Ny modell förutsäger förändringar i trä
Trä är ett levande material som förändras med skiftande temperatur och luftfuktighet. Europeiska byggnormer är baserade på vetenskap, men med mer kunskaper om hur bärande träkonstruktioner påverkas av naturliga variationer i det omgivande klimatet kan man minska materialanvändning och därmed också göra byggen i trä billigare.
Nu har Sabina Huč, forskare vid Högskolan i Borås, tagit fram en modell som kan förutsäga träets beteende. Modellen har redan använts för att beskriva vad som sker i trä från regalskeppet Vasa när klimatet i museet varierar.
Bättre förståelse för trä
Sedan tusentals år tillbaka har människor byggt i trä. Att materialet krymper och sväller är allmänt känt. Men det finns inte mycket forskning om exakt hur och var i en konstruktion som sprickor kan uppstå. Sabina Huč har nyligen disputerat inom tillämpad mekanik vid Uppsala universitet och är verksam vid Högskolan i Borås inom hållbart samhällsbyggande. Hon har undersökt träets egenskaper inifrån och ut och kopplat ihop fysik och mekanik i en matematisk modell. Den beräknar olika typer av förändringar i träet, så kallad elastisk, viskoelastisk och mekonosorptiv respons, liksom krympning och svällning.
– Syftet är att bättre förstå och förutsäga träets beteende över tid, säger hon.
Prover av ek, furu, gran och limträ användes i experiment där de utsattes för tryck i en miljö med varierande luftfuktighet.
– Resultaten är väldigt lovande, våra experiment stämmer med den modell som jag har tagit fram, säger Sabina Huč.
Brist på kunskap kostar
Europeiska byggnormer är baserade på vetenskap, men det behövs mer kunskap om hur bärande träkonstruktioner påverkas av naturliga variationer i det omgivande klimatet. Det menar Staffan Svensson, professor i byggteknik vid Högskolan i Borås och Sabina Hučs handledare. Förhoppningen är att modellen kan användas när nya europeiska konstruktionsnormer för träkonstruktioner ska arbetas fram.
– Bristen på kunskap gör att branschen behöver överdimensionera när de bygger, vilket innebär överförbrukning och högre kostnader, säger Staffan Svensson.
Sabina Hučs modell sammankopplar fysik och mekanik. Den gör det möjligt att beskriva vad som händer med trä på ett helt nytt sätt. Ett exempel på användningsområde är att förutse skadliga spänningstillstånd som kan uppstå. Det kommer till användning i arbetet för att bevara det gamla regalskeppet Vasa, som sjönk 1628 och bärgades 1961. För att minska påfrestningarna på Vasa ska en ny bärande stödkonstruktion byggas. Här kommer forskningen till användning för att förutsäga hur träet kommer att påverkas på lång sikt.
Kontakt
Sabina Huč, nyligen disputerad inom tillämpad mekanik, Uppsala universitet, samt verksam vid Högskolan i Borås inom hållbart samhällsbyggande, sabina.huc@hb.se
