Tre inn i en ny tid

Fortidsminneforeningen

Samtidig med industrialiseringen på tidlig 1900-tall vokste jordens befolkning raskt. Fra 1,2 milliarder i 1850 antas det å nå 10 milliarder i 2050 – en tidobling på 200 år. I løpet av bare én generasjon, fra 1960 til 2023, har verdens befolkning økt med 5 milliarder. Et enormt behov for nye bygg har kommet som følge av denne befolkningseksplosjonen, og i urbane strøk verden over blir det bygget hovedsakelig i stål og betong.

Bygg- og anleggsbransjen står i dag for rundt førti prosent av klimagassutslippene i verden, sementproduksjonen alene står for ca. åtte prosent, og ferdig støpte, armerte betongelementer er årlig ansvarlige for ca. elleve prosent av verdens totale karbonutslipp.

Til sammenlikning så står hele den internasjonale flyindustrien for litt i overkant av to prosent.

Betong er i dag, etter vann, den mest brukte substansen på planeten.

Det anslås at en gang rundt 2040 vil verdens samlede produserte betong volum overstige den totale vekten av den samlede levende biomassen på jorden.¹ I en ren masseflyt-forstand kan menneskelig sivilisasjon i utgangspunktet ansees som en maskin for å produsere betong og grus.²

Skogens Avtrykk

Skog- og trebransjen har i løpet av de siste 20 årene utviklet et nytt biologisk basert byggesystem fra en enestående maskin som naturlig fanger og binder karbon; Treet i skogen. Under fotosyntesen; der treet fanger CO2 fra luften, bindes karbonet som sukker i trevirket samtidig som det produseres oksygen. Treprodukter binder karbon så lenge de er intakte, og de kan benyttes som energikilde etter endt levetid. Dette betyr at når vi bygger med tre, så starter vi ut med karbon allerede lagret i bygningsmassen. Et negativt karbonfotavtrykk. Bygningene blir et karbonlager.³

Navet

I Norge har vi mye skog og det er ikke tilfeldig. Da landet skulle bygges på nytt etter andre verdenskrig var utmarken snauhogd etter mange år med overforbruk og Den store skoggjenreisingen ble gjennomført. Skolebarn over hele landet plantet på 1950- og 60-tallet ut millioner av små gran- og furuplanter som en del av undervisningen. Nasjonen skulle bygges på fiske og skogbruk. Trodde vi.

I 1969 fant vi noe helt nytt og spennende ute på havet, og alles øyne ble rettet ut mot det som lå skjult på bunnen av Nordsjøen. Skogene ble glemt. Den landbaserte treindustrien forvitret og trærne fortsatte å vokse.

Dette har ført til at skog i dag utgjør 38 % av Norges areal, hvor rundt 70 % av denne kan regnes som produktiv skog. Eldre moden plantet skog dekker 40 % av våre produktive skogsområder. Skogene våre vokser fortsatt og vi tar i dag kun ut ca. en tredjedel av den årlige tilveksten. Her står en enorm regenerativ ressurs, en hogstmoden skogsplantasje, som venter på å bli tatt i bruk.

Det korte karbonkretsløpet

Tre regnes ikke som en endelig ressurs, i motsetning til sand⁴ som nå er i ferd med å bli en mangelvare verden over grunnet betongindustrien.⁵

Ei heller er trevirke et energiintenst produkt slik som sement, aluminium og stål, som trenger store mengder energi for å produseres. Samtidig oppstår det kjemiske reaksjoner når disse materialene produseres som fører til ytterligere utslipp.

Tre er et regenerativt naturprodukt som blir hogstmodent innenfor en manns- eller kvinnes alder og på denne måten også noe håndgripelig. En reproduksjon med en kort livs- og karbonsyklus vi faktisk kan klare å se for oss, som føles nær til vår egen tidspersepsjon.

Maskinens sovepute

Der modernismen i forrige århundre måtte løse utfordringene rundt hurtig by-, befolkningsvekst- og industrialisering, har vi i dette århundre i tillegg andre prekære utfordringer som også må løses; klimautslipp, tap av naturmangfold, plast- forurensnings- og avfallsproblematikk, ressursknapphet og folkehelse.

Modernismens mantra har vært at huset skal være en maskin. Naturen skal holdes på armlengdes avstand. Arkitekturen er sivilisasjonen og innenfor husets fire vegger skal alle utfordringer løses med hjelp av standardisering, effektivisering og tekniske systemer.

Byggene har blitt tettere og tettere for å spare energi; konstruert med energiintensive materialer som betong, stål, aluminium, mineralull, plast, gips, silikon og byggskum. Strengere tetthetskrav har ført med seg et behov for mekanisering av inneklima. Tørr statisk luft, iblandet en emisjonscocktail av giftstoffer fra dunstende kunstmaterialer med kort levetid, og som kun kan imitere soliditet.

Med dette har vi designet en tett og lukket mekanisme, et trimmet og standardisert syntetisk byggesystem, som krever maskinelle systemer for å fungere. Samtidig har astma og allergi hos barn har økt kraftig siden vi begynte å isolere byggene våre med plast.⁶

Hjemkomsten

I 1904, etter bybrannen i Ålesund, ble det innført forbud mot å bygge med tre i Norske storbyer. Som følge av byggeforbudet gikk årtusener av tre-kunnskap tapt i løpet av kun et århundre. Heving av byggeforbudet i 1997 ført til en eksplosjon av nye og moderne trekonstruksjoner. Tre og tremasse er lette og rimelig produkter å fremstille. Produksjonen er energigjerrig og treet binder vesentlig mer karbon enn det som slippes ut under videreforedling til byggematerialer.

Den nye vinen

Massivtre ble oppfunnet i 1994 av Gerhard Schickhofer på universitetet i Graz, Østerrike. I løpet av kort tid er det utviklet standardiserte løsninger som nå gjør at vi kan bygge konkurransedyktige trekonstruksjoner innenfor alle bygningstypologier.

Massivtre og limtre er store karbonbindende byggeklosser. Produksjonen baserer seg på avansert 3d-modellering og robotiserte produksjonsprosesser.

Denne kombinasjonen gir oss mulighet til å skreddersy enkeltbygg med en ny type prefabrikasjon som reduserer produksjonssvinn, får kontroll på logistikk og økonomi, reduserer arbeidskraftkostnader og øker effektiviteten.

Automatisering i produksjonsleddet legger til rette for industriell produksjon og standardisering av byggeteknikker. De lette treelementene kan flatpakkes og er dermed transporteffektive.

Prefabrikkerte trebygg monteres opp på rekordtid. Det er ikke uvanlig å estimere halvert montasjetid på massivtre/ limtre byggesystem opp mot betong/stål hulldekkesystemer. Utfordringer som brann, fukt og akustikk er løst gjennom parametrisk modellering, analyseverktøy og foregangsprosjekter. Byggesystemet er nå utprøvd over tid.

Vi har utviklet et varig og diffusjonsåpent trebasert byggesystem hvor nye elementvariasjoner stadig dukker opp. Byggesystemet kan adapteres av de fleste land og kulturer og har ført til at det nå planlegges og bygges skyskrapere i tre, plyscrapers, på alle kontinenter.⁷

Den grønne (r)evolusjonen

Massivtre og limtre er kun første linje av nye biobaserte byggesystemer som har nådd markedet. Et hav av trebaserte modulbygg- og prefab systemer er på vei, spennende produkter kommer på løpende bånd.

Et eksempel er bruken av lignin – flytende tre eller treolje; bindemiddelet i planter og trær. Lignin er et av de organiske stoffene som forekommer i størst mengde i naturen og som kan utvikles til å bli et giftfritt alternativ til plast.

Blandet med tremasse kan lignin formes til nesten hva som helst, og vil være et erstatningsprodukt for olje og oljebaserte plastprodukter. Ledende eksperter spår disse produktene til å kunne kommersialiseres i løpet av 3–5 år.

Ved hjelp av parametriske designverktøy, kunstig intelligens og helautomatisert industri kan vi sannsynligvis etter hvert også kopiere og etterligne naturen sin materialeffektivitet med det som kalles biomimikk. Med det kommer arkitekturen til å endres til det ugjenkjennelige.

Opplevelsen av nærhet

Det som ligger igjen etter fremstillingsprosessen, avfallsproduktet som kalles GROT⁸ og andre sekundærråstoff, kan benyttes som trefiberisolasjon.

Trefiberisolasjon fungerer på bygningskroppen slik en ullgenser virker på menneskekroppen, og det er nettopp her at nøkkelen til denne nye byggeskikken vi ser springe frem ligger.

Mulighetsrommet ligger i bruken av biologiske og pustende materialer, hvor porøsitet, diffusjonsåpenhet, hygroskopiske og hygotermiske egenskaper forbedrer vår livskvalitet.

Trematerialets potensiale kan utnyttes til å skape en arkitektur som spiller på alle våre sanselige opplevelser. Et intelligent passivt system som tar i bruk biologi og klima for å spare energi og samtidig skape et godt inneklima og gode, sunne rom.

Naturens intelligens

Tre er et lavemitterende og smart materiale fra naturens side som fører med seg en rekke positive fordeler når det brukes i bygg. Eksponert tre i interiøret bidrar gjennom sine hygroskopiske¹⁰ egenskaper til å forbedre inneklima og muliggjør konstruksjoner som «puster» og transporterer vekk overskuddsfukt. Dette minimerer behovet for mekaniske installasjoner og muliggjør naturlig ventilasjon i bygg.

Trematerialets porøse overflate kan også brukes som passive varme- og kjølebatteri for temperaturlagring. Når vi jobber med trebygg ser vi ofte fenomenet av en strålevarme, som aktiviseres når bygget er i bruk, kalt hygrotermisk masse, eller opplevd varme.

Effekten er vanskelig å kalkulere i et energiregnskap, men resultatet er positiv lesning på strømregningen, Vi ser ofte at man kan skru ned 2-3 grader på temperaturmåleren i trebygg vinterstid, og med tilsvarende kjølende effekt på sommeren.

De fysiologiske effektene

Gjennom utviklingen av det forrige århundrets arkitektur har vi sakte, men sikkert fjernet oss fra vår tradisjonelle bygningskultur og samtidig fra kroppens evolusjonsbiologiske tilpasning til et naturlige miljø. Dette i så stor grad at vi på kort tid har fått et misforhold mellom vår biologi og det miljøet vi lever i.

Japanerne utførte på 1980- og 90-tallet en omfattende studie på det de kalte shinrin-yoku, skogsbading, og som viste klare fordeler med å omgi seg med og puste inn skogsluft, spesielt partikler fra bartrær, fytoncider.10 Immunforsvaret ble styrket og sansene skjerpet. I tillegg kunne de måle redusert blodtrykk, lavere stressnivå, bedre søvn og en økt følelse av lykke.

På 1990-tallet forsket Dr. Tove Fjell på innemiljø ved NMBU, og fant at grønne planter forbedrer både det psykiske og fysiske arbeidsmiljøet. Resultatene viste 23 % lavere nivå av plager med planter til stede. Hun kunne dokumentere en signifikant nedgang for neuropsykologiske og slimhinnerelaterte plager, ensbetydende med færre problemer med hodepine og luftveisinfeksjoner.¹¹

Dagens forskning på bruk av trematerialer i innemiljøet viser mye av de samme resultatene.

Trematerialer i interiøret bidrar til å redusere vagusnevral aktivering og reduserte fysiologiske stressresponser som hjerterate og puls. Dette betyr at når vi omgir oss med natur og naturbaserte materialer føler vi oss tryggere, vi blir roligere og mindre syke.¹²

Studier fra sykehus viser og at pasienter som ligger i rom med utsikt mot natur eller tre i interiøret får raskere postoperativ restitusjon.13 Studier fra kontorbygg viser økt produktivitet og mindre sykefravær 14 og studier fra skoler viser igjen en lavere hjertefrekvens, som betyr lavere stress, i klasserom bygget av tre.¹⁵

En gjennomsnitts nordboer lever rundt 90 % av livet innendørs.¹⁶ Omgivelsene påvirker helsen vår både fysisk og psykisk, og det er mye som peker mot at vi kan leve et sunnere og mindre stressfullt liv om vi tar naturen innover oss, istedenfor å stenge den ute. 

Den nye tiden

Europa skal, ifølge «The European Green Deal» også kalt EU’s Taxonomi, innen 2050 bli det første klimanøytrale kontinentet ved hjelp av kunstig intelligens og biogene byggematerialer. Her i Norge sier vår egen klimalov at vi skal redusere klimagassutslippene med 90–95 prosent fra 1990 nivå, i løpet av de neste 25 årene. Dette er krevende mål, med populasjonsvekst, en voksende middelklasse og en trend som sier at rundt 70 prosent av verdens befolkning kommer til å leve i urbane områder innen 2050.

Dualiteten

Skog og tre er en evigvarende ressurs som kan være med på å løse disse utfordringene, om vi driver skogene våre fornuftig. Skogen binder årlig om lag halvparten av Norges CO₂-utslipp, og skog i vekst binder mer karbon enn gammel skog. Ved å tenke langsiktig og bærekraftig, kan vi aktivt bruke plantasjeskogene våre som karbonfangere, og byggene og byene våre som karbonlager. Med dette kan vi få kontroll på deler av de store klimagassutslippene som vi sliter med i bygningsindustrien.

Samtidig har behovet for å bevare naturmangfold har aldri vært viktigere. Det er i de gamle naturskogene at naturmangfoldet er størst, med leveområder for tusenvis av planter og dyr som hører hjemme i norske skoger. Urskogene er i ferd med å forsvinne på grunn av uvettig industrielt skogbruk, og vi må drive skogene våre forsvarlig. Det er fortsatt et godt stykke å gå for å gi skogen det vernet som den fortjener.

Treindustrien har i de siste tiårene gjort store fremskritt når det gjelder bærekraft. Sertifiseringssystemer, ansvarlig skogsdrift, økt fokus på gjenplanting og skogbevaring har bidratt til å til å minimere miljøpåvirkningen betraktelig. Videre fokus nå må være alternativer til flatehogstbeplantning, utvikling av nye hogstmetoder og større utnyttelse av råvarene. Selektiv hogst med hjelp fra droner og kunstig intelligens er et fremtidsscenario som ikke er veldig langt unna å realiseres. 

Det sykliske aspektet

Byggavfall er et av Norges aller største forurensningsproblem og utgjør 25 % av alt avfall i Norge. Vi river og vi bygger nytt, med jomfruelige materialer og med knappere sog knappere ressurser. I et naturlig økosystem så eksisterer det ikke avfall, alt har et bruks- og et gjenbruksområde. Denne grunntanken må tilbake inn i samfunnet.

Store mengder treavfall behandles årlig av avfallsaktører – 95 % går til forbrenning. I Norge så energigjenvinner, dvs. brenner, vi avfallstømmer tilsvarende 250 000 eneboliger, årlig.

Treprodukter har vist seg å være ideelle for demonterbarhet og ombruk på grunn av materialets letthet og formbarhet. Selv om det meste som bygges i tre i dag fortsatt følger en lineær økonomi, så ser vi allerede de første skrittene mot trebaserte konstruksjonselementer som er spesifikt utviklet for ombruk, parallelt med utviklingen av kommersielle bygningselementer konstruert fra ombruksmaterialer i tre. Dette er spennende steg mot fremtidens byggeklosser som skal følge sirkulære kretsløp.

Et holistisk grep

Global befolkningsvekst, hyperurbanisering og en forventning om økt levestandard utfordrer oss til å tenke annerledes. I en tid preget av klimaendringer og ressursknapphet, blir den nye prefabrikkerte trearkitekturen et miljøriktig valg. Vår tids arkitektur gjennomgår nå en grunnleggende transformasjon. Arkitektur handler ikke lenger bare om å formgi materialer, men også om å forstå deres kvaliteter og iboende egenskaper. Material- og formgivningskunnskap opparbeidet gjennom generasjoner har i kombinasjon med ny viten og digitale verktøy ført til utviklingen av en byggeskikk i tre som oppfyller moderne krav og behov. En ny generasjon av arkitekter, ingeniører, entreprenører og utbyggere søker inspirasjon gjennom utforskning av biologiske og sirkulære materialer. En helhetlig arkitektur som finner tilbake til naturens rytme, og følge denne. Vi tror at dette kan være veien videre for en ny arkitektur for det nye århundret. Full sirkel. Fra vugge til vugge. Vi går gode tider imøte.¹⁷