Densificeret Træ: En vej til biogent byggeri

Navn
Julia Heidi Katariina Ristola
Uddannelsesgrad
Kandidat
Fagfelt
Arkitektur
Institut
Arkitektur og Teknologi
Program
Arkitekturens teknologi
År
2025

Gennem eksperimentel opgradering af lavkvalitetstræ undersøger projektet potentialet for densificeret træ som et biogent og cirkulært alternativ til konventionelle højemissions- og højstyrkematerialer som stål. Projektet afsøger dette ved at undersøge den potentielle anvendelse af densificeret træ som erstatning for konventionelle samlingsløsninger i letvægtskonstruktioner med stor spændvidde.

 

 

 

 

Densification of wood into complex geometries
Densification of wood into complex geometries

Træ, som et biogent materiale, anerkendes i stigende grad for sit potentiale til at sænke bygningers CO2 aftryk, primært grundet træets evne til at optage og lagre atmosfærisk CO2 under vækst, men også potentialet for at indgå i cirkulære materialestrømme efter endt levetid. Mens den danske byggebranche i stigende grad orienterer sig mod bæredygtige løsninger, der fremmer cirkularitet og lokalt fremskaffede løsninger, forbliver en betydelig del af de indenlandske tilgængelige træressourcer, især lavkvalitetstræ, underudnyttet til højværdige strukturelle anvendelser. I nuværende praksis, bliver disse materialer ofte brugt til energiproduktion eller bearbejdet produkter af lavere værdi så som spånplader, på trods af eksisterende teknologier der kan opgradere deres egenskaber. 
Den centrale udfordring ligger i, at ubehandlet lavkvalitetstræ ofte ikke opfylder de krav der er til mekanisk ydeevne for strukturelle komponenter i byggeriet. Dette projekt adresserer dette hul ved at undersøge hvorvidt sådanne træressourcer kan omdannes til  strukturelle materialer ved hjælp af en eksisterende teknologi i kombination med designprincipper der udnytter styrke gennem geometri. 
 

Illustration af materiale nedgradering idag:
Illustration af materiale nedgradering idag:

Lavkvalitetstræ i dette projekt referer til træ der ikke bruges til konstruktive formål i context af byggeri, grundet dets mekaniske egenskaber eller geometriske udformning. F.eks. hurtigtvoksende lavdensitets træ, afskæringer, rundtræ og invasive træsorter.

Densificering referer til en to-trinnet process der ændrer de mekaniske egenskaber af træet ved at først delvist fjerne ligninen i træets struktur, hvilket gør træet mere porøst og fleksibelt, hvor det derefter bliver presset sammen under højt mekanisk tryk kombineret med varme. Under densificeringen, kollapser træets indre hulrum, og træet reduceres markant i tykkelse, ofte 70-80% , hvilket fører til en markant stigning i materialets densitet.
Denne tætte sammenpakning af fibre fører til dannelsen af et stort antal nye, stærke bindinger, hydrogenbindinger, mellem fibrene, hvilke er hovedårsagen til, at materialets styrke og stivhed forbedres betydelig.

Delignificerings processen, altså fjernesle af ligninen i træet, kan forgå på forskjellige måder. Den mest almindelige metode er ved en kemisk behandling, men det er også muligt at anvende mycelium og dets enzymer til at nedbryde ligninen. 

Corrugated wood
Corrugated wood
shear block in a gridshell construction
shear block in a gridshell construction

Det Kongelige Akademi understøtter FN’s verdensmål

Siden 2017 har Det Kongelige Akademi arbejdet med FN’s verdensmål. Det afspejler sig i forskning, undervisning og afgangsprojekter. Dette projekt har forholdt sig til følgende FN-mål