I den här kandidatuppsatsen har vi undersökt om korslimmat massivträs brandegenskaper kan förbättrats med rätt sorts lim och med användandet av skyddsskivor. Det senaste årtiondet har byggbranschen blivit mer miljömedvetna och viljan att bygga miljö- och klimatsmart har ökat, detta har medfört ett ökat användande av olika typer av trämaterial. Korslimmat massivträ har utvecklats som ett resultat av detta. Eftersom det är ett nytt byggnadsmaterial finns det mycket forskning kvar att göra, vilket intresserade oss. För att få svar på våra frågor har vi gjort en litteraturstudie för att inhämta kunskap och resultat från tidigare rapporter och artiklar som finns i ämnet. Det vi har kunnat se är att så länge som de individuella lagrena i det korslimmade massivträet inte lossnar ifrån varandra har det i princip samma brandegenskaper som homogent massivträ. Men så fort som det lossnar ifrån varandra stiger förkolningstakten och brandegenskaperna försämras. Det går att förhindra och begränsa dessa försämringar med rätt val av lim och skyddsskivor.  Detta är fördjupningsdelen i ett arbete som också innefattar projektering och dimensionering av ett småhus.

I takt med en ökad miljömedvetenhet har träbyggnation börjat premieras allt mer och sedan lagändringen 1994 som innebar att det blev tillåtet att uppföra höga hus med trästomme har utvecklingen snabbt gått framåt. Att korsvis bygga upp skikt av brädor och sammanfoga dessa till element har visat sig skapa en produkt med hög hållfasthet och låg vikt som är idealisk som stommaterial vid byggnation av stora och höga hus i trä. Dessa element har många namn men kallas ofta korslimmat trä och kommer i arbetet benämnas CLT, cross-laminated timber. Dess användning har ökat markant i Sverige och Europa de senaste decennierna och än ses ingen stagnation på efterfrågan.   Denna rapport behandlar relevanta teoretiska områden som måste tas i beaktning vid branddimensionering som exempelvis brandförloppet i en brandcell samt hur brandsäkerhetsklasser och brandtekniska byggnadsklasser bestäms och fastställs. Dimensioneringsmetoder av laster och hållfasthet i både brottgräns och i brandfallet förklaras genomgående för skapa en tydlig bild av hela branddimensioneringsprocessen. Brist på direkt information om hur hållfastheten av resttvärsnitten ska behandlas och beräknas har gjort arbetet utmanande men med hjälp från Maija Tiainen från Sweco structures Helsingforskontor har arbetet kunnat färdigställas och bli fullständigt.   Den viktigaste delen i rapporten är dock själva inbränningen och förkolningen av elementen som beräknas med hjälp av två olika metoder. Den ena återfinns i den europeiska standarden Eurokod 5: del 1-2 och den andra, som baseras på den absolut senaste forskningen gällande träkonstruktioner och brand, är hämtad från handboken Brandsäkra trähus version 3. Den senare metoden kommer ligga till grund för en uppdatering av Eurokod 5 i framtiden.   För att kunna jämföra de två metoderna och ge en nyanserad bild av dessa valdes fyra väggtyper ut som beräknades med samma förutsättningar. Det vill säga skyddade med två lager gips och utsatta för en 90 minuters ensidig standardbrand.   Resultatet visade på skillnader mellan metoderna där en tydlig och definitiv sådan var storleken på resttvärsnittet då det icke lastupptagande skiktet, , visade sig vara mycket större i beräkningarna enligt metoden i Brandsäkra trähus version 3. På grund av elementens uppbyggnad, korsvis lagda skikt där endast vartannat skikt är lastbärande, betyder detta inte nödvändigtvis att det resulterar i en skillnad gällande bärförmåga i brandfallet mellan de två metoderna.   Trots att metoden i Brandsäkra trähus version 3 är mer konservativ gällande bärförmåga och leder till ett mindre resttvärsnitt efter brand anser författarna att denna metod bör användas i väntan på en inarbetning av metoden i Eurokoden. Detta då den till skillnad från Eurokoden är utformad och framtagen för att kunna behandla CLT och då säkerheten är viktigast i sammanhanget måste brandens ökade påverkan på materialet enligt den senaste forskningen tas på allvar och tvärsnittet dimensioneras därefter. / In recent years, a growing environmental awareness have led to an increase in timber buildings and since the 1994 amendment that made it possible to build tall houses with timber structures the progress in the field have seen an substantial increase. To build an element of perpendicularly placed layers of solid-sawn lumber have proven to be an effective way to obtain a product with good strength-to-weight ratio that is ideal for use in tall timber buildings. These elements go under a lot of different names but are often referred to as cross-laminated timber and will be called CLT in this report. The use of this product have these past decades increased substantially both in Sweden and in Europe and the demand does not seem to stagnate nor decrease in the near future.   The report is comprised of relevant theoretical sections that must be taken into account when designing a structures fire protection such as the development of a fire in fire compartment, how to define and determine a structures class of fire resistance and hence required fire protection time for said structure. The basis of design in regards to loads and compressive/flexural strength of the material is thoroughly explained in order to account for the whole fire protection design processes. The lack of information regarding compressive and flexural strength of the residual cross-section was challenging but with the help from Maija Tiainen from Sweco structures Helsinki office the report could be completed.   The most important part of the report is the theory and calculation with regards to the charring depth which is calculated by two different methods. The first one is presented in the European standard Eurocode 5: part 1-2 and the other one, that is based on the latest scientific knowledge with regards to timber structures and fire, is found in the technical guide Brandsäkra trähus version 3. The aforementioned method will form the basis for the upcoming update of Eurocode 5.   In order to be able to compare the two methods four wall types was chosen and designed based on the same conditions. Namely protected by two layers of gypsum plasterboards as fire protection and exposed to a 90 minutes one-sided standard fire.   The result showed differences between the methods where a clear difference was the size of the residual cross-section due to the fact that the zero-strength layer, , was notably larger when calculating with the method presented in Brandsäkra trähus version 3. This does not necessarily affect the elements bearing capacity when calculating with the two different methods due to the elements perpendicularly placed layers where only every other layer is load bearing.   Although the method presented in Brandsäkra trähus version 3 are more conservative with regards to bearing capacity and will lead to a smaller residual cross-section the authors of this report recommend the use of said method pending incorporation into the Eurocode. The motivation for this suggestion is that the method is designed to explicitly handle CLT and since safety is the most important aspect in this context it is vital to acknowledge the apparent increased affect from a fire on the material according to the latest scientific knowledge and design the cross-section accordingly.

Syfte: Nya svenska energikrav definieras som nära-nollbyggnader för både nybyggnation och renovering, där man strävar efter en årlig balans mellan ingående och utgående energi för byggnaden. Påbyggnad genom prefabricerade modulsystem med bärande väggar av korslimmat massivträ har genom internationella studier visat sig både tids- och kostnadseffektiv vid renovering. Målet med rapporten är att undersöka möjligheten att tillämpa detta påbyggnadssystem för svenska renoveringsprojekt av efterkrigstidens flerbostadshus som både är kostnadseffektivt och som klarar nya svenska energikrav. Metod: Rapporten syftar till att besvara frågeställningarna genom en fallstudie. Inledningsvis, under en litteraturstudie, beskrivs incitament till påbyggnation vid renovering. Utefter en dokumentanalys av referensbyggnaden, utförs sedan energi- och kostnadsjämförelser mellan påbyggnation av korslimmade massivträväggar och platsbyggd träregelkonstruktion. Resultat: Svenska efterkrigstidens bostadsbestånd visar sig, via renovering och påbyggnation, ha hög potential för att positiv påverka den i Sverige genomsnittliga specifika energianvändningen samtidigt som det erbjuder snabb och kostnadseffektiv urban bostadsförtätning. Den värmeisolerande förmågan för korslimmat massivträ är, för en påbyggnad, likvärdigt det av platsbyggd träkonstruktion. Beräkningarna visar däremot hur byggnation från efterkrigstiden har svårt att uppnå krav för nära-nollenergihus. Kostnad för montering av påbyggnadsstomme och innerväggar m.m. visar på ca 2,7 % besparing för förslag av korslimmat massivträ. Konsekvenser: Rapporten lyfter fram möjligheterna kring renovering av svenska flerbostadshus från efterkrigstiden och fördelarna att göra detta i kombination med påbyggnation. Det finns goda förutsättningar för implementering av korslimmade massivträväggar även i svenska påbyggnadsprojekt och detta till något lägre pris och arbetstid gentemot platsbyggd konstruktion. Trots att detta vilar mycket på valet av prefabricering, har undersökningen lyckats exponera ett befogat alternativ för påbyggnadsprojekten i framtiden. Eventuella svårigheter i att uppnå nya energikrav vid renovering av äldre bostadsbestånd har även lyfts fram i rapporten. Begränsningar: Kontroll av bärförmåga för referensbyggnaden via konstruktionsmässiga beräkningar genomförs inte i denna rapport. Beräkning av livscykelkostnad ingår inte i detta arbete. Rapporten fokuserar istället på ekonomisk effektivitet i produktionsskedet. Rapporten fokuserar sin undersökning kring åtgärder för energianvändning och berör inte eventuella åtgärder för t.ex. högre tillgänglighet. / Purpose: New Swedish energy requirements are defined as Near Zero Energy Buildings for both new construction and renovation, with the purpose of balancing energy entering and exiting the building. Vertical attic extensions through prefabricated module system containing loadbearing walls of cross laminated timber has, by international studies, shown the potential for time and cost efficiency during renovation projects. The purpose of this inquiry is to examine the possibility to apply this extension system for Swedish renovation projects on post-war residential buildings that are both cost effective and that satisfies new Swedish energy regulations. Method: The report aims to answer the questions through a case study. Initially a literature study describes the incentives of vertical attic extensions and renovation. Then through a document analysis of a reference building, energy and cost comparisons are carried out between an attic extension of cross laminated timber and wood construction assembled on site. Findings: The Swedish post-war housing stock shows high potential through renovation and attic extension, to positively influence the Swedish average specific energy use while simultaneously providing fast and cost effective urban densification. The heat insulating performance of cross laminated timber is, for an attic extension, equivalent that of an on-site assembled wood construction. However, calculations shows difficulties for post-war housing stock to achieve the requirements for Near Zero Energy Buildings. The cost for assembling extending structure and interior walls etc. reveals approximately 2,7 % savings with cross laminated timber. Implications: The report brings forth the possibilities regarding renovation of the Swedish post-war stock of multifamily housing and the advantages of doing so in combination with vertical attic extensions. There are good conditions for implementation of cross laminated timber walls even in Swedish extension projects, while having the potential to lower costs slightly and saving time in relation to on site construction. Even though the results depend a lot on the choice of prefabrication, the study has exposed a valid alternative for future attic extension projects. The report also reveals potential difficulties in achieving new energy requirements for renovation of older housing stock. Limitations: Verification of load capacity through constructional calculations are not performed in this inquiry. Calculating the life-cycle cost is not a part of this project, which instead focuses on economic efficiency during production. The report focuses its research at energy-saving measures and doesn’t concern measures regarding for example higher accessibility.