Circular Construction - Materials Architecture Tectonics

CIRCULAR CONSTRUCTION MATERIALS ARCHITECTURE TECTONICS

CIRKULÆRT BYGGERI

MATERIALE ARKITEKTUR TEKTONIK

CINARK KADK COPENHAGEN 2019

115

CONTENTS INDHOLD

Introduction introduktion

16

A song for [absolutely sustainable] architecture En sang for [absolut bæredygtig] arkitektur

MANIFESTO MANIFEST 26 28 30 32

Manifesto Manifest Strategy Strategi Pyramid Pyramide Alphabet Alfabet

MATERIALS MATERIALER 35 45 55

Wood Træ Brick Tegl Straw Halm

ANALYSES ANALYSER 67 68 72 72

Materials composition Materialesammensætning Material CO2 footprint Materialernes CO2-aftryk U Value calculation U-værdi beregninger Circular Tectonic Thinking Cirkulær tektonisk tænkning

ARTICLES ARTIKLER

86 94 104

Architecture & decoupling Arkitektur & afkobling Implementing circular economy? Implementering af cirkulær økonomi?

The cirkular ornament Det cirkulære ornament

References referencer

108 110 112

116

Scientific references Forskningsreferencer Thanks Tak Colophon Kolofon

1

2

3

4

Wood Træ

5

Brick Tegl

6

7

8

9

10

Straw Halm

11

12

13

14

CIRCULAR CONSTRUCTION MATERIALS ARCHITECTURE TECTONICS

CIRKULÆRT BYGGERI MATERIALE ARKITEKTUR TEKTONIK

CINARK15KADK COPENHAGEN 2019

Introduction

A SONG FOR [ABSOLUTELY SUSTAINABLE] ARCHITECTURE Introduktion

EN SANG FOR [ABSOLUT BÆREDYGTIG] ARKITEKTUR ANNE BEIM, Professor in Architecture, PhD, CINARK, KADK Professor i Arkitektur, Ph.d., CINARK, KADK

This book depicts a set of concrete examples of how to build in accordance with circular principles by using non-toxic, bio-based materials and low energy consumption, in other words by means of radical tectonics.

Three wall structures in brick, wood, and straw displayed at the exhibition Circular Economics in Architecture and ­Design at KADK in 2017 are explained in a series of pictures, drawings, and analyses of their performance. The material is accompanied by short articles exploring various structural frameworks, economic scenarios, and aesthetic ­potentials associated with circular thinking. Based on knowledge from research, it is the intention to create qualified documentation and a ­visionary launch pad for improvement of a circular-­ based architecture.

Denne bog viser konkrete eksempler på, hvordan man kan bygge efter cirkulære principper ved anvendelse af biobaserede materialer uden toxitet og lavt energiforbrug, eller med andre ord – radikale tektonikker.

Tre vægkonstruktioner i tegl, træ og halm fra udstillingen Cirkulær Økonomi i Arkitektur og Design på KADK i 2017 er udfoldet med et rigt udvalg af billeder, tegninger og analyser af deres ydeevne, levetid mm. Dette materiale er suppleret med korte artikler, som på forskellig vis ­undersøger de strukturelle rammer, økonomiske scenarier og æstetiske udtryksformer, som er forbundet med cirkulær tænkning.

Med afsæt i forskningsbaseret viden er det ønsket at skabe et dokumenteret og ­visionært grundlag til fortsat udvikling af en cirkulært baseret arkitektur.

“We don’t just have to do one thing. We have to do it ALL. That’s why it’s easy – because we don’t have to choose!”

”Vi skal ikke kun gøre én ting. Vi skal gøre det HELE. Derfor er det let – for vi skal ikke vælge!”

Jørgen E. Olesen, Professor of Agroecology, Aarhus University,

Jørgen E. Olesen, Professor i Agroøkologi, Aarhus Universitet,

Lecture at Folkeuniversitetet, May 2019 – on how to respond to the

Forelæsning ved Folkeuniversitetet maj 2019 – om hvordan vi skal

global climate crisis and environmental challenges.

reagere på de globale klima- og miljøudfordringer.

A changed nature – About the ecological crisis

Et forandret naturgrundlag – Om den økologiske krise

Our natural environment and thus our physical world is undergoing a major change globally – and it is happening right now as you read this book! Mankind’s exploitation of nature’s resources, emitting too much CO2 into the atmosphere, and worldwide waste streams of plastic and other non-degradable substances now result in serious negative consequences for the planet, and these consequences are of an almost irreversible nature. Among other things, this is reflected in increasing resource scarcity, reduced biodiversity, significant climate change, and steadily increasing pollution.1

Vores naturgrundlag og dermed vores fysiske verden er globalt set under kraftig forandring – og det sker lige nu, mens du læser denne bog! Menneskets udnyttelse af na­ turens ressourcer, udledning af alt for høje mængder CO2 i atmosfæren og verdensomspændende affaldsstrømme af plast og andre ikke nedbrydelige stoffer, resulterer nu i alvorlige negative konsekvenser for klodens naturgrundlag af næsten uoprettelig karakter. Det viser sig blandt andet i form af stigende ressourceknaphed, reduceret biodiversitet, væsentlige klimaforandringer og støt stigende forurening.1

16

In this context, construction is one of the big villains, since construction and buildings account for 36% of the world’s total energy consumption and 39% of CO2 emissions1 – and even in highly efficient parts of the world, such as the EU, the construction sector is responsible for 25–30% of the total waste.2 Not only these figures but also more importantly the ecological crisis call for self-examination in the construction sector by builders, consultants, and executives. It also requires a different mindset and, not least, compelling power to effectively counter the negative development.

But here, several key issues will be pressing: How dra­ stically should we go about it when constructing buildings and cities to help achieve the Paris Agreement’s goal of limiting the rise in global temperatures to ideally 1.5 °C, when measured in relation to pre-industrial levels? How do we build when we not only have to reduce our greenhouse gas emissions but also have to consider the lifetime and environmental impact of buildings? How should we think about the future of architecture when the building is to be seen as an “active resource” in larger cycles of natural resources and values? And how do we develop construction so that other important qualities and values that cannot be scientifically proofed or that do not make sense to quantify are also taken into consideration?

In other words, what is sustainable architecture in the absolute sense and how can architects support reaching the environmental goals?

Finding good answers to these questions is an urgent matter, as is also emphasized in recent reports from the UN system, the World Wildlife Foundation, the Danish Climate Council, etc.3 They all point out that the human consumption of natural resources and impact on nature’s delicate ecological systems are out of balance when considering the actual capacity of the Earth.

With this in mind, it can be difficult to maintain opti-

Byggeriet er i den sammenhæng én af de helt store skurke, idet byggeri og bygninger står for 36 % af verdens samlede energiforbrug og 39 % af CO2 udledningen1 – og selv i højteffektiviserede dele af verden som EU, har byggesektoren ansvar for 25-30 % af den totale affaldsmængde.2 Disse tal, men først og fremmest den økologiske krise kalder på selvransagelse i byggesektoren hos bygherre, rådgivere og udførende. Det kræver også et andet tanke­ sæt og ikke mindst overbevisende handlekraft for reelt at imødegå den negative udvikling.

Men her vil flere centrale spørgsmål presse sig på: Hvor drastisk skal vi gå til værks, når bygninger og byer skal bidrage til at nå Parisaftalens målsætning om en global temperaturstigning på ideelt set 1,5 grader celsius, målt i forhold til et førindustrielt niveau? Hvordan bygger vi, når vi ikke kun skal reducere vores udledning af driv­hus­gas­ ser, men også skal indregne bygningers levetid og miljøaftryk? Hvordan skal vi tænke fremtidens arki­tektur, når det byggede skal ses som en ’aktiv ressource’ i et større kreds­ løb af naturressourcer og værdier? Og hvordan udvikler vi byggeriet, så andre vigtige kvaliteter og værdier, som ikke er naturvidenskabeligt dokumenterbare eller som ikke giver mening at kvantificere, også bliver tænkt med?

Med andre ord – hvad er bæredygtig arkitektur i absolut forstand, og hvordan kan arkitekter bidrage til, at vi når i mål?

At finde gode svar på disse spørgsmål er højaktuelt, hvilket også bliver understreget i de seneste rapporter fra FN-­ systemet, Verdensnaturfonden, Klimarådet m.fl.3 Alle gør de opmærksom på, at menneskets forbrug af natur­ ressourcer og indvirkning på naturens raffinerede økologiske systemer er ude af balance i forhold til jordens faktiske kapacitet.

Med den baggrundsviden kan det være svært at bevare optimismen. Men som forskere, som arbejder med arki­ tek­turens vidensgrundlag og dermed samfundskonstitue­

INTRODUCTION INTRODUKTION

17

mism. However, as researchers working with the know­ ledge base of architecture and thus constitutive values of society, which involves a building’s use of materials, building processes, and the quality of the building, we are convinced that it makes sense to act. In addition, we want to help in achieving a better ecological balance for our Earth by showing how the architecture of the future can be built.

We are in an emergency: many international experts say that we must act now, that all potential solutions must be considered, and the most effective ones must be implemented. This opens up for other ways of thinking about architecture than we “usually do”, and it will require a building culture that contains radically different solutions than those used in construction today. Likewise, it requires a new framework of understanding with regard to the choice and handling of materials, construction techniques, and how buildings are thought and designed in relation to recycling and lifetime.

This book is an attempt to show some possible ways to do this.

A new resource thinking About the circular economy of construction

Since 2010, the Ellen MacArthur Foundation has been working on developing a theoretical framework for circular economics as part of formulating an alternative financial solution that can help meet the world’s ecological challenges.4 One of the basic pillars of the idea of the circular economy is to think of raw materials, processed ­materials, products, and their waste streams in “closed circular loops”. As such, it is equally about retaining and “getting more out of” the materials, as well as the embedded energy (value) already used for processing. At the same time, it is also concentrating on getting better control of flows and types of materials in order to avoid pol-

18

rende værdier, der udgår fra byggeriets brug af materialer, byggeprocesser og det byggedes kvalitet, er vi overbe­ viste om, at det giver mening at handle. Og vi ønsker at bidrage til, at vores fælles klode opnår en bedre økologisk balance ved at vise, hvordan fremtidens arkitektur kan blive bygget.

Vi har travlt – flere eksperter siger, at vi skal handle nu, og at alle potentielle løsninger skal overvejes og de mest effektive skal sættes i værk, nu. Det åbner for andre måder at tænke arkitektur på end vi ’plejer’ og vil fordre en ­byggekultur, der rummer radikalt anderledes løsninger end dem, som anvendes i byggeriet i dag. Ligeledes kræver det en ny forståelsesramme både hvad angår: valg og håndtering af materialer, byggeteknikker og hvordan bygninger er tænkt og udformet i forhold til genanvendelse og levetid.

Denne bog er et indledende forsøg på at vise nogle mulige veje at gå.

En ny ressourcetænkning – Om byggeriets cirkulære økonomi

Siden 2010 har Ellen MacArthur Foundation arbejdet på at udvikle en teoretisk ramme for Cirkulær Økonomi, som led i at formulere en alternativ finansiel løsnings­ model, der kan medvirke til svare på verdens økologiske udfordringer.4 En af de grundlæggende piller i ideen om Cirkulær Økonomi er at tænke råstoffer, materialer og produkter og deres affaldsstrømme i ’lukkede cirkulære loops’. Her handler det både om at fastholde- og at ’få mere ud af’ de materialer og den indlejrede energi (værdi), som allerede er anvendt til forarbejdning. Samtidig drejer det sig også om at få bedre styr på strømme og typer af materialer for at undgå forurening. Denne dagsorden er tilsvarende aktuel i byggeriet, idet der her ikke kun er tale om meget ressourcetunge produktions- og arbejdsgange, men også store mængder af fysisk affald, som i de fleste tilfælde endda bliver blandet sammen og ødelagt ved nedrivning.

lution. This agenda is similarly relevant in construction, as this involves not only very resource-intensive production and workflows but also large amounts of physical waste, which in most cases is all mixed and destroyed by demolition.

In Denmark, several key players have now embarked on the work of converting circular models into the building industry in terms of formulating guidelines, calculation methods, and valuing material flows – including their carbon footprint, environmental impact, and lifetime scenarios.5 As part of the work on a circular resource economy, the Danish government presented a set resource plans ­entitled: “Denmark without waste” in 2013, and 2015.

The plans describe how Denmark should recycle larger quantities of waste – and incinerate less.6 However, this requirement cannot be directly translated to the construction industry, which supplies by far the largest proportion of Denmark’s total waste. Today, 87% of construction waste is already being recycled,7 but here it is important to emphasize that quantifiable aspects are not the only valid way of measuring success or ensuring sustainability in waste management. In the current form of recycling, which is primarily oriented towards “up-cycle”, the following issues are important to point out:

• Reduced applicability – Building materials are “down­ graded” to a large extent today, where they are prima­ rily recycled for road fill or as aggregates in other (pure) materials. In the next “cycles”, the waste product is more difficult to recycle because it is already a mixed product and has lost its original material pro­ perties.

• Contamination of materials and nature – Large parts of building and construction waste contain various types of harmful substances that should not be built into new structures or released into the environment.

I Danmark er flere centrale aktører nu gået ind i arbejdet med at omsætte cirkulære modeller til byggeriet hvad angår formuleringen af retningslinjer, beregningsmetoder og værdisætning af materialestrømme – herunder deres CO2-­ aftryk, miljøpåvirkning og levetidsscenarier.5 Som led i arbejdet med en cirkulær ressourceøkonomi fremlagde den danske regering i 2013 og 2015 ressour­ce­ planer med titlen: ’Danmark uden affald’. Planerne be­skri­ ver, hvordan Danmark skal genanvende større mængder affald – og forbrænde mindre.6 Dette krav kan dog ikke oversættes direkte til byggeriet, som leverer langt den største andel af Danmarks samlede affaldsmængde. I dag genanvendes 87% af byggeaffaldet allerede7, men her er det vigtigt at understrege, at de kvantificerbare mængder ikke er den eneste relevante parameter at måle succes ud fra og som kan bruges til at sikre bæredygtighed i affalds­ håndteringen. I den nuværende form for genanvendelse, der primært er orienteret mod ’up-cycle’, er følgende problematikker vigtige at pege på: • Reduceret anvendelse – Byggematerialer ”nedgraderes” for en stor del i dag, hvor de primært genanvendes til vejfyld eller som fyld iblandet andre (rene) materialer.

I næste ’cycle’ er affaldsproduktet sværere at genanvende, idet det allerede er et blandingsprodukt og har mistet sine oprindelige materialeegenskaber.

• Forurening af materialer og natur – store dele af ­bygge- og anlægsaffaldet indeholder forskellige former for skadelige stoffer, som ikke skal bygges ind i nye konstruktioner eller spredes i miljøet.

• Tab af kulturelle og æstetiske værdier – I nedriv­nings­­ projekter er det i dag vanskeligt at ’høste’ og genanvende materialer og byggekomponenter af høj kva­li­­­­ t­et, som har æstetisk værdi – eller som er bærere af ­betydningsfulde kulturelle referencer. Herved mister vi ikke kun historiske værdier, men også et grundlag for at forstå byggeriets teknologiske udvikling.

INTRODUCTION INTRODUKTION

19

• Loss of cultural and aesthetic values – In current de­ molition projects, it is difficult to “harvest” and re­ cycle high-quality materials and building components that have aesthetic value – or that carry significant cultural references. In this way, we lose not only historical values but also a basis for understanding the technological development of the building.

All in all – “up-cycle” scenarios hold many potentials but they have to be critically analyzed in order to make sure they do not cause future ecological damage.

Thus, in the circular economy of construction, it is essential to avoid “waste”. Therefore, circular principles at the material and component level must be taken into account from the very early stages of the concept. Solutions where materials and building components cannot subsequently be recycled due to major technical and financial expenses8 – when separating them for recycling in whole condition or as sub-components – should preferably be avoided or omitted. It requires architectural design that is based on reversible solutions. This includes reversible design principles that allow the total value of building components to be maintained at the highest possible level. That is, the embedded energy used in manufacturing, the functional (technical) value of new application, as well as the aesthetic, cultural, and historical values that may be present.9 However, if sustainable solutions and upcycled materials are to become an integral part of future Danish or construction, there is also a need to develop clear architectural strategies. Here, the focus must be on the total cost, environmental impact of the full life of building materials and components, as well as cultural and aesthetic values, rather than the predominantly short-term focus on the construction budget. Life-cycle analyses (LCAs) and life-cycle costs (LCCs) should be included in the methodological basis for these strategies, as well as the need to

20

Alt i alt – “up-cycle”-scenarier rummer mange potentialer, men skal udsættes for kritisk analyse for at sikre, at de ikke forårsager fremtidig økologisk skade.

I byggeriets cirkulære økonomi er det således væsentligt at undgå ’affald’. Derfor skal cirkulære principper på ­materiale- og komponentniveau tænkes ind allerede fra konceptfasen. Løsninger, hvor materialer og bygningsdele efterfølgende ikke kan genanvendes grundet for store tekniske og økonomiske udfordringer med at skille dem ad til genbrug8 i hel stand eller som delkomponenter, skal helst undgås eller udelades. Det fordrer en arkitektur, der blandt andet er baseret på reversible løsninger som rever­ sible konstruktionsprincipper, der gør det muligt, at bevare bygningskomponenters samlede værdi på det højest mulige niveau. Det omfatter både den indlejrede energi brugt ved fremstilling, den funktionelle (tekniske) værdi ved ny anvendelse, og de æstetiske, kulturelle og histo­ riske værdier, der kan være til stede.9 Men hvis bæredygtige løsninger og up-cyclede materialer skal blive en integreret del af dansk byggeri er der behov for at udvikle klare arkitektoniske strategier. Her må fokus være på de totale omkostninger, miljøkonse­ kvenser ved byggematerialers og komponenters fulde ­levetid samt kulturelle og æstetiske værdier i stedet for det overvejende kortsigtede fokus på anlægsøkonomi.

Livscyklusanalyser (LCA) og totaløkonomiske ana­ lyser (LCC) bør indgå i det metodiske grundlag for dette fokus, ligesom der er behov for at udvikle modeller til analyse af helhedsorienterede arkitektoniske løsninger – herunder æstetiske overvejelser.

En absolut bæredygtig arkitektur Om radikal tektonik

Hvad er muligt at bygge, hvis vi skal tage afsæt i en cir­ kulær økonomi, hvor materialerne har det lavest mulige CO2-aftryk og kan føres tilbage til naturen uden at gøre

develop models for the analysis of holistic architectural solutions – including the aesthetic considerations.

An absolutely sustainable architecture About radical tectonics

What is it possible to build if our starting point is a circular economy where the materials have the lowest possible carbon footprint and can be returned to nature without harming the environment? And what tectonic solutions should we strive for when looking at materials, building principles, and architectural choices in an optimized sustainable perspective where lifetime scenarios, reuse, and recycling become crucial parameters? What are the architectural perspectives in the short and long term and how can we as architects contribute to a green transformation of the building industry – here and now? This book is written based on these questions – and it is these questions that it attempts to provide an architectural answer to.

Currently, more reports and books are being published that generally try to find out how a circular economy can be transformed into a new set of ideas in construction10 and what it means for the creation of architecture.11 They indicate the ways in which it will require a reorganization of the construction industry and how it will affect value and supply chains and thus how it will change both the existing construction process and the completed construction project.12 Most projects and publications are looking into the existing construction industry, as present in Denmark, but they do not critically consider the core issues related to a circular economy in construction – that we must give up the “consumer mindset” (i.e., purchase, use, and throw away), and that we must use less resources (build less!), and use what we already have, both in terms of materials and existing buildings.

Therefore, we have chosen to cut right down to the bone and investigate what happens when scenarios of

skade på miljøet? Og hvilke tektoniske løsninger skal vi tilstræbe, når materialer, byggeprincipper og arkitektoniske valg skal ses i et optimeret bæredygtigt perspektiv, hvor levetid, genanvendelse og genbrug bliver afgørende parametre? Hvad er de arkitektoniske perspektiver på kort og lang sigt, og hvordan kan vi som arkitekter bidrage til en grøn omstilling af byggeriet – her og nu? Det er med afsæt i disse spørgsmål, at denne bog er forfattet – og som den forsøger at give et arkitektonisk svar på.

I disse år udkommer flere rapporter og bøger, som overordnet forsøger at udrede, hvordan en cirkulær økonomi kan omsættes til et nyt tankesæt i byggeriet10 og hvad det betyder for skabelse af arkitektur.11 De angiver, på hvilke måder det vil kræve en reorganisering af byggebranchen og hvordan det vil påvirke værdi- og leverancekæder og hermed, hvordan det vil forandre både den eksisterende byggeproces og det færdige byggeprojekt.12 De fleste projekter og udgivelser tager udgangspunkt i den bestående byggebranche, som vi kender den i Danmark, men ser ikke for alvor kritisk på det faktiske grundlag for en cir­ kulær økonomi i byggeriet – at vi skal opgive ’forbrugs­ tankegangen’ køb og smid væk, at vi skal bruge færre ­ressourcer og bruge det vi har – både materialer og eksi­ sterende bygninger.

Vi har derfor valgt at skære helt ind til benet og under­ søge, hvad der sker, når absolutte bæredygtighedsscenarier bliver tænkt sammen med reduktion af materialeforbrug, genbrug og genanvendelse. Det peger i sin enkelthed på byggemåder, hvor vi: - prioriterer fornybare, biobaserede materialer fremfor sjældne, ikke fornybare naturressourcer.

- undgår miljøskadelige stoffer i materialer, konstruktioner og byggeprocesser.

- anvender grønne energikilder for at nedbringe CO2.

- sikrer at ressourcer ikke går til spilde, men indgår i

INTRODUCTION INTRODUKTION

21

“absolute sustainability” are considered together with the reduction of material consumption, recycling, and reuse.

Quite simply it points to construction methods where we: - prioritize renewable bio-based materials over rare, non-renewable natural resources.

- avoid environmentally harmful substances in materials, constructions, and construction processes.

- use green energy sources to reduce CO2.

- ensure that resources are not wasted but are included in new technological and biological circuits.

- incorporate the social, contextual, and cultural dimensions, which are undoubtedly of equal importance in a green transition.

Building on circular principles coupled with absolute sustainability therefore means that we must think of materials, constructions, and buildings’ provision, life, and afterlife radically different than we do today.

Three wall fragments

In the spring of 2017, the Exhibition Committee at KADK invited students, researchers, and educators across all units at KADK to submit exhibition proposals that showcased their current ideas and work in the field. The exhibition Circular Economics in Architecture and Design was part of KADK’s three-year commitment to work with the UN’s 17 World Goals and they wanted to showcase projects “where the concept of circular economics was used, interpreted or reflected in e.g. the development and recycling of materials, services, design or architecture”.

It was a juried exhibition and the jury, consisting of internal and external peers in circular economics, assessed the exhibition proposals. In total, 17 proposals were submitted and 10 were selected for exhibition.

For this, CINARK offered three innovative wall fragments in straw, wood, and clay/brick, respectively; each

22

nye teknologiske og biologiske kredsløb.

- indarbejder de sociale, kontekstuelle og kulturelle ­dimensioner, som uden tvivl er tilsvarende grundsten i en grøn omstilling.

At bygge ud fra cirkulære principper koblet med absolut bæredygtighed betyder derfor, at skal vi tænke materialer, konstruktioner og bygningers tilvejebringelse, levetid og efterliv, radikalt anderledes end vi gør i dag.

Tre vægfragmenter

I 2017 foråret indbød KADK’s Udstillingsudvalg stude­ rende, forskere og undervisere på tværs af alle enheder på KADK til at indsende udstillingsforslag, der viste deres aktuelle ideer og arbejder på området. Udstillingen Cir­ kulær Økonomi i Arkitektur og Design var led i KADK’s treårige satsning på at arbejde med FN’s 17 Verdensmål og ønsket var at vise projekter; ’hvor begrebet cirkulær økonomi var anvendt, fortolket eller viste nytænkning inden for eksempelvis udvikling og genanvendelse af ­materialer, services, design eller arkitektur’. Udstillingen var censureret og et bedømmelsesudvalg bestående af interne og eksterne personer med faglig viden inden for cirkulær økonomi vurderede udstillingsforslagene. I alt blev der fremsendt 17 forslag, hvor 10 blev udvalgt til at udstille.

CINARK bød ind med tre nytænkte vægfragmenter i henholdsvis halm, træ og ler/tegl, der hver især skulle vise realiserbare bygningskonstruktioner, hvor strenge krav til minmalt CO2-aftryk, lav toxitet og design for adskillelse med henblik på genbrug og/eller genanvendelse udgjorde de primære principper. Ønsket var at teste og vise hvad der reelt er muligt – og de tre vægfragmen­ ter er således en ærlig fortælling om, hvad det er byggebranchen reelt skal ’levere’, hvis vi skal bygge efter principper baseret på absolut bæredygtighed og cirkulær økonomi.

of which had to showcase realizable building structures where strict requirements for minimal CO2 imprint, low toxicity, and design for separation for reuse and/or recycling were the primary construction principles. The aim was to test and show what is actually possible – and the three wall fragments are thus an honest tale of what the construction industry really has to “deliver” if we are to build on principles based on absolute sustainability and the circular economy.

In continuation of researching into the three wall fragments, we wanted to qualify the results further, and therefore we asked Junior Professor Linda Hildebrand and her research group at RWTH Aachen University, experts in recyclable construction, to carry out a life-cycle assessment of the different wall structures. In addition, excerpts from two research articles are included written by PhD students Henriette Ejstrup, Line Frederiksen, and Pelle Munch-­ Petersen, who analyze circular thinking in relation to the exhibition and the framework conditions for a green conversion of construction. The articles have been presented at the 4th International Conference on Structures & Archi­ tecture – ICSA 2019 in Lisbon. Last, but not least, the architectural example of Hald Ege Church by Inger and Johannes Exner is analyzed. Here, the demountable fittings of the building elements appear as ornaments that contribute to a larger narrative. Thus, we are both trying to delve into the constructional and quantifiable consequences of a circular economy and at the same time base the discussions here on the life, value chains, and significance of buildings in a cultural understanding.

I forlængelse af forskningsarbejdet med de tre vægfragmenter har vi ønsket at kvalificere resultaterne yderligere og har derfor bedt eksperter i recirkulerbart byggeri, juniorprofessor Linda Hildebrand og hendes forskergruppe ved RWTH Aachen University om at foretage en livcyklusvurdering af de forskellige vægkonstruktioner. Desuden indgår uddrag af to forskningsartikler skrevet af PhD-­ studerende; Henriette Ejstrup, Line Frederiksen og Pelle Munch-Petersen, der analyserer cirkulær tænkning og rammebetingelserne for en grøn omstilling af byggeriet.

Artiklerne har været præsenteret ved den 4th Internatio­ nale Conference on Structures & Architecture – ICSA 2019 i Lissabon. Sidst men ikke mindst analyseres et arkitektonisk eksempel, Hald Ege Kirke af Inger og ­Johannes Exner. Her fremstår bygningselementernes demonterbare samlinger som ornamenter, der bidrager til en større fortælling. Således forsøger vi både at gå i dybden med de byggetekniske og kvantificerbare konse­ kvenser af en cirkulær økonomi og samtidig fundere de her afledte diskussioner om bygningers levetid, værdi­ kæder og betydning i en kulturel forståelse.

1

UNEP, Global Status Report 2017: 6

2 https://ec.europa.eu/environment/waste/construction_demolition.htm 3

https://unfccc.int/sites/default/files/resource/Climate_Action_ Support_Trends_2019.pdf; https://www.nature.com/articles/ d41586-019-01448-4; https://www.klimaraadet.dk/da/rapporter/ omstilling-frem-mod-2030

4 https://www.ellenmacarthurfoundation.org/ 5

https://mfvm.dk/fileadmin/user_upload/MFVM/Miljoe/Cirkulaer_oekonomi/Strategi_for_cirkulaer_oekonomi.pdf; https://

1

UNEP, Global Status Report 2017: 6

2 https://ec.europa.eu/environment/waste/construction_demolition.htm

vcob.dk/om-vcøb/; Circle House Lab v. GXN 6

Danmark uden affald. Ressourceplan for affaldshåndtering 2013-2018. Vejledning fra Miljøstyrelsen nr. 4, 2014

INTRODUCTION INTRODUKTION

23

3 https://unfccc.int/sites/default/files/resource/Climate_Action_

Danmark uden affald II. Strategi for affaldsforebyggelse.

Support_Trends_2019.pdf; https://www.nature.com/articles/

Regeringen, april 2015.

d41586-019-01448-4; https://www.klimaraadet.dk/da/rapporter/

7

omstilling-frem-mod-2030 4 https://www.ellenmacarthurfoundation.org/ 5 https://mfvm.dk/fileadmin/user_upload/MFVM/Miljoe/Cirku-

tilslag i ny beton.

8

laer_oekonomi/Strategi_for_cirkulaer_oekonomi.pdf; https://

2013-2018. Vejledning fra Miljøstyrelsen nr. 4, 2014. [Denmark without waste. Plan for ressource and waste handling 2013 – 2018. Manual of the Environmental Protection Agency

Danmark uden affald II. Strategi for affaldsforebyggelse.

Regeringen, april 2015. [Denmark withou waste II. Strategy for prevention of waste. The Danish Government, April 2015.]

7 Recycling means that the materials from a product are used to make a new product, for example if one uses crushed concrete as an additive in new concrete.

8 Recycling means that you use the same thing or object (for the same purpose) more than once eg. a window used again for a greenhouse.

9 Anne-Mette Manelius et al. (2019), Rebeauty – Artistic

Strategies for Repurposing Material Components, IOP Conf.

Ser.: Earth Environ. Sci. 225 012023

10 Sørensen, Stig Yding, Katrine Hauge Smith (2018), Cirkulær økonomi sætter dagsorden i fremtidens byggeri, Teknologisk Institut, Tåstrup. [Circular economy sets the agenda for future construction].

11 https://www.lejerbo.dk/om-lejerbo/byggeri/circle-house;

Building a circular future, (2016), #GXN INNOVATION

12 Hildebrandt & Brandi, (2017), Det cirkulære byggeri - Scenarier – Trends – Forretningsmodeller, Foreningen for Byggeriets Samfundsansvar. [The Circular Construction - Scenarios Trends - Business Models, The Association for Civil Society Responsibility].

24

Genbrug betyder at man bruger den samme ting/genstand til det samme formål mere end en gang fx. et vindue der bruges igen til

vcob.dk/om-vcøb/; Circle House Lab v. GXN 6 Danmark uden affald. Ressourceplan for affaldshåndtering

Genanvendelse betyder, at man bruger materialerne fra et produkt til at lave et nyt, fx hvis man bruger nedknust beton som

et væksthus.

9

Anne-Mette Manelius et al 2019, Rebeauty – Artistic Strategies for Repurposing Material Components, IOP Conf. Ser.: Earth Environ. Sci. 225 012023

10 Sørensen, Stig Yding, Katrine Hauge Smith (2018), Cirkulær økonomi sætter dagsorden i fremtidens byggeri, Teknologisk Institut, Tåstrup.

11 https://www.lejerbo.dk/om-lejerbo/byggeri/circle-house; Build­ ing a circular future, (2016), #GXN INNOVATION. 12 Hildebrandt & Brandi, (2017), Det cirkulære byggeri – Scenari­ er – Trends – Forretningsmodeller, Foreningen for Byggeriets Samfundsansvar.

MANIFESTO STRATEGY PYRAMID ALPHABET MANIFEST STRATEGI PYRAMIDE ALFABET 25

MANIFESTO

Architects must contribute to an ecological balance in the utilization of the resources of the Earth. Therefore, we must work actively to minimize the consumption of resources in the building industry and make sure that existing resources are reused at the highest level in the biological, technical, and cultural value chain.

The industrial architecture of the future will be based on circular and ecological principles and will trigger new architectural potentials and qualities – benefiting its users and society as a whole.

As architects, we have to: MAXIMIZE quality and MINIMIZE consumption based on the following VISIONS:

• To reduce the ecological footprint.

• To support viability and diversity in both the natural environment as well as in a cultural and social context.

• To secure and optimize qualities and resources that are imbedded in the existing built environment.

• To simplify building processes and construction solutions.

Increase the added value from RECYCLING to REUSE based on the following STRATEGIES: • To recycle existing resources as directly as possible – that is: whole buildings > before elements >

before components > before materials.

• To develop already proven ideas and solutions further.

• To standardize constructions and details to ensure that elements and components can be reused without further ­processing.

• To develop principles of “design for disassembly” so that materials from elements and components that cannot ­

be directly reused can return to the natural environment or industrial production.

• To simplify building constructions by reducing the types of materials used and the number of different joining details.

Develop TECTONIC SOLUTIONS derived from CIRCULAR THINKING based on the following PRINCIPLES: • Minimize the amount of material and number of different materials in the construction.

• Apply construction details designed for disassembly.

• Reduce waste throughout production.

• Use pure materials, avoiding superfluous processing and surface treatment.

• Avoid materials that: • Demand large amounts of non-renewable energy in the production phase.

• Have negative ecological footprint, e.g. materials derived from oil.

• Can be harmful to humans or the environment.

26

MANIFEST

Arkitekter skal medvirke til at skabe en økologisk balance i menneskets brug af klodens ressourcer. Vi må derfor arbejde aktivt på at minimere byggeriets materialeforbrug og sikre genbrug og genanvendelse af eksisterende ressourcer til den højeste værdi i biologiske, tekniske og kulturelle kredsløb.

Fremtidens industrielle arkitektur skal være baseret på cirkulære og økologiske principper og udløse nye arkitektoniske potentialer og kvaliteter – til gavn for dens brugere og for samfundet som helhed.

Vi skal som arkitekter: Opnå MAKSIMAL kvalitet med MINIMALT forbrug ud fra følgende VISIONER: • At formindske det økologiske aftryk.

• At understøtte levedygtighed og mangfoldighed i både naturgrundlag – og i en kulturel og social kontekst.

• At fastholde og optimere kvaliteter og ressourcer, der er forankret i den eksisterende bygningsmasse.

• At forenkle byggeriets processer og løsningsmodeller. Øge værdiskabelsen fra GENANVENDELSE til GENBRUG ud fra følgende STRATEGIER: • At genbruge de eksisterende ressourcer så direkte som muligt – det vil sige – hele bygninger >

frem for elementer > frem for komponenter > frem for materialer.

• At videreudvikle allerede gennemprøvede ideer og løsningsmodeller.

• At standardisere byggesystemer og detaljeløsninger, der sikrer, at elementer og komponenter kan genbruges

uden yderligere forarbejdning.

• At udvikle principper for ‘design for adskillelse’ så materialer fra byggekomponenter, der ikke kan genbruges,

kan tilbageføres direkte i enten naturens økosystemer eller industriens produktionsapparat.

• At forenkle bygningens konstruktion ved at reducere antallet af materialetyper og af forskellige detaljeløsninger.

Udvikle TEKTONISKE LØSNINGER der bygger på CIRKULÆR TÆNKNING ud fra følgende PRINCIPPER: • At reducere mængden af materiale og antallet af materialetyper i konstruktionen.

• At bruge samlinger, der kan adskilles.

• At reducere spild i produktionen.

• At anvende rene materialer uden unødig efter- eller overfladebehandling.

At udelade materialer der, • kræver store mængder ikke-fornybar energi i produktionsfasen • har store negative miljøpåvirkninger – fx materialer baseret på råolie • er sundhedsskadelige for mennesker, dyr eller miljøet.

MANIFESTO MANIFEST

27

STRATEGY

The three wall fragments are based on the common TECTONIC STRATEGIES:

• We work only with PURE (CLEAN) MATERIALS without significant amounts of environmentally harmful substances.

• We work primarily with building components in DIMENSIONS DICTATED BY INDUSTRIAL STANDARDS in order to avoid unnecessary waste in construction from adaptation and assembly.

• We work with the LEAST POSSIBLE DEGREE OF PROCESSING OF MATERIALS AND COMPONENTS to ensure a long lifespan and high utility value in future applications.

• We work only with REVERSIBLE JOINTS (connections), which are assembly details that allow parts to be separated

easily without being damaged.

• We work with constructions and SIMPLE ASSEMBLY DETAILS that can easily be transferred to an industrial

production based on automatic forms of production and prefabrication.

• Our main priority is building components with a LOW CO2 FOOTPRINT and a few carefully chosen CO2-heavy

components in critical assembly details.

• Our constructions combine STANDARD COMPONENTS (main emphasis) and a FEW BESPOKE/ADAPTED COMPONENTS, where the latter will compensate for inaccuracies in the construction.

• We are working with A CLEAR TECTONIC COMPOSITION, where the logic of construction can be easily read without the need for long descriptions and complicated drawings.

• We are working with materials that actively regulate indoor climate through their THERMIC PROPERTIES.

Constructions are devised without a vapor barrier where the materials are permeable and can thereby absorb and emit moisture and be a part of passive systems through their capability to accumulate heat.

28

STRATEGI

De tre vægelementer bygger på følgende fælles TEKTONISKE STRATEGIER:

• Vi arbejder kun med RENE MATERIALER uden nævneværdigt indhold af miljøskadelige stoffer.

• Vi arbejder hovedsaglig med BYGGEKOMPONENTER I INDUSTRIENS STANDARDMÅL for at undgå unødvendigt spild

i byggeprocessen ved tilpasning og sammenbygning.

• Vi arbejder med MINDST MULIG FORARBEJDNINGSGRAD AF MATERIALER OG BYGGEKOMPONENTER for at fastholde

lange levetider og en høj fremtidig brugsværdi ved ny anvendelse.

• Vi arbejder udelukkende med REVERSIBLE SAMLINGER, som er samlingsdetaljer, hvor delelementerne nemt

kan skilles ad uden at blive beskadiget.

• Vi arbejder med konstruktionstyper og ENKLE SAMLINGSDETALJER, der let kan overføres til en industriel produktion

baseret på automatiserede produktionsformer og præfabrikation.

• Vores hovedprioritet er byggekomponenter med LAVT CO2-AFTRYK og få udvalgte CO2-tunge byggekomponenter

til vigtige samlingsdetaljer.

• Vores byggesystemer kombinerer STANDARDELEMENTER og FÅ SÆRLIGT TILPASSEDE ELEMENTER, hvor sidstnævnte

skal optage tolerancer i konstruktionen.

• Vi arbejder med EN TYDELIG TEKTONISK OPBYGNING, hvor konstruktionens logik let kan aflæses uden behov for

beskrivelser og kompliceret tegningsmateriale.

• Vi arbejder med materialer, der aktivt regulerer indeklimaet via deres TERMISKE EGENSKABER.

Konstruktionerne er bygget uden dampspærre. Materialerne er diffusionsåbne og kan derved optage og afgive fugt.

Ligedan kan de indgå i passive systemer ved hjælp af deres varmeakkumulerende egenskaber.

STRATEGY STRATEGI

29

PYRAMID PYRAMIDE

The building material pyramid

Byggemateriale pyramide

Everybody knows “the food pyramid” in Denmark. It tells us about the relationship between what we consume when we eat and our health – what we can eat in large quantities and where to be apprehensive.

In the fall of 2017, we developed mini “consumer py­ ramids” for building materials together with candidate students from SET/KADK, with the aim of understanding what can be used without strict limitations and where to be cautious in relation to construction.

Based on Environmental Product Declarations (EPDs), the initial impacts (GWP only) were established for all the materials in question. A point was that the archi­tecture should be design for disassembly (DfD), and therefore we chose to focus on the phases, until we stood there with the material in our hands (EPD A1–A3). From there, it was our responsibility, as architects, to ensure that the lifespan of the materials was not tied to the overall composition of the building component and therefore defined by the worst performing material. It was the ambition – in this fashion – to bypass the problematic standard a­ ssumptions that govern the output of life-cycle assessments.

In other words, the pyramid is a way to show the ­environmental impact associated with the production of materials. From this point, the lifetime of the material is hand­led as a technical design parameter.

I Danmark kender alle madpyramiden. Den fortæller os om forholdet mellem vores indtag og vores sundhed; Hvad vi kan indtage i store mængder, og hvor vi skal være påpasselige.

Med kandidatstuderende fra SET/KADK udviklede vi i efteråret 2017 mini-pyramider for byggeriets materialer, med det formål at forstå hvad vi kan bruge løs af, og hvor vi skal være påpasselige, når det kommer til byggeriet.

Baseret på Miljødeklarationer (EPD) fastlagdes det miljø­aftryk (kun GWP) for de materialer, som var i spil.

Da pointen var at alt skulle designes, så det kunne adskilles (DfD), valgte vi at fokusere på faserne, indtil vi stod med materialet i hånden (EPD A1-A3). Så var det vores ansvar som arkitekter, at sørge for at materialernes levetid ikke blev defineret af bygningsdelen som helhed og dermed laveste fællesnævner. Hermed forsøgte vi at udfordre og undgå standardantagelserne om byggematerialers påvirkninger igennem byggeriets levetid, som er problematiske ved anvendelsen af livscyklusanalyse (LCA).

Med andre ord; pyramiden er en måde at synliggøre den miljøpåvirkning der er forbundet med materialers produktion. Materialets levetid bliver derefter håndteret som et teknisk designparameter.

kg CO2 Eq kg material

kg CO2 Eq kg material

1 Wood for construction Konstruktionstræ (GNS) -1.44 10 New brick Nye mursten 2 CLT (Cross-laminated timber) CLT -1.28 11 Mortar Mørtel 3 Straw Halm -1.28 12 Mineral wool Mineraluld 4 Wood fiber insulation Træfiberisolering -1.10 13 Steel Stål 5 Plywood Krydsfiner -1.01 14 Rubber sealant Gummifugemasse 6 CEB (Compressed Earth Brick) Ubrændte lersten 0.08 15 PVC sheet material PVC pladematriale 7 Salvaged brick Genbrugte mursten 0.003 16 Aluminum plate Aluminiumsplade 8 Plasterboard Gipsplader 0.22 17 Alu window frame Alu vinduesramme 9 Insulation block Poreteglblokke 0.24 18 Copper Kobber

30

PYRAMID PYRAMIDE

0.26 0.5 1.57 1.735 4.01 4.30 10.69 12.69 17.77

The building material pyramid Byggemateriale pyramide Kg CO2/m2 material Kg CO2/m2 materiale GWP analysis based on EPD’s (ISO 15804) Phase A1-A3 production.

GWP-analyser udarbejdet på baggrund af EPD’s (ISO 15804) Phase A1-A3 production.

18

17

16 15

14

15 1 – 2 kg CO2/kg material

12 13

1 – 2 kg CO2/kg material 9

11

10 8

0 – 1 kg CO2/kg material

7

6

5

-1 – 0 kg CO2/kg material

4

2

3

-2 – -1 kg CO2/kg material 1

PYRAMID PYRAMIDE

31

ALPHABET ALFABET

32

Stacking Stable

Layering Lag

Weawing Væve

Clamping Fastspænde

Penetrating Bore

Tensioning Stramme

Locking Låse

Screwing Skrue

Framing Indramme

MATERIALS MATERIALER

33

Wood

TrĂŚ

34 Photo Foto: Jens V. Nielsen

CIRCULAR PRINCIPLES FOR WOODEN WALLS The wooden wall fragment holds a number of clear principles for the development of prefabricated wooden elements. By

using standard formats, the amount of waste in the production is reduced. The prefabricated elements ensure a fast and easy assembly on the construction site, and the elements are

designed for disassembly so that they can be reused in other

buildings in the future. The wooden wall is primarily made from wood that has a negative CO2 footprint (meaning that it stores

CO2 when it is not degraded). Only the joints are made of steel,

WOOD TRÆ

i.e. screws and a special fitting, which makes it easy to

disassemble the elements. These principles introduce a new way of thinking when working with prefabricated standard

elements within construction, focusing especially on future recycling potentials.

CIRKULÆRE PRINCIPPER FOR VÆG I TRÆ Vægfragmentet i træ fokuserer på en række klare principper for udviklingen af en væg af præfabrikerede træelementer. Ved

brug af standard­formater reduceres materialespildet i produktionen. De præfabrikerede elementer sikrer en hurtig og nem

montage på byggepladsen og elementerne er udformet, så de nemt kan adskilles og gen­­bru­ges i nye byggerier i fremtiden.

Væggen er opbygget næsten udelukkende af træ, der har et negativt CO2-aftryk (hvilket betyder at CO2 ikke frigives, så

længe træet ikke nedbrydes / brændes). Kun samlingsdetaljerne består af stål i form af skruer og et særligt låsebeslag,

som gør det let af skille elementerne fra hinanden. Principperne introducerer en helt ny måde at tænke standardiserede præ­

fabrikerede træelementer indenfor bygge­riet på – med et særligt fokus på det fremtidige genbrugspotentiale.

35

PRINCIPLES FOR WOOD

THE MATERIALS used are stainless steel, solid wood and boards made from wood without formaldehyde.

STANDARD SIZES of OSB (Oriented Strand Boards) have

boards in the element are clearly visible and fastenings

inside the frame are easily accessible once the boards are dismounted.

determined the wall elements’ dimensions to avoid waste

BOARDS mounted in the elements are permeable and

of the elements also limit the need for cutting solid wood

constitute sealing between units.

from assembly. Furthermore, the standardized dimensions components. Unavoidable leftover pieces were used as wood blocks for fastening purposes.

MATERIALS in each element are assembled without any

particular adaptation, since using carpentry joints, e.g. finger-jointing or grooving, would limit the options for reuse.

COMPLETE ELEMENTS are assembled through a series of

steel fittings, which make them easy to disassemble. Each

unit can also be completely dismantled, as all fastenings are made with screws.

ELEMENTS are assembled with screws in a process that would lend itself to an off-site production. Units are quickly joined together or separated on site.

ELEMENTS are primarily made from wood, which has a

negative CO2 footprint, complemented with a few screws

and complex fittings made from steel, having a large CO2 footprint. Fittings are valuable and can easily be dismounted and reused.

THE WALL is made up of identical prefabricated standard

components, where tolerances and differences are

compensated by semi-prefabricated corner units, partly constructed on site.

FITTINGS that connect the elements become an ornamental motif on the interior of the wall. Screws that fasten the

36

allow the wall to regulate indoor humidity. Sheets of cork

TECTONIC

TECHNOLOGY Cork Wood frame

Framing

Layering

Tensioning

Locking hardware

Locking

Wood blocks Screwing Wood fiber insulation

OSB (Oriented strand board)

Wood fiber board

Wall fragment

35 15

Section 1:10

7

MATERIALS MATERIALER

37

PRINCIPPER FOR TRÆ

DE ANVENDTE MATERIALER er rustfrit stål, massivt spærtræ

og træfiberplader uden formaldehyd.

FORMATET på vægsystemets trækassetter kommer fra størrelsen på de anvendte træfiberplader for at undgå

spild ved tilskæring. Elementets højde og bredde giver begræn­set tilskæring af spærtræet til rammen. Rester

derfra genanvendes som underlagsklodser indvendigt i kassetten.

MATERIALERNE i hvert element er samlet uden speciel til-

pasning, da brug af snedkersamlinger med for eksempel fingerskæringer eller fræset not til indfatning af plader vil forringe materialernes mulige genanvendelse.

DE FÆRDIGE TRÆKASSETTER samles af en række stålbe­slag, der gør det meget nemt at skille dem ad igen. Hver kas-

sette kan desuden skilles helt ad, da den udelukkende er skruet sammen. Kassetterne er samlet med skruer i en

proces, som vil være let at overføre til en off-site produktionslinje.

KASSETTERNE samles og demonteres nemt og hurtigt on-site.

KASSETTERNE er primært lavet af træ, der har et negativt

CO2-aftryk og med få stålskruer og avancerede samlingsbeslag i stål med et højt CO2-aftryk. Stålbeslagene har en høj værdi og vil nemt kunne skrues af og genanvendes.

VÆGGEN er opbygget af ens præfabrikerede standard­

elementer, hvor tolerancer og forskydninger optages af

semi-præfabrikerede hjørneelementer, der delvist opbyg­ ges on-site.

STÅLBESLAGENE, som samler kassetterne, fremstår som et tydeligt ornament på indervæggen. Skruerne, der fastgør

38

pladerne på elementerne, træder tydeligt frem, og rammens indvendige samlinger er let tilgængelige, når pla­ derne er afmonteret.

PLADEMATERIALERNE i trækassetterne er diffusionsåbne

og muliggør, at væggen kan regulere luftfugtigheden i rummet. Korkplader udgør tætning mellem trækassetterne.

TEKTONIK

TEKNOLOGI Kork Spærtræ

Indramning

Lag

Stramme

Låsebeslag

Låse

Træklodser Skrue Træfiberisolering

Spånplade

Træfiberplade

Vægfragment

35 15

Snit 1:10

7

MATERIALS MATERIALER

39

CONSTRUCTION KONSTRUKTION

Isometric drawing Isometri

40

300

2600 mm Elevation 1:30 Opstalt 1:30

300 mm

660 mm Plan 1:30 Plan 1:30

MATERIALS MATERIALER

41

NATURE NATUR Highly processed Meget forarbejdet

1

3

2

Lightly processed Let forarbejdet

5

4

6

Unprocessed Uforarbejdet Time Tid Unprocessed Uforarbejdet

100

150

250 year år

New construction Nyt byggeri

New construction Nyt byggeri

New construction Nyt byggeri

Construction Opførelse

9

7

TECHNOLOGY TEKNOLOGI

Board/sheet material Plademateriale Solid wood Træprofiler Wood fiber insulation Træfiberisolering Screws and fitting Skruer og beslag

1 Wood fiber boards, produced Træfiberplader, nyproduceret

6 Wooden components downcycled = energy or compost Træprodukterne downcycles = energi eller gødning

2 New wood, sawn and planed Nyt træ, overskåret og høvlet

7 Steel screws and fittings, produced Stålskruer og beslag, nyproduceret

3 Wood fiber insulation, produced Træfiberisolering, nyproduceret

8 Reused Genbruges

4 Entire unit, reused Hele elementet, genbruges

9 Steel, melted Stål, omsmeltes

5 Entire unit, reused Hele elementet, genbruges

42

200

8

Lightly processed Let forarbejdet Highly processed Meget forarbejdet

50

0

TIME LINE FOR WOOD TIDSLINJE FOR TRÆ

The diagram shows a life cycle scenario for the wood wall

Diagrammet viser et livstidsscenarie for vægfragmentet

tirety as well as its singular components can be reused

som helhed og de enkelte materialer kan genbruges og

fragment, where we aim to discuss how the wall in its enand recycled in a 250-year perspective.

The diagram shows a timeline in the center, with ma-

i træ, hvor vi søger at diskutere, hvordan både væggen genanvendes set i et 250-årigt perspektiv.

Diagrammet er bygget op omkring en tidslinje i midten

terials from the natural environment above the line and

med materialer fra naturens økosystemer over linjen og

The further down you move from the timeline in either di-

gere man bevæger sig væk fra tidslinjen i begge retninger,

materials from the technological systems under the line. rection, the more processing is required to produce the material.

Looking at the diagram, the following three points are

particularly significant for the wood wall fragment: •

The wall consists of 4 primary elements: solid wood,

materialer fra teknologiens systemer under linjen. Jo lændesto mere er de pågældende materialer forarbejdet.

Når man ser på diagrammet, gør følgende punkter sig

særligt gældende for trævæggen: •

OSB, wood fiber insulation assembled with steel

i stål. De rene trædele af konstruktionen vurderer vi til

screws, and fittings. Solid wood is estimated to have

at have en længere levetid end træfiberpladerne, der

a longer lifespan than wood fiber boards, which would have to be replaced after one or two re-assemblies.

•

The elements are particularly easy to disassemble and

then re-assemble. This means that they would be able to be reused as part of 2–3 buildings in their lifespan.

After this cycle, the parts would be disassembled and could each be part of their own cycle. Steel parts

could still be directly reused and the wood parts could be burnt for energy or returned to their ecosystem as compost.

We have not included cork in the diagrams, which is used

to seal the gap between the elements. Most likely, this will be replaced each time the elements are re-assembled.

Væggen består af de fire primære elementer, spærtræ,

træfiberplader, træfiberisolering samt skruer og beslag

skal udskiftes efter 1-2 genbygninger af systemet.

•

Det særlige ved trævæggens elementer er, at de

meget enkelt kan skilles ad og samles igen. De vil derfor kunne genbygges som en del af 2-3 byggerier i

deres levetid. Derefter vil de kunne skilles ad og materialerne indgå i hver deres cyklus. Ståldelene vil stadig kunne enten genbruges direkte eller smeltes om, og

trædelene vil kunne forbrændes eller bruges som gødning i dets oprindelige økosystem.

Vi har i diagrammet ikke taget højde for den kork, der

­bruges til tætning af samlingerne mellem elementerne.

Den vil højst sandsynligt skulle udskiftes, når man gen­ samler elementerne i et nyt byggeri.

MATERIALS MATERIALER

43

Brick Tegl

44 Photo Foto: Jens V. Nielsen

CIRCULAR PRINCIPLES FOR BRICK WALLS The brick wall fragment holds a number of clear principles for

the development of a homogeneous wall made of various types of clay materials. This aims to balance the CO2 footprint and

the lifetime of the materials. The brick wall is made using clay

and lime mortar, which ensures that the materials can be easily disassembled in the future. The clay materials also play an

active role in regulating the indoor climate. The wall is made of a highly industrial insulating clay block with a high CO2

BRICK TEGL

footprint and compressed earth bricks (towards the inside)

and recycled bricks (towards the outside) all with a lower CO2 footprint. These principles reintroduce the homogenous brick

wall as a robust construction, focusing on both a long service life of the materials and the future recycling potentials.

CIRKULÆRE PRINCIPPER FOR VÆG I TEGL Vægfragmentet i tegl rummer en række klare principper for

udviklingen af en homogen væg bestående af forskellige typer af lermateriale. Det skaber tilsammen en balance mellem CO2­­aftryk og levetider. Væggen er samlet med ler- og kalkmørtel,

som sikrer, at materialerne nemt kan skilles ad igen, og væggen bruger aktivt lerets evne til at regulere indeklimaet. Væggen er opbygget af en højindustriel isolerende poreteglblok med et

højt CO2-aftryk og ubrændte lersten (indvendigt) og genbrugs­ mursten (udvendigt) med et lavere CO2-aftryk. Principperne

genintroducerer den homogene teglvæg som et nutidigt svar på en robust byggeteknik med fokus på konstruktioner med

meget lang levetid og et stort fremtidigt genbrugspotentiale.

45

PRINCIPLES FOR BRICK

THE MATERIALS USED are insulating blocks, salvaged brick,

WE USE salvaged brick, CEB, and insulating blocks of

and CEB (Compressed Earth Bricks) assembled with clay

standard dimensions. Tolerances and variations in

additives.

and the cutting of bricks and blocks.

mortar – all of them are natural materials without artificial

WE USE bricks and CEB in standard Danish formats and a

masonry are compensated for by choosing bond, mortar,

THE WALL is constructed using “braiding bond”, where the

German insulating block in the dimensions most suitable

front and back wall are joined together by “brick binders”

the cutting of bricks and blocks.

to receive the “brick binders”, which are exposed as a

to conventional bonds. Both formats are chosen to reduce

BURNT CLAY/BRICK is a robust material known for its long

using clay mortar. Cut-outs are made in the blocks in order simple ornament of a heading brick in the bond.

lifespan. The bricks and clay materials used are standard

WALLS from brick, CEB, and insulating blocks have a high

special formats, a high level of reusability is achieved.

and an improved indoor climate. The materials do not

products within their system. By not using many different

WE USE mortar containing only sand, clay, and water.

Clay mortar can be used for all types of masonry but is especially suited to CEB, as it is not too adhesive,

keeping the blocks intact in case of breakage in the

masonry. Burnt brick and blocks can be cleaned of clay

mortar using only water, which has no effect on the quality of the materials.

NEW AND SALVAGED BRICKS AND CEB are now produced industrially but require a lot of work on-site. Insulating

blocks are advanced industrialized products that are part

of highly evolved building systems in semi-prefabrication.

By using blocks instead of traditional bricks, the time used on-site is reduced by approximately a third.

WE USE a combination of salvaged bricks and CEBs with a

low CO2 footprint and insulating blocks with a high CO2 footprint. Insulating blocks are chosen because of their many outstanding properties, including: homogeneous

clay-based wall, insulation and quick assembly. Re-use is enabled by using clay-based mortar for assembly.

46

thermal mass, resulting in a stable indoor temperature

contain or emit harmful substances and can in different

ways absorb and emit moisture, which improves indoor climate.

TECTONIC

TECHNOLOGY

Insulating block Stacking

Salvaged brick/CEB

Weaving

Clay mortar

200

249

200

Layering

Wall fragment Section 1:10

365

25

108

498

MATERIALS MATERIALER

47

PRINCIPPER FOR TEGL

DE ANVENDTE MATERIALER er poreteglblokke, genbrugte

mursten og ubrændte lersten, opmuret med lermørtel –

alle rene naturmaterialer uden kunstige tilsætningsstoffer.

VI ANVENDER MURSTEN og ubrændte lersten i dansk normalstensformat og en tysk poreteglblok med de mest

VI ANVENDER genbrugte mursten, lersten og poreteglblokke

som følger standardformater. Tolerancer og variationer i

opmuring optages i valg af forbandtmønstre, mørtelfuger og ved få tilhugninger af sten og blokke.

VI ARBEJDER MED ’FLETMURVÆRK’ hvor for- og bagmur

­generelt anvendelige dimensioner, for at passe bedst

mures sammen med faste bindere ved anvendelse af en

Herved begrænses tilhugning af mursten og blokke.

sig som et enkelt ornament med en kopsten i indvendigt

sammen i gængse skiftehøjder og forbandtsystemer.

BRÆNDT LER/MURSTEN er et robust materiale og er kendt for lange levetider. De anvendte ler- og teglmaterialer er

ren lermørtel. Blokstenen tilhugges ved binder, der viser og/eller udvendigt murværk.

MURVÆRK I LERSTEN, mursten og teglblokke har høj termisk

standardprodukter indenfor hver deres system. Ved ikke

masse, hvilket bevirker en stabil indendørs temperatur og

genanvendelsesgrad.

afgiver giftstoffer og kan på forskellig vis optage og afgive

at bruge mange forskellige specialformater opnås en høj

VI ANVENDER en ren lermørtel af sand, fint ubrændt ler­ pulver og vand. Lermørtel kan bruges til opmuring af

brændte teglmaterialer, men er særligt velegnet til mur-

værk med lersten, da den ikke bliver for stærk og dermed ødelægger stenene ved brud i murværket. Lermørtel kan

vaskes af brændte sten og blokke uden skade eller forringelse af materialerne.

NYE, GENBRUGTE OG UBRÆNDTE mursten produceres i

dag industrielt, men kræver mange arbejdstimer on-site.

Poreteglblokke er avancerede industrialiserede produkter, der indgår i højt udviklede byggesystemer i semi-præfa­

brikation. Ved opmuring af poreteglblokke reduceres tidsforbruget on-site med ca. en tredjedel.

VI ANVENDER en kombination af genbrugte og ubrændte

mursten med et lavt CO2-aftryk og poreteglblokke med et højt CO2-aftryk. Poreteglblokke er valgt grundet deres

mange positive egenskaber. For eksempel; homogen mur i 100% tegl, isolerende, hurtig montage. Brug af lermørtel sikrer genbrug af brændte mursten og blokke.

48

et bedre indeklima. Materialerne hverken indeholder eller fugt, hvilket også giver et bedre indeklima.

TEKTONIK

TEKNOLOGI

Poreteglblokke Stable

Lag

Genbrugte mursten/ubrændte lersten

Væve

200

249

200

Lermørtel

Vægfragment Snit 1:10

365

25

108

498

MATERIALS MATERIALER

49

CONSTRUCTION KONSTRUKTION

Salvaged brick Genbrugte mursten CEB UbrĂŚndte lersten

Isometric drawing Isometri

50

830 mm Elevation 1:30 Opstalt 1:30

Elevation 1:30 Opstalt 1:30

470 mm

470 mm

Plan 1:30 Plan 1:30

MATERIALS MATERIALER

51

NATURE NATUR Highly processed Meget forarbejdet 1

Lightly processed Let forarbejdet

2

3

Unprocessed Uforarbejdet Time Tid 0

50

Highly processed Meget forarbejdet

200

6

7

4 TECHNOLOGY TEKNOLOGI

CEB Ubrændt lersten Insulating block Poreteglblokke Salvaged brick Genbrugte mursten

1 CEB, produced Lersten, nyproduceret

5 Bricks. salvaged Mursten, genbrugt

2 Eroded, Re-made Nedbrudt, genproduceret

6 Cleaned, reused Afrenset, genbrugt

3 Eroded, Re-made Nedbrudt, genproduceret

7 Crushed, downcycling Nedknust, downcycling

52

150

New construction Nyt byggeri

5

Construction Opførelse

Lightly processed Let forarbejdet

4 Insulating brick, produced Poreteglblokke, nyproduceret

100

250 year

Unprocessed Uforarbejdet

år

TIME LINE FOR BRICK TIDSLINJE FOR TEGL

The diagram shows a lifespan scenario for the brick wall fragment, where we aim to discuss how the wall in its entirety as well as its singular components can be reused and recycled in a 250-year perspective.

The diagram is built up around a timeline in the center with materials from the natural environment above the line and materials from the technological systems under the line. The further down you move from the timeline in either direction, the more processing is required to produce the material.

Looking at the diagram, the following three points are particularly significant for the brick wall fragment: •

•

•

The wall consists of the three primary elements, insulating block, salvaged brick, and CEB. Notably, the lifespans of CEB and brick differ considerably.

Since insulating blocks and salvaged brick have long lifespans of at least 150 years, inner walls made of CEB will need to be continuously maintained and, in some cases, replaced.

CEB has a big advantage in that it can be reproduced from the same raw material, losing only marginal amounts of energy in the process.

We have not taken into account the regular renewal of grouting in the clay mortar masonry bonds. This type of mortar requires some extra upkeep and calls for large eaves.

On the other hand, the production of clay mortar is not energy intensive, and the mortar can be easily removed (and reused) when the wall is eventually taken down.

Diagrammet viser et livstidsscenarie for vægfragmentet i tegl, hvor vi søger at diskutere, hvordan både væggen som helhed og de enkelte materialer kan genbruges og genanvendes set i et 250-årigt perspektiv.

Diagrammet er bygget op omkring en tidslinje i midten med materialer fra naturens økosystemer over linjen og materialer fra teknologiens systemer under linjen. Jo længere man bevæger sig væk fra tidslinjen i begge retninger, desto mere er de pågældende materialer forarbejdet.

Når man ser på diagrammet, gør følgende punkter sig særligt gældende for teglvæggen: •

•

•

Væggen består af de tre primære elementer poreteglblokke, genbrugte mursten og ubrændte lersten. Her har særligt den ubrændte lersten og de to brændte teglprodukter meget forskellige levetider.

Da poreteglblokkene og murstene har en lang levetid på minimum 150 år, vil de indvendige lersten løbende skulle vedligeholdes og udskiftes.

Lerstenen har den store fordel, at det samme materiale kan bruges til at skabe nye sten med et meget begrænset brug af ressourcer.

Vi har i diagrammet ikke taget højde for den løbende genfugning af murværkets fuger i lermørtel. Denne fugetype kræver ekstra vedligeholdelse og krav til et stort udhæng på tagkonstruktionen.

Til gengæld er produktionen ikke så ressourcekræ­ven­ de, og mørtlen kan let fjernes fra murværket, når væggen til sin tid skal tages ned.

MATERIALS MATERIALER

53

Straw Halm

54 Photo Foto: Jens V. Nielsen

CIRCULAR PRINCIPLES FOR STRAW WALLS The straw wall fragment holds a number of clear principles

for the development of a wall made of straw and wood. The

materials used are both inexpensive and have a very low CO2

footprint. The construction of the straw wall is so simple that it can be built by unskilled labor and the major part of the

materials can be redirected back into the ecosystems. The straw wall system consists of prefabricated timber frames

between which the bales of straw are tensioned using threaded

STRAW HALM

steel bars. The wall has a negative CO2 footprint, apart from

the steel. Due to the design of the system, the steel bars can

be reused in future buildings. These principles introduce a new kind of interaction between the world of prefabrication and the grassroots culture of the straw building.

CIRKULÆRE PRINCIPPER FOR VÆG I HALM Vægfragmentet i halm rummer en række klare principper for udviklingen af en væg af halm og træ, der bygges af billige

­materialer med meget lavt CO2-aftryk. Konstruktionen er så

enkel, at ufaglærte kan bygge den, og størstedelen af materialerne kan føres tilbage til naturens økosystemer efter brug.

Vægsystemet består af præfabrikerede trærammer, som ved hjælp af gevindstænger i stål spænder væggens halmballer

sammen. På nær stålet har materialerne et negativt CO2-aftryk, og systemets opbygning sikrer, at stålet kan genbruges i frem­ tidige byggerier. Principperne peger på et nyt samspil mellem

præfabrikerede elementer og den selvbyggerkultur, som indtil i dag har præget halmbyggeriet.

55

PRINCIPLES FOR STRAW

THE MATERIALS USED are purely organic: straw and wood

elements. The system could be further developed into a

with a limited lifespan and a small environmental impact

modular system with bespoke connections.

lifespan and a large environmental impact.

PLASTER, covering the walls surface, is divided into panels

THE STANDARD DIMENSIONS of straw bales dictate the

detailing tells the story of stacked straw (not directly

combined with highly industrialized steel with a long

revealing and emphasizing the wooden structure. This

design of the wall (in this case, straw bales appropriate for

visible) tensioned between wooden frames. In this way,

standard dimensions, cut to length to fit the wall’s design.

wall.

standard lengths and nuts.

STRAW WALLS are defined as light, highly insulating

THE STRAW is by far the dominating material of the wall

mass. Heat storing properties will be largely dependent on

construction). Furthermore, the wall contains timber of Finally, the wall was tensioned using threaded rods of

the cladding communicates the constructive logic of the

exterior wall constructions with only marginal thermal

and is only marginally processed (harvested, dried, and

the wall’s cladding and covering. The walls can be

geometry of the wall. Threaded rods, fittings, and nuts are

makes them permeable constructions.

bound in bales). Boards are sparsely cut in order to fit the not further processed, and thereby achieve a high degree of reusability.

THE WALL is a construction of stacked straw bales that

are tensioned with threaded rods between two wooden frames. These assemblies are reversible, and the construction can be taken apart. Clay plaster renders the

wall’s outer surface and can easily be knocked down.

THE BUILDING of the straw wall occurs on-site, but the

wood frames used would preferably be produced at an

off-site production line, and together with threaded rods are turned into a complete building system.

THE MAJOR PART of the construction is unprocessed straw and wood with a very small CO2 footprint and very small amounts stainless steel with a high CO2 footprint.

THE WALL is constructed from standard straw bales and a

demountable system of wood frames and threaded rods that compensate for inaccuracies between building

56

rendered with different combinations of clay plaster, which

TECTONIC

TECHNOLOGY

Stacking

Straw bales

Layering

Wood frames

250

95

Rails

21

Clamping

Tensioning

Threaded rod

Clay plaster

Locking

Coupling nut

Penetrating

Wall fragment Section 1:10

43 7

460

7 43

560

MATERIALS MATERIALER

57

PRINCIPPER FOR HALM

DER ER ANVENDT rene organiske materialer; halm og træ

kan videreudvikles til et modulsystem med særlige

med en begrænset levetid og lavt miljøaftryk samt det

knudepunktsløsninger.

stort miljøaftryk.

VÆGGEN FREMSTÅR med en pudset overflade, opdelt i felter

VÆGGENS UDFORMNING er afledt af standarddimensionerne

Denne detalje formidler historien: den stablede halm (der

højindustrialiserede materiale stål med en lang levetid og

af rammesystemet i træ, som herved tydeligt træder frem.

på de anvendte halmballer (i dette tilfælde konstruktions-

ikke umiddelbart er synlig) der spændes mellem træram-

skåret væggens mål og udformning. Endelig er væggen

væggens konstruktive logik.

og med møtrikker.

HALMVÆGGE er defineret som lette ydervægskonstruktioner

HALMEN udgør langt hovedparten af væggen og er kun

akkumulerende egenskaber. Dette afhænger bl.a. af deres

baller). Hertil kommer træbrædder i standardformat, til­

spændt sammen med gevindstænger i standardlængder

merne. Væggens beklædning videreformidler på den måde

med høj isoleringsevne og har kun begrænsede varme­

meget lidt forarbejdet (høstet og bundet til baller). Træ­

overfladebehandling og inddækning. De kan overflade­

væggens geometri. Gevindstænger, beslag og møtrikker

giver en diffusionsåben konstruktion.

brædder er tilskåret i begrænset omfang for at passe til forarbejdes ikke yderligere, men bruges som de er, og opnår her en høj genanvendelsesgrad.

VÆGGEN er en stablet konstruktion i halmballer, der ved

hjælp af gevindstænger spændes sammen mellem to træ­ rammer. Disse samlinger er reversible og konstruktionen kan skilles ad igen. Halmballernes overfladebehandling i lerpuds vil nemt kunne bankes af.

SAMLING AF HALMVÆGGEN sker on-site, men de anvendte

trærammer vil med fordel kunne produceres på en off-site

produktionslinje, og sammen med gevindstænger udvikles til et samlet byggesystem.

HOVEDDELEN af konstruktionen er uforarbejdet halm og træ med et meget lille CO2-aftryk og en meget lille mængde rustfrit stål med et højt CO2-aftryk.

VÆGGEN bygges op af standard halmballer og et demon-

terbart system af trærammer og gevindstænger, der optager tolerancer mellem bygningsdele. Byggesystemet

58

behandles med forskellige kombinationer af lerpuds, der

TEKTONIK

TEKNOLOGI

Stable

Halmballer

Lag

Liste

250

95

21

Fastspænde

Stramme

Brædder

Gevindstang

Lerpuds

Låse

Bøsning

Gennembore

Vægfragment Snit 1:10

43 7

460

7 43

560

MATERIALS MATERIALER

59

CONSTRUCTION KONSTRUKTION

Plan 1:30 Plan 1:30

Elevation 1:30 Opstalt 1:30

60

Isometric drawing Isometri

Elevation 1:30 Opstalt 1:30

MATERIALS MATERIALER

61

NATURE NATUR Highly processed Meget forarbejdet

3 4

1

Time Tid

0

50

8 9

100

10 11

150

200

250 year

Construction Opførelse

Lightly processed Let forarbejdet

14

15

år

New construction Nyt byggeri

13

New construction Nyt byggeri

Unprocessed Uforarbejdet

Highly processed Meget forarbejdet

5 6

New construction Nyt byggeri

Unprocessed Uforarbejdet

7

2

Lightly processed Let forarbejdet

12

16

TECHNOLOGY TEKNOLOGI

Straw Halm Wood Træ Steel Stål

1 New straw Nyt halm 2 New wood, milled and planed Nyt træ, opskåret og høvlet 3 Reused Genbruges 4 Old straw = compost, new straw cut Gammelt halm = gødning, nyt halm høstes 5 Wood = compost Træ = gødning

62

6 Old straw = compost, New straw cut Gammelt halm = gødning, nyt halm høstes 7 New wood, milled and planed Nyt træ, opskåret og høvlet 8 Reused Genbruges 9 Old straw = compost, New straw cut Gammelt halm = gødning, nyt halm høstes 10 Wood = compost Træ = gødning

11 Old straw = compost Gammelt halm = gødning 12 Steel screws and fittings, produced Stål gevindstænger/møtrikker, nyproduceret 13 Reused Genbruges 14 Reused Genbruges 15 Reused Genbruges 16 Steel, melted Stål, omsmeltes

TIME LINE FOR STRAW TIDSLINJE FOR HALM

The diagram shows a lifespan scenario for the wall frag-

Diagrammet viser et livstidsscenarie for vægfragmentet

both the wall in its entirety and the individual materials

som helhed og de enkelte materialer kan genbruges og

ment made out of straw where we attempt to discuss how can be recycled and reused throughout a 250-year perspective.

The diagram is built up around a time line in the center

with materials from the natural environment above the line and materials from the technological systems under the

line. The further down you move from the timeline in either direction, the more processing is required to produce the

i halm, hvor vi søger at diskutere, hvordan både væggen genanvendes set i et 250-årigt perspektiv.

Diagrammet er bygget op omkring en tidslinje i midten

med materialer fra naturens økosystemer over linjen og

materialer fra teknologiens systemer under linjen. Jo læn-

gere man bevæger sig væk fra tidslinjen i begge retninger, desto mere er de pågældende materialer forarbejdet.

Når man ser på diagrammet, gør følgende punkter sig

material.

særligt gældende for halmvæggen:

particularly significant for the straw wall:

•

Looking at the diagram, the following three points are

•

The wall consists of three primary elements: straw,

wood, and steel, which all have very different lifespans.

This means that reusing the wall in its entirety would not be possible.

•

treated and can return directly to its original ecosystem •

der, at væggen som helhed ikke vil kunne genbruges.

•

in the form of fertilizer for the soil.

Wood frames and steel rods can be reused as a com-

plete system at least once in a new project. Steel rods lasts longer than wood and can be reused several times.

In the diagrams, we have left out parameters concerning

cladding such as clay plaster, which would need ongoing

Halmen skal udskiftes, hver gang væggen skal gen­­

opføres som del af en ny bygning. Halmen anvendes

uforarbejdet og vil derfor kunne føres direkte tilbage til

Straw will need to be replaced each time the wall is

rebuilt as part of a new building. Straw is used un-

Væggen består af de tre primære elementer halm, træ

og stål, der har meget forskellige levetider. Dette bety-

dets oprindelige økosystem i form af gødning til jorden.

•

Trærammer og stålgevind vil som samlet system

kunne genbruges minimum en gang i et nyt byggeri.

Stålgevindene vil kunne genbruges flere gange end trædelene, som skal udskiftes efter ca. 100 år.

Vi har i diagrammet ikke taget højde for overfladebehand­ lingerne i for eksempel ler-/kalkpuds, som skal vedlige­ holdes løbende.

maintenance.

MATERIALS MATERIALER

63

64

ANALYSES ANALYSER

65

Wood Træ

Wood elements, complete with fitting 771 kr. per m2 Træpaneler inkl. tilpasning 771 kr. pr. m2 Material composition* Materialesammensætning*

Distribution of man hours and price Fordeling af arbejdstimer og pris

Price Pris

95% prefabrication præfabrikation 5% on-site på stedet

Brick Tegl

Braiding bond with CEB 1.057 kr. per m2 Braiding bond with salvaged brick 1.505 kr. per m2 Fletmur med ubrændte lersten 1.057 kr. pr. m2 Fletmur med genbrugte mursten 1.505 kr. pr. m2 Material composition* Materialesammensætning*

Distribution of man hours and price Fordeling af arbejdstimer og pris

Price Pris

35% prefabrication præfabrikation 65% on-site på stedet

Straw Halm

Straw wall incl. wood frames and clay plaster 157 kr. per m2 Halmvæg inkl. trærammer og lerpuds 157 kr. pr. m2 Material composition* Materialesammensætning*

Distribution of man hours and price Fordeling af arbejdstimer og pris 5% prefabrication præfabrikation 95% on-site på stedet

66

Price Pris

Wood Træ

Material composition Materialesammensætning

MATERIALS COMPOSITION MATERIALESAMMENSÆTNING

66% Wood fiber insulation Træfiberisolering 17% Solid wood Træprofiler 16% Wood fiber board and OSB Spånplader og træfiberplader

The wall fragments are based on three different approach-

1%

Screws and fittings Stålskruer og beslag

es to the manifesto and the strategies.

1%

Cork sheet Korkplader

able organic materials, but all materials are industrially

First, the wood wall fragment also consists of renew-

produced and they were constructed into facade elements

Brick Tegl

– in alignment with the current ideals in the modern building industry. Secondly, we have the brick wall fragment,

which consists of new and reused, as well as renewable

and nonrenewable, materials that are based on clay and

earth built according to traditional brick-laying craftmanship. Thirdly, the straw wall fragment is based on renew-

able organic materials that were processed by hand in an almost preindustrial fashion.

Material composition Materialesammensætning 86% Insulating block Poreteglblokke 6%

Salvaged brick Genbrugte mursten

4%

Clay mortar Lermørtel

4%

CEB Ubrændte lersten

The following analyses of the wall fragments allows for

a discussion of what constitutes the most sustainable

­approach to the materials of architecture. Renewable but fragile versus non-renewable but durable, organic versus

inorganic, industrial fabrication or craftsman-based, etc.?

Vægfragmenterne er baseret på tre forskellige materiale­ mæssige tilgange til manifestet og strategierne.

For det første træ-vægfragmentet, som består af or-

ganiske materialer, der alle er industrielt produceret og

Straw Halm

som er samlet til facadeelementer – i overensstemmelse med gældende idealer i den moderne byggeindustri.

For det andet tegl-vægfragmentet, som består af både

genbrugte og nyproducerede, samt fornybare og ikke

fornybare tegl- og jordprodukter, som er bygget i henhold til almindelig murerteknisk håndværkspraksis.

Material composition Materialesammensætning 91%

Straw bales Halmballer

6%

Clay plaster Lerpuds

3%

Wood Træ

1%

Stainless steel Forarbejdet stål

For det tredje halm-vægfragmentet, som er baseret på

organiske materialer, der er forarbejdet helt traditionelt – næsten som i en præindustriel konstruktion.

Følgende analyser af vægfragmenterne kan give anled-

ning til diskussion af, hvad der er definerende for en

bære­dygtig materialetilgang. Fornybar men skrøbelig ver-

sus ikke-fornybar men holdbar, organisk versus uorganisk, industriel produktion versus håndværksbaseret osv.?

ANALYSES ANALYSER

67

MATERIAL CO2 FOOTPRINT MATERIALERNES CO2-AFTRYK Wood fiber insulation OSB

Wood fiber board

Processed steel

Cork

Wood Træ -1000

0

Træprofil Spånplade

1000

Kork Forarbejdet stål

Træfiberplade Træfiberisolering Salvaged brick CEB Insulating block

Clay mortar

Brick Tegl -1000

0

1000

Lermørtel Poreteglblokke Ubrændte lersten Genbrugte mursten

Wood

Straw bales

Clay plaster

Processed steel

Straw Halm -1000

0

Træ

Halmballer

1000

Lerpuds

Forarbejdet stål

Material CO2-footprint pr. m3 Materialernes CO2-aftryk pr. m3 Kg CO2 Eq/m3 material* Kg CO2 Eq/m3 materiale* *Analyses calculations are based on EPDs (Environmental Product Declaration) from www.ökobaudat.de and data from Institut Bauen und Umwelt (www.ibu-epd.com). *Analyser udarbejdet på baggrund af EPDer (Environmental Product Declaration) fra www.ökobaudat.de og data fra Institut Bauen und Umwelt (www.ibu-epd.com).

68

OSB Solid wood

Wood fiber board

Wood fiber insulation

Cork Processed steel

Wood Træ -50

0

Træfiberisolering Træprofil

50

Forarbejdet stål Kork Træfiberplade Spånplade Salvaged brick CEB

Insulating block Clay mortar

Brick Tegl -50

0

50

Lermørtel Ubrændte lersten

0

Poreteglblokke

Genbrugte mursten

0 Wood Straw bales

0Processed steel Clay plaster

Straw Halm -50

0

50

Lerpuds Halmballer

Forarbejdet stål Træ

Material CO2-footprint pr. m2 finished wall Materialernes CO2-aftryk pr. m2 færdig væg Kg CO2 Eq/m2 wall* Kg CO2 Eq/m2 wall* *Analyses calculations are based on EPDs (Environmental Product Declaration) from www.ökobaudat.de and data from Institut Bauen und Umwelt (www.ibu-epd.com). *Analyser udarbejdet på baggrund af EPDer (Environmental Product Declaration) fra www.ökobaudat.de og data fra Institut Bauen und Umwelt (www.ibu-epd.com).

ANALYSES ANALYSER

69

U-VALUE CALCULATION U-VÆRDI BEREGNING

U-value calculation To ensure that the wall fragments were comparable, they

all had to perform within the present component demands of the building code. They would therefore be realistic in relation to the applicable standards in the construction industry. The component requirement in the present

building code allows for new facade construction to have a heat loss coefficient (U-value) of 0.30 W/m2K. This was

Wood Træ

the benchmark that the wall fragments had to perform

within. All wall fragments were calculated and designed to perform according to this benchmark. Furthermore, simulations were made to ensure that local thermal

bridging in the construction would not present a performative problem.

U-værdi beregninger Vægfragmenterne skulle alle fungere i henhold til gæl-

Brick Tegl

Salvaged brick Genbrugte tegl

Brick Tegl

Unburned brick Ubrændte tegl

dende lovgivning for at sikre deres sammenlignelighed.

De ville dermed være realistiske i forhold til gældende

standarder i byggeriet. Komponentkravet for ydervægge tillader en varmetransmission på 0,30 W/m2K (U-værdi).

Det blev den performative ydelse, som vægfragmenterne skulle levere. Alle vægfragmenter blev designet herefter

og kan beregningsmæssigt indfri kravet. Der er foretaget

simuleringer for at sikre, at kuldebroer ikke gav anledning til forringede performative egenskaber.

Energy loss through materials Energitab gennem materialer U-value calculations done by associate professor Daniel Sang-Hoon Lee. Beregninger af U-værdier foretaget af lektor Daniel Sang-Hoon Lee.

70

20 19 18 17 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 0 C

Straw Halm

Lambda for materials Lamdaværdier for materialer Wood Træ

Thickness / mm Tykkelse / mm

Conductivity / W/mk Ledningsevne / W/mk

Resistivity / m2k/W Modstandsevne / m2k/W

OSB Spånplade

15

0.130

0.115

Insulation Isolering

220

0,038

5.789

Fiber board Fiberplade

35

0,043

0.814

Materials Materialer

Total

6.718

U/W/m2k

0.149

Brick Tegl

Thickness / mm Tykkelse / mm

Conductivity / W/mk Ledningsevne / W/mk

Resistivity / m2k/W Modstandsevne / m2k/W

Salvaged brick Genbrugte tegl

108

1.200

0.090

Insulation block Poreteglblokke

359

0,080

4.488

Air cavity Luftrum

25

0,02563

0.975

Materials Materialer

Total

5.553

U/W/m2k

0.180

Straw Halm

Thickness / mm Tykkelse / mm

Conductivity / W/mk Ledningsevne / W/mk

Resistivity / m2k/W Modstandsevne / m2k/W

Woof profiles Træprofiler

30

0.048

1.250

Straw Halm

460

0,060

7.667

Clay plaster Lerpuds

30

0,840

0.036

Materials Materialer

Total

8.953

U/W/m2k

0.112

ANALYSES ANALYSER

71

CIRKULAR TECTONIC THINKING Life cycle assessment for building elements CIRKULÆR TEKTONISK TÆNKNING Livscyklusvurdering for bygningselementer LINDA HILDEBRAND, Dr.-ing Juniorprofessor, Reuse in Architecture, RWTH Aachen Juniorprofessor, Genanvendelse i Arkitektur,

RWTH Aachen

ANIKA WEMMERS, Research assistant, Reuse in Architecture, RWTH Aachen Forskningsassistent, Genanvendelse i Arkitektur, RWTH Aachen

Text edited by Tekst redigeret af

PELLE MUNCH-PETERSEN, Architect, Industrial PhD Fellow, HLA, CINARK, KADK Arkitekt, Erhvervs-Ph.d.-studerende, HLT, CINARK, KADK

Description of the calculations

Beskrivelse af beregningerne

The environmental goal of the wall fragments is to reduce the emissions here and now – and thus the main focus is the environmental impact in the production phase, where­ as the advantages and disadvantages of the potential ma­ terial lifespan and at the end-of-life are noted separately.

This is reflected in an analysis consisting of two aspects: 1) the material input with its environmental impact quan­ tified on the basis of life-cycle assessment, 2) a separate comparative analysis of materials’ lifespan and their ­potential in connection with end-of-life. The division ­between reused materials, recycled materials, renewable materials, and primary non-renewable materials is ac­ counted for in the analysis.

Det miljømæssige mål med vægfragmenterne var at sænke emissionerne forbundet med konstruktionerne her og nu – derfor ligger fokus på udledninger forbundet med mate­ rialernes produktionsfaser. Potentielle fordele og ulemper forbundet med materialernes levetid, samt End-of-life er noteret separat. Dette er en præmis for den del af analysen, som består af to dele: de valgte materialers miljøaftryk udregnet i en Livs-cyklus-analyse og dernæst en adskilt komparativ analyse af materialer, levetid og deres poten­ tialer i forbindelse med End-of-life. Fordelingen mellem genbrugte materialer, genanvendte materialer, fornybare materialer og ikke fornybare materialer er anvendt i ana­ lysen.

The first step was to identify all materials of the three wall fragments: wood, straw, and brick. Data was added to the calculation on environmental impact, material dimensions, and density of the material. The environmental data origi­ nates from “Ökobaudat”, which is the German Sustainable Construction Information Portal (https://www.oekobaudat. de/en.html).

The environmental indicator used in the analysis is “global warming potential” (GWP). The focus is on the

Første opgave var at kortlægge materialevalgene i de tre vægtyper; træ, halm og tegl. Informationer om miljøpå­ virkning, tykkelse og densiteten af materialerne blev til­ føjet. Data vedrørende miljøpåvirkningerne af materialer stammer fra ”ôkobaudat”, den tyske bæredygtige bygge­ projektportal (https://www.oekobaudat.de/en.html).

Miljøindikatoren, som er anvendt i analysen, er for globalt opvarmningspotentiale (GWP, Global Warming Potential). Der fokuseres på produktionsfasen af vægfrag­

72

756.23

Wood Træ

1367.47

Brick Tegl

Straw Halm

102.71 0

100

200

300

400

500

600 700

800

900

1000 1100 1200 1300 1400 1500

Primary energy non-renewable (MJ/M2) Primær ikke-fornybar energi (MJ/M2)

-105.89

Wood Træ

111.53

-

Brick Tegl -

Straw Halm

-71.88

Global warming potential (KG CO2-EQ/M2) Globalt opvarmningspotentiale (KG CO2-EQ/M2)

Fraction A Fraktion A

84,87 -105.89

25,53

Fraction B Fraktion B

4,67

Fraction C Fraktion C Fraction D Fraktion D

15,13 Wood Træ

74,47 Straw Halm

95,33 Brick Tegl

Output Output

ANALYSES ANALYSER

73

production phase of the wall fragments (limited to material production A1–A3). Maintenance and exchange cycles are not included.

End-of-life scenarios are most commonly based on material estimations and are not considered in relation to the construction they are a part of. In order to include the interdependencies between the material of the wall fragments, output (future use potentials) was used.

The material flows are organized into different fractions (A, B, C, D) depending on the potential of future use of the materials: • Fraction A – can be deconstructed, is undamaged, and can be reused.

• Fraction B – can be disassembled as broken, but is a pure material that can be recycled.

• Fraction C – includes materials that are broken when disassembled and mixed with other materials. They can potentially be recycled, but with lower applica­ bility/value.

• Fraction D – are critical materials that must be discarded and transferred to disposal sites or to waste management operations.

Discussing the results

The environmental impact GWP (Global Warming Potential) is shown as CO2 equivalent per square meter of the wall fragments: (kg CO2-eq./m2 wall). Both, the straw wall fragment and the wood wall fragment hold a negative GWP due to the large amount of renewable, organic materials, which work as CO2-eq. banks. Atmospheric CO2 is stored in the material composition. This is in ­contrast to the brick wall fragment, which has a positive GWP (high CO2 impact) – and thus a significant environmental impact.

The brick wall fragment also differs from the material characteristics of the two other wall fragments, as it em-

74

menterne (produktpåvirkninger fase A1-A3). Miljøpåvirkninger i brugsfasen og ved endt levetid er ikke medregnet.

Varigheden af hver vægtype er derfor heller ikke taget i betragtning i denne sammenligning. End-of-life scenarier er almindeligvis baseret på materialevurderinger og ikke vurderet i henhold til den konstruktion, de indgår i. For at inkludere og for at forholde os til de interne materiale­ påvirkninger i vægfragmenterne, blev output (fremtidigt brugspotentiale) anvendt.

Materialestrømmene ved End-of-life fordeles i forskellige fraktioner (A, B, C, D) alt efter materialernes videre potentiale: • Materialer i fraktion A kan adskilles, er ikke-beskadiget og kan blive genbrugt.

• Materialer i fraktion B kan opsamles som beskadiget materiale, men i ren form, som kan genanvendes.

• Materialer i fraktion C indbefatter materiale, som er forurenet ved at være blandet med andre materialer.

Det kan potentielt genbruges, men har en lavere genanvendelighed.

• Materialer i fraktion D er kritiske materialer, som skal deponeres.

Resultater

Miljøpåvirkningerne (GWP) opgives med CO2-påvirkning per kvadratmeter vægfragment: (kg CO2-eq./m2 væg).

Både halmvæggen og trævæggen har en negativ GWP grundet deres store andel af fornybare organiske materialer, der fungerer som CO2-bank. Atmosfærisk CO2 er lagret i materialet. Det står i modsætning til teglvæggen, som har en positiv GWP – altså en betydelig miljøpåvirkning.

Tegl adskiller sig fra de to øvrige vægfragmenters ­materialer, da der i produktionen af tegl skal bruges større mængder primær energi. Der er forskellige måder at kompensere for tegls miljøpåvirkning; en mulig tilgang er

bodies a substantial use of primary energy in the production of the materials (fired brick and blocks). There are different ways to compensate for this environmental impact. A possible approach is to use reused bricks, which is applied on the inner side of the wall fragment. The reused part can represent a fraction of the impact of newly produced brick. Especially, when the transport, disassembly, and material cleaning happen manually – as in this case.

Another approach is to ensure that the wall fragment can be disassembled, so material can be reused or recycled for similar purposes. Here, the brick is well suited, and therefore it is evaluated that a large portion of the material can be reused at end-of-life (see output). Under all circumstances, the circular potential of this wall fragment is theo­ retically ideal, because of the wall fragments’ design for disassembly. This was also tested in practice when the wall fragment was disassembled.

The straw wall and the wooden wall are almost exclusively built with renewable resources. These wall fragments are also design to disassembly, and that is why their material flows represent good potentials for recycling (see output fraction A and B). The material flows were assessed and, due to the larger size of the materials (compared to the brick wall fragment), it was assessed that these to wall fragments would lead to greater waste production – which is why the material flows are not exclusively placed in fraction A (suitable for reuse).

This was tested in connection with the exhibition, which, however, proved to contain challenges in relation to disposing of materials from all walls with regard to reuse and recycling. The material fractions therefore remain theoretical, as there are systemic challenges in the construction industry that discourage and hinder reuse in taking place. Surprisingly, it was also the wood products in particular that were easiest to dispose of for reuse and recycling, in comparison with brick materials.

at bruge genbrugte tegl, som delvist er efterprøvet i vægfragmentet. Den genbrugte andel af miljøpåvirkningerne kan legitimt anses for at udgøre en brøkdel af en nyproduceret teglsten. Især når transport, nedtagning og rens­ ning som her sker manuelt.

En anden tilgang kan være at sikre, at vægfragmentet kan adskilles, så materialerne kan genbruges eller gen­ anvendes til samme formål. Her egner tegl sig godt og derfor vurderes det, at størstedelen af teglvæggens materialer kan genbruges direkte (se Output). Under alle omstændigheder er cirkulationsgraden for dette vægfragment – grundet dets konstruktion – teoretisk set ideel, hvilket blev efterprøvet praktisk ved demontering.

Halm- og trævæggene er næsten udelukkende opført af fornybare ressourcer. Også disse vægfragmenter er ’de­ signet for adskillelse’, hvorfor deres materialestrømme også repræsenterer gode potentialer (se Output fraktion A og B). Dog vurderes det, at disse vægfragmenters materialestrømme har mindre potentiale end teglfragmentet, da de større delkomponenter vil generere mere spild – hvorfor ikke hele materialemængden ligger i fraktion A. Dette blev efterprøvet i forbindelse med udstil­lingen, hvor der imidlertid viste sig udfordringer i forhold til at afhænde materialer fra alle vægge til genbrug og genanvendelse. Materialefraktionerne forbliver derfor teoretiske, da der er systemiske udfordringer i bygge­branchen, som afholder bedst mulig praksis for genbrug i at finde sted. Overraskende var det, at især træprodukter var nemmere af afhænde til genbrug end tegl.

En årsag hertil er, at træprodukter er nemme at videreforarbejde og især ved teglblokkene var problemet, at en del af blokkene var blevet forarbejdet i forbindelse med etablering af faste bindere ved opmuring, hvorfor de havde taget mindre skade. Teglvæggen endte mod forventning med at generere den største mængde affald i forbindelse med nedtagning (fraktion C og D).

ANALYSES ANALYSER

75

One reason for this was that the wood elements are easy to process, but also that the insulating blocks had been processed and cut to establish fixed binders while bricklaying and had therefore been damaged to a some extent.

The brick wall thus ended up generating the largest amount of waste associated with dismantling, which was unexpected (fractions C and D) Due to the fact that the wall fragments are designed for disassembly, it is reasonable to presume that the majority of the materials can be reused or recycled after disassembly. Therefore, the possible advantages or disadvantages of a “potentially long lifespan” are not included in the comparison. Long lifespan can be used to legitimize a high environmental impact in the initial phases, since the large impact is then divided by a greater number of years (lifespan), which will minimize the annual environmental impact. Because the intion was to minimize the initial CO2 emmisions of the wall fragments, this argument does not apply thus the analysis focus on material production phases.

Da væggene er ’designet for adskillelse’ og det derfor formodes, at hovedparten af materialerne kan genbruges efter demontering, tages der her afstand fra at tage potentielle fordele/ulemper ved materialernes levetid til indtægt i sammenligningen. Lang levetid kan bruges til at legitimere høj indledningsvis miljøpåvirkning – ud fra devisen, at den store påvirkning skal divideres med et stort antal leveår, hvormed miljøpåvirkningen per år bliver lille.

Da pointen med vægfragmenterne er at nedbringe CO2-­ udledningen indledningsvis, kan denne form for argumentation ikke anvendes, hvorfor analysen primært fokuserer på materialernes produktionsfaser.

Preparation of wood element Forberedelse af træelement

76

77

Wood elements ready for insulation TrĂŚelementer klar til isolering

78

79

80

Recess for bonding brick Udsparring til murbinder

ANALYSIS ANALYSER

81

82

Arrival of straw bales Halmballer ankommer

ANALYSIS ANALYSER

83

Plastering the straw wall with clay HalmvĂŚgge pudses op med ler

84

ARTICLES ARTIKLER

85

ARCHITECTURE & DECOUPLING ARKITEKTUR & AFKOBLING LINE KJÆR FREDERIKSEN, Architect, PhD Fellow, CINARK, KADK Arkitekt, Ph.d.-studerende, CINARK, KADK PELLE MUNCH-PETERSEN, Architect, Industrial PhD Fellow, HLA, CINARK, KADK Arkitekt, Erhvervs-Ph.d.-studerende, HLT, CINARK, KADK

Building Circular Economy

At bygge cirkulær økonomi

The three exhibited wall fragments were based on tectonic strategies for circular economy (hereafter referenced to as CE). They were used to investigate how each of them relates to central concepts within CE – such as relative decoupling and absolute decoupling.

This text illustrates how CE can be translated into design strategies and how this enables the wall fragments to perform relative decoupling. Furthermore, the wall fragments demonstrate that when CE is investigated through architecture, it forms a specific tectonic approach to design.

Med afsæt i de tre udstillede vægframenter, der var baseret på tektoniske strategier for cirkulær økonomi (herefter omtalt CØ), blev det efterfølgende undersøgt nærmere, hvordan de hver især relaterer til centrale grundbegreber inden for CØ – så som relativ afkobling og absolut afkobling.

Denne tekst belyser, hvordan CØ kan oversættes til designstrategier og hvordan dette kan afstedkomme den relative afkobling* som findes i vægfragmenterne. Der­ udover demonstrerer vægfragmenterne, at CØ kan danne grundlag for en særlig tekto­nisk tilgang til formgivning, når designstrategierne undersøges gennem arkitektur.

Defining Circular Economy

En definition af cirkulær økonomi

As a reaction to the general concern for a potential global crisis due to a scarcity of materials, the European Commission has CE on their agenda.1 The prospect of increasing prices because of a scarcity of materials can hamper existing industries. Here, CE works as a plan for prolonging materials’ longevity and for maintaining their value in both the technical and biological loop, as described by the Ellen Macarthur Foundation in their “Circular Economy System Diagram.” 2 To ensure sustainable growth for the EU we have to use our resources in a smarter, more sustainable way. It is clear that the linear model of economic growth we relied on in the past is no longer suited for the needs of today’s modern societies in a globalized world. We cannot build our future on a ‘take-make-dispose’ model. Many natural resources are finite, we must find an environmentally and economically sustainable way of using them.3

Som en reaktion på den stigende bekymring for udsigten til en global ressourceknaphedskrise, har Europa-Kommissionen sat CØ på dagsordenen.1 Stigende priser på råmaterialer pga. ressource­knaphed kan sætte eksisterende industrier under pres. Her vil CØ fungere som en plan for at forlænge materialers holdbarhed og for at beholde ­deres værdi i både det tekniske og det biologiske kredsløb, som beskrevet af Ellen MacArthur Foundation i ­deres ”Circular Economy System Diagram.” 2 ”For at væksten i EU kan være bæredygtig må vi bruge vore ressourcer på en mere intelligent og bæredyg­ tig måde. Den hidtidige lineære model for økonomisk vækst egner sig tydeligvis ikke længere til nutidens sam­ fundsbehov i en globaliseret verden. Vi kan ikke bygge vores fremtid på modellen ”tag, fremstil og smid væk”.

Mange naturlige ressourcer er begrænsede, og vi må finde miljømæssigt og økonomisk bæredygtige måder at udnytte dem på.” 3

86

The European Commission emphasizes that through the concept of “decoupling”, CE work as a tool for guarante­ eing sustainable growth by separating economic growth from the overuse of limited resources. This is also the main point of the term decoupling. According the European Commission, CE can make way for economic sustainability, which is the central aim. Environmental benefits are considered a derived benefit.4 The Ministry of Environment and Food of Denmark is prioritizing the potential derived environmental benefits of CE. Therefore, the environmental aim of CE in a Danish context is to limit the use of resources and the negative environmental impacts thereof.

Decoupling

The United Nations Environmental Programme (UNEP) defines decoupling as breaking the link between “environmental bads” and “economic goods”.5 Thus, decoupling expresses a wish for environmental sustainability within the economies that are dependent on natural resources.

The concept of decoupling is divided into two sub-­ concepts: resource decoupling and impact decoupling.

Resource decoupling means a reduced consumption of resources per unit of economic activity. Impact decoupling refers to increasing economic output while reducing the negative economic impact. Here, negative externalities are taken into account alongside resource consumption.

When discussing decoupling, two additional concepts are important to clarify: relative decoupling and absolute decoupling. Relative decoupling is the idea that the corresponding relation between economic activity and environmental impact can be broken. Absolute decoupling happens when the overall human impact on the environment is falling in spite of other important socioeconomic factors.

When the human impact on the environment – both regarding material use and pollution – is falling and the ­development in global population and general affluence is

Europa-Kommissionen understreger, at CØ kan være en måde at fremtidssikre bæredygtig vækst på (European Kommission 2017), ved at skille den økonomiske vækst fra overforbruget af begrænsede ressourcer. Det er hovedpointen i begrebet afkobling. For Europa-Kommissionen er økonomisk bæredygtighed det centrale mål. CØ muliggør denne bæredygtige økonomiske vækst gennem afkob­ ling, som samtidig indebærer miljømæssige fordele.4 I en dansk sammenhæng er de potentielle miljømæssige fordele, som ses ved CØ (en begrænsning af ressour­ ceforbruget og de negative konsekvenser af ressourceforbruget), højt prioriteret af Miljø- og Fødevareministeriet (Miljø- og Fødevareministeriet 2017). Derfor er det miljø­ mæssige mål med CØ at begrænse brugen af ressourcer og den negative miljøpåvirkning forbundet med dette forbrug.

Afkobling

UNEP (United Nations Environment Programme) definerer ganske enkelt afkobling som; at bryde forbindelsen mellem de ’miljømæssige onder’ og ’økonomiske goder.’ 5 Afkobling er altså et ønske om miljømæssig bæredygtighed inden for de økonomier, der er ressourceafhængige.

Begrebet afkobling indeholder to underbegreber; afkobling af ressourcer* og afkobling af følgevirkninger*.

Afkobling af ressourcer betyder et reduceret forbrug af ressourcer per enhed af den økonomiske aktivitet. Afkobling af følgevirkninger refererer til et stigende økonomisk output samtidig med, at de negative økonomiske påvirkninger formindskes. Her bliver negative eksternaliteter taget i betragtning sideløbende med ressourceforbruget.

Når man taler afkobling er yderligere to underbegreber vigtige at have for øje: relativ afkobling og absolut afkob­ ling. Relativ afkobling er ideén om, at man kan afkoble miljøpåvirkning fra økonomisk aktivitet (dvs. at miljø­ påvirkningen af en økonomisk aktivitet er faldende). ­Absolut afkobling opstår når miljøpåvirkningen falder på

ARTICLES ARTIKLER

87

economic activity økonomisk aktivitet

economic activity økonomisk aktivitet

environmental impacts miljømæssige påvirkninger

decoupling afkobling

environmental impacts miljømæssige påvirkninger

time tid

economic activity økonomisk aktivitet

time tid

impact decoupling effekt afkobling

environmental impacts miljømæssige påvirkninger

time tid

economic activity økonomisk aktivitet

resource decoupling ressource afkobling

resource use ressourceforbrug

time tid

Principles of decoupling Principper for afkobling

included, then absolute decoupling is achieved. Critical voices claim absolute decoupling to be utopian, because the efficiency improvements we see in resource use do not counterbalance the increasing use of resources and environmental impacts due to the development in population and affluence.6 As development in population and affluence are issues that our wall fragments cannot affect, the wall fragments only represent relative decoupling.

Decoupling Architecture

Architecture can be understood as an explicit material-­ based practice and industry. Architecture is dependent on

88

trods af den samlede samfundsmæssige og økonomiske udvikling. Altså at brug af ressourcer og negative følgevirkninger er absolut faldende uanset udviklingen i befolkningstal og velstandsniveau.

Er man kritisk kan absolut afkobling kaldes en utopi, fordi de effektivitetsforbedringer på ressourceforbrug, der er mulige i dag, ikke kan udligne det stigende ressourceforbrug og følgevirkningerne af den massive globale befolkningstilvækst.6 Befolkningstilvækst og velstandudvikling er faktorer, der ikke direkte kan påvirkes gennem vores forsøg med vægfragmenterne. Derfor repræsenterer væggene blot re­ lativ afkobling.

natural resources in all processes of construction, operating, and maintaining. The idea of an absolute decoupled architecture does not seem realizable. For this reason, we examine the wall fragments from the exhibition from rel­ ative decoupling in relation to architectural material conditions. The intention with building the wall fragments was to try to reduce the negative environmental impact while maintaining their functional and economic value.

As mentioned at the beginning, three wall fragments were built using nine tectonic design strategies based on principles for CE – including decoupling. Out of the nine strategies, we identified six that were specifically aimed at decoupling. Three strategies fall under the category of resource decoupling and three in the category of impact decoupling. These strategies are specific to a Danish national context, and other variations will apply for different regions of the world.

For resource decoupling, it is: • Resource optimization through industrial production We work primarily with building components in di­ mensions dictated by industrial standards in order to avoid unnecessary waste in construction from adap­ tion and assembly.

• Reversibility of the design (Design for Disassembly) We work only with reversible joints (connections), which are assembly details that allow parts to be separated easily without being damaged.

• Enabling of intuitive disassembly We are working with a clear tectonic composition, where the logic of construction can easily be read without the need for long descriptions and complicated drawings.

The last point is addressing that other people than those who built the construction should be able to understand it in order for future disassembly to take place without problems.

At afkoble arkitektur

Arkitektur kan ses som en udpræget materialebaseret praksis og industri. Den er afhængig af naturressourcer; både i byggeprocessen og i drift og vedligeholdelse af byggeriet. Idéen om en absolut afkoblet arkitektur – en immateriel arkitektur – giver ingen funktionel mening. Derfor ser vi på vægfragmenterne i udstillingen ud fra relativ afkobling i relation til arkitektoniske materialeforhold.

Formålet med at bygge vægfragmenterne var et forsøg på at reducere vægfragmenternes miljøpåvirkning uden at miste funktionel og økonomisk værdi.

Som nævnt i begyndelsen blev de tre vægfragmenter til udstillingen bygget ud fra et sæt tektoniske design­stra­tegier der var baseret på principper for CØ – herunder afkobling. Ud af de ni strategier identificerede vi seks som specifikt er rettet mod afkobling. Tre strategier falder under kategorien afkobling af ressourcer og tre i kategorien afkobling af følgevirkninger. Disse strategier er specifikt udarbejdet til en dansk kontekst. I andre regioner af verden vil variationer af strategierne være nødvendige.

For afkobling af ressourcer: • Ressourceoptimering gennem industriel produktion ”Vi arbejder hovedsaglig med byggekomponenter i industriens standardmål for at undgå unyttigt spild i byggeprocessen ved tilpasning og sammenbygning.”

• Reversibelt design (Design for Adskillelse) ”Vi arbejder udelukkende med reversible samlinger, som er samlingsdetaljer, hvor delelementer nemt kan skilles ad uden at blive beskadiget.”

• Muliggørelse af intuitiv demontering. ”Vi arbejder med en tydelig tektonisk opbygning, hvor konstruktionens logik let kan aflæses uden behov for tunge beskrivelser og kompliceret tegningsmateriale.”

Med det sidste menes, at konstruktionen bør være forstå­ elig, således at det er muligt for andre end dem, der har bygget den, at adskille og demontere dele i fremtidige scenarier.

ARTICLES ARTIKLER

89

For impact decoupling, it is: • Material knowledge (toxicity) “We work only with pure (clean) materials, without significant amounts of environmentally harmful sub­ stances.”

• Less processing of materials in the manufacturing (simple, clean, non-composite materials etc.)

“We work with the least possible degree of processing of materials and components to ensure a long lifespan and high utility value in future applications.”

• Using materials with a low CO2 impact (low CO2 output from production, LCA) “Our main priority is building components with a low CO2 footprint and few carefully chosen CO2-heavy components in critical assembly details.”

Achieving Decoupling?

The three wall fragments show varying degrees of decou­ pling. The wood and straw walls were based on renewables and were easy to disassemble. Only little waste was produced in the construction and the subsequent disassembly.

In contrast to wood and straw, the brick wall was mainly based on non-renewables. Disassembling the brick wall also resulted in the largest amount of waste.

This indicates that constructions based on renewables perform the best in relation to relative decoupling. However, the brick wall is not entirely without potential, as the use of recycled brick and unburned clay contributes to a lower environmental impact than using new and burnt bricks.

Furthermore, this experiment with building the wall fragments suggests that the use of materials and products with an initial low negative environmental impact, which are also designed for disassembly are more important for the degree of decoupling than recycling and reuse.

90

De tre strategier der hører under afkobling af følgevirk­ ninger er: • Kendskab til materialerne (toksicitet) ”Vi arbejder kun med rene materialer, uden nævne­ værdigt indhold af miljøskadelige stoffer.”

• Mindre forarbejdning af materialer ved fremstilling (enkle, rene, ikke-sammensatte materialer osv.) ”Vi arbejder med mindst mulig forarbejdningsgrad af materialer og byggekomponenter for at fastholde lange levetider og en høj fremtidig brugsværdi ved ny anven­ delse.”

• Materialer med en lav CO2-påvirkning (Lav CO2-produktion i fabrikationen, LCA). ”Vores hovedprioritet er byggesystemer med lavt C02-­ aftryk og få udvalgte avancerede C02-tunge bygge­ komponenter til vigtige samlingsdetaljer.”

Opnår vi afkobling?

De tre vægfragmenter varierer i graden af potentiel afkob­ ling. Træ- og halmvæggene var baseret på fornybare materialer, som alle præsterede godt i demonteringen. Der blev kun skabt mindre mængder affald i konstruktionen og ved den efterfølgende demontering. I modsætning til træ- og halmvæggene, var teglvæggen hovedsagligt baseret på ikke-fornybare ressourcer. Teglvæggen havde også det største materialespild ved demonteringen.

Dette indikerer, at konstruktioner som baseres på fornybare materialer, opnår den største gevinst for relativ afkobling. Dog er teglvæggen ikke helt uden potentiale, da andelen af genbrugte teglsten og ubrændte lersten medvirker til en lavere miljøbelastning end ved brug af nye og brændte teglsten.

Derudover tyder forsøget med vægfragmenterne på, at brug af materialer og produkter med lav miljømæssig skadelig påvirkning, som også er designet til adskillelse, er vigtigere for graden af afkobling end genbrug og gen­ anvendelse.

Conclusion

Konklusion

The wall fragments demonstrate that the concept of decoupling is transferable to architectural practice and that this entails a specific tectonic approach. The wall fragments are examples of how to build cheap, renewable, and reversible constructions with a low use of resources that limits negative environmental impact.

The wood and straw wall performed well both in regard to resource decoupling and impact decoupling, whereas the brick wall only performed well in regard to resource decoupling. This raises the question of whether this thematic subdivision of the term decoupling makes sense? It seems problematic to create a division that could be used to legitimize less sustainable solutions by only focusing on one of the two types of decoupling. In architecture, both resource decoupling and impact decoupling can and should be addressed simultaneously.

Vægfragmenterne demonstrerer, at konceptet afkobling kan overføres til arkitektonisk arbejde, og dette indebærer en specifik cirkulær tektonisk tilgang. Vægfragmenterne er eksempler på, hvordan man kan bygge billige, forny­ bare og reversible konstruktioner med et lavt ressourceforbrug og som begrænser den negative miljøpåvirkning.

Træ og halm præsterede godt på både afkobling af ressourcer og afkobling af følgevirkninger, hvor teglvæggen kun præsterede godt på afkobling af ressourcer. Det rejser spørgsmålet om, hvorledes denne tematiske opdeling af begrebet afkobling giver mening? Det kan forekomme problematisk at skabe en opdeling, der i sidste ende legitimerer mindre bæredygtige løsninger, ved kun at foku­ sere på den ene af de to typer afkobling. Inden for arkitekturen kan og bør både afkobling af ressourcer og af følge­ virkninger adresseres simultant.

1. European Commission, 2015. Closing the loop - An EU action

1. European Commission, 2015. Closing the loop - An EU action

plan for the Circular Economy.

2. The Ellen Macarthur Foundation, 2013. Towards the Circular Economy - Economic and biusiness rationale for an accelerated transition.

3. European Commission, 2015b. European Commission - Press

plan for the Circular Economy.

2. The Ellen Macarthur Foundation, 2013. Towards the Circular Economy - Economic and biusiness rationale for an accelerated transition.

3. European Commission, 2015b. European Commission - Press

release - Circular Economy Package: Questions & Answers

release - Circular Economy Package: Questions & Answers

[WWW Document]. https://europa.eu/rapid/press-release_

[WWW Document]. https://europa.eu/rapid/press-release_

MEMO-15-6204_en.htm%20(accessed%2010.2.18).

MEMO-15-6204_en.htm%20(accessed%2010.2.18).

4. European Commission, 2017. Green growth and circular econo-

4. European Commission, 2017. Green growth and circular econo-

my - Environment - European Commission [WWW Document].

my - Environment - European Commission [WWW Document].

URL http://ec.europa.eu/environment/green-growth/index_

URL http://ec.europa.eu/environment/green-growth/index_

en.htm (accessed 3.21.19).

5. UNEP (Ed.), 2011. Decoupling natural resource use and envi-

en.htm (accessed 3.21.19).

5. UNEP (Ed.), 2011. Decoupling natural resource use and envi-

ronmental impacts from economic growth. Kenya, UNEP.

ronmental impacts from economic growth. Kenya, UNEP.

6. Røpke, I., Urhammer, E., Georg, S., Jensen, J.S., 2017. Økolo-

6. Røpke, I., Urhammer, E., Georg, S., Jensen, J.S., 2017. Økolo-

gisk Økonomi.

gisk Økonomi.

ARTICLES ARTIKLER

91

92

93

IMPLEMENTING CIRCULAR ECONOMY? IMPLEMENTERING AF CIRKULÆR ØKONOMI? HENRIETTE EJSTRUP, Architect, PhD Fellow, CINARK, RDAF Arkitekt, Ph.d.-studerende, CINARK, KADK PELLE MUNCH-PETERSEN, Architect, Industrial PhD Fellow, HLA, CINARK, KADK Arkitekt, Erhvervs-Ph.d.-studerende, HLT, CINARK, KADK

Introduction

Introduktion

To investigate whether circular economy (hereafter referred to as CE) can be implemented in the Danish building industry, the fundamental principles of CE are compared to the Description of Services for Building and Landscaping, 2018 (hereafter referred to as YBL).1 YBL 18 can be defined as the most formative document for the conception of architecture in Denmark. To make a comparison of CE in relation to YBL 18, both are analyzed through the uniting architectural framework of tectonics.

By utilizing a common architectural “lens” to view both themes, differences and similarities between CE and YBL 18 can better be identified, leading to a discussion on the compatibility of CE and YBL 18.

Fundamental for tectonic theory is the relation between the architectural idea (abstraction) on the one hand, and, on the other, the concrete physical world. CE is gaining popularity in politics and in the building industry, as it represents the idea of continued economic growth by more and better recycling, reuse of materials, and by mitigating waste production. CE therefore raises questions within the realm of the physical reality of detailing and material use of construction. It is investigated how CE and YBL 18 position themselves in relation to both detailing and materiality. On these grounds, it is discussed whether CE and YBL 18 are compatible and whether the abstract conceptualization of architecture as defined in YBL 18 supports a transition towards a building industry better aligned with CE in Denmark.

For at undersøge om Cirkulær Økonomi (herefter kaldet CØ) kan implementeres i byggebranchen sammenstilles grundlæggende principper ved CØ med Ydelsesbeskrivelsen for Byggeri og Landskab 2018 (herefter kaldet YBL 18).1 YBL 18 kan i en dansk kontekst betragtes som et af de mest definerende dokumenter for arkitekturens designfaser. For at kunne sammenholde CØ og YBL 18 undersøges de to emner ud fra en fælles arkitekturteoretisk ramme baseret på tektonikken. Ved at anvende den samme arkitekturteoretiske linse på begge emner kan der udpeges ligheder og forskelle mellem CØ og YBL 18. Herved kan det identificeres, om CØ er kompatibel med YBL 18.

Fundamentalt for tektonisk teori er relationen mellem den arkitektoniske ide (forestillingens verden) på den ene side, og den byggede, konkrete verden på den anden. CØ vækker for tiden interesse hos både politikere og bygge­ industrien fordi CØ bygger på ideen om forsat økonomisk vækst gennem bedre og mere genanvendelse, genbrug af materialer og minimering af affaldsproduktion. CØ spørger dermed ind til emner, som har en konkret håndgribelighed i forhold til byggeriets materialer og detaljering. Det under­ søges, hvordan CØ og YBL 18 relaterer sig til materialer og detaljering. På dette grundlag diskuteres det, om CØ og YBL 18 er forenelige, og om den arkitektoniske ideproces og designfasestrategi, som den er defineret i YBL18, understøtter en overgang til CØ i byggeriet i Danmark.

Methodology

The tectonic point-of-departure is the German archaeologist Karl August Bötticher’s (1806-1889) concepts of Kern- and Kunstform2 that were elaborated on a century later by Professor Marco Frascari (1945-2013) in his concepts of Construing and Construction.3 Construing and Construction revolve around different modes of understanding the architectural themes of the material (modula-

94

Metodologi

Det tektoniske afsæt er Carl Böttichers koncepter om Kern- og Kunstform 2 som videreudvikles et århundrede senere til professor Marco Frascaris koncepter Construing og Construction.3 Construing og Construction forholder sig til to centrale emner i tektonisk teori: materiale (bearbejdning) og detalje (skala). Disse emner kan relateres direkte til forhold som materialegenbrug, genanvendelse og Design for Adskillelse som arkitektoniske temaer med relevans for det nye fokus, som CØ fordrer.

tion) and the detail (scale). Both subjects: materials and details are critical and come into question as CE in architecture address subjects like material reuse, recycling, and Design for Disassembly.

Analysis: Circular Economy

The analysis is based on two essential documents for CE in a Danish setting: “Strategy for Circular Economy” and “Advisory Board for Circular Economy – Recommendations to the Government”.4 The documents point to the need for a heightened material understanding in architecture, which include a better understanding of building materials’ environmental impacts (lifecycle analysis and toxicity). When the potential for recycling and reuse of material is assessed, aligned with CE, a deeper understanding of material production and architectural detailing is required – a pure functional understanding of materiality is no longer sufficient. The environmental consequences of material choices need to have a formative influence on the architectural idea. That means that the architectural idea, the abstract creative process, must be informed by specific knowledge about the materials’ impact on the environment and climate.

Furthermore, both documents point to the need for an architecture that allows the buildings’ materials to be disassembled and reused. The building’s lifespan cannot be a controlling parameter for materials’ and components’ lifespan. Thus, construction does not just revolve around the architecture in question but the multitude of architectural expression the material can take part in. This changes the premise of the detail, as it now needs to be reversible and conceptually as concerned about its potential for deconstruction as its potential for assembly.

Analysis: Description of Services for Building and Landscaping 2018 (YBL 18)

YBL 18 is a common legal agreement between consultants and clients, setting the framework for the execution

Analyse: Cirkulær Økonomi

Som baggrund for analysen af CØ er der anvendt to primære dokumenter: ’Strategi for cirkulær økonomi’ og ’Advisory Board for cirkulær økonomi – Anbefalinger til regeringen’.4 Dokumenterne peger på et behov for at arkitektstanden øger sit materialekendskab, hvilket indbefatter en bedre forståelse af byggematerialers miljøpåvirkninger (livscyklusanalyse og toksicitet). Hvis genbrugsog genanvendelsespotentialerne skal kunne vurderes, hvilket CØ indebærer, så kræves en dybere forståelse for materialeproduktion og byggeriets detaljering. En funk­ tionel forståelse af materialer er ikke længere tilstrækkelig.

De miljømæssige konsekvenser af materialevalg må have en formativ påvirkning på den arkitektoniske ide. Det betyder, at den arkitektoniske ide, den abstrakte kreative proces, skal informeres af konkret viden om materialernes indvirkninger klima og miljø.

Endvidere peger begge dokumenter også på et behov for en arkitektur, hvor byggeriets materialer kan adskilles og genanvendes på ny. Byggeriets levetid kan ikke være styrende for materialers og komponenters levetid. Konstruktion drejer dermed ikke kun om formgivning af en aktuel given arkitektur, men om de mange potentialer det anvendte materiale har i fremtidige arkitektoniske konstruktioner. Dette ændrer detaljens funktion, da den fremad­ rettet skal være reversibel og lige så optaget af at sikre et adskillelsespotentiale som et samlingspotentiale.

Analyse: Ydelsesbeskrivelsen for byggeri og landskab 2018

YBL 18 er et aftaledokument, som vedtages mellem rådgivere og bygherre i opstart af et projekt. Dokumentet er inddelt i ni faser, der fungerer som en retningslinje i designprocessen. Faserne består af beskrivelse af specifikke aftaler, roller og ansvar konkretiseret med f.eks. tegnings­­­ materiale og skalaer, tekstbaserede bygningsbeskrivelser eller beskrivelser af faglige ansvarsområder. Faserne, som knytter sig til detaljering og materialedesign, kan udpeges til at være nr. 1 og 3. I fase 1 stilles der krav om tegnings-

ARTICLES ARTIKLER

95

of an architectural project. The document consists of nine phases that function as guidelines for the design process.

The phases include descriptions of specific agreements, definitions of roles and responsibilities setting the frame for the architectural drawings and scale, and written documentation or descriptions of professional areas of responsibility.

The phases that define detailing and material design are phases 1 and 3. In phase 1, drawings are required that relate to the architectural vision, but scaling is not defined, which indicates that the detail and constructional material properties are not meant to directly inform the architectural vision. The lack of cohesive relationship between the material, construction, and the architectural vision contradicts the iterative relationship between the world of abstraction (vision) and the physical world (material and craft) that Frascari implies through his concepts of Construing and Construction.

Furthermore, the view on architecture represented in YBL 18 positions architecture as a strictly aesthetic discipline unrelated to other constructional disciplines. This seems to enforce latent narratives in the construction industry about divergent approaches to architectural design that are counterproductive to integrated design processes.

In phase 3, scaling of drawing material is defined but material is still merely approached as “surfaces” (aesthetics). This creates a lack of understanding of the tectonic integrity and points to a complete lack of deep material understanding of both construction and detailing. Adding to this is that phase 3 concludes that the building design in done in so far that further material modulation and analysis will have difficulties informing the design. This indicates that material and detailing is meant to affirm the design only – not inform the overall vision.

Discussion

The analysis of CE revealed the need for a new approach to the concept of Construction (kern-form), as CE requires

96

materiale, som relaterer sig til den arkitektoniske vision men uden målfast skala, hvilket betyder, at detaljering og konstruktive materialeegenskaber ikke d­ irekte kan relateres til den arkitektoniske vision. Den manglende sammenhæng mellem materiale, konstruktion og den arkitektoniske vision modsiger tektonikkens iterative forhold mellem forestillingens verden (vision) og den byggede virkelighed (materiale og håndværk), som Frascari rammesatte i koncepterne Construing og Construc­tion.

Endvidere kan YBL 18 tolkes som udelukkende at fremstille arkitekturen som en æstetisk disciplin, der ikke er influeret af andre byggefaglige discipliner. Dette synes at understøtte latente narrativer i byggebranchen om designmæssig fremmedartethed faglighederne imellem – i stedet for at fremme integrerede designprocesser.

I fase 3 defineres målfaste tegningsskalaer, men materialerne bliver fortsat omtalt som ’overflader’ (æstetik).

Dette giver en manglende forståelse af den tektoniske ­integritet, hvilket peger på en forarmet materialebearbejdning både i konstruktion og detaljering. Sluttelig defineres det i fase 3, at bygningens design på dette tidspunkt i processen skal være fastlagt på et niveau, som ikke overlader meget frirum til yderligere materialebearbejdning. Det indikerer, at materialevalg og detaljering af byggeriet ikke er tænkt som udvikling af eller bidrag til designet, men til blot at ’bekræfte’ det koncept, som indledningsvist blev etableret.

Diskussion

Med CØ som forståelsesramme fremhæves nye sider af konceptet Construction, som bl.a. kræver en ny og uddybende forståelse af materialers klima- og miljøpåvirkning, samt af byggeriets detaljering. Det øger kompleksiteten af materialet som arkitektonisk emne og indikerer en nødvendig ændring i måden, hvorpå materialevalg og detaljering bliver opfattet i YBL 18.

Med introduktion af CØ vil materialevalg og detalje­ ring få en central placering i det arkitektoniske arbejde.

a deeper understanding of materials’ environmental impacts along with a new approach to the detailing of architecture. This represents an increasing level of complexity in the architectural work relating to the material and the detail, and this challenges the existing understanding re­ presented in YBL 18.

CE in architecture requires that material and detailing get a central position in the architectural work, and the earlier the material and detailing enter the design process the better the chances for a result aligned with the principles of CE. With regard to the question on the compatibility of CE and YBL 18, the answer remains ambiguous.

Only by being vague in the definition of phases, YBL 18 opens the door for architecture aligned with CE – but this assumes that consultants and client agree that materials and detailing need to be formative to the architectural vision in the early phases of design. Thus, YBL 18 does not exclude the possibility of architectural work aligned with CE, but it does not promote circular tectonic thinking either. The question that remains is whether the building industry is ambitious enough to lift the task without explicit systemic or regulative motivation?

Jo tidligere materialevalg og detaljering bliver introduceret i designprocessen, desto bedre er chancerne for at resultatet lever op til principperne for CØ.

Til spørgsmålet om, hvorvidt CØ og YBL 18 er kompatible, må svaret blive tvetydigt.

Kun ved at være vage i sine fasebeskrivelser muliggør YBL 18 en arkitektur i overensstemmelse med CØ – men det forudsætter, at rådgiveren og bygherren er enige om at indføre materialevalg og detaljering i de indledende faser.

YBL 18 udelukker derved ikke muligheden for et arkitektonisk arbejde med CØ, men den sikrer heller ikke CØ og tektonisk tænkning i arkitekturen. Spørgsmålet, som står tilbage, er om byggebranchens aktører på selvstændig vis er ambitiøse nok til at løfte opgaven uden anden syste­misk motivation?

1. YBL 18: Ydelsesbeskrivelse for Byggeri og Landskab 2018, https://www.danskeark.dk/sites/default/files/2018-06/ YBL_2018.pdf 2. Bötticher, Karl, (1852), Die Tektonik der Hellenen,

(2 Textbände und Tafelband) Potsdam

3. Frascari, Marco, (1981) , “The Tell-the-Tale-Detail”, VIA,

University of Pennsylvania, Philadelphia

4. Strategi for Cirkulær Økonomi, (2018), https://mfvm.dk/filead1. YBL 18: Ydelsesbeskrivelse for Byggeri og Landskab 2018,

min/user_upload/MFVM/Miljoe/Cirkulaer_oekonomi/Adviso-

[Service Description for Building and Landscaping 2018],

ry_Board_for_cirkulaer_oekonomi_Rapport.pdf ; Advisory

https://www.danskeark.dk/sites/default/files/2018-06/

Board for Cirkulær Økonomi: Anbefalinger til Regeringen,

YBL_2018.pdf

(2017), https://mfvm.dk/fileadmin/user_upload/MFVM/Miljoe/

2. Bötticher, Karl, (1852), Die Tektonik der Hellenen, (2 Textbände und Tafelband) Potsdam

Cirkulaer_oekonomi/Advisory_Board_for_cirkulaer_oekonomi_Rapport.pdf

3. Frascari, Marco, (1981) , “The Tell-the-Tale-Detail”, VIA,

University of Pennsylvania, Philadelphia

4. Strategi for Cirkulær Økonomi, (2018), https://mfvm.dk/fileadmin/user_upload/MFVM/Miljoe/Cirkulaer_oekonomi/Adviso-

Nøglereferencer: M. Frascari, K. Bötticher, K. Frampton, P. Crowther, A. Beim, G. Hartoonian, M. Heidegger, H. F. Mallgrave, C. Schwartz, U. S. Madsen.

ry_Board_for_cirkulaer_oekonomi_Rapport.pdf ; Advisory Board for Cirkulær Økonomi: Anbefalinger til Regeringen, (2017), https://mfvm.dk/fileadmin/user_upload/MFVM/Miljoe/ Cirkulaer_oekonomi/Advisory_Board_for_cirkulaer_oekonomi_Rapport.pdf

ARTICLES ARTIKLER

97

98

99

THE CIRCULAR ORNAMENT An aesthetic perspective on circular thinking within construction DET CIRKULÆRE ORNAMENT Et æstetisk perspektiv på cirkulær tænkning i byggeriet ULRIK STYLSVIG MADSEN, Architect, Associate Professor, PhD, CINARK, KADK Arkitekt, lektor, Ph.d., CINARK, KADK

In recent years, circular economy has become the new buzzword within the building industry in both Denmark and the rest of Europe. A growing awareness of the ongoing climate changes and the predictions of natural resource scarcity in the near future has made the industry focus on a more sustainable management of non-renewable resources. Circular principles are being introduced to ensure that building materials in the future can be reused and recycled. To meet the given intention of a circular flow of materials, buildings need to be designed for dis­ assembly. This calls for new tectonic strategies focusing on the way the different parts of the building structure are assembled to ensure a simple and efficient disassembly process in due time. In this way, a building structure, apart from its functional properties, can be seen as a material depot storing resources for future generations of buildings.

The idea of circular tectonics places the assembly and disassembly of components and materials as core elements of the design process. When using the term tectonics, the focus in not only on the process of (dis)assembly as a technical matter but also on the cultural and aesthetic dimensions of the detailing of the building. A tectonic way of practicing architecture links the logic of the structure to the meaning of the architectural expression. The design for disassembly detailing in this way becomes and integrated part of the architecture and appearance of the building.

This short article discusses how the concept of circular tectonics will influence the aesthetic appearance of the building and the user’s perception of the building as a correlation of parts and wholes focusing on the following question:

100

I løbet af den seneste årrække er cirkulær økonomi blevet det nye buzzword inden for byggeriet både i en dansk og i en europæisk kontekst. Det er udtryk for en voksende opmærksomhed over for de klimaforandringer, som bliver mere og mere tydelige i disse år, og bekymringen over, at naturens ressourcer slipper op inden for en overskuelig fremtid. Byggeriets svar på disse spørgsmål har været et øget fokus på en bæredygtig forvaltning af ikke-fornybare ressourcer gennem en introduktion af cirkulære principper, som sikrer, at byggematerialer i fremtiden kan blive genbrugt og genanvendt. Dette kræver, at bygninger i frem­ tiden designes, så de let kan adskilles. For at sikre dette skal der udvikles nye tektoniske strategier med fokus på den måde, hvorpå de forskellige dele af en bygnings konstruktion samles på, for til sin tid at kunne sikre en nem og effektiv adskillelse af bygningens forskellige komponenter. Man kan på den måde sige, at bygningens konstruktion ud over dens funktionelle egenskaber også kan ses som materialedepot, hvor man lagrer ressourcer til frem­ tidens generationer af bygninger.

Ideen om en cirkulær tektonik sætter samling og adskillelse af bygningskomponenter og -materialer i centrum af designprocessen. Ved at bruge begrebet tektonik rettes fokus ikke udelukkende på de byggetekniske aspekter af samlingsdetaljerne, disse indskrives samtidig i en kulturel og æstetisk sammenhæng. En tektonisk tilgang til arkitekturen sammenkæder konstruktionens logik med betydningen af det arkitektoniske udtryk. Ud fra en tektonisk optik bliver design for adskillelsesdetaljer på den måde en betydningsbærende del af bygningens arkitektoniske udtryk.

I denne korte artikel diskuteres det, hvordan cirkulær tektonik som koncept vil påvirke en bygnings æstetiske

Will the (dis)assembly details become more distinctive elements of the design of the building and in this way in­ troduce a new kind of ornamentation of the structure?

This question will be discussed based on studies of a church building from 1967 designed by Inger & Johannes Exner and the wooden wall fragment designed by CINARK in 2017. The theoretical framework of the study will be a tectonic discourse within the field of architecture based on the concepts of kern-form (core form) and kunst-form (art form) introduced by the German archaeologist Karl Bötticher in 1844–52.

HALD EGE CHURCH – The tectonics of a self-built house

In 1963, the parish of Hald Ege commissioned the architects Inge & Johannes Exner to design their new church.

The budget of the project was extremely limited, so the project was based on the use of simple and cheap building materials, with most of the construction of the building being carried out by the unskilled members of the parish.1 These circumstances lead to the development of tectonic strategies based on immediate solutions for the detailing of the structure and the use of visible joints as an integrated part of the architectural expression of the building.

The main construction of the church is a load-bearing wall of small concrete blocks (which could be easily ­handled by one person) covered by a wooden roof structure constructed from spruce trusses. The flooring is made with the use of large beech sleepers laid in sand. Inside the church, the walls are covered with cement boards, and it is the detailing of the mounting of these boards that I will be focusing on in this study.

When looking at the detailing of the joining of the cement boards of the wall panels to the concrete blocks of the outer wall, a clear tectonic motif appears. The boards are not screwed directly into the underlying wooden structure – they are fastened without perforating the

fremtræden og dermed brugerens perception af bygnings­ værket som et samspil mellem del og helhed.

Diskussionen bygges op omkring det følgende spørgs­mål: Vil samlingsdetaljer med fokus på adskillelse i frem­ tiden være mere fremtrædende elementer i arkitekturen og vil dette (gen)introducere en ny form for ornamentik?

Dette spørgsmål vil blive diskuteret ud fra studier af Hald Ege Kirke tegnet af Inger og Johannes Exner i 1967 og et vægfragment tegnet af CINARK i 2017. Rammen om diskussionen er en tektonisk diskurs inden for arkitekturen med et særligt fokus på koncepterne kernform og kunstform, som blev introduceret af den tyske arkæolog Carl Bötticher i perioden 1844-52.

HALD EGE KIRKE – selvbyggerhusets tektonik

I 1963 fik arkitekterne Inge og Johannes Exner til opgave at tegne en ny kirke for Hald Ege sogn. Projektets budget var meget begrænset, så bygningen skulle bygges af simple og billige byggematerialer og selve opførelsen var baseret på et selvbyggerprincip, hvor kirken blev bygget af ufaglærte medlemmer af sognet.1 Disse omstændigheder førte til en tektonisk strategi, som var baseret på en enkel og umiddelbar detaljering af konstruktionen med brug af synlige samlinger, der fremstår som en integreret del af bygningens arkitektoniske udtryk.

Bygningens bærende konstruktion består af en yder­ væg af små betonblokke (som kunne håndteres af én person) overdækket af en let tagkonstruktion af gitterspær.

Gulvbelægningen består af store bøgesveller, der er lagt i sand. Kirkens indervægge er beklædt med letbetonplader.

Det er den særlige måde, hvorpå disse plader er monteret på væggen, der er omdrejningspunktet for dette studie.

Når man ser på detaljeringen af fastgørelsen af inder­ væggens letbetonplader til ydervæggens betonblokke, finder man et klart tektonisk motiv. Pladerne er ikke skruet direkte ind i de bagvedliggende trælægter – de er derimod

ARTICLES ARTIKLER

101

Photo Foto: Poul Pedersen

Hald Ege Church Hald Ege Kirke

102

boards. This very intentional detail is most likely linked to the use of unskilled labour in the construction of the church. To avoid an imprecise joining of the panels due to the inexperience of the workman a small gap between them is introduced by the architects. The boards are then strapped on to the underlying wooden structure using a coach screw and a round steel washer. This creates a strong architectural expression, with the boards being fixed by bolts and washers close to the top and bottom of the wall. These circular joints form a horizontal line of ornaments decorating the interior of the church.

Although it was highly unlikely to be part of the architects’ intentions when developing the tectonic concept for the church, the principles behind the design of the joint of the boards to the wall points to a circular thinking within the construction of the building. Since the joints leave the boards unperforated, the boards maintain their full potential for future reuse. The study of this detail identifies the potentials of the joint as a key element in design for disassembly – but it also points towards the cultural and aesthetic dimensions of the detailing of the building by introducing the joint as an expressive ornamentation of the interior.

KERNFORM & KUNSTFORM – The tectonics of the ornament

Karl Bötticher was a German archaeologist specialising in both ancient architecture and the building culture of his own time around the mid-1800s. In his work, he reintroduced the ancient Greek term tectonics through his deep studies of Hellenistic architecture in an attempt to clarify the underlying principles of building.2 In the following quotation, from a text commemorating Karl Friedrich Schinkel, Bötticher argues for the coherence between the building structure and its ornamental layers: The aim is to grasp the principles of statics and con­ struction and the law and form of each part of the struc­ tural system that characterizes the style in question. Once

fastgjort uden at perforere pladen. Denne meget be­vidst udførte detalje skyldes højst sandsynligt brugen af ufaglært arbejdskraft i byggeprocessen. For at undgå upræcise samlinger af pladerne, som et resultat af gør-det-­selvhåndværkerens manglende fagkundskaber, introducerer arkitekterne et lille mellemrum mellem pladerne. I dette mellemrum skrues en fransk skrue med en rund spænde­ plade, der spænder pladen fast til de bagvedliggende lægter. Dette skaber et stærkt arkitektonisk udtryk, hvor pladerne spændes fast til væggen med en spænde­skive i top og bund. Disse cirkulære samlinger skaber en horisontal ornamentering af kirkens indervægge.

Selv om det højst sandsynligt ikke har været en del af arkitekternes intention, da de udviklede kirkens tektoniske koncept, peger principperne bag samlingen af vægpladerne mod en cirkulær tænkning inden for byggeriet. Da samlingen ikke perforerer pladen eller beskadiger den på anden måde, bevarer den sit fulde potentiale i forhold til frem­ tidig genbrug. Studiet af denne detalje peger på samlingen som omdrejningspunktet for arbejdet med design for adskillelse – men det peger også på de kulturelle og æstetiske dimensioner i forhold til bygningens detaljering ved at introducere samlingen som en ekspressiv ornamentering af interiøret.

KERNFORM OG KUNSTFORM – ornamentets tektonik

Karl Bötticher var en tysk arkæolog med speciale i både antikkens arkitektur og hans egen tids byggekultur omkring midten af 1800-tallet. I sit arbejde genintroducerer han den antikke græske term tektonik. Gennem sit dybe studie af hellenistisk arkitektur søgte han at tydeliggøre de grundlæggende principper for det at bygge.2 I det følgende citat fra en engelsk oversættelse af en tekst tilegnet arkitekten Karl Friedrich Schinkel argumenterer Bötticher for den tætte sammenhæng mellem en bygnings konstruktion og dens ornamentale lag:

ARTICLES ARTIKLER

103

this is understood, then the key is found to riddle of the art-forms that have been applied to these parts as a kind of explanatory layer. Since these parts have been made for the sole purpose of creating a spatial structure, any forms applied to them that do not serve this material pur­ pose can only have been intended to symbolize this func­ tion and to make visible the concept of structure and space that in its purely structural state cannot be per­ ceived. Therefore, the structural member and its art-form are initially conceived as a single whole. The architectur­ al system in its purely structural form is a technical prod­ uct; these perfected forms give it the artistic stamp.3 Here, Bötticher introduces the coherence between the Kernform of a building, its structural logic, and the Kunst­ form, an artistic ornamentation conveying the underlying principles of the structure. As such, ornaments are not merely artistic decorations but on the contrary clarifications of the tectonic logic of the structure of the building.

The role of the ornament is to bring forward the under­ lying principles of the structure by imbedding them in a larger cultural contest.

Seen in the light of Bötticher, the detail of the joint of the wall boards from Hald Ege Church, described earlier, becomes more than a technical solution designed to solve the practical circumstance of using unskilled laborers in the construction of the building. The joint becomes an intentional artistic concept – an ornament conveying the underlying tectonic principles of the structure.

CINARK WOODEN WALL FRAGMENT – Details clarifying design for disassembly

The wooden wall fragment developed by CINARK for the Circular Economy exhibition at KADK in 2017 is based on a clear tectonic strategy focusing on the limitation of waste within the building process, healthy building materials with a very low carbon footprint, and design

104

“The aim is to grasp the principles of statics and con­ struction and the law and form of each part of the struc­ tural system that characterizes the style in question. Once this is understood, then the key is found to riddle of the art-forms that have been applied to these parts as a kind of explanatory layer. Since these parts have been made for the sole purpose of creating a spatial structure, any form applied to them that do not serve this material pur­ pose can only have been intended to symbolize this func­ tion and to make visible the concept of structure and space that in its purely structural state cannot be per­ ceived. Therefore, the structural member and its art-form are initially conceived as a single whole. The architectur­ al system in its purely structural form is a technical prod­ uct; these perfected forms give it the artistic stamp” 3 Her introducerer Bötticher sammenhængen mellem bygningens Kernform, dens konstruktive logik, og dens Kunstform, en kunstnerisk ornamentering, som videre­ formidler de bagvedliggende konstruktive principper. Set i dette lys er ornamentet ikke kun en kunstnerisk dekoration af bygningen, men tværtimod en tydeliggørelse af bygningskonstruktionens tektoniske logik. Ornamentets rolle er at formidle strukturens grundlæggende principper ved at forankre dem i en større kulturel kontekst.

Ser man på samlingsdetaljen fra Hald Ege Kirke i ­lyset af Böttichers teorier, bliver den mere end en teknisk løsning, der kun er udviklet for at løse de praktiske omstændigheder omkring brugen af ufaglært arbejdskraft i byggeprocessen. Samlingen bliver et bevidst kunstnerisk greb – et ornament, som tydeligør de tektoniske principper bag konstruktionen.

CINARKS VÆGFRAGMENT I TRÆ – detaljer der tydeliggør design for adskillelse

Vægfragmentet i træ, som CINARK udviklede til Cirkulær Økonomi Udstillingen på KADK i 2017, er baseret på

for disassembly principles ensuring the best potentials for future reuse of the wall elements. The wall is constructed using slender wooden elements designed for off-site ­production. The format of these elements has been determined by the standards of the boards used for the construction to avoid waste of materials. The prefabricated wall elements are then assembled onsite using a special wall-module connector that tightens the elements together. This way of assembling the elements ensures both a very efficient building process and the possibility of a careful future disassembly.

In the development of the wooden wall, the design team was very focused on the assembly of the elements and how the principles used could become a powerful part of the architectural expression of the wall. The solution to this ended up being the use of a connector developed for the furniture industry. With its distinctive round design, the connector becomes more than a technical solution. It becomes an aesthetic statement that ornaments the interior wall and, in this way, gives the logic of the structure (kernform) an artistic expression (kunstform).

As we also saw in the case of the detail in Hald Ege church, the detail of the connector becomes an ornament conveying the underlying principles of the structure – in this case, design for disassembly within construction.

THE CIRCULAR ORNAMENT – An aesthetic storyteller

By pure coincidence, the two details studied in this short article are both circular in their design. They serve as circular ornaments decorating the interiors of both projects.

But as seen through the eyes of Bötticher, they are both more than aesthetic decorations – they also work as storytellers communicating the principles of the underlying structural logic. They are not only circular in shape, they are also conveying the story of the circular principles of the construction.

Getting back to the principal question of this article,

en klar tektonisk strategi med fokus på begrænsning af spild i byggeprocessen, sunde og giftfri byggematerialer med et meget lavt CO2-aftryk samt brugen af design for adskillelses principper, der sikrer det optimale genbrugspotentiale for vægelementerne. Væggen er bygget af ­slanke træelementer, som produceres på en elementfabrik.

Formatet på elementerne er bestemt af standardformatet på de anvendte plader for at undgå spild af materialer i produktionen. De præfabrikerede vægelementer samles på byggepladsen med hjælp af et særligt låsebeslag, der spænder elementerne sammen. Denne måde at samle elementerne på sikrer både en meget effektiv byggeproces og, at det vil være muligt nænsomt at adskille elementerne i fremtiden.

I udviklingen af trævæggen var designgruppen meget fokuseret på selve samlingen af elementerne, og hvordan den kunne blive en markant del af væggens arkitektoniske udtryk. Løsningen på dette endte med at blive brugen af et låsebeslag fra møbelindustrien. Med dets karakteristiske runde design bliver beslaget mere end en ren teknisk løs­ ning. Beslaget bliver i sig selv et æstetisk udsagn, som ornamenterer indervæggen, og på den måde giver det den strukturelle logik (kernform) et kunstnerisk udtryk (kunstform). Som vi også så i forbindelse med detaljen fra Hald Ege Kirke bliver låsebeslaget et ornament, der tydeliggør det bagvedliggende konstruktive princip – i dette tilfælde design for i adskillelse i byggeriet.

DET CIRKULÆRE ORNAMENT – en æstetisk storyteller

Ved et rent tilfælde har de to detaljer, som jeg har studeret i denne artikel, en cirkulær form i deres design. De funge­ rer som cirkulære ornamenter, der dekorerer interiørerne i begge projekter. Men ser man på dem gennem Böttichers optik, er de mere end æstetisk dekoration – de fungerer også som historiefortællere (storytellers), der kommunike­ rer betydningen og logikken omkring den bagvedliggende konstruktion. Detaljerne er derfor ikke kun cirkulære i

ARTICLES ARTIKLER

105

on the basis of the studies presented I can conclude that there is a clear potential for the assembly details to become distinctive elements of the design of the building.

They can become ornaments conveying the underlying technical principles of the structure and, by doing so, opening the construction up to a wider audience by imbedding the principles in a cultural contest.

1. Jensen, Thomas Bo Inger og Johannes Exner, pp 122-129, IKAROS Press 2012 and Poul Erik Skriver ”Hald Ege kapel

og kirkegård”, IN: Arkitektur DK, vol. 5, pp 223-237, 1968

deres form, de videreformidler også historien om de cirkulære principper i konstruktionen.

Hvis vi går tilbage til det grundlæggende spørgsmål i denne artikel, kan det på baggrund af de præsenterede studier konkluderes, at der er et klart potentiale for, at detaljerne ved design for adskillelse i fremtiden kan blive en vigtig del af en bygnings arkitektoniske udtryk. De kan blive ornamenter, som tydeliggør den bagvedliggende konstruktions logik og på denne måde formidler denne til et bredere gruppe af mennesker ved at forankre konstruktionens logik i en kulturel og æstetisk kontekst.

2. Schwarzer, Mitchell ”Ontology and Representation in Karl

Böttichers Theory of Tectonics, IN: Journal of the Society of

1. Jensen, Thomas Bo Inger og Johannes Exner, pp 122-129,

Architectural Historians, vol. 52, pp 267-280, 1993

Ways of Building with Regard to Their Application

IKAROS Press 2012 and Poul Erik Skriver ”Hald Ege kapel og kirkegård”, IN: Arkitektur DK, vol. 5, pp 223-237, 1968

3. Bötticher, Karl ”The Principles of the Hellenic and Germanic

2. Schwarzer, Mitchell ”Ontology and Representation in Karl Böt-

to Our Present Way of Building”, IN: Reader on Tectonics in

tichers Theory of Tectonics, IN: Journal of the Society of Archi­

Architecture, p 15, Aalborg University Press 2018

tectural Historians, vol. 52, pp 267-280, 1993 3. Bötticher, Karl ”The Principles of the Hellenic and

Germanic Ways of Building with Regard to Their Application

to Our Present Way of Building”, IN: Reader on Tectonics in Architecture, p 15, Aalborg University Press 2018

106

REFERENCES REFERENCER

107

SCIENTIFIC REFERENCES FORSKNINGSREFERENCER

PHD projects – on-going

Ph.d. projekter – igangværende

Circular Economy – a new paradigm in facade design, Pelle Munch-Petersen. IndustrialPhD Fellow in cooperation with med Henning Larsen Architects. Funded with support from Innovation Fund Denmark. CINARK, The Royal Danish Academy of Fine Arts, Schools of Architecture, Design and Conservation (RDAFA-SA).

Cirkulær Økonomi – et nyt paradigme i design af faca­ der‚ Pelle Munch-Petersen. ErhvervsPh.d. i samarbejde med Henning Larsen Arkitekter. Finansieret med støtte fra Innovationsfonden. CINARK, Det Kongelige Danske Kunstakademis Skoler for Arkitektur, Design og Konservering (KADK).

Tectonic design strategies for preserving resources, Line Kjær Frederiksen. PhD Fellow. CINARK, RDAFA-SA.

Ressourcebevarende tektoniske designstrategier‚ Line Kjær Frederiksen. Ph.d.-studerende. CINARK, KADK.

The Tectonics of Insulations – How Can The Past Inform The Future?, Henriette Ejstrup Andersen. PhD Fellow.

CINARK, RDAFA-SA.

Varmeisoleringens tektonik - hvad er der i fortiden for fremtidens byggeri?, Henriette Ejstrup Andersen, .

Ph.d.-studerende. CINARK, KADK.

PHD projects – completed

Ph.d. Projekter – afsluttede

Sustainable integrated product deliveries for renovation and new build. Jan Schipull Kauschen. Copenhagen. PhD in cooperation with JJW Architects. Co-founded by Realdania, RDAFA-SA and the industry partner. Copenhagen.

CINARK, RDAFA-SA, 2014

Bæredygtige systemleverancer ved renovering og nybyg­ geri. Jan Schipull Kauschen. Ph.d. i samarbejde med JJW Arkitekter. Samfinansieret med støtte fra Realdania, KADK og erhvervspartneren. København. CINARK, KADK, 2014.

Brickwork of tomorrow. Mette Jerl Jensen. Industrial PhD in cooperation with Lundgaard & Tranberg Architects.

Funded with support from the Bricklayers’ Guild of Copenhagen and the Danish Agency for Science and Higher EducationCopenhagen. CINARK, RDAFA-SA, 2011.

Fremtidens murværk. Mette Jerl Jensen. ErhvervsPh.d. i samarbejde med Lundgaard & Tranberg Arkitekter. Finansieret med støtte fra Københavns Murerlaug samt Forsknings- og Innovationsstyrelsen. København.

CINARK, KADK, 2011.

Block masonry. Nini Leimand. Industrial PhD in cooperation with Gert Christensen & Michael Kogler, Wienerberger A/S; Bjarne Jensen, Maxit A/S. Funded with support from the business partners and the Danish Agency for Science and Higher Education. Copenhagen. CINARK, RDAFA-SA, 2008.

Blokmur/murblok. Nini Leimand. ErhvervsPh.d. i samarbejde med Gert Christensen & Michael Kogler, Wienerberger A/S; Bjarne Jensen, Maxit A/S. Finansieret med støtte fra erhvervspartnerne samt Forsknings- og Innovationsstyrelsen. København. CINARK, KADK, 2008.

Additional scientific research

Idékatalog over designstrategier for adskillelse i præfa­ brikeret byggeri: Et InnoBYG-projekt. Frederiksen, L. K. (red.); U. S. Madsen, (red); 1. udg. København. KADK, 2018.

Idékatalog over designstrategier for adskillelse i præfa­ brikeret byggeri: Et InnoBYG-projekt. Frederiksen, L. K. (ed.); U. S. Madsen (ed.); 1st edition. Copenhagen: RDAFA-SA, 2018.

108

Øvrig forskning

Idékatalog over nye designstrategier for genanvendelse: Et InnoBYG-projekt. Frederiksen, L. K.r; U. S. Madsen; A. Beim (ed.); A. Oberender (ed.); S. Butera (ed.). 2nd edition. Copenhagen: RDAFA-SA, 2016.

Idékatalog over nye designstrategier for genanvendelse: Et InnoBYG-projekt. Frederiksen, L. K.; U. S. Madsen; A. Beim (red.); A. Oberender (red.); S. Butera, (red.). 2. udg.

København: KADK, 2016.

Materialeatlas over byggematerialers genbrugs- og genanvendelsespotentialer: Et InnoBYG-projekt. Butera, S.; A. Oberender; U. S. Madsen (ed.); A. Beim (ed.); L. K. Frederiksen (ed.). 2nd edition. Høje Tåstrup: Teknologisk Institut Byggeri, 2016

Materialeatlas over byggematerialers genbrugs- og gen­ anvendelsespotentialer: Et InnoBYG-projekt. Butera, S.; A.Oberender; U. S. Madsen (red.); A. Beim (red.); L. K. Frederiksen (red). 2. udg. Høje Tåstrup: Teknologisk Institut Byggeri, 2016

Genbyggestudier. Beim, A. (ed.); P. Sørensen (ed.); L. K. Frederiksen (ed.). 1st edition. Copenhagen: RDAFA-SA, 2015

Genbyggestudier. Beim, A. (red); P. Sørensen (red); L. K. Frederiksen (red). 1. udg. København: KADK, 2015

“Design for deconstruction”. Heschler, O.; O. P. Larsen; S. Nielsen. Summary report of the cooperative sctivities of COST Action C25 – Sustainabilty of constructions: Integrated approach to life-time structural engineering. red. / Luis Braganca. Vol. 2 Brussels: European Science Foundation, COST, 2011 “Fletmurværk af blokke og mursten”. Jerl Jensen, Mette; N. Leimand. In: Tegl, Nr. 1, 2010 “Sustainability, freedom and identity”. Nielsen, S. In: Arkitektur DK, Vol. 2008/06, Nr. 06, 2008 “Tectonic thinking in contemporary industrialized architecture”. Beim, A. In: The Journal of Facade Design and Engineering, Vol. 1, Nr. 1/2, 8, 20.12.2013 Renarch: sustainable buildings, ressourceansvarlige huse. Sørensen, P.; L. Larsen.Copenhagen. RDAFA-SA, Institute of Technology, 2006 Økologi og arkitektonisk kvalitet. Beim, A.; N. Mossin; L. Larsen. Copenhagen: RDAFA-SA, 2002

”Design for deconstruction”. Heschler, O.; O. P. Larsen; S. Nielsen. Summary report of the cooperative sctivities of COST Action C25 – Sustainabilty of constructions: Integrated approach to life-time structural engineering. red. / Luis Braganca. Vol. 2 Brussels: European Science Foundation, COST, 2011 ”Fletmurværk af blokke og mursten”. Jerl Jensen, M.; N. Leimand. In: Tegl, Nr. 1, 2010 ”Sustainability, freedom and identity”. Nielsen, S. In: Arkitektur DK, Vol. 2008/06, Nr. 06, 2008 ”Tectonic thinking in contemporary industrialized architecture”. Beim, A. In: The Journal of Facade Design and Engineering, Vol. 1, Nr. 1/2, 8, 20.12.2013 Renarch: sustainable buildings, ressourceansvarlige huse. Sørensen, P.; L. Larsen. København: KADK, Institut for Teknologi, 2006 Økologi og arkitektonisk kvalitet. Beim, Anne; N. Mossin; L. Larsen. København: KADK, 2002

REFERENCES REFERENCER

109

THANKS TAK

Special thanks to

Særlig tak til

This book and the research material developed for the exhibition Circular Economy in Architecture and Design/ KADK that is elaborated in the book would never have been made possible if we had not been supported by institutions and colleagues from different fields of knowledge across academia, the architectural profession, craftsmen, and suppliers. Listed in random order, we want to thank:

Denne bog og forskningsmaterialet udviklet til udstillingen Cirkulær Økonomi i Arkitektur og Design /KADK, som udfoldes i bogen, ville aldrig have været muligt at udgive, hvis det ikke var for både institutionel støtte og kollegiale bidrag på tværs af forskellige vidensmiljøer, fra både den akademiske verden, tegnestuepraksis og udførende. Her listet i vilkårlig rækkefølge:

Head of School Jacob Brandtberg Knudsen at The Royal Danish Academy of Fine Arts, School of Architecture, Design and Conservation – the School of Architecture for financial support.

Fagleder Jacob Brandtberg Knudsen for en donation fra Fagleders Pulje ved Kunstakademiets Arkitektskole.

Associate Professor Engineer Daniel Sang-Hoon Lee, Associate Professor Architect Nini Leimand, and Professor Emeritus Architect Peter Sørensen – all from the Royal Danish Academy of Fine Arts, School of Architecture, Design and Conservation – School of Architecture, KADK. Junior Professor Linda Hildebrand and Anika Wemmer, Resuse in Architecture, RWTH Aachen University.

Lektor Ingeniør, Daniel Sang-Hoon Lee, Lektor Arkitekt, Nini Leimand og Lektor Emeritus Arkitekt, Peter Sørensen – alle fra Kunstakademiets Arkitektskole/KADK. Juniorprofessor Linda Hildebrand og Anika Wemmer, Rezykliergerechtes Bauen, RWTH Aachen University.

Direktør Lars Jørgensen, samt murerne Kren og Mikkel fra Egen Vinding & Datter.

Arkitekt Søren Blicher-Nielsen, House Arkitekter.

CEO Lars Jørgensen, and the masons Kren and Mikkel from Egen Vinding & Datter.

Arkitekt/PhD Jan Schipull Kauschen, Tegnestuen Vandkunsten A/S.

Architect Søren Blicher-Nielsen, House Arkitekter.

Architect/PhD Jan Schipull Kauschen, Vandkunsten Architects A/S. Suppliers Genbyg A/S, Træfiber Danmark Component A/S.

110

Virksomhederne Genbyg A/S, Træfiber Danmark og Component A/S.

111

COLOPHON KOLOFON

Published by Udgivet af The Royal Danish Academy of Fine Arts, Schools of Architecture, Design and Conservation, School of Architecture, KADK Det Kongelige Danske Kunstakademis Skoler for Arkitektur, Design og Konservering – Arkitektskolen, KADK Editorial Redaktion Anne Beim, Julie Zepernick Jensen, & Lykke Arnfred Authors Forfattere Anne Beim, Henriette Ejstrup, Line K. Frederiksen, Linda Hildebrand, Ulrik S. Madsen, Pelle Munch-Petersen, & Simon R. Sköld Graphic Design Grafisk design Julie Zepernick Jensen, Lykke Arnfred, & Jens V. Nielsen Illustrations Illustrationer CINARK – Center for Industrial Architecture – if not documented otherwise CINARK – Center for Industriel Arkitektur, hvor andet ikke er anført Proofreading Korrektur David Allington & Berit Leah Press Tryk Production Facilities

ISBN 978-87-7830-998-3 © CINARK – Center for Industrial Architecture, 2019 The Royal Danish Academy of Fine Arts, Schools of Architecture, Design and Conservation, School of Architecture CINARK – Center for Industriel Arkitektur, 2019 Det Kongelige Danske Kunstakademis Skoler for Arkitektur, Design og Konservering – Arkitektskolen

112

Det Kongelige Danske Kunstakademis Skoler for Arkitektur, Design og Konservering

113

This book depicts a set of concrete examples of how to build in accordance with circular principles by using non-toxic, bio-based materials and low energy consumption, in other words by means of radical tectonics.

Three wall structures in brick, wood, and straw displayed at the exhibition Circular Economics in Architecture and Design at KADK in 2017 are explained in a series of pictures, drawings, and analyses of their performance. The material is accompanied by short articles exploring various structural frameworks, economic scenarios, and aesthetic ­potentials associated with circular thinking. Based on knowledge from research, it is the intention to create qualified documentation and a ­visionary launch pad for improvement of a circular-based architecture.

Denne bog viser konkrete eksempler på, hvordan man kan bygge efter cirkulære principper ved anvendelse af biobaserede materialer uden toxitet og lavt energiforbrug, eller med andre ord – radikale tektonikker.

Tre vægkonstruktioner i tegl, træ og halm fra udstillingen Cirkulær Økonomi i Arkitektur og Design på KADK i 2017 er udfoldet med et rigt udvalg af billeder, tegninger og analyser af deres ydeevne, levetid mm.

Dette materiale er suppleret med korte artikler, som på forskellig vis ­undersøger de strukturelle rammer, økonomiske scenarier og æstetiske udtryksformer som er forbundet med cirkulær tænkning. Med afsæt i forskningsbaseret viden, er det ønsket at skabe et dokumenteret og ­visionært grundlag til fortsat udvikling af en cirkulært baseret arkitektur.

Det Kongelige Danske Kunstakademis Skoler for Arkitektur, Design og Konservering

CINARK 114 KADK COPENHAGEN 2019