IDÉKATALOG - designstrategier med halm i arkitekturen

IDÉKATALOG designstrategier

med halm i arkitekturen

Et forsknings- og innovationsforløb Det Kongelige Akademi

Arkitektur, Design, Konservering 2022

designstrategier med halm og strå i arkitekturen

Et forsknings- og innovationsforløb Det Kongelige Akademi Arkitektur, Design, Konservering 2022

Det Kongelige Akademi / CINARK- Center for Industriel Arkitektur

PUBLIKATIONEN ER UDGIVET AF:

CINARK - Center for Industriel Arkitektur, Institut for Bygningskunst og Teknologi, Det Kongelige Akademi, Arkitektur.

www.kglakademi.dk/cinark-center-industriel-arkitektur

Programansvarlig for Bosætning, Økologi & Tektonik:

Anne Beim

Forsknings- og innovationsforløb efteråret 2022: Pelle Munch-Petersen

REDAKTION

Anne Beim

Lykke Arnfred

Magda Kasprzak

BIDRAGSYDERE

Kandidatprogrammet BØT / Det Kongelige Akademi.

Vejledere: Anne Beim, Simon Hald Hansen, Lin Kappel, Uffe Leth, Nathan Romero Muelas, Pelle Munch-Petersen, Søren Nielsen, Thomas Nørgaard og Nee Rentz-Petersen.

Arkitektstuderende: Marte Jensen Birkeland, Lui Bjørnskov Fischer, Frederik Janus Friis, Thea Ringmann Madsen, Lauritz Wagn Møller, Ulrika Clara Beatrice Nilsson, Selma Sandbu, Ferdinand Brønlund Aagenæs, Olai Aarseth, Stinus Bertelsen, Line Flaskjær, Bjørn Balder Graah, Pernille Hammer, Mathilde Egeberg Hvidtfeldt, Sofie Hybholdt, Christel Astrup Madsen, Anton Rasmus Mailänder, Sheila Koyo Møller, Majse Marie Nørhald, Sivert Støren, Can Koray Taskin, Magda Kasprzak, Emma Buus Larsen, Simone Greve Larsen, Joachim Jellesmark Malchow-Møller, Ida Møller Rasmussen, Laura Figens Skjønberg, Gabriel Solheim, Janne Vinther Klausen.

PRODUKTION

Produktionsstyring: Britt Gundersen

Produktion: Production Facilities

© CINARK 2022

ISBN: 978-87-7830-889-4

Fra udstillingen ‘Halm i Arkitekturen’, resultater fra Forsknings- og Innovationsforløb, 2022. Det Kongelige Akademi.

OM IDÉKATALOGET: INTRODUKTION TIL BØT’S FORSKNINGS- & INNOVATIONSFORLØB 2023

Anne Beim

Introduktion til Forsknings- og Innovationsforløb 2022, med fokus på udvikling af designstrategier ved brug af halm i byggeriet. Under årstemaet:

“Almennytte – i økologiens tjeneste”, viser undersøgelserne en række eksempler på en bredere og mere radikal anvendelse af halm, hvor både materialets fysiske og kemiske egenskaber er kommet under lup – såvel som flere byggeprincipper er testet i fuld skala til opførelse af fx flygtningeboliger.

Denne publikation viser, et lille udsnit af et større projektmateriale udarbejdet som led i Forsknings- og Innovationsforløbet / 2022 ved BØT. I dette semesterforløb har 28 kandidatstuderende, fordelt på 10 projekter, undersøgt hvordan halm, i enkel forarbejdet form, som halmballer eller i løs vægt, kan gentænkes ift. udvikling af nye typer produkter, byggetekniske løsninger eller konstruktioner.

Inden for rammen af årstemaet; Almennytte - i økologiens tjeneste, har studierne berørt spørgsmål som:

”Hvordan vi kan skabe arkitektur med tanke på det kollektives bedste, hvor det at bygge, udgår fra en økologisk tænkning, der tager hensyn til klimapåvirkning og natur i tilvejebringelsen af materialer?”

Projekterne breder således et større arkitektonisk felt ud, i relation til hvordan vi kan bygge ud fra bæredygtige principper, hvor overvejelser om materialer og byggeteknik ikke ’kun’ betragtes som et rent teknisk anliggende. Derfor har historisk viden, byggekultur, fremstillingsmetoder og udvikling af værktøjer, såvel som overvejelser om relevante sociale – politiske- og økonomiske forhold, også indgået som centrale emner i de faglige diskussioner og studier, der ligger til grund for de færdige resultater.

En kendt byggeskik med fornybare ressourcer. Historisk set, har halm ikke været anvendt til byggeri, som et primært materiale, før en mere udbredt mekanisering af landbruget tog fart i midten af 1800-tallet. Med udvikling af landbrugsmaskiner, som Selvbinderen (ca. 1870’erne i USA) og senere Mejetærskeren (Ca. 1939 i DK) , blev den faste, rektangulære halmballe født og den lette homogene materialeblok, kunne nu bruges til mere end strøelse eller foder. De første eksempler på større bygninger som skoler og kirker der er bygget af halmballer, som det primære byggemateriale, findes i området; Sandhills i Nebraska, USA. Disse tidlige halmbygninger havde for det meste pudsede overflader både ude og inde og viser tydeligt at de tilstræbte et arkitektonisk udtryk, svarende til huse bygget af konventionelle materialer som sten eller træ.

At bygge med halmballer har senere bredt sig til Europa og de første eksempler ses i begyndelsen af 1900-tallet, hvor der i Frankrig har udviklet sig en byggetradition. Her er et af de første eksempler Maison Feuillette (1921), der var tænkt som et samlet byggesystem til en 2-etagers bolig. Halmen indgår primært her, som isoleringsmateriale der udfylder bærende konstruktioner af træ.

Der er mange klima- og miljømæssige fordele ved at bruge halm til byggeri. Halm er i dag et overskudsmateriale fra landbruget, til trods for at der også anvendes store mængder til afbrænding i kraftvarmeværker. Til sammenligning med konventionelle materialer som beton, tegl og glas, har halm en betydelig lavere udledning af drivhusgasser, idet det optager CO2 fra atmosfæren i vækstfasen og kræver begrænset forarbejdning ift. dets videre anvendelse. Desuden er de fleste kornaf-

grøder hurtigt voksende planter, så kan der skabes store mængder biomasse på kort tid, som kan skåne fx udnyttelsen af træ. Alt i alt – ved at bygge med halm, bliver byggeriets indlejrede energi reduceret, ligesom CO2 er lagret i konstruktionen, indtil halmen igen kan vende tilbage til naturens cykliske processer.

At bygge med lette biogene materialer, som halm og strå kræver derfor både dyb indsigt i materialets historiske anvendelse og byggeteknikker, såvel som nytænkning i forhold til en ressourceansvarlig byggekultur der er langtidsholdbar.

Et koncentreret forsknings- og innovationsforløb Som en del af 3. semester på kandidatprogrammet Bosætning, Økologi & Tektonik, har vi gennem de sidste otte år udviklet et særligt studieforløb kaldet, ”Forsknings- og Innovationsforløbet”. Forløbet er kun af 2 ½ måneds varighed og afsluttes med eksamen. Her er det ambitionen at knytte praksis, undervisning og forskning sammen på nye måder.

Formålet er at øve de studerende i:

• en eksperimenterende og undersøgende praksis

• at udpege problemstillinger i samarbejde med eksterne virksomheder

• at formulere selvstændige opgaver (def. en fri opgave inden for en afgrænset rammesætning)

• at arbejde sammen i mindre hold med systematisk research og fysiske prototyper

• at udvikle selvstændige metoder og dokumentere processer og resultater

• at skabe noget der udfordrer status quo – der skubber til konventionel tænkning i byggeriet

Det tilstræbes at de studerende arbejder tæt sammen med forskellige fagpersoner eller virksomheder i byggebranchen og med afsæt i aktuelle problemstillinger, udvikler konkrete designstrategier gennem dybe materialestudier, tektoniske 1:1 eksperimenter og forslag til nye arkitektoniske løsninger.

Idékatalogets indhold og opbygning

De forskellige projekter fra dette års forløb viser tydeligt at arkitektur sagtens kan tage udgangspunkt i et materiale. Materialer udpeger deres tilhørende håndværk og kræver særlige måder at blive forarbejdet eller bygget på. Projekterne spænder således fra materialets (halmballen) tilgængelighed og enkle, intuitive anvendelse, hvor andre fx dykker dybt ned i halmens kemiske bestanddele og udvikler nye kompositte materialer. Desuden undersøger flere projekter hvordan halm kan anvendes bygningskonstruktioner i sammenhæng med andre materialer, for på den måde, bedre at leve op til moderne krav til brand, fugt, akustik m.m.

Idékataloget følger en enkel struktur. Det er delt op i to hovedafsnit: Denne første del, som beskriver rammerne for semesterforløbet og de udfordringer og potentialer der knytter sig til anvendelse af halm og strå i nutidigt og fremtidens byggeri. Den anden, meget vigtige, del præsenterer de mange forskellige undersøgelser og resultater, som er udviklet i forskning- og innovationsforløbet - illustreret gennem tegninger, billeder fra forsøg og forklarende tekster udarbejdet af de studerende.

HALM I ARKITEKTUREN....

Pelle Munch-Petersen

En arkitektur i krise

Hvordan kan halm indgå i arkitektur? Kan arkitektur tage afsæt i ét materiale alene? Og kan halm indgå i et moderne industrialiseret byggeri? Disse spørgsmål skal stilles igen og igen indtil vi finder nye farbare veje for arkitekturen. Ikke bare med halm, men med alle hurtigt fornybare materialer, for det er arkitekturens fordring at finde nye veje til at løse verdens store problemer - især når det byggede miljø selv repræsenterer en væsentlig del af problemet?

Arkitekturen har historisk været noget ’vi gjorde’ for at afhjælpe kulturelle, praktiske og åndelige problemstillinger. Blandt arkitekter ser vi hvordan der vakles og tøves, da arkitekten ikke mere kun løser problemer, men nu er dem der forsager det. I lyset af klimakrisen må vi indse, at vi som arkitekter ikke er gode nok til at forstå hvordan vores ideer leder til overforbrug og miljøpåvirkninger og hvilke konsekvenser det har at pege blindt på byggeriet uvægerlige materialitet. Alt tyder på at klimakrisen kun kan takles ved at bevæge om mod et nyt materialesyn (natursyn) og det sker kun først når vi forstår hvordan enhver arkitektur er en resursegørelse af naturen.

Materialets – halms arkitektur

Når man starter med materialet hvad sker der så?

Traditionelle modernister ville mene, at plantegningen og det programmatiske er arkitekturens udgangspunkt.

At arkitekturen løses ved at stille skarpt på hvordan menneskeligheden kan og skal organisere sig. Materialer og teknologi er dermed reduceret til medier for arkitekturens realisering og har dermed ikke i sig selv nogen magt.

Hvis dette skal ændres, må vi starte i det små med hænderne på materialet hvor håndværket er en nødvendighed. Det må være ud fra ideen om, at store problemer må afsøges bid for bid og fordi et holistisk greb kun kan findes hvis vi forstår enkeltdelene. Vi gør det også fordi vi kan se at materialet kun kan håndteres abstrakt (i arkitekturen) når man rigtigt forstår hvad man har med at gøre. Materialet er ikke et lag i en rendering eller en streg på papiret. Materialet kommer et sted fra, det har allerede gjort noget ved verden, når vi har det i hænde og det bør sætte regler for, hvordan arkitekturen kan tænkes. Materialeviden kan dermed være den mediator vi mangler mellem os og forbruget af materialer – en mægler mellem arkitekturen som potentiale og problem.

Halm som CO2-lager

Der er mange forhold man kan se på når man skal vurdere materialeforbrugets bæredygtighed. I forhold til bæredygtighed fokuseres ofte på to forhold: miljøpåvirkning og resursemangel. Miljøpåvirkning kan opgøres som Global Warming Potential [GWP], med enheden kg. CO2-ækvivalenter. Det er selvfølgelig en simplificering da byggematerialers miljøpåvirkninger er mange og spænder fra påvirkninger af biodiversitet, vækstområder, grundvand, forsuring af verdenshavene og mange flere. Men GWP er et godt sted at starte da mange påvirkninger også er udslagsgivende for CO2udledningen. Altså en høj CO2-udledninger betyder som oftest også at materialet har mange påvirkninger. En lav CO2 betyder for det meste færre miljøpåvirkninger. Det er ikke en regel uden undtagelser men den er konsekvent nok til at den udgør et

passende sted at starte diskussionen.

Halmens CO2-udledning er interessant. Da det er et biogent materiale og et restprodukt fra landbrugsindustrien har det haft sit liv på marken, hvor det via fotosyntese har omsat luftens CO2 til fast form. Når vi har den i hånden, har den dermed en negativ CO2 belastning – altså den har ’suget’ mere CO2 ud af atmosfæren end den har udled.

Halmen er strået fra diverse afgrøder, som i mange tilfælde efterlades på marken, hvor det nedbrydes og kulstoffet frigives igen som CO2. I andre tilfælde opsamles det og bruges i landbruget eller brændes i kraftvarmeværk. Ved at opsamle og bruge halmen i byggeriet forsinkes nedbrydning og kulstoffet lagres i byggeriet i stedet. Byggeri, som tager dette potentiale i anvendelse, kan derfor forsinke hoveddelen af udledningen fra materialet og dermed give tid til at udvikle bedre løsningen end afbrænding af biogent materiale ved endt liv i byggeriet.

Halm - en fornybar resurse

Der er noget, der tyder på at vi skal gro os ud af klimakrisen. Det er ikke kun miljøpåvirkningerne af vores materialeforbrug og produktion, som er problematiske. Det er også det faktum at mange materialer og råstoffer er ved af være knappe. Stigende globalt forbrug sætter verdens resurser under pres. Forskellige tilgange kan anvendes for at imødekomme denne udfordring.

Cirkulær økonomi, genbrug og genanvendelse er nogle tilgange som forsøger at imødekomme dette problem men også her udgør halmen interessante muligheder. For det første er halmen lokalt fremstillet og er et restprodukt, som ikke finder anvendelse i byggeriet i

bred forstand i dag. Danmark kan nemt indfri byggeriets behov for f.eks. isoleringsmaterialer med blot 10% udnyttelse af den halm som i dag efterlades på marken. Halmen er en resurse, som følger landbruget høstcyklus og dermed komme ny halm til årligt (og byggeriet efterspørger det eller ej).

Halmen og industrien

I dette projekt nogle passionerede specialister fra industrien fortalt os om deres erfaringer med halm og byggeri. Magnus Reffs Kramhøft fra Henning Larsen holdt oplæg om hans arbejde med halmelementer i arkitekturens praksis. Kristoffer Koefoed-Hansen fra OSarkitekter har studeret halms potentiale i arkitekturen som led i sit kandidatstudie og han forelæste indledningsvis om halmens teori og tektoniske potentialer. Lars Keller fra EcoCocon (halmelementproducent) var meget behjælpelig med rundtur på Friland, hvor der står flere halmhuse og delte ud af sin ekspertise i forhold til at bygge med halm på industrielt niveau. Midt i forløbet besøgte vi Simon Sköld og

Kasper Hvidaa Prochownik ved Dansk Brand- og Sikringsteknisk Institut – hvor vi fik en rundtur og hørte om udfordringerne ved organiske materialer i byggeriet ift. brand. De sad også med som opponenter ved mellemkritik på arkitektskolen. Klædt på af disse dygtige mennesker, har vores kandidatstuderende undersøgt hvordan halm kan gøre sig gældende i arkitekturen.

God læselyst.

Fra udstillingen ‘Halm i Arkitekturen’, resultater fra Forsknings- og Innovationsforløb, 2022. Det Kongelige Akademi.

HALMBALLEN SOM BYGGEKLODS

SYNING

HALMBALLEN SOM BYGGEKLODS

HÆFTEKLAMME

Projektet tager udgangspunkt i en undersøgelse af halmballen som bygningskomponent.

Vi har især været optaget af halmballen som bærende konstruktivt element, i stedet for den mere gængse brug af halm som isoleringsmateriale. Et vigtigt element var, at vi selv skulle kunne håndtere og bygge med halmballerne, for på den måde at gøre byggemetoden tilgængelig og håndterbar for de fleste. Dette fokus på bygbarhed, samt fleksibilitet i byggesystemtet, skyldtes bl.a. at vi så et potentiale i muligheden for, at opføre midlertidige boliger i en potentiel krisesituation som pt. ses i Ukraine.

Der findes eksempler på brug af halmballer som bærende konstruktion. Her tages der ofte udgangspunkt i halmballer i større dimensioner, som f.eks. ‘bigballen’, der vejer mellem 500-600 kg. Fordelen ved at bruge bigballer, er at deres vægt og densitet medvirker til at stå for det tryk der skal til for at de kan fungere som bærende elementer. For at gøre byggeprocessen så håndterbar som mulig, har vi arbejdet

HÆFTEKLAMME

med miniballen som har en vægt på 10-12 kg. Den væsentligt lavere vægt, gør at vi ikke opnår samme densitet som ved brug af en bigballe, og derfor var der behov for en form for spændesystem, der kunne skabe det fornødne tryk. Vi har i vores undersøgelser primært fokuseret på konstruktionsprincipper for en bærende vægkonstruktion. På den baggrund har vi udviklet forskellige principper for at opnå størst mulig stabilitet og de er blevet testet løbende i 1:1.

Principperne inkluderer forskellige forbandt, samt hæftemetoder og spændeteknikker. Som led i vores tests, er de afprøvet vi forskellige kombinationer og vi har noteret resultaterne undervejs. Det mest stabile byggesystem opnåede vi med test 06.

Det indledende arbejde med halmballen som bærende bygningskomponent, har dannet baggrund for det videre arbejde i mindre grupper. Her blev der arbejdet videre med åbninger i facaden, halmballen som trykfast element i en gulvkonstruktion, samt viderebearbejdning af en potentiel flygtningebolig.

BJØRN BALDER BERGKVIST GRAAH, FERDINAND AAGENÆS, LINE MOLTKE FLASKJÆR, MATHILDE EGEBERG HVIDTFELDT, OLAI AARSETH, SIVERT FROST OG THEA RINGMANN MADSEN

halmvæg med undersøgte konstruktionsmuligheder

Byggeproces og eksempel på anvendte værktøjer til hæftning af halmballer.

KONSTRUKTIONSPRINCIPPER - FORBANDT, HÆFTNING OG SPÆNDESYSTEM

Intet forbandt, vægtykkelse 80 cm

I forbandt på langs, vægtykkelse 50 cm

I forbandt på højkant, vægtykkelse 70 cm

I forbandt på kort side, vægtykkelse 80 cm

Ingen hæfteteknik, stablet

Hæftet m. pløkker (træ/metal)

Hæftet m. hæfteklammer (metal)

Hæftet v. syning (nylonsnor)

Spænd m. spændebånd på langsiden

Spænd m. spændebånd på kort side inddelt i sektioner

Spænd m. gevindstænger udenpå konstruktion

Spænd m. gevindstænger indeni konstruktion

TEST AF VÆGKONSTRUKTION

Testkommentar:

Ustabil, meget bevægelse mellem halmballer. Enkel og hurtig montage, spændebånd gør det svært evt. at pudse udenpå halmvæg.

TEST 02

Testkommentar:

Let aflæseligt byggeprincip - raffineret udtryk. Høj grad af dissasembly og reassembly. Ustabil, meget bevægelse mellem halmballer. Gevindstænger gør montering mere tidskrævende. For mange halmballer, som skal presses sammen.

TEST 03

Testkommentar:

Let aflæseligt byggeprincip - raffineret udtryk. Høj grad af dissasembly og reassembly.Mere stabil i forbandt, men stadig meget bevægelse mellem halmballerne. Gevindstænger gør montering mere tidskrævende. For mange halmballer, som skal presses sammen.

TEST 04

Testkommentar:

Enkel håndtering og montage. Høj grad af dissasembly og reassembly. Let aflæseligt byggeprincip. Ustabil trods hæftning, meget bevægelse mellem halmballer. For mange halmballer, som skal presses sammen.

Testkommentar:

Ekstra rem giver større stabilitet end ved test 01 - 04. Væggen deles i mindre sektioner, som giver større pres på halmballerne og deraf højere stabilitet og modulerbarhed. Øget mængden af træ samt flere spændepunkter.

TAGKONSTRUKTION

Testkommentar:

Høj stabilitet og faste hjørner pga. inddeling i sektioner samt effektiv hæfteteknik. Skarpere kanter ved dette forbandt og stor fleksibilitet ift. nicher. Øget mængde af halmballer og træ.

Videre bearbejdning af halmballe som byggeklods, her afprøvet i tagkonstruktioner. Alle nedenstående udgaver er ligeledes afprøvet i 1:1, men det kunne hurtigt konkluderes, at selvom enkelte tagkonstruktioner kan opnå stabilitet, egner halmballen sig grundlæggende ikke til konstruktioner, hvor der ikke kan anvendes sammenspænding for stabilitet.

Stabling, selvbærende pyramide. Stabling, selvbærende pyramide inddelt i sektioner.

Stabling, selvbærende sadeltag.

Selvbærende sadeltag m. ‘hæfteklammer’

Halmballer i gavl, m. bjælkelag Halmballer i gavl på langside m. bjælkelag

Stabling, selvbærende hvælv.

Stabling, selvbærende konisk form

FLYTNINGEBOLIG

I skrivende stund er omkring 8 millioner ukrainere på flugt og mindst 110.000 boliger er ødelagt. Når krigen i Ukraine en dag får en ende vil utrolig mange mennesker stå uden et hjem, og man vil stå over for et enormt genopbygningsarbejde. Det vil tage lang tid, og der vil være behov for et stort antal midlertidige boliger. Mest sandsynlig er der tale om hele byer som skal genopbygges. I sådan en situation er det svært at vurdere, hvor lang tid det tager, men det akutte behov for boliger er og bliver presserende. Ser man på eksempler fra andre flygtningesituationer, er det tydeligt, at telte, skure og øvrige akutte løsninger på boligmanglen ender med at blive brugt meget længere end tiltænkt. Det som er ment som midlertidigt, ender ofte med at blive permanente bosættelser.

Manglen på byggematerialer afgør i høj grad, hvordan flygtningeboligerne ser ud. Et telt imødekommer det akutte behov, men er mindre velegnet til at skabe en tryg og værdig boligsituation. På grund af Ukraines store landbrugsressourcer har vi ønsket at udvikle et enkelt byggesystem, hvor halmballer udgør størstedelen af bygningsmassen og dermed kan bruges til at skabe trygge, varme rammer for genopbygningen af landet.

Konstruktionssystemet er designet således, at halmballerne (miniballe 800mm x 500mm x 350 mm) anvendes med mindst mulig forarbejdning. På den måde kan væggene stables hurtigt og nemt, så boligen kan rejses på kort tid. Ved hjælp af et spændesystem, der spænder trælægter sammen, stabiliseres halmvæggene og presses sammen til en tæt, homogen væg, der både er bærende og isolerende.

Systemet er designet med farvekodning til samlinger og så mange identiske dele som muligt, så produktion, forsendelse og montage kan ske så effektivt som muligt.

Systemet tilstræber at være tilstrækkeligt fleksibelt, så beklædning, tag, form og størrelse kan udvikles og forfines, så flygtningeboligen på sigt kan fungere som fuldgyldig bolig. Byggeriet viser samtidig, at “overskudsmateriale”-halmen kan spille en konstruktiv, isolerende og bæredygtig rolle i fremtidens byggeri.

FERDINAND AAGENÆS, OLAI AARSETH OG SIVERT STØREN

Visualisering af flygtningeboligens eksteriør

Visualisering af råhus med de indspændte bærende halmballer

VINDUESÅBNING: NICHE OG DAGSLYS

VINDUESÅBNINGEN: NICHEN

THEA RINGMANN MADSEN

Projektet er en undersøgelse af halmvæggens åbninger med udgangspunkt i test nr. 6, hvor halmballerne er stablet i to lag med forskudt forbandt.

Væggens konstruktionsprincip består af, om end ikke i klassisk forstand, en formur og en bagmur, hvor begge lag er både isolerende og bærende. Sammen skaber de to lag en homogen og meget dyb vægkonstruktion, hvor det er nemt at trække fra og ligge til af halmmateriale, etablere nicher både inde og ude og skabe rumligheder i væggen omkring vinduet.

THEA RINGMANN MADSEN nr 6, hvor halmballerne er Væggens konstruktionsprincip består af, om end ikke i klassisk forstand, en formur og en bagmur, hvor begge lag er både isolerende og bærende. Sammen skaber de to lag en homogen og meget dyb vægkonstruktion, hvor det er nemt at trække fra og ligge til, etablere nicher både inde og ude og skabe rumligheder i væggen omkring vinduet.

Projektet undersøger forbandets muligheder for åbninger og nicher med et lysstudie af hvordan nichen kan gøre en forskel for lysindfaldet.

HALMBALLE I GULVKONSTRUKTION

I det videre arbejde med halmballen som byggesten, har vi været interesseret i, at undersøge hvorledes halmballen kunne fungere som trykfast element i en gulvkonstruktion. Vi ville gerne arbejde med et minimum forbrug af materialer, som i en krisesituation potentielt set kan være svære at få fat i. Derudover skulle konstruktionen kunne skilles ad og genopføres på et nyt sted, hvis det ville være nødvendigt.

Dette fokus har resulteret i, at gulvkonstruktionen blev opbygget af træ, halmballe, stampet ler og lerlag. Disse materialer blev bl.a. valgt på grund af graden af deres tilgængelighed.

For yderligere at minimere ressourceforbruget har vi valgt at fjerne alt plademateriale, der normalt ville fungere som et fast lag at stampe leren på. Den største udfordring ved at stampe ler direkte på halmballer, opstår pga. halmballens elasticitet.

Ved at stampe ler i kiler på hver side af halmballen, kunne vi i højere grad fiksere halmballen og på den måde skabe en fastere overflade at stampe det øverste lerlag på. Modelbillederne viser hvordan der undervejs er eksperimenteret med forskellige lerblandinger, for at opnå bedst mulige vilkår for tørretid og porøsitet.

Ved endelig test i form af en mock-up i fuld skala, kunne vi konstatere at den var trykfast, og dermed levede løsningen op til vores hypotese om (ler)kilen som stabiliserende grit.

Efter udarbejdelse af mock-up i fuld skala har vi fokuseret på hvordan gulvkonstruktionen kan indgå i en konkret arkitektonisk kontekst. Det har resulteret i en række principper for adgangsforhold og mødet med terræn. På modsatte side ses diagrammer for principper, samt visualisering af én af de løsninger vi fandt frem til.

BJØRN BALDER BERGKVIST GRAAH, LINE MOLTKE FLASKJÆR, MATHILDE EGEBERG HVIDTFELDT

Mock-up 1:1. Her bygget på en palle som substitut for bjælkelag.

Forskellige principper for adgangsforhold og kontakt med terræn. Fælles for alle principper er, at gulvkonstruktionen hviler på punktfundament for at undgå direkte berøringsflade med terræn.

Visualisering af gulvkonstruktion i arkitektonisk kontekst. Her vist på punktfundament med terassedæk og indbygget trappe som adgangsvej, samt eksponeret ler der viser yderside af gulvkonstruktion.

HUSETS KLÆDER

HUSETS KLÆDER

AFSÆT

Projektet undersøger hvilket potentiale der ligger i et restprodukt som halmstrå, når det anvendes som facadebeklædning. Der er lagt fokus på at forædle materialet gennem håndværksmæssig bearbejdning.

PROBLEMATIK

Det er en nødvendighed at arkitektfaget og byggeriet som helhed, bevæger sig mod en absolut bæredygtig fremtid. Vi skal genlære at bygge med fornybare og biogene materialer. Plantebaserede materialer består omtrent af 50 procent lagret C02, der optages fra atmosfæren og indlejres i materialet via fotosyntese.

I forsøget på at besvare denne problematik med et nyt arkitektonisk udsagn, har vi udviklet en facadebeklædning. Et panel i vævet halm. Panelet består udelukkende af biogene materialer (strå, hampesnor, træ og linolie). Alle materialerne kan komposteres.

Omkring 60 procent af Danmark består af opdyrket jord. På størstedelen af dette areal dyrkes der korn. Et restprodukt fra kornproduktionen er halmstrå, der presses

til halmballer og i mange tilfælde ender med at blive brændt af på varmekraftværker.

Med dette projekt er det ønsket, at træde tidligere ind i kornproduktionens værdikæde og se på halm som en værdifuld ressource med et arkitektonisk potentiale, der kan tjene en byggeteknisk funktion i løbet af dets levetid.

PRODUKTBESKRIVELSE

I vores undersøgelser af mulighederne i halmens fremtidige brug, har vi udspændt en historisk referenceramme. Her har vi fundet inspiration i traditionelle japanske væveteknikker hvor ris-strå har været brugt til præindustrielle regnjakker.

Arkitekturteoretiker Gottfried Semper beskriver det første arkitektoniske eksempel på den fysiske adskillelse mellem inde og ude, som vævede og flettede tæpper. I den primitive urhytte, er rumlig adskillelse forbundet med en tekstil materialeverden. At de to ting hænger sammen, ses stadig i nutidens sprog, når der er tale om en facadebeklædning. Vi giver vores huse klæder på.

CHRISTEL ASTRUP MADSEN, FREDERIK JANUM FRIIS STINUS BERTELSEN & LUI FISCHER

Gulvvæv med væveprøve i halmstrå

Undersøgelse af forskellige væveteknikker og halmtyper

PROCES

Facadepanelet består af rødnet og banket hvedestrå, vævet ind i en bivoksbehandlet hampetråd. Endeligt behandles vævningen med pigmenteret linoliefernis.

Facadepanelet er det forløbige resultat af en undersøgelsesproces hvor vi afsøger projektet gennem 4 spor: a) forarbejdning, b) vævning, c) efterbehandling og d) konstruktion.

Processen har ikke været linær, men 4 spor har være udført samtidigt og informeret hinanden gennem hele projektet. Som led i den proces har vi afprøvet forskellige væveteknikker, trådtyper og kornsorter, både forarbejdet og uforarbejdet, for at finde frem til den kombination der giver det tætteste og mest modstandsdygtige resultat.

Vi har testet forskellige traditionelle overfladebehandlinger og har fundet pigmenteret linoliefernis, som den der ydede bedst beskyttelse i kombination med vævningen.

BYGBARHED

Det har været en vigtig del af projektet at nå frem til et produkt, der vil kunne indskrive sig i det konventionelle, standardiserede byggeri. Her har parametre som arbejdsgange, montering og udskiftelighed været afgørende for designprocessen.

Panelet opsættes, som en ventileret facade. Indvævet i panelets bund er en række ’knapper’. Herigennem skrues panelerne op på den bagvedliggende konstruktion af først lodrette, så vandrette afstandslister. Facadebeklædningen ligger på klink, således at vi sikrer god ventilation og afvanding af facaden.

Facadesystemet er tænkt ud fra et princip om design for adskillelse. Vævningens tekstile egenskaber og den fleksible montering gør, at det er nemt at udskifte paneler i sårbare områder.

Blanding og påførelse af linolie og pigment

2 på 1 tagbeklædning

Afstandslægter

Fibercementplade

Indblæst papiruldsisolering

FLEKSIBEL FORMBARHED

Vævet facadepanel

Afstandslægter

Hård træfiber isoleringsplade

Ecococonelement

Lerpuds

I-bjælke dæk med isolering

Skrugefundament

DET BLØDE HJØRNE

DET SKARPE HJØRNE

BØLGET OPHÆNGNINGSPRINCIP Snit af vævet facade på EcoCocon-elementshus

HALM-BELLICA

HALM-BELLICA

ANTON RASMUS MAILÄNDER & MAGDA KASPRZAK

AFSÆT

Post-bellica, lat. efterkrig, er en restaureringsmetode, der indebærer et arkitektonisk indgreb på en ruin, der er opstået som resultat af krigshandlinger efter reetablering af fred. Den kan være baseret enten på accept eller afvisning af de tragiske begivenheder og tab.

I kølvandet på Ruslands invasionskrig i Ukraine, er der mange skadede og ødelagte bygninger. Det er afgørende, at genopbygningen sker på en så hurtig, økonomisk, økologisk og socialt bæredygtig måde som muligt og at den kan inddrages som et værktøj til at reetablere lokal identitet i området og genskabe ejerskabet over det historiske narrativ, som i krig primært dikteres af aggressoren.

Halm-bellica er et forslag til genopbygningsstrategi for ikke bevaringsværdige bygninger, der adresserer den store arkitektoniske udfordring ved at reparere akutte, men ikke strukturelle skader (grade 3 i EMS-98) med stampet halm, et meget letilgængeligt restprodukt fra landbruget. Skaden, eller aret, i bygningen bliver til et slags ‘medvidne’ og ‘medfortæller’ af historien.

PERSPEKTIV

Danmark er indgået et partnerskab med Ukraine og skal være med til at genopbygge Mykolaiv Oblast. Det er en tætbefolket landbrugsregion, hvor flere af de største kalk- og lerbrud i landet findes. I kølvandet på krigen, er der stor efterspørgsel og høje priser på både konventionelle byggematerialer og håndværkere. Halm er et lettilgængeligt materiale som i dag ikke bliver brugt i det omfang det reeelt kan bruges.

MATERIALER OG PROCES

Indledningsvis blandede vi tre former for halm: ubehandlet, klippet og granuleret, med forskellige bindere. Mineralske bindere som; ler, kalk og jord, eller organiske bindere som; tang, kartoffelmelllim eller hørfrølim. Derefter valgte vi de blandinger, der præsterede bedst ift. vores krav til lethed, isoleringsevne, holdbarhed, bæredygtighed og tilgængelighed. Endelig valgte vi en blanding bestående af klippet halm og ler, samt klippet halm og kalk. Derefter eksperimenterede vi med at kombinere de to bindere og blande dem sammen med klippet halm igen. Den endelige blanding viste sig at være endnu mere værdifuld, fordi kalken og leret komplementerede

Stampet halmvæg i en ruin - konceptskitse

hinandens egenskaber. Resultatet var et stabilt, let, isolerende, billigt og æstetisk appelerende materiale, der var forholdsvis nemt at lave og håndtere.

BYGBARHED

Ambitionen var at skabe en let håndterbar byggeteknik, som kan udføres på egen hånd. Konceptet bygger på en stampningsmetode inspireret af jordstampeteknikker. En ramme i træ bygges op imod en skadet ydervæg indefra i bygningen. Halm-, ler-, og kalkblandingen stampes med kropsvægt i sektioner nede i rammen. Derefter lægges stampningen til side inde i rummet for at tørre af. De stampede sektioner placeres efterfølgende oven på hinanden helt op til loftet og danner dermed en isolerende væg. Væggen pudses på både inder- og yderside med lerpuds. Rammen forbliver som en understøttende konstruktion, der holder halmblandingen på plads. Det er muligt, at udvide trærammen ind mod interiøret, som et integreret møbel eller bruge den til at understøtte et vindue. Udvendigt fortættes den ødelagte væg med materialerester. De eksponerede elementer pudses for at opnå en æstetisk piksel- og reliefvirkning samt beskyttelse mod vind og vejr.

Vi ser et fortællende potentiale i den reliefvirkning, der opstår ved at placere halmvæggen indvendigt og ved at eksponere den skadede facade. Murens tykkelse skaber et arkitektonisk motiv og skyggespil, både indvendigt og udvendigt, men den er også med til at beskytte halmelementerne mod, regn, frost og vind.

DEN ENDELIGE BLANDING: klippet halm 200 g + kalk 150 g + ler 150 g + vand 300 g

BLANDING: klippet halm 200 g + kalk 200 g + ler 100 g + vand 300 g

BLANDING: klippet halm 200 g + kalk 100 g + ler 200 g + vand 300 g

Blanding af klippet halm og ler i en stampeform

Sprængt isomteri af stampekassens opbygning

ydre overflade PUDS ramme PLYWOOD stampede blok HALM / LER / KALK indre overflade/ramme PLYWOOD indre overflade PUDS

Træramme

Vindue

Stampet halmvæg

Stampet halmvæg

Tynd metalplade

Vinduet

Stampet halmvæg

Lerpuds

Indkorporeret møbel

Ødelagt mur

Lerpuds

Stampet halmvæg

Møblel Snit og plan, 1:5 af vinduesmodulet

Snit og plan, 1:5 af vægmodulet i halm med et møbel

Vindue

Undersøgelser af det visuelle udtryk: vinduesglas som lukning

Undersøgelser af det visuelle udtryk: halmvæggen som lukning

HALM SOM FACADEELEMENT

HALM SOM FACADEELEMENT

I projektet har vi fokuseret på anvendelse af halm til facadeplader. Processen har ført til to bæredygtige, fleksible og stærke pladetyper, der er udviklet gennem grundige og systematiske undersøgelser af halmens egenskaber, både alene og blandet med andre materialer. Den ene plade består af hestepære og ler, mens den anden plade består af mellim og aske. På baggrund af vores undersøgelser, vurderer vi at begge plader har potentiale til at modstå vejr og vind, uden at rådne.

I processen for at nå dertil, har vi undersøgt hvilke materialer, der kunne fungere som binder af halmen til et pladelement og hvilke der kunne beskytte eller styrke halmens overflade. Vi har primært brugt materialer, der kendes fra byggeriet i forvejen. Som kriterium for udvælgelse af materialer, har vi udelukkende fokuseret på restprodukter, lokale produkter og biogene materialer.

PUDS:

Derudover ønskede vi at skabe plader med færrest mulige komponenter.

Facadepladerne er bygget op af en indre plade som indeholder halm, og som efterfølgende er påført en ydre puds. Den ene plade består af fint skåret halm, ler og hestepære, mens den anden plade består af en blanding af groft og fint skåret halm, der er bundet sammen af mellim og aske.

De to plader er efterfølgende forstærket ved at beklæde dem med forskellige ydre puds, herunder to med kalkmaling fra Auro, hvoraf den ene er tilføjet fint knuste muslingeskaller, og den anden groft knuste muslingeskaller som er slebet ned. De to øvrige plader er beklædt med hhv. lerpuds tilføjet fint knuste muslingeskaller der vil træde frem over tid, mens den anden har knuste muslingeskaller klæbet uden på pladen.

EMMA BUUS LIND LARSEN, SIMONE GREVE LARSEN JANNE VINTHER KLAUSEN & MARTE JENSEN BIRKELAND

PLADE: HESTEPÆRE & BLÅLER

KALKMALING (FRA AURO) & FINT KNUSTE BLÅMUSLINGESKALLER

PLADE: HESTEPÆRE & BLÅLER

PLADE: HESTEPÆRE & BLÅLER PUDS: BLÅLER & GROFT KNUSTE BLÅMUSLINGESKALLER

PLADE: MELLIM & ASKE PUDS: BLÅLER & GROFT KNUSTE BLÅMUSLINGESKALLER

PLADE: MELLIM & ASKE PLADE: MELLIM & ASKE PUDS: KALKMALING (FRA AURO) & GROFT KUSTE BLÅMUSLINGESKALLER

SPRÆNGT ISOMETRI AF FACADEUDSNIT AF FELDBALLE FRISKOLE 1:20

1: Halmplade, puds og vinkelbeslag i metal

2:Træplade

3:Vandret afstandsliste i træ

4: Lodret afstandsliste i træ

5: Træfiberplade

6: Lerpuds

7: EcoCocon halmelement

FASE 1a Halmens reaktion

FASE 1b Styrke materialet

FASE 2a

FASE 2b Hurtigtest

FASE 3 Små plader

FASE 4 Udendørs eksponering

FASE 6

Store plader

Vand (180ml) Groft halm (20g) Granuleret halm (32g)

200g)

Eddike (100ml)

Vand

Groft hal

Granuleret hal

halm hænger bedre sammen, derfor er denne fravalgt.

Kalk Vand

Groft hal

Granuleret hal

Salt Vand (218ml)

Granuleret halm (48g)

HVEDEMEL + SUKKER + SALT (KNUST)

Stenhård, dog ret tung. Skal mindre eddike i, fordi den lugter. For tung til at vurderes. Skal mel i for at gøres

Valgt? Kommentarer ) (48g

Meget hård, men lidt porrøs især i kan terne. Måske skulle der have været sand i. Den er fravalgt.

KARTOFFELMEL KOGT + EDDIKE (BLANDET

Blandingsforhold

Valgt? Kommentarer

Virker ekstremt hård, når den får lov til at tørre helt, men er stadig lidt våd efter et par dages tørretid.

Klart bedst af pla derne med hestepære. Den er meget hård og robust. Kan holde til meget.

Ret tynd. Men meget hård. Er ikke helt tør endnu efter dags tørretid, men vi tror den bliver robust, når den tørret helt op. afventer om den ner med tiden?

Stenhård, dog ret tung. Skal mindre eddike i, fordi den lugter. For tung til at vurderes. Skal

Meget hård, men rer langsomt. Den giver måske bedre mening som større plade end den tynde.

KARTOFFELMEL KOGT + KALK (BLANDET)

Blandingsforhold 200g (32g 200g)

Stadig lidt blød ef retid. Blød i midten men hård i siderne. Revner, når man river i den, men knækker ikke. Tre dager senere er den helt hård, knækker ikke, vildt stabil.

Kalk (2 spsk)

Vand (250ml)

Groft halm (10g)

Granuleret halm (16g)

mel i for at gøres lettere

HVEDEMEL + SUKKER + EDDIKE (BLANDET)

Hvedemel (40g)

Sukker (2 spsk)

Eddike (250ml)

Meget hård, men lidt porrøs især i kanterne. Måske skulle der have været sand i. Den er fravalgt.

Vand (250ml)

Groft halm (20g)

Granuleret halm (32g)

Vil denne kunne fjerne dårlig lugt? Stadig ikke helt tør. Kunne godt ge lidt mindre ed dike, kan godt være der behøves mindre. Meget stærk, knækker

Grundige kvalitative analyser og detaljerede noteringer er gennemført i alle faser af processen knyttet til hvert enkelt pladeelement

KARTOFFELMEL KOGT + KALK (BLANDET

KARTOFFELMEL KOGT + EDDIKE (BLANDET)

KARTOFFELMEL KOGT + SALT (KNUST

Facadepladerne har vi testet på Feldballe Friskole af Henning Larsen Arkitekter. Konstruktionen her er bygget af EcoCocon halmelementer og facaden er i dag beklædt med træ. Vi mente, det kunne være interessant at undersøge, om halmkonstruktionen i stedet kunne beklædes med halm, som ydtryk for en mere ærlig (samme matriale: Halm) og bæredygtig facadeløsning.

De plader, vi har afprøvet på Feldballe Friskole, er beklædt med kalk og groft knuste muslingeskaller, hvilket giver skolen et lyst og spændende udtryk. Ved at slibe pladens udvendige side, har den fået en overflade, der minder om terrazzo og de forskellige farvespil i facaden gør, at snavs og skader ikke ses så tydeligt.

OPSTALT 1:20

Forskellige eksempler på facadeplader til Feldballe Friskole, Djursland. Af Henning Larsen Arkitekter

Inspireret af shingels, overlapper pladerne hinanden med en halv plade, både for at mindske kuldebroer og

øge beskyttelsen af facaden. Vi har udviklet et monteringsprincip bestående af to metalkroge, der hænges på en vandret afstandsliste.

Vi fandt at det var vigtigt at pladerne kunne blive ventileret på indersiden. Ophængningssystemet giver også mulighed for, at pladerne let kan udskiftes, hvis de går i stykker eller nedbrydes.

SNIT 1:10

Facadeplader og monteringsprincip på Feldballe Friskole

knækker

Fint knuste blåmuslingeskaller er brugt i stedet for sand.

Skema over plader eksponeret udendørs

Tegl fungerer ikke i stedet for sand. Umiddelbart optager / afgiver det fugt og får kalken til at revne.

Kartoffelmel er en dårlig binder når den bliver våd og igen tørrer op. CELLULOSELIM -2 5

er en “mangelvare” og derfor ikke så tilgængelig i DK.

Før udendørs eksponering Efter udendørs eksponering

smitter lidt

Umiddelbart vil teglen væk fra leret og holder samtidig pladen mere fugtig.

Umiddelbart vil teglen væk fra leret og holder samtidig pladen mere fugtig. Leret krakkelerer

Lerpudsen er stærkere udenpå lerpladen.

For at finde frem til en puds, der viste de bedste resultater ift. modstandsdygtighed overfor vind og vejr, valgte vi at placere mindre plader med forskellige typer puds udendørs henover julen. Det viste klart de forskellige pladers styrker og svagheder.

Leret og de groft knuste blåmuslingeskaller fungerer godt sammen, dog suger pladen bag, for meget fugt og ødelægger pudsen.

Vi har efter mange trinvise forsøg og udendørs eksponering, nået frem til to pladekombinationer, som viste de bedste resultater ift.de egenskaber som det kræver og som vi vurderer godt kan fungere som facadeplader.

Asken

af når man rører ved det.

STØBT I KNUST TEGL

& BLÅLER

STØBT I ASKE FRA HALM

MELLIM

AF JORD ER DU KOMMET

AF JORD ER DU KOMMET

GABRIEL SOLHEIM, IDA MØLLER RASMUSSEN, JOACHIM MALCHOW-MØLLER OG LAURA FIGENSCHOU SKJØNBERG

Formålet med projektet har været at undersøge halmens potentiale som moderne, bærende byggemateriale. Vores ønske har været at afstigmatisere halmbyggeriet, der særligt er fraværende i urban kontekst. Derudover har vi ønsket at undersøge halmens konstruktive, bærende og isolerende egenskaber, med håb om at skabe et mere bæredygtigt alternativ til de meget klimatunge byggematerialer, der normalt kendetegner bybilledet. Derfor har vi stillet os en sideløbende opgave - nemlig at skabe en ny bygning, hvor halm er det mest gennemgående byggemateriale.

BLOKKEN

Vores arbejde med blokken tog udgangspunkt i at fremstille en halmbaseret byggesten, der i princippet vil kunne indgå i byggeprojekter i stil med gasbeton, lecablokke og teglblokke. Vi valgte derfor at vores halmblok skulle støbes i størrelsen 20 x 20 x 40 cm. På den måde sikrede vi os, at vores blok var nem at håndtere og arbejde med - både under produktionen og ligeledes i byggefasen. Til at skabe blokken eksperimenterede vi med at blande granuleret halm med forskellige bæredygtige bindermidler og blandingsmaterialer.

Gennem processen arbejdede vi i to spor, hvor vi eksperimenterede med at blande halm med forskellige bindemidler enten skabt af affald eller naturmaterialer. Det gik dog hurtigt op for os, at vi ønskede at vores halmblok skulle være 100% komposterbar, hvilket automatisk udelukkede en del af affaldsmaterialerne. Vores endelige byggesten bestod af granuleret halm blandet med en organisk og økologisk lim lavet af vand, mel, rismel samt natron. Undervejs i processen eksperimenterede vi ligeledes med forskellige overfladebehandlinger til halmblokken, da vi ville sikre os, at den både var så slidstærk samt brændsikker som muligt. Vi kontaktede derfor det tysk-baserede malingsfirma Auro, der producerer noget af markedets mest bæredygtige maling. Ligeledes eksperimenterede vi med muligheden for at skabe vores egen overfladebehandling af svine-gelatine og herved skabe en form for organisk epoxy. Dette viste sig at være meget stærkt og holdbart, og derfor gik vi igang med at undersøge muligheden for at skabe en bærende bjælke (ligeledes af halm), der på to sider var dækket af gelatine-epoxyen. Denne bjælke fungerer i tag og i dæk som bærende bjælke. Til bygningens tag og dæk udviklede vi derfor forskellige udgaver af halmblokken, der i kombination med grisebjælken kunne agere tag og dæk.

PRES BINDER MATERIALER FORSØG KATEGORI

Granuleret halm

Binder

Blanding

Tilpasning

Ydervæg-blok

Tag- & dæk-blok

Indervæg-blok

Fra sommeren 2023, har ledelsen på Det Kongelige Akademi valgt at opsige deres lejekontrakt af Vandflyverhangaren på Refshalevej 100. Derfor kommer vi på Akademiet i seriøse pladsproblemer. Det betyder, at skolen skal finde plads til ca. 200 elever fordelt på bachelor- og kandidatuddannelsen. Vores nye bygning er derfor tænkt som en ny, bæredygtig kantinebygning på hjørnet af Phillip de Langes Allé og Danneskiold-Samsøes Allé. Her vil vi skabe en tre etager høj multifunktionsbygning, der primært skal fungere som kantine med servering (køkkenet placeres i udvidet format i Filmskolens eksisterende køkkenlokaler). Når den nye bygningen

ikke er i brug som kantine, kan den bruges som socialt mødested for de to institutioner, som rum til forelæsninger/foredrag, filmscreeninger, fernisering og til fest. Ved at skabe en ny, moderne og bæredygtig kantinebygning kan vi skabe et stærkere bånd mellem to af Danmarks kreative uddannelser.

Samtidig frigiver denne nye bygning en masse plads hos begge institutioner, der kan omdannes til kreative værksteder for begge parter. Den nye kantinebygning rummer et stort åbent multifunktionsrum med kantineservering fordelt over to etager, opholds- og afslapningsområder, et undervisningslokale, samt toiletter og trapper/elevator.

(orginaltegning)

HALMENS BYGGESTEN

HALMENS BYGGESTEN

CAN TASKIN OG PERNILLE HAMMER

AFSÆT

Landbrugets fødevareproduktion efterlader hvert år store mængder halm, der overvejdende bliver brugt som brændsel. For at få gavn af halmens uudnyttede potentiale dykker projektet ned i halmens materialeopbygning og grundkomponenter med det mål, at bruge halmens ‘byggesten’ til bæredygtige produkter.

BIOLOGI

Halm består at tre grundkomponenter, nemlig Cellulose, Hemicellulose og Lignin. Cellulosen er lange stænger, der binder i bundter og danner fibrene i halmen, hvor cellulosen giver fleksibilitet og bøjelighed. Cellulosens bindinger han opløses i base, og den mest anvendte i industrien er NaOH, natriumhydroxid. Lignin fungerer som armeringen og giver styrke til halmen. Lignin er tungtopløsligt i vand, det kan udvindes hvis halmen opblødes eller koges.

PROCES

Hele forløbet har været præget af en eksperimenterel tilgang, hvor løbende evalueringer af de foregående forsøg har ført til udviklinger, forbedringer og af og til blindgyder. Samlet set, er der lavet 106 forsøg og egenskabsundersøgelser. Projektets undersøger i to spor lignin og celluloses potentiale.

I forsøgene med ligning, er ligningen udvundet ved at koge halm. Afkoget tager farve af den opløste ligning og kan indkoges til en tyktflydende masse, der bliver

stenhård når den tørrer. Materialet blandet med sand får en stærk, smuk og interessant overflade, men da det ikke kan tåle brand eller vand, er svært at masseproducere og påføre hårde overflader. Derfor er disse forsøg ikke ført til et endeligt produktforslag.

I forsøgene med Cellulose er halmen blevet lagt i blød i NaOH i et døgn. Basen, der kan købes som afløbsrens i dagligvareforretninger, svækker bindingerne mellem cellulosen. Ved efterfølgende af blende halmen sikrer den mekaniske nedbrydning at bindingerne ødelægges helt. Resultatet er, at halmens fibre, efter være sigtet, presset og tørret, skaber nye forbindelser i et kaotisk netværk og danner en ‘pap’, der har en bemærkelsesværdig høj styrke. Denne halmpap kan ikke tåle brand eller vand, men dens interessante overflade, styrke og selvbærende egenskaber gør den velegnet som et materiale til indendørs brug.

ENDELIGT PRODUKT

For at spare på den omstændige basebehandling bliver halmpappet blandet med halmtilslag. Blandingen er formgivet ved at presse den og efterfølgende tørre den i den ønskede form. Projektet er resulteret i et produktforslag bestående af trekantede halmelementer, der samles til et dynamisk og haptisk akustikelement. Den frie formgivning muliggør en tredimensionalitet, hvilket giver en levende skyggeeffekt. Materialet kan også bruges til møbler og akustikplader opspændt i loftet, og de kan overfladebehandles uden at miste teksturen.

I de tidlige forskningsfaser blev eksperimenterne analyseret under et

1) Tørt halm - ubehandlet

2) Halm behandlet med basen: NaOH (Natriumhydroxid).

3) Base-imprægneret og blendet halm, som former vores halm-pap.

4) Lignin prøve fra halm.

I forarbejdningen af halmen er der anvendt mange forskellige processer. 1) kogning og blendning af halm. 2) Aske produceres af brændt halm. 3) Nøje opmålte blandinger 4) Halmpap og halmtilslag opblandes og ligges senere i form

mikroskop

Eksperimenternes Stamtræ - kategoriseret i 6 familier: Fra venstre mod uret: Opløsninger af halm, fast forarbejdet halm, blandinger med halm og tilslag, eksperimenter med Lignin, kogte eksperimenter og eksperimenter med brændt halm.

Visualisering af møbler og bløde overflader lavet af halm.

Visualisering af akustikelement med dynamisk sammensætning lavet af halm.

Akustikelementer af halm. Overfladebehandlingen er fra venstre mod højre: Tykt lag kalk, Tyndt lag kalk, Blanding af lignin udvundet fra halm og sand.

Akustikelement af halm. Trekanterne består af 50% halmpap og 50% halmtilslag. Farveforskellen skyldes forskellige tørringsteknikker.

halm, lim af 20g benlin og 30g linolie

test 4 halm, 90g “curd glue” Benlimsblandingen virker godt som binder, men processen med at fremstille den er tung. Curd glue blandingen virker nogenlunde som binder, men der skal mere til ift. mængden af halm. Meget blød prøve.

500ml lagereddike og 500 ml skummetmælk. Klumper af “curd” falder til bunds og vaskes for eddike. Hydraulisk kalk tilføjes. Halm og “curd glue” blandes og komprimeres ballepresseren. Taget ud af form umiddelbart efter komprimering.

BLOK OG BUNDT

HALM I BYGGERI

Halm findes over hele Danmark som et restprodukt fra landbruget. Det anvendes oftest som foder, afbrænding, eller pløjes ned igen. I byggeriet bruges halmen sjældent, og når den gør, forbindes den ofte med en række negative associationer så som; “øko-hippieæstetik”, høj brandrisiko, dårlig modstandsdygtighed og fjern fra industrialisering.

Halm har imidlertid en række iboende egenskaber, som kan tilføje stor værdi i byggeriet; det har god isoleringsog bæreevne, det er diffusionsåbent, det er et let tilgængeligt restprodukt, og det optager CO2. Vores projekt undersøger, hvordan den negative stigmatisering af halm i byggeri kan udfordres, imens de iboende kvaliteter bevares og forstærkes.

PROCES

Den første fase var organiseret som en åben undersøgelse af halmens egenskaber. Ved at hakke, flette, komprimere, granulere, opbløde, væve, bundte, overfladebehandle og opblande halmen oparbejdede vi et bibliotek af prøver, som hver især fortalte om halmens potentialer (se forrige side). Af dette bibliotek blev det klart, at halm og kalk arbejder godt sammen, at presse-tiden er vigtig når halm komprimeres, at havre er olie-holdig og vejrbestandig og at bundter af halm afviser vand.

ARKITEKTONISKE POTENTIALER

For at indskrive vores prøver i en byggeteknisk kontekst, inddelte vi vores prøver efter deres mulige placering i en facadeopbygning. Den bærende og isolerende del af facaden består af en halm-kalkblok, som både er formstabil, trykfast, isolerende og brandhæmmende. Med ‘han-hun-samlinger’ er blokken selvbindende og kan tørstables. Blokkens proportioner udgør en fuld ydervægs dybde, og kan anvendes over hjørner, hvilket giver en simpel vægopbygning og arbejdsgang. Ved at kalke blokken indvendigt, bliver både blok og forbandt synligt, og byggesystemet kan aflæses. Den udvendige beklædning består af havre, som er bundtet sammen med tjæret hampesnor. På snoren er fastgjort en montageklods i træ, som skrues op på en bagvedliggende afstandsliste. Montageklodsen synliggør bundtningens tektoniske princip, og dens buede profil giver en organisering af de enkelte halmstrå, som skaber en rytme og et spil i halmstråene. Beklædningen produceres som sammenhængende rækker af bundter, der kan rulles sammen, så de nemt kan fragtes og monteres. Både blokken og bundtet er forsøg på at udvikle et industrialiseret produkt, med en præcision og en æstetik, som kan give halmen en plads i byggeri i dag.

MAJSE NØRHALD, SOFIE HYBHOLT, LAURITZ WAGN MØLLER OG SHEILA MØLLER

Selvbindende byggeklods af halm og kalk

Foto af 1:1 model af facadebeklædning af halmbundter med montageklodser

EN STØBT TO-KOMPONENTS BLOK

STØBT TO-KOMPONENTSBLOK

ULRIKA NILSSON OG SELMA SANDBU

Der kan være mange begrænsninger og materialemæssig sårbarhed ved brug af halm, som gør det vanskeligt at arbejde med materialet i byggeriet. Nutidens økologiske boligbyggeri er præget af disse udfordringer og de ‘kontraster’ der opstår, når halmen skal stabiliseres, strækkes og beskyttes. I dette projekt har vi arbejdet med, at udviske disse ‘kontraster’ og synliggøre stråets æstetik.

Vi har forsøgt at skabe en monoblok (komposit), som i én støbning, får et isolerende indre lag, og to beskyttende ydre lag, som et slags ‘sandwichelement’. Det indre lag består overvejende af halm og mindre af kalk og har den laveste tæthed. De ydre lag består primært af kalk og mindre af halm og har højere tæthed.

Vi er interesseret i hamlens æstetik og har arbejdet med hvordan halmen kan synliggøres i husets overflade og gøre byggeprocessen mere transparent gennem dets tektonik. Byggeblokken skal kunne fremstilles og bygges i hånden, uden behov for større industrielle maskiner, og støbemetoden skal være så enkel som mulig.

I udviklingen af byggemetoden har vi set på referencer som hempcrete, porotherm-teglblokke, stampet lerjord og Sverre Fehn´s letlers-blok. Samtidig er vi opnået erfaring med halm og kalk som materiale gennem en række test. Ud fra disse test er vi nået frem til forholdet/ fordelingen mellem halm og kalk, der vil være let, tæt, bindende og bærende. Derved er vi nået frem til en første prototype på en bærende og isolerende byggeklods.

Videre i vores studie har vi foretaget en værkanalyse af Poul Henningsens Eget Hus - et ikke-isoleret hus bygget i lette betonblokke. Vi har ‘erstattet’ disse betonblokke med vores produkt og studeret design- og byggeprincipper via denne metode.

Ud fra erfaringerne fra værkanalysen og et tænkt byggeprincip, har vi videreudviklet vores blok til lettere at kunne anvendes som et samlet løsning. Resultatet blev en støbt blok hvor halm og kalk udgør isolering, det bærende og det æstetiske udtryk.

Udvalgte skitser fra arbejdet

Støbemetode / proces

Tre støbte prototyper på sandwichblokke og deres forskellige overflader

Den originale blok og fordeling af dens forskellige tætheder. En symmetrisk blok hvor bæringen er fordelt ud mod overfladen. B400 x D400 x H250 mm.

Blokkens dimensioner er tilpasset Poul Henningsens Eget Hus, som er visualiseret i collagen.

Tætheden er her fordelt anderledes så bæringen ligger ud mod den ene side, så vi kan tillade os at have den bærende bjælke på indersiden af huset.

B800 x D200 x H250 mm.

Original blok tilpasset konstruktionsprincippet. Tæthedsfordeling og blokkens dimensioner med tilstrækkelig isolering.

B400 x D400 x H250 mm.

Collage af interiør, snit 1:40

Byggeblokke samles med mørtel på valgfrit fundament. Blokkenes ‘åbne ender’ vises i hjørnet.

De ‘åbne ender’ er pudset med kalkpuds. Det skaber et diskret mønster, hvor systemet aflæses, svarende til et laftehus.

Over vinduesåbningerne er indsat en bærende træbjælke. Her kan man se, hvordan blokkens indvendige understøtning gør, at man ikke behøver at blotlægge det bærende træ, men det har tværtimod sin egen rolle i konstruktionen og læsningen heraf.

Collage af facade 1:40

LITTERATUR

Beim, A., Ejstrup, H., Munch-Petersen, P., Arnfred, L., Kaarup. J., Dragsted, A., Petersen, T.L., Larsen, K.H., Hildebrand, L., Sang-Hoon Lee, D. (2023). Biogent Byggeri: Materiale Arkitektur Tektonik. Det Kongelige Akademi, Arkitektur.

Beim, A., Zepernick Jensen, J. (red.), Stylsvig Madsen, U., & Vecht, T. I. (red.) (2020). Idekatalog: Designstrategier med tagrør og tækkede løsninger: Et forskningsog innovationsforløb for kandidatstuderende på Kunstakademiets Arkitektskole 2019. Kunstakademiets Arkitektskole.

Beim, A., Ejstrup, H., Kjær Frederiksen, L., Hildebrand, L., Stylsvig Madsen, U., Munch-Petersen, P., Sköld, S., Zepernick Jensen, J. (red.), & Arnfred, L. (red.) (2019). Circular Construction: Materials Architecture Tectonics. The Royal Danish Academy of Fine Arts, Schools of Architecture, Design, and Conversation.

Coccia, E., (2021/2016), Planternes liv – Blandingens Metafysik, Transl. Tom Havemann, Hans Reitzels Forlag, København.

Hoxha, E., Passer A., Saade M.R.M, Trigaux D., Shuttleworth, A., Pittau F., Allacker K., Habert G.(2020), “Biogenic carbon in buildings: a critical overview of LCA methods”, In: Buildings & Cities, Vol. 1 Issue: 1, Page/ Article: 504–524

Jakobsen, R. (1999), Halm som byggemateriale: om halmballkonstruksjoner, Straw Build Europe.

Kaarup, J., og Christensen, T., (2017), Det økologiske og bæredygtige stråtag, MUDP Rapport, Miljøstyrelsen, København.

Kaarup, J. (2023), Nutidens Stråtag – Klimavinder, Stråtagets Kontor, Aarhus.

Koefoed_Hansen, Kristoffer, (2020), Det radikale økologiske potentiale i halmballen som byggesten, Bosætning, Økologi & Tektonik, Det Kongelige Akademi.

Leatherbarrow, D. & Richard W. (2018), Three Cultural Ecologies, Routledge, New York, NY.

Leatherbarrow, D., Mostafavi M. (1993). On Weathering - The Life of Buildings in Time, MIT Press, Cambridge Massachusetts.

Minke. G. & Krick, B. (2020), Straw Bale Construction Manual - Design and Technology of a Sustainable Architecture, Birkhauser Verlag, Basel.

Munch-Andersen, J. og Møller Andersen, B. (2004), Halmhuse: Udformning og materialeegenskaber, By og Byg Resultater 33, Hørsholm.

Munch-Petersen, P., & Beim, A. (2022). “The Construction Material Pyramid: ‘Upfront impacts’ as a methodical change in architectural design.” In: M.F. Hvejsel, & P.J.S. Cruz (Eds.), Structures & Architecture: A viable urban perspective?: Proceedings of the 5th International Conference on Structures & Architecture, (pp. 371-378). CRC Press/Balkema.

Nielsen, S. (2015).“Det tektoniske potentiale i tilpasningsdygtigt Byggeri”, In: Beim, A., Sørensen, P., & Kjær Frederiksen, L. (eds.) (2015). Genbyggestudier. (1. udg.) Kunstakademiets Arkitektskole. p. 135

Nielsen, V., (2003), DJF-rapport Markbrug nr. 95 oktober 2003: Teknik til Halmbjærgning siden 1950, Ministeriet for Fødevarer, Landbrug og Fiskeri.

ORO Editions (2022), Manual of Biogenic House Sections, Ltl Architects & ORO Editions, Novato, CA.

Rasmussen, T. V., Thybring, E. E., Munch-Andersen, J., Nord-Larsen, T., Jørgensen, U., Gottlieb, S. C., Bruhn, A. Rasmussen, B., Beim, A., Ramsgaard Thomsen, M., Munch-Petersen, P., Primdahl, M. B., Bentsen, N. S., Frederiksen, N., Koch, M., Auken Beck, S., Bretner, M-L., & Wittchen, A. (2022). Biogene materialers anvendelse i byggeriet. Institut for Byggeri, By og Miljø (BUILD), Aalborg Universitet. BUILD Rapport, Bind 1 Nr. 2022:09 https://build.dk/Assets/Biogene-materialers-anvendelse-ibyggeriet/Biogene-materialer.pdf

Ruby, I. & Ruby, A., (eds.) (2021),The Materials Book, (2. Ed.) Ruby Press, Berlin.

Sköld, S. & Munch-Petersen, P. (2020). Brand som designparameter – i udvikling af fremtidens facadesystemer, DBI/Dansk Brand og Sikringsteknisk Institut.

Trubiano, F., Beim, A. & Meister, U. (2022), “Radical Tectonics – a multi-scalar approach to material circularity through community empowerment, building re-use, and material regeneration.” IN: Archit. Struct. Constr. 2, 585–598. https://doi.org/10.1007/s44150-022-00075-4

Welsch, R. L. (2020), “Sandhills, Nebraska: le berceau de la construction en botte de paille”, In: Topophile. https:// topophile.net/savoir/sandhills-nebraska-le-berceau-de-laconstruction-en-botte-de-paille