Arktisk forskning giver unik viden om byggeri under ekstreme forhold

torsdag 30 jan 20
DTU Byg satser på forskning i arktisk byggeri, som kan give byggebranchen og grønlænderne viden, der kan bruges i praksis – og lære os noget om at håndtere vejr- og klimaudfordringer i resten af verden også.

Permafrost, vilde storme og store mængder nedbør. Når man bygger huse i arktiske egne, er man oppe imod stærke naturkræfter og ekstreme vejrforhold. Det skal husene kunne klare – og de skal samtidig være rare at bo i. Hvad gør man for eksempel, når man skal lufte ud i 30 graders kulde? Og hvordan transporterer man byggematerialer og håndværkere frem og tilbage til en lille østgrønlandsk bygd, hvor isen lukker fjorden otte måneder om året?

Det er noget af det, forskningen i arktisk byggeri kan bidrage med viden om. Arktisk byggeri er et af de tre forskningstemaer, som DTU Byg har udpeget som strategisk indsatsområde i de kommende år.

- Vi har en særlig forpligtelse, da Grønland er en del af Rigsfælleskabet. Vi skal forske i og udvikle arktisk byggeri til gavn for dem, der bor der. Samtidig kan extreme engineering lære os noget om at håndtere vejr- og klimaudfordringer i resten af verden også. Hvis det virker dér, virker det nok de fleste steder, siger DTU Bygs direktør, Niels-Jørgen Aagaard.

En unik forskningsscene

"Konsekvenserne af klimaforandringerne går hurtigere i de arktiske egne end andre steder i verden, vi ser det allerede med temperaturstigninger. Dermed har vi en form for test-site for en masse ting. Der bor godt nok kun 56.000 mennesker i Grønland, men den viden, vi opnår derfra, kan bruges i et bredere perspektiv"
Eva B. Møller

I Grønland er betingelserne mere ekstreme, og derfor er det muligt for forskerne at teste ting og følge processer, som det ville være vanskeligt og tidskrævende at gøre på samme måde under danske klimaforhold.

- Det ekstreme klima giver os viden om fugt- og vindforholds betydning for byggeriets nedbrydning og levetid. Hvordan kan man lave energiproducerende byggeri ved lave temperaturer? Hvordan bliver indeklimaet påvirket, når man er i områder med ekstremt vejr? Svarene på den slags spørgsmål kan inspirere os til at finde gode løsninger, som kan bruges andre steder også, forklarer Niels-Jørgen Aagaard.

Det arktiske klima giver mulighed for at undersøge ekstreme belastninger direkte, så forskerne ikke må nøjes med simuleringer af vind- og vejrforhold. Derudover kan klimaet bruges som en slags kikkert ind i fremtiden for dansk byggeri, pointerer professor Eva B. Møller, som står i spidsen for DTU Bygs strategiske satsning på forskning i arktisk byggeri:

 - Man kan sige, at tiden i en vis forstand går hurtigere i Arktis, fordi mange processer bliver speedet op af det ekstreme klima. Det gør, at vi kan se og måle forandringer i bygninger langt hurtigere, end vi kan herhjemme.

Frontløbere i den globale klimadagsorden

Klimaforandringerne ses i høj grad i Arktis allerede nu. Permafrosten tør, og vejret forandres. Det giver Eva B. Møller og de andre arktiske byggeforskere en unik mulighed for at være på forkant med at forske i byggeri under klimaforandringer.

- Konsekvenserne af klimaforandringerne går hurtigere i de arktiske egne end andre steder i verden, vi ser det allerede med temperaturstigninger. Dermed har vi en form for test-site for en masse ting. Der bor godt nok kun 56.000 mennesker i Grønland, men den viden, vi opnår derfra, kan bruges i et bredere perspektiv, siger Eva B. Møller.

Ifølge institutdirektør Niels-Jørgen Aagard har Danmark en helt særlig adgang til viden på dette felt på grund af vores tætte forbindelse til Grønland:

- Vi kan være et strategisk og politisk brohoved i den globale diskussion af disse problemer, fordi vi har en konkurrencefordel: vi har i vores rigsfælleskab en adgang til et sted, hvor vi kan forske i det, siger Niels-Jørgen Aagaard.

Nyt og veldokumenteret byggeri

De arktiske byggeforskere kan teste materialer og metoder til deres ekstreme yderpunkter. For eksempel når det gælder facaders holdbarhed:

- Det er på mode i Grønland, ligesom mange andre steder, at lave store facadepartier i glas. Her tester vi i praksis, om de store glasfacader kan klare de store temperaturforskelle, som opstår, når det er ekstremt koldt udenfor og varmt indenfor. Risikoen er nemlig, at glasfacaderne springer ved store temperaturforskelle, forklarer professor Eva B. Møller.

En række ting er desuden ekstremt veldokumenterede, fordi alle huse på Grønland er ret nye. Næsten alt er bygget efter 2. Verdenskrig. Dermed er både byggeprocesser, metoder og materialevalg langt bedre dokumenteret, end det er ved ældre byggerier, som vi kender det fra Danmark.

- Man bygger et helt område på én måde, og derefter bygger man det næste område på en anden måde. Det kan næsten fungere som ét stort forsøgsområde, hvor man kan se, hvordan de forskellige byggemetoder klarer sig ved siden af hinanden, siger Eva B. Møller.

Forsøgshus i Nuuk

Forskerne bygger i øjeblikket et forsøgshus i Nuuk, hvor man har bygget et hus inde i et andet hus – som en slags drivhus, hvor det yderste hus, skallen, er lavet af plastik. Ved siden af er der opført en testpavillon, hvor flere forskellige facadekonstruktioner er sat op. Målet er at finde ud af, hvad det betyder for indeklimaet, at man bygger et hus under en afskærmning, forklarer Eva B. Møller:

- Vi styrer indeklimaet og måler temperatur- og fugtforhold igennem væggene. Vi vil gerne have svar på, hvilke muligheder og udfordringer afskærmning giver. Hvilke opbygninger fungerer bedst som afskærmning? Og hvilke konsekvenser har de for temperatur- og fugtniveauet i bygningen?

I et andet projekt kigger forskerne på en række nyere huse for at få målinger på, hvordan husene fungerer, når der bor nogen i dem. De vil have svar på, om der er nogle byggemetoder og materialer, der er at foretrække frem for andre.

- Vi kan levere et uvildigt blik og komme med konkrete anbefalinger. Vores mål er at bidrage med viden, som kan gøre, at man i Grønland bor godt og trives i det byggede miljø. Og så kan vi også levere viden om, hvordan man kan bygge mere rentabelt. For eksempel ved at udvikle byggesystemer, som ikke er så mandskabskrævende, siger professor Eva B. Møller.

Viden til brug i praksis

Et vigtigt mål er, at den arktiske byggeforskning kommer ud og bliver brugt i praksis.

- Det er vigtigt at få verificeret eller aflivet nogle af de ting, man går rundt og tror, at man ved. Det kan vi gøre via systematisk forskning. Og så skal vi lave mere formidling på dansk til den grønlandske byggebranche. Det er helt essentielt at få viden ud i praksis, siger Eva B. Møller.

En af de ting, forskerne er i gang med at undersøge til bunds, er brugen af uorganiske materialer. I de senere år er der blevet udviklet en række byggemetoder, som baserer sig på uorganiske materialer for at komme problemer med skimmelsvamp i husene til livs. Men det løser ikke nødvendigvis problemet, pointerer Eva B. Møller:

- Skimmelsvamp gror primært på materialers overflade. Den er meget nøjsom og lever af skidtet, der samler sig på overfladen – derudover kræver den bare fugt for at trives. Mange steder i en bygning har det ingen betydning i forhold til skimmeldannelse, om der er benyttet organisk eller uorganisk materiale.

Forskerne har en vigtig rolle at spille i forhold til praktiske udfordringer som denne. De kan skabe viden fri for interne, politiske og økonomiske interesser, forklarer Eva B. Møller:

- I stedet for at følge de nyeste trends eller låse os fast på bestemte løsninger kan vi tillade os at anlægge et bredere og mere nuanceret perspektiv. Det er vores opgave at betragte byggeløsninger ud fra den helhed, som de indgår i, og på den baggrund vurdere hvor vi har brug for ny viden.

7 forskningsprojekter med fokus på arktisk byggeri

1. ABC-projektet (Arctic Building and Construction): Hvordan bygger vi bedst huse i Arktis?

Projektet undersøger og evaluerer 10-14 typiske nyere boligbygninger i Grønland for at opnå en bedre forståelse af sammenhængen mellem byggeteknik, klimapåvirkning, risiko for skader, indeklima, energiforbrug og brugeradfærd i en arktisk kontekst. Undersøgelsen omfatter både småhuse og etageboliger. Læs mere om ABC-projektet på dets hjemmeside.

 

2. Byggeri i permafrost

Kloden bliver varmere og varmere, og det betyder, at flere og flere områder undslipper permafrosten. Permafrost kalder man jord, hvis årlige gennemsnitstemperatur ligger under smeltepunktet i mindst to år i træk. Når jorden tør, ændres dens styrkeegenskaber, og det kan have enorm betydning for husene, der står i jorden. I dette projekt undersøgte forskerne, hvordan jordstrukturen ændrer sig ved optøning, samt hvilke konsekvenser det har for bygninger, der står i den. Se i denne præsentation, hvilken betydning den tøende jord har haft for den grønlandske by Qaanaaq.

 

3. Sne og vind – en uomgængelig faktor i arktisk byggeri

Ekstreme vejrforhold såsom snestorme kan gøre det vanskeligt eller ligefrem farligt at bevæge sig uden for døren. En del af faren kan afhjælpes ved at bygge på bestemte måder. I dette projekt kombinerer forskerne simuleringer og vindtunnelforsøg i Danmark med konkrete tests og observationer i Grønland. Målet er, at blive klogere på hvordan man kan lave byplanlægning, der tager højde for ekstreme vind- og vejrforhold. Se i denne video, hvordan forskerne tester de ekstreme vejrforholds sammenspil med bygninger.

 

4. Nyt lokalt produceret byggemateriale

Mange grønlandske byer ligger afsides, og er i lange perioder svært tilgængelige, hvilket vanskeliggør tilførslen af byggematerialer. Det er dyrt – både i økonomisk og klimamæssigt henseende. I dette ph.d.-projekt undersøger vi derfor muligheden for at udvikle et byggemateriale, der ved at benytte lokale råmaterialer og mere simple teknikker, kan produceres på stedet. Læs mere om de tekniske detaljer ved det nye byggemateriale.

 

5. Arktisk vandforsyning

Alle bosteder i Grønland skal have deres egen el- og vandforsyning, fordi der ikke findes noget sammenhængende forsyningsnet. I dette projekt undersøger forskerne, hvordan man bedst etablerer moderne infrastruktur i små, afsidesliggende samfund. Lær mere om, hvorfor der er brug for lokale løsninger, og hvad man konkret kan gøre i de følgende to artikler: 'I Qaanaaq har de kun vand fire måneder om året' og 'Kampen for vand i Qaanaaq'.

 

6. Varmegenvinding i grønlandske huse

I Grønland er det så koldt, at man ofte ikke bare kan åbne vinduerne og lufte ud, og det giver store problemer med skimmelsvamp. I et projekt har vi undersøgt brugen af varmegenvindingssystemer i grønlandske huse, så ny, kold ventilationsluft varmes op med gammel, varm luft. Læs mere i følgende rapport om mekanisk ventilation med varmegenvinding i arktisk klima.

 

7. Fiskenet som armeringsmateriale i beton

På verdens havneanlæg ligger dynger af udtjente fiskenet, og ender deres dage som affald. Projektet undersøger, om gamle fiskenet kan genanvendes som armeringsmateriale i nye betonprodukter. Læs mere om potentialet i at benytte affaldsfiskenet som fiberarmering i beton til byggeriet.

Nyheder og filtrering

Få besked om fremtidige nyheder, der matcher din filtrering.
https://www.diplom.dtu.dk/nyheder/Nyhed?id=%7B04083EE3-DA62-4DA3-B69C-C637B2DA2CFE%7D
20 SEPTEMBER 2020