Les pays industrialisés cherchent aujourd’hui à réduire leur consommation d'énergie et à utiliser des matières premières de substitution, notamment renouvelables dont le bois fait partie. Pour promouvoir son usage, le développement de méthodes favorisant son recours dans les systèmes constructifs pour la construction multiétage est nécessaire.La conception d’un bâtiment est multicritère. Des objectifs contradictoires sont à optimiser simultanément. Des solutions de compromis Pareto-optimaux sont par exemple recherchées entre l’atteinte des meilleures performances d’usage et la limitation de l’impact environnemental du bâtiment. Ces travaux portent ainsi sur le développement d’une méthode d’optimisation multiobjectif de systèmes constructifs bois adaptés au multiétage.Des objectifs de maximisation du confort vibratoire des planchers et de minimisation des besoins de chauffage, d’inconfort thermique, de potentiel de réchauffement climatique et d’énergie grise sont pris en compte. La méthode repose sur un algorithme d’optimisation multiobjectif par essaim particulaire capable de proposer un ensemble de solutions non-dominées constituant le front de Pareto. L’espace des solutions est contraint par des exigences réglementaires nécessaires à la sécurité de l’ouvrage. L’ensemble des fonctions-objectif est modélisé sous forme de fonctions analytiques. Les sorties d’intérêt du modèle de simulation thermique dynamique sont substituées par des métamodèles.La méthode développée est mise en oeuvre sur un cas d’étude. Les résultats obtenus offrent une grande diversité dans un panel de 20 000 solutions optimales. Ces résultats constituent un support de discussion entre les différents acteurs d’un projet de construction. / Industrialised countries are seeking to reduce their energy consumption and to use alternative raw materials, including renewables such as wood. To promote its use, multi-storey timber constructive systems need the development of new design methods.Building required a multicriteria design where conflicting objectives must be optimised simultaneously. Research solutions have to achieve the best Pareto-compromise between use performance and environmental impact of the building. This work aims to develop a multiobjective optimisation method of timber multi-storey building.The objectives of maximising floor vibration comfort and minimising heating needs, thermal discomfort, global warming potential and embodied energy are taken into account. A multi-objective particle swarm optimization algorithm is used to obtain a set of non-dominated solutions which is the Pareto front. The solution space is constrained by regulatory requirements necessary for the safety of the structure. All objective-functions are modelled as analytic functions. Dynamic thermal simulation model outputs are replaced by metamodels.The developed method is implemented on a case study. The results offer a great diversity in a panel of 20 000 optimal solutions. These results provide a basis for discussion between the different actors of a construction project.

På senare tid har intresset för och viljan att bygga flerbostadshus i trä ökat och medfört en trend att bygga allt högre hus med stomme av trä. En aktör är Lindbäcks Bygg som bygger flerbostadshusi trä med volymelement och lätt regelstomme. Idag begränsas dock möjligt antal våningar med regelstomme till 6 – 8 våningar. Ett relativt nytt material inom träbyggnadstekniken är korslimmat trä (KL-trä) vars användning gjort det möjligt att bygga högre byggnader i trä. Examensarbetets syfte är att studera olika lösningar för hur Lindbäcks regelstomme kan förstärkas med KL-trä, vilket kan göra det möjligt att bygga allt högre flerbostadshus i trä. Samt att jämföra denna lösning med den idag använda regelstommen utan KL-trä. Studien har avgränsats till att enbart behandla ytterväggar. För att uppskatta rimliga laster på ytterväggar i en flervåningsbyggnad togs en principbyggnad (ihopsatt av ett antal volymelement) fram. I beräkningar tillämpades ett antal olika ytterväggstyper, en med den idag användaregelstommen (referensvägg) samt fem med regelstomme i kombination med KL-skivor i olika tjocklekar. För principbyggnaden kontrollerades genom beräkningar hur högt det är möjligt att bygga vid tillämpning av vardera ytterväggstyp. De olika ytterväggstyperna med KL-trä jämfördes även med referensytterväggen utifrån U-värde samt kostnad. Idag används KL-trä ibland av Lindbäcks och då som stabiliserande väggar. I deras fabriker tillämpas en lösning där KL-träskivorna fälls in mellan syll och hammarband tillsammans med reglarna. Beräkningar har visat att det, för principbyggnaden, med denna lösning är möjligt att bygga maximalt 2 våningar högre jämfört med referensytterväggen, detta för den bästa av ytterväggstypernaförstärkta med KL-trä. Det som begränsar ett högre antal våningar är trycket vinkelrätt fiberriktningen på syllen under KL-skivorna. Beräkningar visar att det finns en potential att med regelstomme förstärkt med KL-trä kunna bygga ännu högre om en annan lösning används där KL-träskivorna placeras på utsidan av syll, hammarband och reglar istället för infälld mellan syll och hammarband. Med denna lösning undviks tryck vinkelrätt fiberriktningen på syll under KL-skivor och KL-skivans kapacitet kan utnyttjas effektivare då normalkraftskapaciteten för själva skivan blir den begränsande faktorn för hur högt det går att bygga. Enligt beräkningar är det, för principbyggnaden, med denna lösning möjligt att bygga uppemot 8 våningar högre än med referensytterväggen. När KL-trä används i stommen ökar energiförlusterna genom väggen, dvs. U-värdet ökar, då reglar med mellanliggande isolering ersätts av KL-trä med sämre värmeledningsförmåga. Enligt beräkningar uppskattas U-värdet öka jmf. med för referensyttervägg, detta med ca. 20 – 40 % beroende på ytterväggstyp. Ökningen kan dock begränsas till ca. 0,4 – 14 % genom införande av ett 45 mm installationsskikt med isolering på väggens insida. Även kostnaden för ytterväggstyper med regelstomme förstärkt med KL-trä uppskattas öka jmf. med uppskattad kostnad för referensyttervägg. Detta med uppskattningsvis 40 – 50 %, vilket till huvudsak är en följd av ökad materialkostnad för KL-skivor som delvis ersätter reglar med mellanliggande isolering. / Today there is an increased interest in building taller buildings with timber. Lindbäcks Bygg is one of companies that uses modular construction with light timber stud frames. However, a problem with light timber frames is that the building height is limited to roughly 6 - 8 stories. A relatively new product in timber engineering is cross laminated timber (CLT) and the use of this product have made it possible to build taller timber buildings. The purpose of this study is to investigate different solutions for how Lindbäcks can strengthen their stud frames by using CLT and thereby build taller buildings. The difference with respect to U-value and cost between the walls strengthened width CLT and the typical stud frame wall, that is used today, is also studied. The study has been limited to exterior walls only. A multi-storey building consisting of several modules/volume elements has been used to estimate reasonable loads on the exterior walls. Different wall types, one with the ordinary stud frame (the reference wall) and five types of stud walls strengthened with different thicknesses of CLT, have been investigated. The maximal number of storeys that can be build, the U-value and the cost were determined by calculations for each of the studied wall types and were compared with the results for the reference wall. Today, Lindbäcks Bygg sometimes uses CLT for stabilizing walls. In their factories, they use a solution in which the CLT-plate is placed between the top and bottom plate together with the studs. According to the calculations it is, with this solution, possible to build up to 2 storeys higher then with the reference wall. The limiting factor for how high it is possible to build, is compression perpendicular to the grain on the bottom plate underneath the CLT-plate. If a solution where the CLT-plate is placed on the outside of the frame (consisting of studs, top and bottom plate) is used instead of between the top and bottom plate does the calculations show that a higher number of storeys is possible. With this solution, the compression perpendicular to the grain underneath the CLT-plate is avoided and the limiting factor is instead the compression strength of the CLT-plate. This means that the CLT can be used more efficiently. Calculations show that it is possible to build up to 8 storeys higher with this solution compared to what is possible with the reference wall. With CLT increases the energy losses through the wall, i.e. increased U-value, since studs with insulation in between is partially replaced with CLT that has worse thermal conductivity. According to the calculations, the U-value is 20 – 40 % higher (depending on the wall type) compared to the reference wall. The increase in U-value can be limited to 0.4 – 14 % by adding an extra layer with 45 mm insulation on the inside of the CLT-plate. The cost for the wall types strengthened with CLT is also higher compared to the estimated cost for the reference wall. The main reason for this is increased cost of materials since the studs with insulation in between is partially replaced with the more expensive CLT, which is an engineered wood product. The increase in cost is estimated to roughly 40 – 50 % of the cost for the reference wall.