IDÉKATALOG - designstrategier for anvendelse af hampekalk i arkitekturen

IDÉKATALOG

designstrategier for anvendelse af hampekalk i arkitekturen

Et forsknings- og innovationsforløb

Det Kongelige Akademi

Arkitektur, Design, Konservering 2023

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

Forsknings- og innovationsforløb efteråret 2023. Programansvarlig for Bosætning, Økologi & Tektonik: Anne Beim

REDAKTION

Anne Beim, Astrid Juul Jørgensen og Frederik Mylov

BIDRAGSYDERE

Kandidatprogrammet BØT / Det Kongelige Akademi.

Vejledere: Anne Beim, Simon Hald Hansen, Lin Kappel, Uffe Leth, Nathan Romero Muelas, Pelle Munch-Petersen, Thomas Nørgaard , Anita Lindholm Krak, Mirjam Hallin og Nee Rentz-Petersen

Arkitektstuderende: Eirik Lohne Ruud, Erik Olofgörs, Magnus Tollnes Kjærnes, Camilla Roll-Lund, Mikki Patrick Gabriel, Frederik Mylov, Ella Finne, Zoe Vardlund, Eskil Normann Sætre, Frode Hertzberg Haldaas, Petrine Lande Koteng, Caroline Sophie Ewerlöf, Caroline Lindberg, Pernille Jørgensen, Trine Strøm Grebstad, Fanny Edgren, Andreas Schmidt, Martin Wolff, Zsolt Krausz, Johannes Torrång, Marius Trier Krogh, Mathias Haarder Lønskov, Kristine Furfjord Petersen, Josefine Wigant, Marie Jul Scharff, Nick Heinsbæk og Marco Bruhn

Virksomheder: Hemp Eco Systems Group:Jørgen Jakob Hempel

Havnens Hænder: Mikkel Damgaard Nielsen, Karl Nørgaard og Magnus Henriques

Fotos/illustrationer: De ovennævnte arkitektstuderende, hvor andet ikke er anført

PRODUKTION

Produktionsstyring: AM Copenhagen

Produktion: Production Facilities

© CINARK 2023

ISBN: 978-87-7830-897-9

INTRODUKTION

Om Idékataloget

Havnens Hænder

Hemp Eco Systems Group

PROJEKTER

Prehemp

Hempcrete Akustikpaneler

Hampekalk som hjørneformidler

Hamp i eksisterende byggeri

Hampens premisser

Hampustik

Skallekalk

Fleksibel udstillingsvæg

Hempblok

De buede formers potentiale

Hempcrete i bindingsværk

Det sanselige loft

Finéret hampeblokke

Fra udstillingen ‘Studier i Hampekalk’, resultater fra Forsknings- og Innovationsforløb, det Kongelige Akademi 2024. Foto: Frederik Mylov

Fra udstillingen ‘Studier i Hampekalk’, resultater fra Forsknings- og Innovationsforløb, det Kongelige Akademi 2024. Foto: Frederik Mylov

OM IDÉKATALOGET:

INTRODUKTION TIL BØT’S FORSKNINGS- & INNOVATIONSFORLØB 2023

Anne Beim

Dette Idékatalog samler en række designstrategier og projektforslag der undersøger anvendelsen af ’hampekalk’ i byggeriet. Hampekalk er en biokomposit bestående af hampeskærver, kalk og vand. Hamp (cannabis sativa) er et fornybart, biogent materiale og blandet med kalk, opnår det mange gode byggetekniske egenskaber. At bygge med hampekalk (også benævnt hampebeton) rummer forskellige tektoniske udfordringer de skal løses og udvikles, for at materialet og byggemåden kan indgå i en fremtidig ressourceansvarlig byggekultur.

Projektforslagene er udviklet af 27 studerende fra kandidatprogrammet Bosætning, Økologi & Tektonik, ved Det Kongelige Akademi som led i et intensivt forsknings- og innovationsforløb, som er tilrettelagt i tæt samarbejde med eksterne parter fra byggeriet. I 2023 har materiale-/systemproducent, Jørgen Hempel grundlægger af Hemp Eco Systems Group været med til at rammesætte den arkitektoniske problematik, ligesom han har sponsoreret materialer og deltaget i kritikkerne med direkte input til projekterne. Magnus Henriques, murer og medstifter af Havnens Hænder har desuden bistået med teknisk rådgivning og levering af materialer. Havnens Hænder er et biobaseret byggemarked med base på Refshaleøen, København. Endelig har Værkstedsleder og teknologiinstruktør, Michael Jackson fra SuperformLab, ved Det Kongelige Akademi været en uundværlig medvejleder og støtte når uforudsete materialetekniske problemstillinger er opstået undervejs.

Hampekalk – egenskaber, anvendelse og udbredelse

Hampekalk er et let, isolerende, skimmelresistent, biobaseret kompositmateriale, velegnet til at regulere fugt og til at stabilisere indetemperaturen, hvilket åbner for bred anvendelse i byggeriet. Hampekalk har også en positiv miljøprofil. Ikke alene er hamp en robust, fornybar, hurtigvoksende plante, der ikke kræver nævneværdig gødskning og som optager CO2 i vækstfasen – men kalken optager også CO2, via en forsat karboniseringsproces. Desuden fremstilles grundingredienserne og det biokompositte materiale ved få, enkle processer og kan bygges med forholdsvis lave omkostninger.

I våd form kan hampekalk støbes i forme til blokke eller elementer, det kan støbes in-situ med forskalling til vægge eller som et plant underlag for gulve.

Materialet har været kendt i årtier under flere produktnavne som: isohemp, hempcrete, hemplime, heslime mm. og har fundet udbredelse som byggemateriale i flere europæiske lande og i USA. Hampekalk egner sig også til efterisolering og efterbehandling af ældre konstruktioner som bindingsværk og uisoleret murværk og hampekalk har endda været godkendt af Slots- og Kulturstyrelsen til anvendelse i fredet bygninger. [se reference: https://havnens-h.dk/tidligere-militaerbygning-fra-1800-tallet/]

Dog er dette fleksible byggemateriale med de mange positive egenskaber, hvad angår miljø og klimapåvirkning, stadig kun sparsomt anvendt i dansk byggeri.

Historisk set, er det i ældre bygninger hampekalk først har fundet anvendelse. Eddy Hirst (2013) henviser i sin PhD-afhandling: ”Characterisation of Hemp-Lime as a Composite Building Material”, til det først kendte eksempel på brug af hampekalk.

Det så man i 1986 ved restaurering af Maison de la Turque, i Nogent-sur-Seine (Frankrig), som er fra det 16. årh. Materialet blev her udviklet af den italiensk/franske murermester Charles Rasetti, som stod for restaureringsarbejdet. Hirst skriver desuden, at brugen af hampekalk skyldtes behovet for at efterligne de oprindelige materialer ved restaurering, hvor tidligere reparationer med cement udført i 1950’erne og 1960’erne på ældre bindingsværksbygninger havde forårsagede katastrofale resultater [byggeskader]. Hampekalks iboende fleksibilitet og permeabilitet viste sig, at virke godt sammen med de oprindelige bygningsmaterialer som tegl, træ og ler.

Studier i Hampekalk –

Materialets Arkitektoniske Vilje

Forsknings- og innovationsforløbet 2023 har, ud over de erhvervsrettede studier i anvendelsen af hampekalk, afsæt i årstemaet: Foranderlighed – Materialets Arkitektoniske Vilje. Målet med årstemaet er at undersøge to primære forhold: a.) hvordan kan vi som arkitekter bidrage til at gøre byggeriet mere ’økologisk’, så de arkitektoniske løsninger er i bedre balance med vores naturgrundlag og b.) hvilken tektonisk betydning har det for arkitekturen, når vi skal anvende hampekalk som byggemateriale.

På den baggrund har de studerende tilrettelagt deres studier med fokus på følgende forskningsspørgsmål:

- Hvordan kan fornybare materialer, som hampebeton indarbejdes det industrialiserede byggeri

- Hvad er de arkitektoniske barrierer og potentialer?

- Hvordan kan hampekalk indtænkes i arkitektoniske løsninger, der tager højde for materialet iboende egenskaber, bygbarhed, levetid (LCA) og sanselige karakter?

Hvad betyder egenskaber som: DET FLYDENDE, DET FASTE, DET STØBTE, DET KOMPOSITTE, DET STABLEDE, DET UDFYLDTE, DET TUNGE, DET LETTE, DET ISOLERENDE, DET TERMISKE, DET STOFLIGE, DET FORANDERLIGE…

De studerende har desuden haft til opgave at definere deres undersøgelser på tværs af tre niveauer: Tilgang – hvordan kan vi introducere hampebeton i fremtidens grønne byggeri?

Strategier – på hvilke måder er det muligt at tænke et biobaseret materiale, der kalder på enkle byggeteknikker med ind i det industrialiserede byggeris logik?

Fabrikation & Kontekst – hvad kan vi lære af sammenlignelige materialers produktion, anvendelse og byggekultur?

10 ugers intenst forsknings- og innovationsforløb

Som led i de studerendes sidste år ved kandidatprogrammet Bosætning, Økologi & Tektonik, har vi udviklet et særligt undervisningsformat kaldet: ”Forsknings- og Innovationsforløbet”. Her er det ambitionen at knytte erhverv/praksis, undervisning og forskning sammen på nye måder, målet er at udvikle innovative løsninger, som tager direkte afsæt i aktuelle problemstillinger i byggeriet.

I forløbet arbejder de studerende tæt sammen med udvalgte virksomheder og fagpersoner fra byggbranchen, som er pionerer inden for den grønne omstilling.

Da forløbet er en del af de studerendes studium, er materialet løbende blevet diskuteret i de respektive vejledningsgrupper. Her udvikler de konkrete designstrategier

gennem fuld skala eksperimenter, hvor materialers egenskaber og tektoniske principper undersøges for efterfølgende at blive oversat til arkitektoniske ideer.

Samarbejdet har resulteret i 13 projektforslag, der undersøger hvordan dette formbare materiale kan indgå i fremtidens grønne byggeri og som led i et større kreds løb af ressourcer. Projekterne tager afsæt i problemstillinger og rammer, som er givet af de eksterne samarbejdspartnere. Dog vælger de studerende selv emner som de ønsker at undersøge nærmere.

Projekterne spænder således fra dybe materialestudier af kalktyper udvundet fra dyreknogler og æggeskaller, udvikling af metoder til at måle akustiske egenskaber i hampekalks densitet, statiske undersøgelser af bjælker, kupler og hvælv i hampekalk, som alternativ til gængse konstruktionsmaterialer i stål og beton, til udvikling af blokke (bærende) tænkt i form af præfabrikerede systemløsninger, der kan indgå industrialiserede byggeprocesser.

Læsevejledning

Idekataloget består af to dele, hvor første del består af denne introduktion og to tekster af henholdsvis Jørn Hempel, grundlægger af Hemp Eco Systems Group og af Mikkel Damgaard Nielsen, Karl Nørgaard og Magnus Henriques fra Havnens Hænder Anden del viser de 13 projektforslag som er udviklet af de studerende. De er præsenteret gennem tegninger, billeder og tekster af de studerende.

Afslutningsvis findes en kort liste med relevant litteratur og links til videre læsning, hvis man ønsker at dykke dybere ned i emnet.

Fra udstillingen ‘Studier i Hampekalk’, resultater fra Forsknings- og Innovationsforløb, det Kongelige Akademi 2024. Foto: Frederik Mylov

HAVNENS HÆNDER

Mikkel Damgaard Nielsen, Karl Nørgaard og Magnus Henriques

Havnens Hænder er Danmarks første biobaserede byggemarked og er grundlagt af tre håndværksmestre; murer Mikkel Damgaard Nielsen, bådebygger/tømrer Karl Nørgaard og murer Magnus Henriques.

Vi startede Havnens Hænder i 2019, fordi vi mente, at der manglede et byggemarked, der var specialiseret indenfor økologisk og biobaseret byggeri. Vi oplevede, at man ofte var nødsaget til at finde nicheforhandlere rundt omkring Europa for at få fat i ler, hamp eller andre biogene byggemateriale, og at viden derom derfor også var svært tilgængelig for den ’almindelige’ håndværker, og selvbygger, men også for de større aktører i byggebranchen. Det synes vi var en hindring for den grønne omstilling. Med Havnens Hænder ville vi derfor skabe et lokalt byggemarked med et udvalg af diverse produkter, med os som specialister, der både kan hjælpe vores kunder og samtidig gøre viden om biobaserede byggematerialer mere tilgængelig.

Vi sælger derfor udelukkende materialer, som bidrager til at nedbringe CO2-regnskabet og tilbyder rådgivning til vores kunder. Derudover engagerer vi os i samarbejder, talks og diverse arrangementer på tværs af branchen bl.a. med uddannelsesinstitutioner som Det Kongelige Akademi, men også med den mere konventionelle del af branchen; developere, tegnestuer og endda pensionskasser. Vi ser det som en vigtig del i at få de biobaserede byggematerialer frem til et større publikum.

Vi har nøje udvalgte byggematerialer og produkter som indeholder f.eks. ler, kalk, træ, kork, halm, hør, græs og hampeskærver, som alle både er traditionelle kendte materialer, men også fornybare materialer, og som vi mener, har mange kvaliteter der gavner klodens og menneskets helbred.

Første gang vi stødte på hampekalk var på det Kongelige Akademis Bibliotek, gemt væk på en af de bagerste hylder, i en bog om ’Naturligt Byggeri’. Her gik det op for os, at hampekalk er et byggemateriale, som rummer mange potentialer.

Hamp og kalk er begge hygroskopiske materialer, hvilket vil sige at fugt kan fordele sig i hele materialet og nemt afgive fugten igen. Materialet er derfor også et oplagt valg til diffusions-åbne konstruktioner og kan være med til at sikre et godt indeklima. Hvis man ser på materialet i et livscyklusperspektiv, er hampekalk også et indlysende valg pga. dets lave CO2-regnskab. Hampen optager store mængder CO2 ved dyrkning, som derefter kan lagres i konstruktionerne det færdige byggeri. Det er en hurtigvoksende plante, som er modstandsdygtig overfor ukrudt, hvilket gør at produktionen ikke kræver sprøjtegift. Derudover er der ved produktionen af hampekalk heller ikke et behov for høje temperaturer, som man ser ved produktion af beton eller tegl.

Kort fortalt, så ser vi store potentiale i hampekalk i nutidens byggeri, men vi ser også nogle konstruktive og (måske) æstetiske udfordringer, som kalder på en videreudvikling af materialet til byggebranchen. Her har vores samarbejde med de kandidatstuderende ved

Bosætning, Økologi og Tektonik været særligt interessant og de studerendes undersøgelser og forsøg er en vigtig tilføjelse til materialets mulige anvendelse. Hampekalk kan støbes in-situ med en hærdningstid på 3 måneder. Hvor det bliver stenhårdt. Materialet tilbyder en meget fleksibel byggeteknik, men som også kræver specialister eller håndværkere som kender materialet på byggepladsen. Men hampekalk er ikke bærende i sig selv. Så derfor er det interessant, at flere af de studerende er kommet med bud på nye og anderledes konstruktioner, der viser hvordan hampekalk kan blive selvbærende. Dette muliggør nye produktionsmønstre og kan være med til at give flere biogene alternativer til vores sædvanlige montagebyggeri.

Nye biogene materialer vil utvivlsomt også skubbe til vores æstetiske forståelser, og her bliver det tværfaglige samarbejde mellem håndværkere, ingeniører og arkitektur særligt vigtigt. Flere af de studerende er således også gået ind i æstetiske diskussioner om, hvordan denne nye virkelighed kan se ud på. Kan akustikpaneler f.eks. laves af hampekalk, udfordrer de retvinklede metalskinner det mere organiske, lodne udtryk som knytter sig hampekalk osv.?

Fra udstillingen ‘Studier i Hampekalk’, resultater fra Forsknings- og Innovationsforløb, det Kongelige Akademi 2024. Foto: Frederik Mylov

HEMP ECO SYSTEM GROUP

Jørgen Jacob Hempel

Når man begynder på et projekt, er det første skridt at definere, hvad man forventer af projektet. På en måde er det en enkel opgave, men ofte, når vi dykker ned i projektet, bliver det straks mere kompliceret.

Jeg begyndte på mit projekt for 30 år siden. Det bestod i at finde et byggemateriale, der ’arbejdede med’ og virkede i alliance med naturen. Det førte til et biokompositmateriale af rene naturmaterialer, der bestod af en præcis blanding af hampeskærver, hydratkalk, pozzolana og vand. Denne sammenblanding viste sig, at tilbyde en række gode egenskaber, når den fx blev brugt til opførelse (opstøbning) af vægge i nye bygninger eller som isolerende påbygning – eller overfladebehandling af eksisterende tunge konstruktioner.

Jeg så dengang som nu, at naturen, miljøet og klimaet led under menneskets ønske om ‘at kontrollere’ vores omgivelser. Mit mål blev derfor:

1. at skabe en af løsningerne på vores klimaproblem 2. at sørge for at vi, så vidt muligt, kommer til at leve i et sundt klima- og naturmiljø, som kan rumme mennesker, dyr og planter

Jeg mener at disse mål også kan overføres til de aktuelle eksperimenter og forsøg som de arkitektstuderende har foretaget med HesLime – (red. også kaldet, Hampekalk, Hempcreed og hampebeton).

Endvidere, stiller jeg spørgsmålet – hvilken udvikling har forårsaget og ligger til grund for vores aktuelle problemer med klimaforandringer og skader på naturmiljøet?

Søges der i menneskets indgroede vaner og ‘forkælelse’, mener jeg, at man finder grunden til en stor del af disse problemer og jeg kan tilføje, at få situationer er farligere end dem, hvor man får præcis hvad man ønsker sig.

Når man ser hvad menneskets stræben efter livsgoder og forkælelse medfører af dårligdomme for planeten, kan det virke uoverkommeligt at skabe forandringer til det bedre. Her begynder vi at lede efter det håb og de mulige løsninger som kan hjælpe os, idet vi begynder at indse, at den katastrofe, som venter os vil være fatal.

Jeg sagde håb, et ord som i sin reelle mening ikke betyder så meget. Man kan give håbet en mening, ja, men da er det dig og mig, der skal støtte op omkring håbet, for at give det styrke.

Her kan vi omskabe håbet til tro og tro til overbevisning Og overbevisning til den forsikring, der skal til for at opleve endnu engang at himlen blev blå idet forureningen forsvandt*. At vise naturen i sin enkelhed og rene form, er så meget mere mangfoldig end vi kunne forestille os.

At gøre det må være nok til at vise at det umulige er muligt.

*(red. her henvises til den reducerede CO2 udledning under corona-pandemien).

Fra udstillingen ‘Studier i Hampekalk’, resultater fra Forsknings- og Innovationsforløb på det Kongelige Akademi 2024. Foto af Frederik Mylov

Fra udstillingen ‘Studier i Hampekalk’, resultater fra Forsknings- og Innovationsforløb på det Kongelige Akademi 2024. Foto af Frederik Mylov

PREHEMP

EIRIK LOHNE RUUD, ERIK OLOFGÖRS OG MAGNUS TOLLNES KJÆRNES

Med dette prosjektet utforsker vi potensialene til bruk av hampbetong i fremtidens byggebransje. Med en økende relevans, etterspørsel og voksende interesse til bærekraftige metoder å skape arkitektur som anerkjenner grensene til vår planet, har vi utfordret hvordan hampbetong kan brukes i prefabrikkerte veggmoduler for å imøtekomme dagens byggepraksis og markedskrav, uten å påtvinge en ny form for estetikk som vil bruke tid på å imøtekomme markedets ønsker.

Med et behov for spesialisert kunnskap og håndverksferdighet møter hempbetong betydelige utfordringer i dagens byggemarked. Dette inkluderer sikring av kvaliteter som isolering og brannsikkerhet til tidsbesparelser og logistikk. Ved å prefabrikkere elementene, og med det la hampbetongen tørke innendørs, åpner vi for tilgangen til produktet gjennom hele året.

Gjennom vårt arbeid sikter vi mot å omdanne hempbetong fra en kompleks og nisjepreget løsning til et lett tilgjengelig og miljøvennlig valg. Vi fokuserer på innovative tilnærminger, som kan forenkle både bruk og produksjon av hempbetong, mens vi ivaretar og muligvis forbedrer de unike fordelene den har. Hempbetong er nå ansett ikke bare som et byggemateriale, men også som en katalysator for nye, bærekraftige

muligheter i byggeindustrien. Ved å fremheve materialets karakteristika og potensial for miljøvennlig produksjon og bruk, belyser vi hvordan fremtidige byggeprosjekter kan dra nytte av fornybare ressurser på en effektiv og ansvarsfull måte.

Vår visjon er i hovedsak å kunne benytte hempbetong i små 2-etasjes bygg, men vi anerkjenner et potensiale og kunne bruke dette systemet i en større skala. I vår utforming av elementet er samtlige faktorer og byggeprosesser tatt høyde for. Dette vil gjøre det nemt og hurtigt for håndverkere på byggeplassen å installere teknikk eller bekle elementene.

Ved hjelp av hampbetongens iboende egenskaper og kvaliteter har vi også sett en mulighet til, å skrape fra en rekke elementer som må inkluderes i andre mer konvensjonelle bygninger og dermed sunket bygningens ressursforbruk ytterligere.

Avslutningsvis utforsker dette prosjektet bruk av hampbetong i fremtidens byggeindustri for å skape miljøvennlige og effektive byggemåter, samtidig som det utfordrer og moderniserer eksisterende byggepraksis.

Byggekomponent i ydervægskonstruktioner

LAMBDA AKUSTIKK KLIMA TRYKK VEKT

KONSTRUKJSON

HAMPCRETE

LETTBETONG

ARMERT BETONG

STÅL

TØMMER

ISOLERING

BEKLEDNING

STEINULL

HALM

KRYDSFINER HAMPFIBER

GIPSPLATER

Samligning af hempcrete med andre byggematerialer

Produktion af byggelement

2 forskellige byggekomponenter

Total U-Verdi (1/R) 0,135

LCA beregninger og u-værdi for elementer

Matriale

PreHemp (A1-A3)

PreHemp-element (405mm)

Konstruktionsudsnit af ydervæg i fuld skala. Foto: Frederik Mylov

HEMPCRETE AKUSTIKPANELER

HEMPCRETE AKUSTIKPANELER

CAMILLA ROLL-LUND OG MIKKI PATRICK GABRIEL HØJGAARD SIMONSEN

Absorbere lyd

Vi vil producere lyddæmpende plader, lavet af et lydabsorberende materiale. Dermed vil pladerne dæmpe støj, regulere lyd i rummet og øge taleforståeligheden.

Modulsystem

Vi vil producere akustikplader som indgår i et modulsystem. En plade der kan kombineres med andre, og danne en helhed.

Taktil oplevelse

Vi vil producere akustikplader der skal kunne opleves ved sanseindtryk og ved berøring.

Det uperfekte

Vi ønsker at undersøge hempcretes ukontrolerbar egenskaber og bruge det som en styrke. Her det porøse.

Hempcrete er et bæredygtigt bio-kompositmateriale bestående af hampeskærver, vand, kalk og pozzolana, der ikke blot fremmer et sundt indeklima, men også har lydabsorberende egenskaber. Vores ambition er derfor, at undersøge hempcretes egenskaber som akustikpanel og studere hvordan panelet kan bidrage til en arkitektonisk oplevelse, samt etablere en mere behagelig akustisk atmosfære. Her retter vi særligt fokus mod skolens kantine som case.

Ovenfor ses egne krav for projektet. På den baggrund ønsker vi at besvare følgende problemformulering:

“Hvordan påvirker forskellige sammensætninger af hempcrete lydabsorption, lydrefleksion og akustiske egenskaber, og hvilke faktorer spiller en afgørende rolle i at optimere hempcrete som led i udformning af effektive og æstetiske akustikpaneler?”

Projektet tager udgangspunkt i hempcretes grundopskrift og en hypotese om, at kunne modificere densiteten af hamp samt variere mængderne af kalk og vand

Cirkulær proces

Vi vil producere et produkt der kan indgå i en cirkulær proces, hvor materialene kan genanvendes på højeste niveau. Dette undersøges gennem LCA.

Råt materiale

Produktet skal fremgå med sine ‘tro elementer’, hvilket for hempcrete er vand, kalk og hampeskærver. Vi ønsker ikke at tilføje flere materialer

i blandingen. Resultatet er blevet til støbte paneler med varierende hårdheder og porøsitet, hvilket gav unikke lydabsorberings- og lydisolerende egenskaber for hvert panel. Panelerne har været prøvet gennem egne testforsøg, instrueret af en akustik ingeniør, der undersøgte absorberingsevnen og efterklangstiden, hvilket identificerede den mest opti-male kombination af paneler.

Resultaterne fra disse forsøg har været afgørende for udformningen af vores endelige løsning, der består af en synergi mellem et panel med lav og høj densitet. Som led i projektet, har vi desuden undersøgt hvordan panelerne kunne monteres på vægge. Det har resulteret i et modulært system, bestående af biogene materialer, med særligt fokus på brugervenlighed.

Vi har i denne sammenhæng ikke foretaget ændringer i panelernes form eller farve. I stedet har vi stræbt efter at præsentere hempcrete, som et ærligt og autentisk materiale, hvor det foranderlige og det uperfekte bliver omfavnet.

*indledende akustikstudier er foretaget sammen med projektgruppen: HAMPUSTIK s 52.

FORSØG 1

Eksempel på forsøg / akustiske egenskaber i hempcrete

POZZOLANE

POZZOLANE

VAND

POZZOLANE VAND VAND

FORSØG 3

Lydabsobering

Det akustiske absorptionsforsøg er opbygget af to kasser, hvori prøverne [hampeplader] er fastmonteret.

For enden af hver kasse, er der monteret et rør. Røret leder lyden fra en højtaler gennem materialet og hen til en decibelmåler på den modsatte side.

En højtaler monteret i venstre side, udsender en konstant lyd, som i vores tilfælde er ‘pink noise’. I alt er der udført over 36 forsøg. Resultatet kan ses nedenfor.

Test resultater

Efterklang

Forsøget med afprøvning af efterklang er opbygget af en HDF-kerne med en flamingomembran, der omgiver den. På den måde skabes en lydisolerende kasse, hvor prøverne placeres.

Efterklangen måles ved hjælp af en mikrofon, hvori længden af lydbølgerne måles i sekunder. Jo kortere lydbølgen er, desto hurtigere forsvinder efterklangen, og jo bedre er materialet til at absorbere lyd.

POZZOLANA VAND

Vi valgte at gå videre med prøve 3 – høj densitet og prøve 4 – lav densitet.

Disse prøver fungerer godt i sammenhæng, da de har forskellige egenskaber.

Prøve 3 har gode egenskaber ift. at isolere lyd, mens prøve 4 er effektiv ift. en lav efterklang.

Prøve 4 lav densitet. Prøve 3 høj densitet

TEST AF OPHÆNGINGSSYSTEM

Ophæng

Under forløbet udviklede vi forskellige grundprincipper for, hvordan panelet kunne hænges på væggen.

Ovenfor ses fire udvalgte metoder, hvor vi besluttede os for at fortsætte med ”træskelet” variationen, som indebærer at støbe et træskelet sammen med hempcrete.

Samling 1

Dertil videreudviklede vi forskellige samlingsmetoder hvormed modulsystemet kunne sammenkobles.

Fem variationer kan ses nedenfor. Her valgte vi at gå videre med samlignsmetode 4.

Samling 2

Samling 3

Samling 4

Samling 5

Ramme

Serpentin

Træskelet

Ophæng

Træskelettet/ophænget kan samles som et brugervenligt modulsystem. Det var særligt vigtigt for os at opfylde kravet om at anvende biogene materialer som ophæng, da det resulterer i et mere bæredygtigt resultat. Panelet er opbygget af en hempcreteplade med høj densitet, støbt sammen med en hempcreteplade med lav densitet. I højdensitetspladen er der indstøbt et træskelet sammen med hampeblandingen.

Akustikpaneler og ophængningssystem som prototype i fuld skala.

HAMPEKALK SOM HJØRNEFORMIDLER

HAMPEKALK SOM HJØRNEFORMIDLER

FREDERIK MYLOV

I projektet udforskes det biobasede materiale hampekalk og dets ‘arkitektoniske vilje’ gennem formidling af overgange mellem lodrette- og vandrette flader i vores rum.

Interessen for overgange udført i hampekalk udspringer af kritiske reflektioner- og iagtagelser af nutidens fortsat CO2-tunge materialeforbrug og formsprog, præget af modernismens skarpe hjørner, hvor akrylfugen ofte ses som løsningen på udfordringer med manglende præcision i den tekniske udførsel.

Med afsæt i ovenstående, ønsker projektet, at udfordre branchen og de nuværende alternativer til hampekalk som findes, hvor forskellige producenters loftplader forsøger at ‘løse’, men ikke svarer på de udfordringer der knytter sig til de skarpe hjørner: som ofte sprækker og revner.

Projektets intentioner er således at komme med et bud på, hvordan en overgang kan se ud anno 2024, hertil at diskutere de sanselige-, æstetiske-, såvel som tekniske potentialer ved brug af hampekalk som hjørneformidler.

I projektets første del er der lagt vægt på at afprøve forskellige blandingsforhold og metoder til fremstilling af overgange i hampekalk (i en skala med metoder, vi kender fra stuk).

Projektets anden del fokuserer på overgange i hampekalk i en større - “industriel” - skala efter “standard” blandingsforhold, men ud fra et perspektiv om sammenlignelighed mellem historiske håndværkstraditioner og form/støbning.

Erfaringer fra projektet viser, at det er muligt at ekstrudere hampekalk, såfremt blandingsforholdet indeholder mere kalk end hamp. Hermed kan et historicistisk motiv og formsprog viderebringes til en ny tid og i et nyt materiale: Hampekalk.(se foto 1).

Erfaringer viser desuden, at hampekalk gerne vil trækkes horisontalt ved glideforskalling til eksempelvis præfabrikation af større elementer, eventuelt i en større kontekst (se foto 2 og tegninger). Hampekalks potentialer er derfor mange og dets ‘arkitektoniske vilje’ viser sig gennem projektet, hvor taknemmeligt og fleksibelt materialet er.

Forsøg med ekstrudering af hampekalk. Foto: Frederik Mylov.

Lodret principsnit af overgang mellem væg og loft

Testforsøg med større overgangselementer i fuld skala. Foto af Frederik Mylov

HAMP I EKSISTERENDE BYGGERI

HAMP I EKSISTERENDE BYGGERI

ELLA FINNE OG ZOE VARDLUND

Arkitektur skal ikke bare være visuell appellerende, men også være taktil og sanselig. Viktigheten av å tilpasse arkitekturen til ‘stedets motstand’ opstår ved å vise respekt for stedets karakter.

Vores problemstilling er således følgende:

Hvordan kan et nytt materiale som hemp brukes som et mer tiltalende materiale i eksisterende bygninger? –

Med utgangspunkt i etterisolering.

Vi har undersøkt hvordan hamp kan brukes til å etterisolere eksisterende bygninger på utsiden av fasaden. Vi har arbejdet med en ressursbevisst fasaderenovering, hvor den bærende konstruksjon bevares, mens en ny fasade og klimaskjerm tilføyes. Med utgangspunkt i hvordan mange eksisterende bygninger etterisoleres i dag, har vi undersøkt hvordan en etterisolering kan forenkles og hvordan hvert trinn i prosessen kan simplifiseres.

For å utforske spørsmålet har vi tatt utgangspunkt i en case, en eksisterende teglbygning i Taastrup. Ytterveggen som i dag består av tegl, har behov for ytterligere isolering. Til tross for at fasaden blir ny, har vi fokusert på hvordan bygningens eksisterende karakteristikk kan ivaretas.

Vi ønsker at det opprinnelige arkitektoniske uttrykket skal understøttes, samtidig som de nye materialene skal være ærlige og synlige i den nye fasaden.

Hempcrete og hempisolering er materialer, som er isolerende, har gode termiske egenskaper, og som er lette og brannsikre.

En trekonstruksjon festes til muren og fylles med hempisolering. Treverk som legges horisontalt langs fasaden, festes til trekonstruksjonen og understøtter bygningens karakteristikk med bånd, som løper langs fasaden. Videre festes prefabrikkerte trekasser med hempcrete til treverket og avsluttes med kalkpuss.

Hempcreteblokkene viser ulike undersøkelser av tester med kalkpuss, kalkmelk og kalksand. Både med, og uten oxid-rød pigment. Ved å la hempcreten sin tekstur synes gjennom pussen, blir fasaden mer levende og ærlig ovenfor materialet som brukes.

Eksisterende boligblok med teglfacader, som skal efterisoleres.

Testforsøg af facade element i fuld skala.

Trækasse

Opbygning af facadeelement

Träkasse Träkasse med hempcrete

Trækasse med hempcrete

Träkasse med hempcrete

Träkasse med hempcrete med fasadbehandling av kalkputs och kalkmjölk med oxidrött pigment

Trækasse med hempcrete med facadebehandling af kalkpuds og kalkmælk med oxideret pigment

Träkasse med hempcrete med fasadbehandling av kalkputs och kalkmjölk med oxidrött pigment

Reglar 120x45 mm

Isometri, facadeudsnit

Trämodulerna med färdigstöpt hempcrete sätt sedan på plats mellan reglarna i fasaden.

Trämodulerne med färdigstöpt hempcrete sätt sedan på plats mellan reglarna i fasaden

Hempisolering 120 mm

Horisontella reglar 120 x 45 mm

Träkassar till hempcrete

Hempcrete 70 / 120 mm

Kalkputs

Snit, facadeudsnit

Trämodulerna med färdigstöpt hempcrete sätt sedan på plats mellan reglarna i fasaden.

Nyt facadeudtryk ved brug af Hempcrete til efterisolering.

HAMPENS PREMISSER

HAMPENS PREMISSER

ESKIL NORMANN SÆTRE OG FRODE HERTZBERG HELDAAS

Prosjektet stiller forskningsspørsmålet: Hvordan kan Hempcrete inngå i byggeriet som bærende konstruksjon?

Prosjektforløpet har vært inndelt i tre faser; materiale, element og konstruksjon.

Materiale:

Undersøkelser i støpemetode, blandingsforhold, armering og kjemiske eller mekaniske bindere. Fortløpende trykktesting og evaluering av materialets egenskaper.

Element:

Prototyper av søyler og bjelker produsert i skala 1:1 og 1:2 som har blitt trykktestet.

Konstruksjon:

Skissering på et system med Hempcreteelementer som bærende konstruksjon. Forslaget peker på at man kan bygge homogene vegger og søyler med armert Hempcrete. Vi retter et fokus på hvordan nyere biogene materialer påkaller en annen konstruksjonsmessig logikk. Videre understreker vi behovet for standardisering og pre-fabrikkering. Det å bygge på andre premisser medfører egne utfordringer og dette prosjektet gir et bud på en ny tektonikk basert på Hempcretes egenskaper.

Innvendig søyle Utvendig søyle Veggelement Terrengdekke Overligger

Undersøgelser / støbemetoder

SYSTEM / Hempcreteelementer som bærende konstruktion

Armeret søjler med hempcrete

Homogene vægge med hempcrete

Lodret snit i ydervæg 1:100

Takrem

Overligger hempcrete

300 x 450 mm

Stålbeslag

Søyleelement hempcrete

Vindtrækbånd

Stålbeslag

Bundrem konstruksjonstre

Forankring

Punktfundament betong

HAMPUSTIK

HAMPUSTIK

PETRINE LANDE KOTENG OG CAROLINE SOPHIE EWERLÖF

I dette forsknings- og innovationsprojekt har vi indledningsvis arbejdet sammen med gruppen: HEMPCRETE AKUSTIKPANELER, hvor vi har foretaget indledende test og undersøgt forskellige akustiske løsninger og materialesammensætninger.

Vi har arbejdet ud fra følgende forskningsspørgsmål:

“Hvordan kan vi optimere hampbetons gode akustiske egenskaber, ved at teste lydabsorbering og refleksion, og hvilke faktorer spiller en afgørende rolle for at optimere hampbeton som både effektive og æstetiske akustikpaneler?”

Dårlig akustik har flere konsekvenser, såsom dårlig kommunikation, nedsat koncentrationsevne, hovedpine og træthed, som alt i alt fører til en dårlig oplevelse af et rum (og social situation).

Det Kongelige Akademis kantine er anvendt som eksempel, på et lokale med dårlig akustik. Her bliver man straks mødt af en masse larm. Kraftige lyde, med mange stemmer, plader der klirrer, stole, der skraber mod gulvet. Den dårlige akustik og lange efterklangstid, hvor hver lydbølge rammer dig og gør det svært at føre samtaler. At opholde sig i kantinen er for mange mennesker, i mange sammenhænge ubehageligt akustisk og udfordrende socialt og fagligt.

Hemplime er et materiale med flere gode egenskaber, flere ting gør materialet velegnet til brug som akustikplade. Hemplime er et godt lydabsorberende materiale, som bl.a. skaber et godt indeklima, et letvægtmateriale, diffusionsåbent og porøst, samt det indeholder ingen skadelige kemikalier. Desuden er det CO2-reducerende og et meget bæredygtigt materiale at bruge.

For at finde den bedst mulige akustisk, testede vi en række forskellige blandingsforhold af hhv. hampeskærver, vand og kalk. Disse testede vi på to forskellige måder: testning af efterklangtiden og testning af materialet lydisolerende egenskaber. På den måde fandt vi frem til den mest optimale blanding af hemplime til et akustikpanel som kunne hænge på væggen.

Gennem vores undersøgelser er vi nået frem til dette produkt: Hampustik. Hampustikpladerne viser materialets renhed og er monteret i en ramme af genbrugstræ. Hampen er støbt i rammen af genbrugstræ, hvilket betyder, at hampustikpladerne er slidstærke og har en enkel produktionsproces. Produktet har et enkelt og brugervenligt monteringssystem. Der er ingen begrænsninger for, hvordan det kan hænges op. Pladerne kommer i to forskellige tykkelser, 3 cm og 7 cm. De kan kombineres eller bruges hver for sig, alt i forhold til rummets anvendelse og størrelse.

Prøve 2.B

Prøve 1.B

Prøve 1.A

Høj denistet

Lav densitet

Eksempler på materialeprøver

Visualisering af Hampustikpladerne hængt op i kantinen ved det Kongelige Akademi

Akustik og efterklangstid

En god akustik handler grundlæggende om, at jo mindre efterklangstid, des bedre. Det gælder om, at få lyden til at fortone sig i et rum, så den ikke hænger og forstyrrer. Efterklangstiden er den tid i sekunder, det tager for en lyd at falde med 60dB, efter den er stoppet – f.eks. et klap. Efterklangstiden kan også beskrives som “ekko” eller “rumklang”.

Størrelsen og formen på rummet og materialerne, altså overfladerne i rummet som vægge og lofter, er afgørende for efterklangstiden og dermed for regulering af akustikken. Store lokaler og hårde overflader af beton og murværk giver længere efterklangstid.

LCA- Udregning af Hampustik

Enhed Værdi

Tykkelse (m)

Densitet (kg/m3)

Masse (kg/m2)

KF (masse, enhed)

GWP total (A1-A3) (kg CO2- eq-) pr m2 (kg CO2/m2/kg mateirale)

GWP total (A1-A3) (kg CO2- eq-) pr plate

Ophæng Fransk ophæng, kan være en gennemgående skinne gennem flere hampustikpaneler eller et enkelt panel. De kan hænges op både horisontalt og vertikalt.

Ophænget gør, at brugeren kan modificerer det til eget formål/brug. Det er meget ukompliceret og nemt i både ophæng og montering og skaber afstand fra væg til panel. Man kan enten bruge akustikpanelet med eller uden synlige skinner. Det er nemt at flytte på og kan bæres af én person.

Et eksempel kan være en kirke, hvor der kan være en ’rungende lyd’. Bløde og porøse overflader giver derimod en kort efterklangstid.

Som led i projektet har vi foretaget systematiske forsøg og tests, som gav os en forståelse af, hvornår hampebetonen som materiale, virkede mest ideelt ift. vores skitserde behov. Dette blev testet i to opstillinger, den ene med efterklangstid og den anden med decibel, altså absorption.

Se nærmere beskrivelser under ‘Hempcrete Akustik paneler’ s. 24-32.

Nedenfor ses LCA-beregningen for Hampustik.

Hempcrete

SKALLEKALK

SKALLEKALK

CAROLINE LINDBERG, STINE WEST FREDERIKSEN OG PERNILLE JØRGENSEN

Hempcrete består af hamp, [hydrat]kalk og vand. Hampplanten er en hurtigtvoksende afgrøde, med mange positive egenskaber, som yderligere bidrager til et sundt miljø omkring sig. Hampen er en fornybar ressource. Kalk, derimod, skabes under pres over millionvis af år, og kan derfor ikke placeres i samme kategori. Kalk udvindes fra kalkbrud rundt omkring i verden, men hvor meget kalk, der reelt findes, er uklart.

For at undgå samme problematik, som vi lige nu oplever med sand og grus, finder vi det væsentligt, at se på andre kilder til kalk. Kalk er en byggesten, naturen også benytter. Tre eksempler er: knogler, muslingeskaller og æggeskaller. Dette projekt tager udgangspunkt i sidstnævnte. Ved at brænde æggeskaller til + 900 grader og derefter læske den brændte masse med vand, opnås hydratkalk, skabt fra en fornybar ressource.

Æggeindustrien er et helt emne for sig, men væsentligt er det, at æggeskaller i dag er et restprodukt. Ved at tilsætte en større mængde kalk i hempcreteblandingen, er det vores hypotese, at materialet bliver stærkere.

Dette kan vi tillade os, da kalken stammer fra en ‘fornybar’ ressource.

Vores blanding kalder dermed på, at være et bærende element. Det kunne være et bærende element, som man har arbejdet med i årtusinder, med et højt arkitektonisk potentiale. Et element, hvor der i dag, kun er et smalt udvalg af biogene materialer, det kan bygges af.

Dette projekt hylder søjlen som arkitektonisk element. En søjle, der ligesom i det gamle Grækenland er opbygget af elementer og som derfor er nem at håndtere, samt nem at skille ad igen.

Hvor kan sådan en søjle bo? Et supermarked, et byggemarked, en industrihal og en lagerhal er eksempler på denne form for typologi. I forbindelse med at skaffe æggeskaller til projektet, har vi været i dialog med forskellige æggeproducenter. Dette har kastet lys over en mulig kontekst – for hvor kommer æggene fra? Vi forestiller os hempcretesøjlen som et integreret element i miljøet blandt hønsene, der har været med til at skabe den.

Afslutningsvis har vi undersøgt om kalken i eksisterende hempcrete kan genanvendes. Dette gjorde vi, ved at brænde materialet til + 900 grader, hvorefter vi stod tilbage med kalk og sand, som vi derefter succesfuldt læskede. Således kan vi konkludere, at man også kan genbruge kalken i hempcrete.

Udvalg af materialeprøver fra hampeproduktion.

Udvinding af kalk fra muslinger, æggeskaller og dyreknogler

Test af opskallering / 50 kg æggeskaller

50 kg æggeskaller fra DANÆG før brænding

Udvinding af kalk fra eksisterende hempcrete TEST PRODUKTION

Brænding mislykkedes, da vagter slukkede ovnen pga. for meget røg

i udend

Efter brænding

Materialet knuses

Læskning af æggeskal var en succes

Ny mindre brænding

dørs ovn

Brænding til 950 grader.

Iltmangel resulterer i sort kalk Kalken blev læsket

Dermed klar til støbning

Teststøbning blev en succes

Brænding ved 900 grader

Brændt Isohemp Læskning af kalken

Isohemp i keramikovn

1:3 andet testforsøg, endelig søjle. Foto af Frederik Mylov.

Snittegning: møde med kapitæl og base

Langsgående bjælke (træ)

Tværgående bjælke (træ)

Kapitæl (eks. træ)

Hempcrete-element

Base (eks. træ)

Hampestrøelse

Vibreret lergulv

Hempcrete

Muslingeskaller

Perlesten

Skruefundament

Jord

Rendering af hønseri med søjler i Skallekalk

FLEKSIBEL UTSTILLINGSVEGG

FLEKSIBEL UTSTILLINGSVEGG

TRINE STRØM GREBSTAD OG FANNY EDGREN

Med vårt prosjekt ønsker vi å undersøke nye måter å anvende hempcrete eksponert i interiøret. I dag brukes materialet primært usynligt, og man får ikke riktig noen relasjon til det visuelt. Vårt fokus har derfor ligget på struktur, tekstur og faktur,* tre begreber som har fulgt alle våre undersøkelser. Vi har også vegtlagt materialets egne premisser i prosessen og arbeidet utifra dets fordeler og utfordringer.

Vår metode har vert å utforme grunnleggende hypoteser om materialets kvalitet og stille utfordrende spørsmål til dagens bruk. Dette har vi gjort gjennom systematiske forsøk, hovedsakelig støpninger, for bedre å forstå materialets egenskaper på et fysisk plan. Forsøkene har fokusert på ulike blandingsforhold, ingredienser, fargesetting og formgivning, som har resultert i en ‘hempcrete estetikk’ som kan fungere i interiøre sammenhenger.

I dag brukes hempcrete oftest som isolering i nybygg eller restaurering, hvor det er tildekket av andre beskyttende materialer. Men materialet har flere gode egenskaper, og man kan i større grad dra nytte av disse ved å eksponere det innendørs. Vi mener også at det vil

være enklere å innføre det i allerede eksisterende bygg, der det blant annet kan tilføre bedre luftkvalitet og akustiske forhold.

Å synliggjøre hempcreten vil forhåpentlig gjøre det mer tilgjengelig og videre kjent som byggemateriale.

Forsøkene har resultert i en form for plateprodukt, med en tosidig fremstilling, som åpner opp for fleksibilitet og foranderlighet. Vi ser for oss at disse platene, når de er lagt sammen kan utgjøre en aktiv utstillingsvegg for bøkene i biblioteket, hvor plater i de ulike størrelser og dybder kan roteres, vendes og flyttes rundt på i uttallige variasjoner.

*3 begreber defineret af Lázló Mholy-Nagu i 1929 i bogen: “Von Material zu Architektur”.

HEMPCRETE

Skitse som viser eksempel på utstillingsvegg for bøker

Forsøg 1: udvalgte farveprøver med jern-oxid

Forsøg 2: udvalgte prøver med farveblanding og forskellige teksturer

Test med flere farver i blandingen

Tekstur: aftryk med bobbelplast

Tekstur: størrelse på hampkorn

Plader i fuld skala som viser forskellige farver og tykkelser – udviklet gennem test af blandingsforhold og støbeforme. Foto af Frederik Mylov

HEMPBLOK

HEMPBLOK

ANDREAS SCHMIDT, MARTIN WOLFF OG ZSOLT KRAUSZ

Hempcrete er et biokomposit, der har en række gode egenskaber. Det fungerer som et godt isoleringsmateriale, det er diffusionsåbent, det kan absorbere fugt, det skaber gode akustiske forhold og så optager det CO2 i hele dens levetid.

Hempcreten består af en våd blanding, der hærder over tid og fremstillingen minder derfor om samme proces som ved beton. På trods af de gode egenskaber, har hempcrete en udfordring styrkemæssigt og betragtes derfor ikke som en bærende konstruktionsdel i byggeriet. Derfor bliver materialet primært brugt som vægudfyldning i andre bærende konstruktioner.

Med vores projekt undersøger vi en alternativ måde at bygge med hempcrete. I Danmark har vi en tradition for at opføre byggerier i murværk og med denne inspiration undersøger vi mulighederne for at udvikle en bærende hempcreteblok, der kan stables i et forbandt.

Vi har foretaget samtlige styrkeprøver på vores forsøg på Teknologisk Institut.

På baggrund af resultaterne fra prøverne, kunne vi konstatere at lerprøverne klarede sig markant bedre styrkemæssigt ifht. hempcreteprøverne med tilsat materiale.

Udgangpsunktet for blokken er, at skabe en stærk kerne med naturlige materialer, som kan støbes ned i en hempcrete blok med huller. Derfor fremstår vores blok som en hybridblok, der har de gode egenskaber fra hempcreten og de styrkemæssige fordele ved ler.

Den stærkeste prøve som består af lerjord, tilsslag, hø og vulkansk aske opnåede en trykstyrke på 2337 kN, hvilket svarer til et maximum tryk på 2.337 kg eller 3,67 Mpa per kerne.

Afprøvede testmaterialer

Tilslag

Træspån

Finmalet tegl

Fæhår

Knuste muslingeskaller

Hø

Cement

Finmalet lerjord

Hydrat kalk

Gips

Forsøg 1: Hempcrete

Forsøg 2: Lerpulver

Forsøg 3: Stampet lerjordsprøver

BLOKKENS DIMENSIONER

Vores blok er designet ud fra de isoleringskrav som byggeriet stiller i dag, og til at en enkelt person skal kunne løfte en blok uden hjælpemidler. Dimensionerne er 200x500x250 mm og består af lerkerner, som gør det muligt at stable blokkene i et forbandt.

STØBEFORM

Støbeformen er lavet af træ og kan samles på stedet

BYGGEPROCES

Hempcreten støbes først i formen og efterfølgende skal ler kernene støbes. Hempblokken skal derefter hærdes en måneds tid

Blokke stablet i forbandt i fuld skala demonstraion. Foto af Frederik Mylov

Konstruktionssnit gennem ydervæg

Tagbeklædning

Undertag – brædder, forskalningstræ

Isolering – isohemp

Toprem – bjælke

Toprem

Tagrende

Bjælkespær

Spændebånd – hampereb

Kombi-blok

Skralde

Drypnæse

Bundrem

Fordelingsrem – limtræsbjælke

Terrændæk – spær, isolering, gulvplade

Skruefundament

Byggesystemet

Byggesystemet tager udgangspunkt i Design-for-Disassembly. Vi vil gerne bygge uden lim, så vores blokke nemt kan skilles ad. Der ligges hampmåtte imellem vores blokker som holder dem sammen, samtidig med at de optager små ujævnheder, der kan opstå ved fuger. Med et simpelt spændesystem gøres væggene stabile.

Modelfotos af byggeprincip

DE BUEDE FORMERS POTENTIALE

DE BUEDE FORMERS POTENTIALER

JOHANNES TORRÅNG, MARIUS TRIER KROGH OG MATHIAS HAARDER LØNSKOV

Projektet tager udgangspunkt i et spørgsmål, der drejer sig om ‘hempcretes arkitektoniske vilje’: Hvad vil materialet?

Fra en række indlende støbninger og forsøg med materialet fandt vi et potentiale i ‘de buede former’. Vores forsøg har behandlet følgende: - materialets evne til at være (selv)bærende konstruktion - ressourcesparende forskalling - simple støbeprocesser

Vores indledende støbninger, gav os både en viden om hvordan man kan bearbejde materialet og til hvilke principper det egner sig – og hvor det ikke gjorde.

Der er et tidsaspekt i selve støbningsprocessen – hele støbningen skal helst udføres på en gang. Vi har forsøgt at lægge nye lag på en anden støbning – men for at dette kan lykkes kræver det en form for armering.

Desuden skal der være den rette temperatur og luftfugtighed. Tidligt i forløbet, satte vi vores støbninger i et tørrerum til keramik, men her var luften for tør og støbningerne revnede. Det skyldes den kemiske proces, der sker mellem kalken, vandet og hampen under tøring, som helst skal gå så langsomt som muligt, for at materialet opnår højest mulig styrke.

Vi har læst os til, at materialet over tid opnår højere styrke og at materialet selv efter tre år, stadig fortsætter sin hærdningsproces. Vi ville undersøge muligheden for at bygge noget, der allerede ‘fra start’ kunne bære sig selv og indgå som en del af en bygning.

Projektet undersøger og afprøver tre støbeprincipper, en selvbærende bue og en hængende bue.

I projektet har vi videreudviklet et skitseforslag til en pavillon, som er tænkt og tegnet ud fra de konklusioner og den forståelse af materialet vi har gjort os.

I flere af vores forsøg, både indledende og længere henne i processen, har vi undersøgt de muligheder som tekstil kan have som forskallingsmateriale, både rent praktisk, håndværksmæssigt og som et materialebesparende alternativ til ‘almindelig’ forskalling i træ.

Det var også tekstilet der, i første omgang, satte en dialog i gang i vores gruppe, omkring de buede former og hemplimes anvendelse i fobindelse med disse. Her så vi hurtigt fordele i brug af tekstil som forskalling – tekstilet lader materialet ånde og fremskynder hærdningen.

Fuld skala testforsøg af den hængende bue

Nærbilleder af hængende bue

Fuld skala testforsøg af den selvbærende bue

Fuld skala testforsøg af kupplen

Skitser fra designprocessen

Konstruktionsprincipper for pavillion, snittegning

Hængende stof Hempcrete og hængende lægter Tag shingles

Trækonstruktion

1: Udgravet fundament 2: Sokkel

BYGGESEKVENS

5: Hængende stof

1: Udgravet fundament 2: Sokkel

BYGGESEKVENS

1: Udgravet fundament 2: Sokkel

BYGGESEKVENS

5: Hængende stof

1: Udgravet fundament 2: Sokkel

6: Hempcrete + indstøbte lægter

7: Tag shingles

8: Væg beklædning

5: Hængende stof

6: Hempcrete + indstøbte lægter

BYGGESEKVENS

1: Udgravet fundament 2: Sokkel

5: Hængende stof

6: Hempcrete + indstøbte lægter

7: Tag shingles

8: Væg beklædning

Uddrag af byggesekvensen for pavillionen

HEMPCRETE I MODERNE BINDINGSVÆRK

Bygget eksempel med indbygget hampekalk.

Flat House / Practice Architecture + Material Cultures. Foto af Anne Beim

HEMPCRETE

KRISTINE FURFJORD PETERSEN

Jeg har sett på hvordan man kan bruke hempcrete som erstatning for vanlig konvensjonelle byggemetoder.

Hempcrete er et bærekraftig byggemateriale laget ved å blande hampstengler, kalkstein [hydratkalk] og vann.

Dette innovative materialet har fått økende oppmerksomhet på grunn av dets miljøvennlige egenskaper og bærekraftige produksjonsmetoder.

Hempcrete er laget ved å kombinere hampens tørkede indre fibre med kalk og vann. Hamp er en rasktvoksende plante som krever minimalt med vann, ingen kjemiske gjødsler og plantevernmidler for å trives.

Dens sterke fibre gir strukturell styrke til hempcrete, og gjør at den kan komprimeres til faste blokker eller brukes som isolasjon i byggeprosessen. Denne blandingen danner et lettvint og isolerende materiale som ligner tradisjonelle betongprodukter, men med betydelig lavere miljøpåvirkning.

Kalken gir materialet evnen til å mineralisere over tid, noe som bedrer styrken ytterligere. Denne mineraliseringen absorberer også karbon over tid, og gjør dermed hempcrete til et karbonnegativt byggemateriale.

Fordeler med hempcrete inkluderer dens naturlige isolasjonsegenskaper, motstand mot mugg og skadedyr, og evne til å regulere fuktighet. I tillegg er produksjonen av hempcrete mindre energikrevende sammenlignet med tradisjonell betongproduksjon, noe som bidrar til å redusere utslippene av klimagasser.

På grunn av sitt potensiale for å redusere miljøpåvirkningen fra byggeindustrien, har hempcrete fått økende popularitet som et bærekraftig og miljøvennlig alternativ til konvensjonelle byggematerialer.

Eksempel på indstøbt hampekalk /Flat House / Practice Architecture + Material Cultures. Foto: Anne Beim.

Hempcrete med standard bindingsværk

Traditionelt bindingsværk i dag

Hempcrete med kraftigere bindingsværk og større spenn

DET SANSELIGE LOFT

JOSEFINE

WIGANT

OG MARIE JUL SCHARFF

“Det sanselige loft” undersøger loftet som overset flade i dansk velfærdsbyggeri.

Med sine luftrensende, antibakterielle og biogene evner, spiller hampebetonen hovedrollen i, hvad der skal forstås som et moderne modstykke til det velkendte systemloft [fx. metal eller gips].

Som led i undersøgelserne har vi støbt plader og former i forskellige blandningsforhold, der alle er tiltænkt at indgå i det klassiske aluminiumsskinnesystem, som mange nedhængte lofter i dag er opbygget af.

Konkret er processen styret af 3 undersøgende faser, yderligere beskrevet på de næste opslag. Disse er: blandingsforhold, overflade og form. Først er blandingsforholdet af hampebetonen blevet undersøgt, bl.a. ved at tilføje forskellige komponenter til blandingen. Derefter er der arbejdet med at opnå en glat og drysfri overflade, bl.a. ved at indstøbe en mere findelt hampemasse, ved at øge kalkmængden og ved at efterbehandle med andre biogene komponenter såsom bivoks.

Den buede form, er et forsøg på at fortolke systemloftet som noget øjet søger mod, fremfor at vende sig væk. Det er en måde, at indfange både kunstlys og dagslys og give retning til ellers retningsløse rum, såsom lange gange eller dunkle kontorlandskaber. Der er i opgaven

eksperimenteret med flere forskellige buede udformninger i forskellige dimensioner. Her har udfordringen været at finde et balancepunkt hvor formen har været stabil nok til fx at blive transporteret, men stadig med en vægt, der gør, at pladen kan hvile i et skinnesystem.

Konkret er der arbejdet med systemloftets klassiske dimension af plader a 600x600 mm samt et tilsvarende grid af aluminium som pladerne ligger i. Griddet vil på den måde skjule og beskytte vigtige installationer, som mange loftflader gemmer på.

Der er arbejdet med at udnytte denne ukurante overfalde og opnå forskellige sanselige karakterer alt efter hvilken tid på dagen både dags- og kunstlys rammer loftsfladen. Her er undersøgt forskellige lyskilder, der på hver deres måde interagerer med både overflade og form på loftspladen.

Med undersøgelsen håber vi på at komme med et tidssvarende bud på et loft, der indgår i en industrialiseret tankegang, et lettilgængeligt produkt, som i princippet kan installeres af enhver. Dette med henblik på at belyse hampebetonens potentiale for at give os sundere rum, af høj sanselig og æstetisk kvalitet, der giver os lyst til at se op – og gå på opdagelse.

Prototyper af loftskomponenter. Foto af Frederik Mylov

#1.1

100% Grundblanding 1 Støbt i træform med plast ilagt. Tørret 1 dag i formen, efterfølgende tørret på tegnesal

#1.2

100% Grundblanding 1 Støbt i træform med plast ilagt. Tørret 1 dag i formen, efterfølgende tørret på tegnesal

Efterfølgende behandlet med bivoks

#1.3

Støbt i træform med plast ilagt.

Tørret 1 dag i formen, efterfølgende tørret på tegnesal

Efterfølgende behandlet med bivoks

#1.4

80% Grundblanding 1 20 / knust teglsten, fintmalet

Tørret 2,5 dage udendørs, derefter indendørs

#1.5

80% Grundblanding 1 20 / knust teglsten, grovere sten

Tørret 2,5 dage udendørs, derefter indendørs

#1.6

80% grundblanding 20% knust færdighærdet hampebeton

Tørret 2,5 dage udendørs, derefter indendørs

#4.1

100% grundblanding 2

Støbt i Aluform med alulåg. Tørret indendørs. Behandlet med rød linoliemaling.

#4.2

Lagdelt støbning. Hampepuds blandet af samme forhold som indmad, blot med fintmalet hamp. I pudsen inblandes kønrøg som farvepigment.

Støbt i Aluform med alulåg. Tørret indendørs.

#5.1

1.5 del opblødte hampeskærver

0.5 del kalk 0.3 del vand

Støbt i træform med bivoks

#5.2

Puds af:

1 del blendet hamp

0,6 del vand 1 del kalk

Indmad: grundblandning 2

Støbt i træform og behandlet med bivoks på halvsiden

#6.1

1 del hamp, 0.5 del kalk 0.75 del vand

Målt i L. Påføres kaffesæk spændt ud over spand. Tørret indendørs

Færdigtproduceret

#4.5

100%

3 undersøgende faser: blandingsforhold, overflade og form

#2.1

hampebeton fra Havnens Hænder

Behandlet med bivoks

#7

Lagopdelt støbning i plast, ca. 1 cm puds, resten som grundblanding 3

Lagopdelt støbning i plast, ca. 1 cm puds, resten som grundblanding 3

DEN STORE BUE

Systemloftet: lodret snit, i loftsplader af hampebeton, nedhængt i Rockfon system.

Morgenlys på hampebetonsystemloft i gangforløb

08.00, September, Danmark

FINÉRET

FINÉRET HAMPEBLOKKE

NICK HEINSBÆK OG MARCO BRUHN

Finéret hampeblokke er stabelbare hulmursblokke af hampekalk, med en bærende kerne af krydsfinér.

Denne er hul og kan dermed indeholde installationer og rørføring og senere fyldes op af genanvendt knust hampekalk for ekstra isoleringsevne.

Dette projekt repræsenterer et ønske om at effektivisere produktionen af hampekalk på bedst mulig vis. Hvert år opføres omkring 2.500 parcelhuse i Danmark ved brug af CO2-tunge materialer. Hampekalk viser sig som et miljøvenligt alternativ med lavt CO2-aftryk og med positive egenskaber for indeklimaet. Udfordringen er dog, at hampekalk ikke er bærende og kræver en bærende konstruktion. Derfor opstod idéen om, at skabe en bærende byggeblok, hvor hampekalk er hovedingrediensen i blandingen.

Ved at producere disse blokke på en fabrik, opnår man optimale produktionsbetingelser, herunder kontrol over temperaturer, ensartethed og tørretider. Resultatet er en blok, der er klar til brug, så snart den ankommer til byggepladsen. Dette muliggør også at have blokkene som færdige produkter i lokale byggemarkeder, klar til køb og montering.

I dette projekt har vi stræbt efter at integrere hampekalk i det fremtidige grønne byggeri, for at gøre det mere tilgængeligt i den industrialiserede byggesektor.

Målet er, at påvirke byggeprocessen i primært 1-2 etagers parcelhuse ved at bruge præfabrikerede, masseproducerede hampekalksblokke som det bærende bygningselement.

For at opnå dette, har vi undersøgt produktionsmetoder, blandinger, densiteter og egenskaber i forhold til konkurrerende produkter på markedet. Selvom der er flere spillere på markedet med lignende egenskaber som finéret hampeblokke, er de ofte mindre CO2venlige.

Vores formål, har været at etablere hampekalk som almindeligt byggemateriale i Danmark, ved at udnytte dets lave CO2-udledning og positive egenskaber som isoleringsevne, åndbarhed, brandsikkerhed og akustiske egenskaber. Blokken måtte gerne være kompleks, men monteringen skulle være ukompliceret og forholdsvis ligetil. Vi har haft et ønske om at forenkle byggeprocessen og genintroducere hampekalk som en bæredygtig ‘byggeklods’ med effektiv produktion.

Forundersøgelser

Byggesystem

Produktionsland:

Højde:

Bredde:

Længde:

Ingredienser :

Samlingsprincip:

Styrke:

Danmark

375 mm

375 mm

750 mm

Hampeskærver Hydratkalk Pozzolane Vand

Horisontalt + vertikalt

Lave arbejdsomkostninger Hurtig opførelse Ingen Tørretid Kan skilles ad Bærende Hulmur

Datablad

Svagheder:

Vægt:

Livstid:

Brandklasse:

Densitet:

Trykstyrke:

Antal blokke pr. m2:

Kan ikke tilpasses Kræver to personer at montere Dyr at købe

Krydsfiner: 7,5 kg

Hampebeton 15.5 kg 23 kg

100 år

B-S1 d0

(A2- s1 d0 v/kalkmørtelpuds)

360 kg/m3

21, 3 MPa

3,5 blokke/m2

Støbeproces. Blandingsforhold: 60 liter vædet hampeskærver, 12 liter hydratkalk, 1 liter pozzolane og 1 liter del vand

Hævet bund under hampekalk, for at skabe afstand i fugerne

Sider sammensat med aftagelige bånd og forstærkere

Skruer monteret for bedre sammenklobling til krydsfinér

Hampekalk stoppes godt ned i form og står til tørring i 1 dag

Sider med plastik fjernes, så hærdningen får bedre vilkår

Hjørner tappet sammen for bedre stabilitet

Hampeskærver vædes, så de optager mest mulig vand

Tape fjernes , så de udfyldte huller

som ophæng

Plastik ifyldes og træskelet sættes ned i form

Støbningen står til hærdning 1 uge, før den kan løftes væk

Huller tapes, så hampekalk ikke flyder ind i hulrummet

Hampeskærverne drænes og hydratkalk og pozzolane iblandes

fungerer

Afstaldslister

Træbeklædning

Træskelet

Isolering

Vindpap

Dampspærre

Isolering

2 lag gips

Spartel

Tapet

Maling

Fodliste

Afstandsliste

Træskelet med træbeklædning

Mørtel

Mursten

Klæber

Isolering

Gasbeton

Fuge

Puds

Binder

Maling

Fodliste

Kalkpuds

Krydsfinerskelet

Hampebeton

Hørisoleringsstrimmel

Lerpuds

Løse hampeskærver

Fodliste

Skalmur med gasbeton

Hampeblokke med kalkpuds

LITTERATUR

Arrigoni, A., R. Pelosato, P. Melià, G. Ruggieri, S. Sabbadini, G. Dotelli. (2017). “Life cycle assessment of natural building materials: the role of carbonation, mixture components and transport in the environmental impacts of hempcrete blocks”, In Journal of Cleaner Production, Volume 149, Pages 1051-1061.

Beim, A., Zepernick Jensen, J. (red.), Stylsvig Madsen, U., & Vecht, T. I. (2019). Idekatalog designstrategier med lerjord og hampekomposit: Et forsknings- og innovationsforløb for kandidatstuderende, 2018.

CINARK (Kunstakademiets Arkitektskole). https://issuu. com/cinark/docs/idekatalog_ler_070121_low

Dornwirth, A. (2023). ”’Genial afgrøde til byggeriet’: –Hamp er ikke sådan noget hippieagtigt-noget længere.”

I Effektivt Landbrug, CAP-I-DANMARK, 08-05-2023. https://effektivtlandbrug.landbrugnet.dk/artikler/cap-idanmark/88562/-hamp-er-ikke-saadan-noget-hippienoget-laengere.aspx

Gregersen, L. (2019). ”Hamp er det nye grøn”, I Dagens Byggeri, 2. nov., https://www.dagensbyggeri. dk/artikel/107556-hamp-er-det-nye-gron

Hirst, E. A. J. (2013). Characterisation of hemp-lime as a composite building material (Doctoral dissertation, University of Bath). https://purehost.bath.ac.uk/ws/ portalfiles/portal/187944938/

Lewis, Paul, Marc Tsurumaki, and David Lewis (2023). Manual of Biogenic House Sections, ORO Editions.

Madsen, U.S. (2019). “Er fremtidens huse bygget i ler og hamp?”, I Økologisk Byggeri, feb. 2019, LØB, København, s. 24-30. https://www.lob.dk/wp-content/ uploads/2020/01/OEKOBYG_feb19_fremtidens_huse. pdf

Molloy, D. (2016). “Hemp construction”, In BUILD, 154, June/July 2016, pp. 84-85 https://www.buildmagazine. org.nz/assets/PDF/Build-154-84-Sustainability-HempConstruction.pdf

Moore, R. (2019) “Flat House review – a home made from hemp that will blow your mind”, I The Guardian, https://www.theguardian.com/artanddesign/2019/ dec/07/flat-house-margent-farm-cambridgeshire-hemppractice-architecture-carbon-energy

Roberts, T. (2020) Rise. Building with Hempcrete. https://www.buildwithrise.com/stories/building-withhempcrete

Ruby, Ilka Ruby, Andreas Ruby (ed.) (2021). THE MATERIALS BOOK. Published by Ruby Press. Berlin.

Links

European Industrial Hemp Association https://eiha.org/ about-hemp-definition/ Hempcrete Aps https://hempcrete.dk/ Hemp Eco Systems Group https://www. hempecosystems.org/heslime Havnens Hænder https://havnens-h.dk/