Britiske ingeniører: Lav betongulvet buet og spar 75 procent materialer

Illustration: Bath University

Britiske forskere har efterprøvet en simpel løsning på et stort problem. For at kunne reducere forbruget af beton i byggebranchen, har de designet et buet betondæk, der kræver 75 % materiale end et tykkere, fladt betondæk.

En tværfaglig forskergruppe bestående af bygningsingeniører, matematikere og eksperter i produktion fra universiteter i Bath, Cambrige og Dundee har demonstreret hvordan et tyndt, buet betondæk, der har et klimaaftryk på 40 procent af et almindeligt, fladt betondæk, kan bære den samme vægt.

Forskerne har optimeret topologien i gulvets struktur ved at anvende den styrke, der ligger i selve materialet, til at gøre dækket mere selvbærende ved at bue det – som dele af loftet i La Sagrada Familia eller Pantheon i Rom. Betons store fordel er nemlig den høje trykstyrke, mens trækstyrken derimod er meget lavere.

Demonstrationen af det buede dæk, der er støttet af Storbritanniens forsknings- og innovationsfond, er ifølge docent på Bath Universitets afdeling for arkitektur og civilingeniørkundskab, Dr. Paul Shepherd, et vigtigt skridt mod målet om netto-nul udledning.

»Beton er verdens mest anvendte materiale næstefter vand, og alene produktionen af materialet udgør 7 procent af den globale CO2-udledning. Den letteste vej, byggeindustrien kan tage mod netto-nul udledning, er simpelthen ved at bruge mindre beton,« udtaler han til Engineering and Technology.

Han fortæller, at robotteknologi, automatiserede designprocesser og præfabrikerede byggekomponenter var nogle af de vigtigste teknologier bag det buede dæk.

Det krumme betondæk, der måler 4,5 x 4,5 meter, blev produceret off-site, og er delt op i ni, transportable dele. Forskerne har anvendt en låsemekanisme, så dækkets dele både kan fastlåses og frigøres og på den måde genanvendes i en ny bygning.

Hver del tog en halv time at producere, og hele gulvet kunne samles på en uge. Ifølge forskerne vil både tiden til produktion og samling af delene falde mærkbart, i takt med at teknologien til produktion og design modnes.

Det fremgår ikke, hvordan konstruktionen lever op til de krav, et betondæk skal kunne klare (såsom brandmodstandsevne og dæmpning af lyd og svingninger). Hvis det nye dæk er 'højere' end almindelige betondæk, vil det desuden øge materialeforbruget til bygningens øvrige konstruktioner, fordi bygningen samlet bliver højere (hvis man vil have den samme etagehøjde, som man kan få med almindelige etagedæk).

»Efter tre års research er det fantastisk at se det hårde arbejde bære frugt. Det er ikke hver dag, man kan stille sig på toppen af sin research,« udtaler Dr. Shepherd til Engineering and Technology.

sortSortér kommentarer
  • Ældste først
  • Nyeste først
  • Bedste først

er det ikke ligesom de gamle staldlofter der blev opmuret i buer mellem spær og som dannede dæk for høloftet ?

  • 19
  • 0

Jeg mener, at have hørt en historie om at Arne Jacobsen ville gøre noget tilsvarende med taget på Bellevue Teateret, og dermed gøre konstruktionen meget let. I sidste ende fik han ikke lov af mig ukendte årsager. Det er muligvis en skrøne.

  • 3
  • 0

Eller kirkelofter.

Loftet på Sct Bents kirke i ringsted er i hvert fald lavet på den måde med hvælvingerne overlagt af en trækonstruktion med gangbroer mm så man kan komme rundt....

  • 3
  • 0

noget andet?

Det buede dæk vil jo påtrykke den ydre konstruktion en vandret kraft i stedet - man ser også nogle ret tykke stålwirer på billedet? - og på kirker som f.eks. Notre Dame i Paris ser man jo også nogle enorme "stræbere" på ydersiden af kirkeskibet til at håndtere disse kræfter.

  • 9
  • 0

er det ikke ligesom de gamle staldlofter der blev opmuret i buer mellem spær og som dannede dæk for høloftet ?

Fuldstændig det samme princip, bortset fra at her bruger man beton fremfor sten.

Det som virker interessant, er derimod at der tilsyneladende er en masse stivere mellem den buede del og den flade del. Man kunne jo godt have støbt ovenover en buet form som alternativ, eller over det buede element. I stedet laver man et maksimalt hulrum.

Og så at det er designet for genbrug.

  • 6
  • 1

på kirker som f.eks. Notre Dame i Paris ser man jo også nogle enorme "stræbere" på ydersiden af kirkeskibet til at håndtere disse kræfter

det lyder rigtigt:

Stræbebuer er de fritsvævende buer (sprængbuer, murbuer), som i de gotiske kirkebygninger spændtes fra midtskibets mure over til sideskibenes ydermure for at skaffe større modstandskraft til veje for midtskibets hvælvinger og lede sidetrykket fra disse over på de massive stræbepiller

https://da.wikipedia.org/wiki/Stræbepille

  • 0
  • 0

Hvor meget vil det påvirke frirummet over nedhængte lofter i fx kontorbygninger? Ville det ikke kræve højere frirum og dermed højere bygning og dermed flere af alle de andre materialer som fx vægelementer og facadeelementer?

Dertil vandrette stringere med en masse brandisolering til at tage de vandrette kræfter fra de buede dæk.

På mig virker løsningen meget kompliceret og tvivlsom i forhold til den samlede økonomiske og bygbarhedsmæssige effekt

  • 4
  • 0

Jeg mener, at have hørt en historie om at Arne Jacobsen ville gøre noget tilsvarende med taget på Bellevue Teateret,

Der var en masse ballade om et eller flere københavnske teatre, planlagt/opført i armeret beton, historien kan findes i de gamle indscannede Ingeniøren.

(Jeg har ikke et link, jeg stødte ind i dem på de efterfølgende sider af en af de "highlights" der blev lavet en artikel om engang.)

Som jeg husker det, insisterede Magistraten på at regne på armeret beton som om det var almindelige mursten, for de havde ingen der anede hvordan man skulle regne på beton.

  • 4
  • 0

Man taber i hvert fald meget masseeffekt for lydisolationen i selveste betonkonstruktionen. Man kan "genvinde noget", hvis man fylde hulrummet med isolerende materiale for at sluge lyden inden den når beton membranen.

Det er vigtigt at man forhindrer at den lette overkonstruktion bliver alt for resonant (som den ser ud er den let og stift). Men hvis man inbygger nogle dæmpere i de små fødder kan man fjerne en del energi fra trinlyden. Virker bare super komplext / kompliceret.

Men et andet problem er, at buede overflader har det med at fokusere lyden for dem nedunder. Det er et klassisk fenomen i kirker. Men det kan man modvirke med lydabsorbenter eller andre "objekter" som sikrer et mere diffust lydfelt.

  • 5
  • 1

Det kan udlignes med "trækkraft elementer" som holder krafterne i konstruktionen, som de faktisk gør brug af i deres fremvising. Der går nogle kraftige stålelementer mellem de mørke søjler, som modarbejder den buede lofts horizontale krafter. Man har brugt stålbånd i gamle dage til mindre problemer, men det er meget nemmere med de materialer som vi har i dag.

Men måske det ville ikke være så forkert at bruge nogle af de gamle arkitektoniske elementer igen? De har jo deres charme.

  • 0
  • 0

Og så at det er designet for genbrug.

Hvis man formår at bygge som oldtidens ingeniører, der ikke engang havde tilgang til stål armering / ståltrækstænger og alligevel står bygningen ( Pantheon ) i fuldgod brugbar stand efter knapt 2000 år, så bliver det så som så med genbrugs ideen.

  • 2
  • 0

Dansk please. At skrive at det kræver 75% mindre er noget forb. vrøvl.

Det heder at det kun kræver 25% af det normale. ---- med mindre selvfølgelig der er tale om en sprogspasserjournalist som har seskrevet den forvrøvlede sætniong i stedet for at "det kun kræver 75 % af det normale.

ligelerdes kan man ikke skrive at det kræver 3 gange mindre. man kan skrive at det kun kræver 1/3

  • 1
  • 6
Bidrag med din viden – log ind og deltag i debatten