. Återmontering av elementet sker enkelt genom att ele- mentet ställs p̊a plats och kläms sedan p̊a plats med hjälp av träplattorna med hjälp av mutter och bricka. 42 (a) Monterade laxstjärtskopplingar (b) Genomskärning av laxstjärtskoppling Figur 65: Översikt laxstjärtskoppling (Eget foto, 2021) (a) Laxstjärtskoppling i demonteringsfas (b) Översikt över omonterade laxstjärtskopplingar Figur 66: Översikt laxstjärtskoppling (Eget foto, 2021) 43 (a) Närbild p̊a mutter och bricka (b) Genomskärning laxstjärtskoppling 2 Figur 67: Översikt laxstjärtskoppling (Eget foto, 2021) 44 6 Analys och diskussion Detta kapitels syfte är att analysera och diskutera resultatet av arbetet samt ta upp förslag p̊a fortsatta studier inom ämnet. Kapitlet har delats in i mindre delkaptile där varje del diskuterar de omr̊adena arbetet berör. 6.1 Utveckling av kopplingar Syftet med detta arbete var att undersöka om befintliga kopplingar kunde modifieras till att vara mer demonteringsvänliga. Vid uppsamling av information om de befintliga kopplingarna blev det tydligt att de tidiga byggmetoderna, som baserades p̊a förband som hölls ihop av egentyngd eller dymlingar av trä, var relativt lätta att demontera och återanvända jämfört med senare sammanfogningsmetoder. Fram till 1700-talet användes mest handsmidd spik innan klippspiken utvecklades och började implementeras i Sverige (Spik och spikning - Svenska Byggnadsv̊ardsföreningen, 2008) och s̊aledes var spik ett dyrt material som inte användes i onödan. Masstillverkningen av tr̊adspik tog fart i Sve- rige i mitten av 1800-talet vilket bidrog till att spik blev betydligt billigare att använda (Gunnebo Fastening, u. å.) och användningen av spik blev p̊a s̊a sätt mer och mer van- ligt p̊a byggarbetsplatser. P̊a grund av tr̊adspikens räfflade sidor som greppade träet i h̊allfasthetssyfte och släta huvud som hamnade jämns med träytan blev träelement sv̊arare att demontera utan att skada träet vid utdragning av spik och s̊aledes blev byggnaderna sv̊arare att demontera och återanvända jämfört med tidigare. Demonte- ring av spik lämnar även efter sig spikh̊al som kan anses fula och vid spikning i samma spikh̊al uppn̊as inte samma grad av h̊allfasthet som tidigare. Genom ökad användning och tillgängligheten av träskruv, introduktionen av av KL-trä i Sverige p̊a 1990-talet samt en ökad användning av prefabricerade träeelement har träbyggnader under 1990- och 2000-talet blivit mer lika de byggnader som byggdes för 200 år sedan med avseende p̊a demonterbarhet och återanvändningsmöjligheter. Framför allt har användningen av skruv och beslag som till exempelvis X-RAD bidragit d̊a de ger ett starkt förband som samtidigt är lätt att demontera. Samma typ av förband där skruvarna är ersatta av spik är betydligt sv̊arare att demontera och är därför mer tidskrävande. Anledning till att kopplingar mellan just KL-element valdes grundas i egen praktisk erfa- renhet. Under arbetets g̊ang gjordes ett platsbesök p̊a en arbetsplats där ett garage mon- terades med hjälp av öppna element som bestod av träpanel, vindduk och en provisorisk trästomme av 45x45 mm träreglar. Vid färdigställning av montaget av väggelementen upptäcktes ett misstag d̊a ett av elementen hade monterats upp och ned. De öppna ele- menten sammanfogades med hjälp av träskruv och trots att det felvända elementen var placerat mitt i en vägglängd, var elementet mycket lätt att demontera och vända rätt för hand. Kopplingen mellan dessa typer av element ans̊ags därför vara mycket optimerad med avseende p̊a demontering och montering och fokus lades därför primärt p̊a kopplingar mellan KL-element. Vid användningen av demonterbara väggar kan argument även ges för att väggelement inte ska vara alldeles för stora. Visserligen g̊ar byggnaden snabbare att resa och stora element bidrar till mindre transporter, men vid händelse av till exempelvis en vattenska- da eller att byggnaden ska anpassar utefter andra behov skapar de stora väggelementen ett hinder. Förslagsvis kan de omr̊aden som anses vara utsatta för en större fara till ex- empelvis väggar i nära anslutning till VVS-centraler, apparatsk̊ap eller väggar placerade 45 i utsatt läge utformas i mindre dimensioner för att undvika onödigt arbete vid demon- tering. Stora och l̊anga väggelement är ofta bärande i en konstruktion och är s̊aledes mycket opraktiska att demontera vid en eventuell reparation om byggnaden ska beh̊alla sin bärighet samtidigt. 6.2 Cirkulärt tänkande och användningen av trä Det cirkulära tankesättet är inget nytt i Sverige. Redan vid tillverkningen av timmerhus fanns implementerade metoder som tillät huset att demonteras för att sedan förflyttas i mindre bitar, ibland monterades även timmerhus ihop provisoriskt p̊a en tillfällig plats för att sedan sjunka ihop, ”sätta sig”, innan det demonterades igen för att sedan transporteras till dess slutgiltliga plats. Samma typ av problem med byggnadsdelar som sjunker ihop efter tid är ingenting byggbranschen upplever idag, men konceptet med att bygga upp en byggnad p̊a en annan plats för att sedan flytta den till sin slutgiltliga plats kvarst̊ar i form av fabriker som tillverkar prefab-element s̊asom KL-skivor eller slutna väggelement. Undersökningar visar även att byggandet av prefabricerade hus, framförallt villor, ökar stadigt i Sverige och jämförs traditionella lösvirkeshus med prefabricerade villor väger fördelen för de prefabricerade villorna i dess korta montagetid, ett vädertätt hus är mycket viktigt att erh̊alla tidigt i byggprocessen för att kunna värma upp och samtidigt torka ut huset med hjälp av värmefläktar. En stomme av lösvirke tar visserligen ingen direkt skada av att resas i regn, men innan väggarna isoleras och täcks med byggskivor måste regelstommen fukthalt mätas för att säkerhetställa att mögel inte uppst̊ar inuti väggen. En anledning till att timmerstommar och stommar av stolpverk tillverkades p̊a s̊a sätt att de var lätta att demontera kan grunda sig framställningen av materialet. Innan indust- rialiseringen kom, och underlättade tillverkningsprocessen av s̊a gott som alla material, var det mycket tidskrävande att tillverka exempelvis en stock till ett timmerhus d̊a det endast fanns handverktyg att tillg̊a. P̊a grund av detta ans̊ags materialet och r̊avaran mer värdefull och togs tillvara p̊a i stor utsträckning och återanvändes d̊a i större ut- sträckning. Men i och med industrialiseringens framfart blev material enklare att tillverka och ans̊ags s̊aledes mindre värdefull vilket bidrog till ökad avfallsgenerering och mindre återvunnet material. För att minska mängden genererat avfall fr̊an moderna demonter- bara träbyggnader kan vara att optimera elementen p̊a s̊a sätt att de best̊ar av mer solida material, istället för ett flertalet lager byggskivor som kan existera p̊a befintliga element idag. En preliminär lösning p̊a detta vid användning av KL-skivor är att öka tjockleken p̊a KL-skivorna och minska tjockleken p̊a isoleringslagret, eventuellt lämna KL-skivorna synliga i konstruktionen. Trä har goda isoleringsegenskapar och kan s̊aledes ersätta isolering utan att exempelvis väggblocket f̊ar ett sämre isoleringsvärde. Tack vare denna metod kan återanvändning eller återvinning av hela skivan nästintill garanteras d̊a övriga material förutom KL-skivan h̊alls till ett minimum. Att produktionen av trä som byggmaterial är miljövänligare än produktionen av betong eller st̊al r̊ader det inga tveksamheter om. Figur 3 i kapitel 2.3 visar tydligt att utförandet av ett bostadsomr̊ade med byggnader best̊aende av betongstommar släpper ut betydligt mer växthusgaser än likvärdiga byggnader med trästomme. Grafen visar dock endast utsläppen under produktionsfasen och inte under driftfasen av omr̊adet. Som byggnads- material har betong en högre värmelagringskapacitet än trä vilket leder till att trähus kräver mer underh̊allsvärme för att beh̊alla ett behagligt inneklimat vilket sannolikt leder till ett ökat koldioxidavtryck, s̊avida inte energin kommer fr̊an förenyelsebara energikällor. 46 Hurvida denna skillnad i energi̊atg̊ang st̊ar sig i proportion till byggnadens totala ener- gikrav under sin livscykel är inte fastställt, men att h̊alla ner utsläppet av koldioxid till s̊a l̊aga niv̊aer som möjligt genom hela livscykeln anses positivt. Under rivningen av byggna- den är platsgjuten betong dessutom sv̊ar att återvinna eftersom den inte är demonterbar i hela stycken och behöver s̊aledes bilas eller knackas bort. Betongmassorna kan rimligtvis återanvändas som fyllnadsmaterial, men avfallet kräver mycket efterarbete för att sortera betongen fr̊an den ingjutna armeringen. 6.3 Flexibla byggnader och dess primära användningsomr̊aden Al-Salehi R (2019) skriver i en artikel i Fastighetsnytt att den miljövänligaste och h̊allbara byggnaden sägs vara den som inte byggs alls. Att istället anpassa befintliga byggnader utefter de behov som existerar är inte bara bättre för miljön under kan även bevara gamla byggnader för att beh̊alla det antikvariska värdet i en stadsdel om byggnaden i fr̊aga innehar ett kulturhistoriskt värde. I exemplen med G̊arda fabriker och de gamla b̊atvarven p̊a Älvstranden i Göteborg visas det att återbruk av gamla fabrikslokaler inte bara undviker uppförande av nya byggnader, utan ger även en unik känsla i byggnaden förknippad med dess historia. Kanske skulle ett tillvägag̊angsätt för att bevara gamla byggnader vara att spara och bevara utsidan p̊a byggnaden och sedan resa en modern demonterbar trästomme invändigt? Detta skulle resultera i att en historisk byggnad kan fylla flera syften och verksamheter under sin livscykel utan att dess yttre skepnad ändrar sig avsevärt. Även enfamiljshus och parhus verkar gynnas av ett flexibelt byggande. Phillips m. fl. (2016) beskriver hur husbyggande måste implementera flexibla byggnader med modulära byggmetoder för att hantera växande familjer i Australien, men trots att mycket forskning har gjorts inom prefabricerade konstruktioner har mycket lite gjorts för att utforska dess h̊allbarhetsmöjligheter. Möjligheten till att bygga ut sin bostad i form av moduler verkar dock inte vara det som avskräcker fastighetsägare. Thormark (2008) beskriver att när marknaden för begagnade byggmaterial introducerades i Sverige p̊a 1990-talet möttes den av skepsis fr̊an byggsektorn. Motargumenten handlade om att det inte var ekono- miskt lönsamt med selektiv rivning och återanvändning av byggmaterial med tillhörande åtgärder ans̊ags vara en trend som skulle g̊a över. Marknaden finns dock kvar i Sverige ännu idag och best̊ar till majoritet av begagnade fönster, dörrar, takpannor m.m. Även gamla timmerstommar finns att köpa vilket vittnar om en att en efterfr̊agan p̊a gamla trästommar att återanvända existerar. Visserligen besitter en timmerstomme oftast ett kulturhistoriskt värde, men d̊a en timmerstomme är avsevärt lättare att demontera än en spikad regelstomme kanske en omställning till demonterbara moderna trästommar även gynna återbruket 50 till 100 år i framtiden. 6.4 Jämförelse modifierade och befintliga kopplingar Vid framtagning och utveckling av de modifierade kopplingarna hölls tv̊a huvudsaker i åtanke: lätt att demontera för att återbrukas men änd̊a ge ett starkt förband, samt h̊allbarhet över tid vilket leder till kopplingar som t̊al att demonteras g̊ang p̊a g̊ang och elementen kan återanvändas åtskilliga g̊anger utan att lokala reparationer eller renovering av elementen krävs. Användningen av träskruv rationaliserades tidigt bort d̊a upprepad montering och demontering av träskruv försvagar träet avsevärt. Vid användning av vagnsbult förborras istället ett h̊al och bulten kan monteras och demonteras ett stort 47 antal g̊anger utan att skada träet vilket gör det till en betydligt h̊allbarare sammanfog- ningsmetod sett över tid. Utformningen av halvt om halvt-kopplingen och kopplingen med dubbellask gör att dessa upplevs som tv̊a kopplingar som b̊ade är h̊allbara samt enkla att montera och demontera p̊a plats. Användningen av bult och mutter istället för skruv eller spik skonar träet av- sevärt eftersom de inte lämnar efter sig skruv- eller spikh̊al som skadar träet. N̊agot som däremot måste tas hänsyn till är hur urtaget av trä p̊averkar kopplingarnas h̊allfasthet, tas för mycket trä bort riskerar träet i förbandet att spricka d̊a förbandet belastas. Det- ta kan visserligen motverkas genom användningen av ett h̊ardare träslag som beskrivs i kap. 6.1.1 och 6.1.2, men för att spara p̊a tillverkningskostnader bör förbandet optimeras med avseende p̊a dess kapacitet. Som beskrivet i kap. 4.3.4 finns det åtskilliga kopplingar som nyttjar skruvar snarare än bultar, kanske kan dessa kopplingar ocks̊a anpassas för användningen av bult och mutter istället vilket gynnar återbrukbarheten och demonte- ringsmöjligheterna. Syftet med laxstjärts-kopplingen med vagnsbult är att vid montage behövs varken spik eller skruv för att erh̊alla en stark och beständig koppling som samtidigt kan demonteras med hjälp utav enkla medel. Utmaningen med att använda sig av laxstjärts-kopplingen anses initialt vara toleranserna som krävs för att minimera rörelser mellan KL-skivorna och samtidigt vara lätt att montera d̊a kopplingen bygger p̊a mycket sm̊a toleranser och friktion mellan elementen. I det fall att toleranserna är för stora och glipor skapas mellan KL-elementen kan glipan antigen drevas med isoleringsband eller kan isolering mellan KL- elementen förmonteras redan innan montage för att säkerhetställa en tät skarv. Eftersom trä är ett levande material m̊aste även rörelser över tid tas i beaktning vid användning av det här typen av kopplingar. Materialet runt kopplingen kan röra sig beroende p̊a om- givningens fukthalt och träets kryptal och s̊aledes klämma fast kopplingen vilket gör den sv̊ar eller omöjlig att demontera utan att använda förstörande metoder. Problemet med rörelse i träet anses inte lika stort när det gäller användning av X-FIX kopplingen d̊a dess syfte är ett permanent montage, men den typen av koppling minskar även möjligheterna till återbruk p̊a grund av sin permanenta l̊asning. För att vidareutveckla denna typ av koppling bör beräkningar utföras för att bestämma förbandets tvärkrafts- och moment- kapacitet samt hur stora möjligheterna till demontering är i fullskaliga modeller. En verklig dimensionering av träplattorna bör ocks̊a utföras d̊a de är överdimensionerade i 3d-modellen och prototypen för att illustrera formen och funktionen. Jämförs X-FIX och laxstjärts-kopplingen best̊ar X-FIX av betydligt mindre träplattor än de som ritades upp i Google Sketchup och det antas att laxstjärts-kopplingen kan ha liknande dimensioner. Användningen av specialbeslag s̊asom X-RAD och X-FIX verkar inte ha implemente- rats p̊a svenska marknaden ännu. Anledningen till detta kan antas vara okunskap om kopplingen, osäkerhet i form av beständighet vid brand och kostnad vid montage. Enligt Rothoblaas (2017) ska X-RAD bidra med b̊ade kortare montagetid och totalt en lägre arbetskostnad, men ingenstans redovisas den faktiska kostnaden av ett X-RAD beslag. 48 6.5 Fortsatt arbete För att fortsätta utvecklingen av demonterbara kopplingar kan vidare utvärdering av kopplingarna med avseende p̊a brandskydd, isoleringsförmåga och h̊allfasthetsegenskaper göras. Optimering av laxstjärtskoppling med avseende p̊a dess form bör ocks̊a göras för att säkerhetsställa att kopplingen har tillräcklig kapacitet. Nya kopplingar kan ocks̊a tas fram baserade p̊a existerande kopplingar, och fullskaliga prototyper kan konstrueras för att vidare utforska kopplingens byggbarhet och demonteringsmöjligheter. 49 7 Slutsats Utefter den information om kopplingar mellan KL-element och regelstommar, utecklandet av modifierade kopplingar samt den ökande cirkulära ekonomin inom byggsektorn kan följande slutsatser dras: 7.1 Nuvarande infästningsmetoder • KL-element sammanfogas vanligtvis med hjälp av träskruv och beslag. • Prefabricerade lösvirkeselement kan sammanfogas med hjälp av flera olika metoder som bygger p̊a olika principer. Vanligast är med hjälp av träskruv och spontanslut- ning. • Specialiserade lösningar för sammanfogning av KL-element finns p̊a marknaden, men har inte ersatt det konventionella skruvförbandet ännu. 7.2 Fördelar och nackdelar med nuvarande metoder • Skruvförband bidrar till ett enkelt montage av trä-element. Vid upprepad montering och demontering kan skruvarna skada träet vilket kan reducera förbandets kapacitet. • Förband som spikas ihop är sv̊ara att demontera p̊a grund av att förstörande me- toder erfodras för att dra ut spikarna. • Specialiserade lösningar bidrar ofta med ett enkelt montage- och demonteringsmo- ment, men dessa har inte etablerats tillräckligt p̊a den svenska marknaden hittills. 7.3 Modifiering av befintliga metoder • Stora förändringar i möjligheten till demontering av trä-element kan göras om infästningsdonen byts ut fr̊an spik eller skruv till bultar eller helgängade stänger. • Implementering av självl̊asande kopplingar bidrar till minskad användning av fästdon av metall och skonar p̊a s̊a sätt träet. 7.4 Byggnader som gynnas av cirkulär ekonomi • För att anpassa sig till förändrade samhällsuppbyggnader och familjeförh̊allanden bör framtidens bostäder byggas med modularitet och flexibilitet i åtanke. • Historiska byggnader kan återbrukas och inhysa flera olika verksamheter om dess interiör är enkel att bygga om med avseende p̊a de krav som ställs p̊a byggnaden. • Implementeringen av DfD och DfA är oumbärlig för att en byggnad ska kunna demonteras och återbrukas p̊a ett rationellt sätt. 50 Referenser 4.3.1 Träskruvar, skruvar och dymlingar - TräGuiden. (2017). Hämtad fr̊an https://www.traguiden.se/konstruktion/kl-trakonstruktioner/forband-och -anslutningsdetaljer/4 .3 -oversikt -av -forbandstyper/4 .3 .1 -traskruvar -skruvar-och-dymlingar/ 4.4.1 Förband i KL-träskivans plan - TräGuiden. (2017). Hämtad fr̊an https://www.traguiden.se/konstruktion/kl-trakonstruktioner/forband-och -anslutningsdetaljer/4.4-utforande-och-detaljlosningar/4.4.1-forband-i -kl-traskivans-plan/ 4.4.4 Infästningar väggskiva-väggskiva - TräGuiden. (2017). Hämtad fr̊an https :// www .traguiden .se / konstruktion / kl -trakonstruktioner / forband -och -anslutningsdetaljer / 4 .4 -utforande -och -detaljlosningar / 4 .4 .4 -infastningar-vaggskiva-vaggskiva/ 4.4.5 Infästningar väggskiva-bjälklagsplatta - TräGuiden. (2017). Hämtad fr̊an https :// www .traguiden .se / konstruktion / kl -trakonstruktioner / forband -och -anslutningsdetaljer / 4 .4 -utforande -och -detaljlosningar / 4 .4 .5 -infastningar-vaggskiva-bjalklagsplatta/ 4.4.6 Infästningar väggskiva-grund, väggskiva-takplatta - TräGuiden. (2017). Hämtad fr̊an https://www.traguiden.se/konstruktion/kl-trakonstruktioner/forband -o