Centrumavståndets betydelse för materialförbrukning : Dimensionering av mellanbjälklag i trä

Klimatförändringar är ett begrepp som de flesta förstår innebörden av. Jordens medeltemperatur har under de senaste åren ständigt ökat på grund av stora utsläpp av växthusgaser. Vi behöver ändra vårt sätt att leva för att kunna kontrollera detta. Från FN:s globala mål i ”Agenda 2030” finns mål om att halvera utsläppen. En ökad befolkningsmängd och bostadsbrist gör att byggsektorn står för 21% av de totala utsläppen. Att bygga i trä är en viktig del i omställningen mot ett mer hållbart samhälle och Sverige ligger i framkant. För att minska klimatpåverkan ytterligare, kanske kan vi optimera materialåtgången genom att frångå centrumavståndet på 600mm mellan träbjälkarna som är standard. Målet med arbetet är att, genom beräkningar framtagna centrumavstånd, redogöra för möjlig reducering av den volym trämaterial som krävs för att klara ställda krav gällande brott, funktionalitet och bekvämlighet. Detta utförs för bostäder med bjälkar av konstruktionsvirke och för samlingslokaler med bjälkar av limträ. Dimensioneringsberäkningar för bjälklaget utförs med krav, regler och formler enligt Eurokod 5. Samtliga utförs i Microsoft Excel som tillåter enkel justering av ingångsvärden och snabbt genererar nya resultat. En studie av statistiska mönster i en algoritm genomförs också för respektive kravställning för att visa på vilka kombinationer av värden på utvalda ingångsparametrar i förhållande till de ställda kraven som ger den största effekten på volymen trämaterial. Nyttjandegrad för moment- och tvärkraftskapacitet bedöms utifrån att 90% är det högsta tillåtna för att skapa en viss marginal, övriga kriterium bedöms enligt krav i Eurokod. Resultatet av algoritmen visar tydligt att utifrån de utvalda ingångsparametrarna är centrumavståndet den parametern som genererar de största effekterna på materialåtgången, antingen ensam eller i kombination med andra parametrar. Samma gäller för både bostäder och samlingslokaler. Genom att utgå ifrån ett antal utvalda lagerförda dimensioner på konstruktionsvirke och limträ, och beräkna längsta möjliga centrumavstånd kan materialåtgången bestämmas. Denna jämförs med den volym material som krävs vid standardavståndet på 600mm. Resultatet visar vidare att för bostäder med balkdimension 45x220 kan ett centrumavstånd på 696 mm tillåtas och genererar en reducering av material på 2,23 dm³/m², vilket motsvarar 13,8 %. För samlingslokaler mäter längsta centrumavståndet 636 mm, detta med balkdimensionen 66x315 i limträ, detta skulle medföra en reducering av material på 1,96 dm³/m² som motsvarar 5,66 %. Även spånskivan ovan bjälkarna kontrolleras för nedböjning på grund av ny spännvidd och godkänns enligt krav i båda fallen. Med en större tvärsnittsdimension kan längre centrumavstånd möjliggöras och därmed minskar också materialåtgången. Om centrumavståndet inte är styrande och tillåter variationer kan vi uppnå positiva effekter på materialanvändningen, men det krävs en särskild utredning för respektive projekt för att hitta en optimal kombination.