Bärande Konstruktion

Självbärande halmbalsväggar

cbarande-konstruktion

Självbärande halmbalsväggar

Halmbalarna staplas förskjutna som i ett murförband och förstärks inne och ute med pålar (trä, bambu). I en konstruktion med självbärande halmbalsväggar bär de putsade halmbalarna upp laster som takets egentyngd och snölaster. Lasterna fördelas jämnt över balarna och eventuella fönster- och dörröppningar med hjälp av ett ringankare. Avgörande för hållfastheten är både balarnas kvalitet (presstryck, kompakthet, fuktighet) och ett fenomen som kan betecknas som en Sandwicheffekt. Sandwicheffekten innebär att balarnas ojämna yta i kombination med putsen och putsnätet på båda sidor om balarna bildar en konstruktion som är hårt bunden och betydligt stabilare än summan av varje enskilt skikts bärighet. Efter att balarna har satt sig (4-6 veckor) kan man putsa direkt på halmen.

För att förkorta sättiden förpressas eller förspänns väggarna generellt. Man forcerar då sättningen med hjälp av rem, snöre, stänger, klammer eller spännband. Kompression av halmbalar kan också uppnås genom vikter på taket. 

För- och nackdelar med de två vanligaste metoderna för förpressning är:

1)  Gängade stänger: Genomgående gängstänger (längden bestäms av rumshöjden inklusive ringankare) monteras med ett centrumavstånd på max. 1800 mm (max. 900 mm från hörnen) och förbinder grunden med ringankaret. Sedan dras muttrar på stängerna åt så hårt att ringankaret förspänns och väggarna komprimeras (forcerad sättning). Muttrarna bör, precis som hjulbultarna på en bil, korsdras, dvs. dras åt jämnt och efterdras i flera omgångar.

Fördelen med den här konstruktionen är att väggarna kan komprimeras jämnt och exakt, vilket innebär att ringankaret lättare kan placeras i våg.

En nackdel är att det är svårt att spetsa balarna på stängerna som är monterade i grunden och att positionen inte går att ändra när balarna väl är på plats. Väggarna kan då lätt bli sneda och håligheter kan bildas mellan balarna. En annan nackdel är att stängerna i väggarna har en tendens att börja rosta om fuktig luft kondenserar i väggarna.

 2)  Utanpåliggande spännband, dvs. spännband liknande de som används för att spänna fast laster på biltak, fästs i grunden med ett centrumavstånd på ca. 500–600 mm, dras över ringankaret med hjälp av en ögla och hakas in i grunden på andra sidan och spänns sedan. Banden spänns, precis som de gängade stängerna, i flera omgångar. Om ringankaret inte är i våg efterdras banden tills det att ringankaret hamnar i våg. Därefter monteras ståltråd eller starka (polyeten-)snören i samma öglor som spännbanden och spännbanden avlägsnas. Metoden kräver en hel del erfarenhet eftersom väggar som redan buktar lätt kan börja bukta ännu mer när väggarna spänns. Men fördelen – och det är den stora fördelen med den här tekniken –  är att det är betydligt enklare att stapla och komprimera balarna eftersom balarna inte måste spetsas på stänger.

Som ovan redan nämnts staplar man balarna förskjutna, som i ett murförband. Man börjar alltid stapla balarna mot en trävinkel av brädor vid ett hörn, en dörr- eller fönsteröppning. Trävinkeln hjälper till att stabilisera väggarna under själva staplingen. Kortare passbitar hamnar då i mitten av väggen. Återstående håligheter som är mindre än 150 mm kan fyllas med enstaka presskikt från halmbalarna (s.k. flakes). Ovanför byggdelar som fönster- och dörramar (som för det mesta är konstruerade som stabila träboxar) måste en luftspalt lämnas eftersom träramar inte kan komprimeras. Mellanrummet fylls först efter det att väggarna satt sig helt.

Bärande storbalsväggar

Stora halmbalar kan belastas mer och lämpar sig därför statiskt bättre för en konstruktion med självbärande halmbalsväggar. Storbalstekniken har framförallt utvecklats i Schweiz (Werner Schmidt), i Sydtyrolen (Margret Schwarz), men även i Österrike (Lera och halm/Strohputz).

Storbalar är betydligt kompaktare än småbalar. De har då högre bärighet och är därför alltså överlägset bättre som konstruktivt isoleringsmaterial. Varje bal kan utan problem bära tre ton, vilket gör storbalen till ett idealiskt byggmaterial för större projekt (kommersiella och industriella byggnader), särskilt som det också går att bygga snabbt och effektivt med större dimensioner.

Det går också att bygga flervåningshus med bärande storbalar och isoleringsförmågan som kan uppnås är mycket god. I Esserhof i Sydtirol har man uppnått ett U-värde på 0,07 W/m2K och i Disentis, ytterligare ett projekt av den schweiziska arkitekten Werner Schmidt, har man till och med uppnått värden på 0,04 (vägg) och 0,07 (tak) W/m2K. U-värdena överträffar utan problem kraven för ett passivhus (U-värde 0,1 eller lägre) och enligt det schweiziska certifieringssystemet Klimahaus hamnar sådana byggnader i energiklass A+ (< 30 kWh/m2, år).

Nackdelarna med storbalar är för det första att det är svårt att bygga i egen regi – utan byggmaskiner och kran kan man inte flytta balarna som väger 200 kg eller mer. För det andra är det väggtjockleken. Väggarna blir dubbelt så tjocka när man bygger med storbalar och byggnaderna blir inte längre lönsamma i (tätbebyggda) områden där fastighetspriserna är höga.

Kupoler, valv, nischer

Då halmbalar lätt kan bearbetas – kortas ner, böjas och vinklas, är ”organiskt” runda former som valv, nischer, böjningar och kupoler möjliga. Men det kräver att trösklar och ringankare monteras i samma form som väggarna vilket begränsar utformingen. Bärande kupoler utan separat tak komprimeras oftast utan ringankare.  

Det första tunnvalvet i halm som fick bygglov i Tyskland – inklusive fullständig hållfasthetsberäkning – uppfördes 2011 på örtagården Wangeliner Garten i Nordtyskland.  Valvet består av fem självbärande tunnvalv i halm. Precis som i tidigare försök skars balarna koniskt, staplades på samma sätt som i ett tegelvalv och putsades direkt med lerputs på insidan. Vinkelrännorna mellan tunnvalven fylldes utifrån med foamglas (granulat) och lersten. Valvet putsades därefter med ett tjockt lager lera (så att daggpunkten kom att ligga i lerskiktet) och täcktes med ett tätskikt och grönt tak. Ännu enklare är det att bygga valv på en icke-temporär hjälpkonstruktion (se hybridkonstruktioner).

Summering självbärande halmbalskonstruktioner

Tekniken kan verka enkel, men den är mycket känslig för fel. Den som vill vara på den säkra sidan ska på våra breddgrader hellre välja en regel- eller hybridkonstruktion (i alla fall för större byggnader). Undantaget är mindre byggnader, storbalsprojekt på landsbygden och valv som kan upprättas kostnadseffektivt i egen regi.

Konstruktioner med självbärande halmbalsväggar är normalt billigare, men oftast bara om man räknar bort det egna arbetet. De lämpar sig först och främst för mindre enplanshus utan stora fönster. Större fönster innebär större risk för spänningar och skador (glassprickor). Mindre byggnader, bodar, tillbyggnader, komplementbyggnader osv. kan för det mesta upprättas relativt lätt och kostnadseffektivt med den här konstruktionen.

Ett problem med bärande, direkt putsade väggar är att de är fuktkänsliga, vilket blir tydligt när de putsas med en diffusionsöppen trasskalkputs istället för en relativt vattentät och hård kalkcementputs, som är vanlig i Kanada och USA. Förutom en sockel på minst 300 mm som skydd mot vattenstänk rekommenderas ett konstruktivt fuktskydd för själva väggen i form av ett stort takutsprång. Ett annat och ständigt återkommande problem är att det är svårt att fästa installationer, luft- och fuktspärrar samt fasadelement. (träkompositskruven Treeplast från S-House har löst problemet med fasadinfästningarna, åtminstone för storbalskonstruktioner).

Inte heller argumentet om lägre virkesåtgång övertygar när det gäller självbärande konstruktioner: åtskilliga element (regelkonstruktioner runt fönster och dörrar, trösklar, ringankare, tak) utförs även i självbärande konstruktioner i trä.

 

(Denna information har lånats och översatts från boken Neues Bauen mit Stroh in Europa av Gruber, Gruber och Santler, 2012 (översatt av Leire Translations) och från baubiologi.at's webbsida Strohbau-Techniken.)