Biogenic Construction - Biogent Byggeri

BIOGENIC CONSTRUCTION

MATERIALS ARCHITECTURE TECTONICS

BIOGENT BYGGERI

MATERIALE ARKITEKTUR TEKTONIK

CINARK ROYAL DANISH ACADEMY

COPENHAGEN 2023

PREFACE FORORD

This book aims to communicate a biogenic material perspective in architecture that can be converted into practical construction and that can inspire new thinking with a focus on radical tectonic solutions. The objective is to create a deeper understanding of how the choice of materials and construction methods can mitigate the negative impact of construction on the climate and our natural environment.

Based on different studies of the potential of using thatched constructions, we try to raise a fundamental discussion about how interdisciplinary knowledge that draws on building traditions, forgotten historical knowledge, studies into innovative building technology and fire tests, as well as holistic architectural thinking and methods, can contribute to a comprehensive green transition of today’s construction industry.

The book is directed towards practitioners in the construction industry, including architects, engineers, and craftsmen, as well as researchers and students in educational programs related to architecture, construction, and the built environment. It is also relevant for actors among organizations, authorities, and related policy areas of the building industry – as well as grassroots, opinion leaders, and lobbyists – who want to create a more climate-safe and environmentally friendly construction industry and architecture.

The book has been compiled under the auspices of the Center for Industrial Architecture (CINARK), and through drawings, analyses, photo reports, and articles, it presents a series of activities and findings that has been provided as part of the development project “Thatched Building Facades for the Green Transition: CO2-neutral Fire Protection of Thatched Vertical Surfaces”. The development project has been carried out in the period from

Denne bog har til hensigt at formidle et biogent materialeperspektiv i arkitekturen, der kan finde anvendelse i praktisk byggeri – og som kan inspirere til nytænkning med fokus på radikale tektoniske løsninger. Formålet er at skabe en dybere forståelse for hvordan valg af materialer og byggemåder kan afbøde byggeriets negative påvirkning på klimaet og vores naturgrundlag.

Med afsæt i forskellige undersøgelser af potentialerne ved brug af tækkede konstruktioner forsøger vi at rejse en grundlæggende diskussion om hvordan tværfaglig viden, der trækker på kendte byggetraditioner, glemt historisk viden, innovative byggetekniske studier og brandtests, såvel som helhedsorienteret arkitektonisk tænkning og -metode, kan medvirke til en gennemgribende grøn omstilling af nutidens byggeri.

Bogen henvender sig til byggeriets praktikere herunder – arkitekter, ingeniører og udførende håndværkere, samt forskere og studerende ved uddannelser som knytter sig til byggesektoren og det byggede miljø. Den er også relevant for aktører blandt byggeriets organisationer, besluttende myndigheder og relaterede politikområder, såvel som græsrødder, meningsdannere og lobbyister –som ønsker at skabe en mere klima- og miljøvenlig byggeindustri og arkitektur.

Bogen er udarbejdet i regi af CINARK – Center for Industriel Arkitektur og beskriver gennem tegninger, analyser, billedreportager og artikler, en række aktiviteter og indhøstede resultater som er tilvejebragt som led i udviklingsprojektet: “Tækkede bygningsfacader til den grønne omstilling: CO2-neutral brandsikring af tækkede lodrette flader”. Dette udviklingsprojekt har været gennemført i perioden fra april 2021 til februar 2023 og er støttet af MUDP – Miljøministeriets Miljøteknologisk Udviklings- og Demonstrationsprogram under kategorien:

April 2021 to February 2023 and has been supported by the Ministry of the Environment’s Environmental Technology Development and Demonstration Program (MUDP) under the Technical Feasibility Study (TGU) category as well as the participating parties.

It is a collaborative project with CINARK, at the Royal Academy, by Professor and Head of Center Anne Beim, Assistant Professor Henriette Ejstrup, PhD student Thorbjørn Lønberg Petersen, Scientific Assistant Lykke Arnfred, Scientific Assistant Kenneth Hviid Larsen, Lecturer Pelle Munch-Petersen, and Scientific Assistant Julie Zepernick Jensen; the Danish Fire and Safety Institute (DBI) by Head of Building Design Anders Dragsted, Project Manager Robert Firkic, and Research Consultant Mads K. Hohlmann; the craftsmen Thatcher Thomas Gerner (Taekkemanden Horneby A/S), Thatcher Ruud Conijn (Hemmed Taekkefirma A/S), Mason Lasse Koefoed Nielsen (formerly Egen Vinding & Datter), as well as the Straataget’s Office with former Director Jørgen Kaarup, and Architect Sven Jon Jonsen.

The project has been led by CINARK and an advisory group represented by Mikael Kock (director of Træinformation DK), Lars Keller (partner in EcoCocon Denmark), Susanne Pouline Svendsen (director of BygErfa), and Ida Sofie Martinsen (clerk at MUDP/Environmental Agency) has followed the project during the processes.

This book – “Biogenic Construction – Material, Architecture, Tectonics” – is published with support from the Royal Academy’s pool for Artistic Development Work and the Danish Arts Foundation

Anne Beim, Professor, Head of CINARK – Center for Industrial Architecture, The Royal Danish Academy –School of Architecture.

TGU (Teknisk Gennemførligheds-undersøgelse), samt de medvirkende parter.

Projektet er gennemført som et samarbejde mellem forskere fra CINARK, ved Det Kongelige Akademi herunder: Professor, Centerleder, Anne Beim; Adjunkt, Henriette Ejstrup; Ph.d.-studerende Thorbjørn Lønberg Petersen; Videnskabelig Assistent, Lykke Arnfred; Videnskabelig Assistent, Kenneth Hviid Larsen; Lektor, Pelle Munch-Petersen, samt Videnskabelig Assistent, Julie Zepernick Jensen. DBI – Dansk Brandog Sikringsinstitut ved: Leder af Bygningsdesign, Anders Dragsted; Projektleder, Robert Firkic; Forskningskonsulent, Mads K. Hohlmann. Håndværkerne: Tækker, Thomas Gerner (Tækkemanden Horneby A/S); Tækker, Ruud Conijn (Hemmed Tækkefirma A/S); Murer, Lasse Koefoed Nielsen (tidl. Egen Vinding & Datter); samt Stråtagets Kontor ved tidl. Direktør, Jørgen Kaarup og Arkitekt, Sven Jon Jonsen.

Samlet set, har udviklingsprojektet og supplerende aktiviteter været ledet af CINARK og en følgegruppe bestående af: Mikael Kock, Direktør ved Træinformation; Lars Keller, Partner i EcoCocon Danmark; Direktør i BygErfa, Susanne Pouline Svendsen og Ida Sofie Martinsen, Fuldmægtig i MUDP/Miljøstyrelsen har fulgt projektet.

Udgivelsen af “Biogent Byggeri – Materiale, Arkitektur”, Tektonik er gjort mulig med støtte fra det Kongelige Akademis pulje til Kunstnerisk Udviklingsarbejde og Statens Kunstfond

Anne Beim, Professor, Leder af CINARK – Center for Industriel Arkitektur, Det Kongelige Akademi –Arkitektskolen.

Thatched fire test being made Tækket emne til brandtest bliver udført

Initial skechtes Indledende idéskitser

Dismantling the Biogenic Constuction In-situ Demontering af Biogen Konstruktion In-situ

The joint between the thatched elements Samlingen mellem de tækkede elementer

INTRODUCTION INTRODUKTION

TOWARDS A BIOGENIC ARCHITECTURE!

PÅ VEJ MOD EN BIOGEN ARKITEKTUR! – ET RADIKALT ØKOLOGISK PERSPEKTIV PÅ MATERIALER, HÅNDVÆRK OG TEKTONIK

This introduction intends to frame a larger discussion about how we can build in the future based on completely sustainable principles, where the planetary boundaries are taken into account.1 Based on recurring questions that relate to a radical use of materials in architecture, we present a focused look at the materials referred to as “biogenic” – also defined as renewable, regenerative, naturally grown materials, materials originating from plant growth, etc. In addition, we describe their importance for more climate- and environmentally friendly ways of building and how this new building culture affects architectural expression.

A crucial and growing focus on biogenic materials such as wood, straw, reed, hemp, flax, seaweed, etc. ushers in a new era where the reduction of greenhouse gases, circular thinking, and environmental responsibility are key priorities. Building with biogenic materials therefore points to a pure form of ecological architecture – or rather a “biogenic architecture”.

A biogenic architecture appears to be based on a humble and cyclical understanding of nature’s resources, where the building’s physical framework is created with greater respect for a commonly shared natural foundation and for nature’s ecological balances. A biogenic architecture may also lead to a building culture that draws on the deep knowledge of materials that are embedded in strong craft traditions. Finally, a biogenic architecture will require scientific analysis of the materials’ cyclical properties, as well as their real lifespan in a given building construction.

Denne introduktion har til hensigt at afgrænse en større diskussion, om hvordan vi kan bygge i fremtiden ud fra absolut bæredygtige principper, hvor de planetære grænser er taget i betragtning.1 Med afsæt i tilbagevendende spørgsmål, som vedrører en radikal anvendelse af materialer i arkitekturen – præsenteres et fokuseret blik på de materialer der benævnes ’biogene’ – også defineret som: fornybare, regenerative, naturligt groede materialer, materialer der stammer fra plantevækst etc. Herudover beskrives deres betydning for mere klima- og miljøvenlige måder at bygge på og hvordan denne nye byggekultur indvirker på det arkitektoniske udtryk.

Et nødvendigt og voksende fokus på biogene materialer som træ, halm, tagrør, hamp, hør, tang mm. indvarsler en ny tid, hvor reduktion af drivhusgasser, cirkulær tænkning og miljøansvarlighed er centrale prioriteringer. At bygge med biogene materialer peger derfor på en rendyrket form for økologisk arkitektur – eller rettere en ’biogen arkitektur’.

En biogen arkitektur lader til at bero på en ydmyg og cyklisk forståelse af naturens ressourcer, hvor de bygningsfysiske rammer er skabt med større respekt for et fælles naturgrundlag og for naturens økologiske balancer. En biogen arkitektur vil sandsynligvis også føre til en byggekultur, som trækker på den dybe viden om materialer der er indlejret i stærke håndværkstraditioner. Endelig vil en biogen arkitektur afkræve videnskabelig analyse af materialernes cykliske egenskaber, såvel som deres reelle levetid i en given bygningskonstruktion.

– A RADICAL ECOLOGICAL PERSPECTIVE ON MATERIALS, CRAFTSMANSHIP, AND TECTONICS

ANNE BEIM, Professor in Architecture, PhD, CINARK, Royal Danish Academy Professor i Arkitektur, Ph.d., CINARK, Det Kongelige Akademi

In the following, some of the most important prerequisites for the development of a biogenic architecture are outlined.

An ecological showdown with the status quo

“The only true answer to the ecological crisis must be found on a global scale and presupposes the initiation of an authentic political, social and cultural revolution that reformulates the objectives for the production of material and immaterial assets.”2 – Felix Guattari, 1989

In a world where many natural resources seem to be becoming scarcer and where mankind’s negative impact on the climate, nature, and living creatures continues to increase, there is a visible need for qualified initiatives at all levels across the global community. Initiatives that are consistent, far-reaching, and that point to a radical confrontation with the status quo. These initiatives must clearly be a response to the prevailing outdated ideas about our world, entrenched institutions, and reactionary habitual thinking. In other words, there is a need for ideas, research, and development – and political initiatives that do not only resort to simplified solutions or quick “technological fixes”. In the worst case they build on “old” resource-intensive technologies. On the contrary, we must try to meet the extremely complex contexts that our modern world as well as our life-giving natural foundations are shaped by.3

Already in the late 1980s, the French philosopher/psychologist

Félix Guattari lucidly pointed to the same problem in his essay

The Three Ecologies. Here, he describes the overall global ecological imbalance as being due to “a coherent decline in the environmental ecology, the social ecology and the mental ecology”.4 This “coherent decline” creates interrelated issues that require nuanced responses in the form of solutions that go beyond the established technical-scientific paradigm. Guattari emphasizes that a central element in these new solution models is that they can benefit from an ethical-aesthetic practice – or rather, a practice that requires a new ecological understanding of the world. This ecological practice contains, among other things, new forms of solidarity, reconciliation, and aesthetics.5

An important point made by Guattari, which is also highlighted in a material study from 2020 that looks at “The Straw Bale as

I det følgende opridses nogle af de vigtigste forudsætninger for udvikling af en biogen arkitektur.

Et økologisk opgør med status quo

“Det eneste sande svar på den økologiske krise må findes på en global skala og forudsætter, at der iværksættes en autentisk politisk, social og kulturel revolution, der omformulerer målsætningerne for produktionen af materielle og immaterielle aktiver.”2 – Felix Guattari, 1989

I en verden hvor mange naturressourcer ser ud til at blive mere knappe og hvor menneskets negative påvirkning på klima, natur og levende skabninger fortsat øges, er der synligt brug for kvalificerede initiativer på alle niveauer på tværs af det globale verdenssamfund. Initiativer der er konsekvente, gennemgribende og som peger på et radikalt opgør med status quo. Disse initiativer må tydeligvis være modsvar til de herskende forældede forestillinger om vores verden, fastgroede institutioner og reaktionær vanetænkning. Der er med andre ord brug for ideer, forskning og udvikling – og i særdeleshed politiske tiltag, som ikke kun griber til forenklede løsninger eller hurtige ’teknologiske fix’ (som i værste fald bygger videre på ’gamle’ ressourcekrævende teknologier), men som tværtom forsøger at imødekomme de særdeles komplekse sammenhænge vores moderne verden, såvel som vores livgivende naturgrundlag er rundet af.3

Allerede i slutningen af 1980’erne pegede den franske filosof/psykolog Félix Guattari klarsynet på det samme problemkompleks i sit essay; De tre økologier. Her beskriver han den overordnede globale økologiske ubalance være grundet af, ’et sammenhængende forfald i den miljømæssige økologi, den sociale økologi og den mentale økologi’.4 Dette ’sammenhængende forfald’ skaber indbyrdes afhængige problemstillinger, som afkræver nuancerede modsvar i form af løsninger, der rækker ud over det etablerede teknisk-videnskabelige paradigme. Guattari understreger, at et centralt element i disse nye løsningsmodeller er – at de med fordel kan trække på en etisk-æstetisk praksis – eller snarere en praksis som fordrer en ny økologisk forståelse af verden. Denne økologiske praksis rummer blandt andet nye former for solidaritet, forsonlighed og æstetik.5

a Building-Block”, is that “the knowledge and technology that are produced by e.g. research, the market, ecocommunities, etc. have an essential value in the ecological transition. [But…] the ruling capitalist ideology prevents the tech-nological advances [in] being explored and implemented in radically new ways. Both ‘the technocrats’ and ‘the nature lovers’ have a problematic culture/nature perception, which in the first case results in a harmful market-driven instrumentalization of nature and in the second case a reactionary essentialism.”6

In this way, it is warned that the environmental ecological crisis is born of several underlying man-made crises –and is thus of our own doing. At the same time, it is clear that a showdown with a distorted, consumption-based, and control-fixated view of nature is necessary to achieve positive changes at all levels. In a positive sense, the “human factor” means that there is hope that we can choose to do away with the status quo and act based on a new reality.

From fossils to renewable materials “ …we [must] all relearn to live in environments that are alive, which requires rejecting a culture of unlimited demands and externalized liability to embrace a culture of craftmanship, tolerance, patience, responsibility, and humility.”7 –

Christoph Küffer, 2021

The ideas and research work that form the basis of this book look precisely into the previously outlined problem. And with architecture’s holistic approach as a driving force, the intention has been to investigate alternative solutions to the current “fossil construction” and its hightech material catalog and construction techniques. The construction sector has a great responsibility in relation to CO2 and the environment, since it accounts for 40% of the total CO2 emissions globally and is a sector with a high consumption of natural resources.8 Since the oil crisis of 1973, there has been a focus on reducing the

En væsentlig pointe hos Guattari, som også bliver fremhævet i et materialestudie fra 2020 der ser på ’Halmballen som Byggesten’ er: “at den viden og teknologi der frembringes af fx forskningen, markedet, øko-samfundene osv. har en essentiel værdi i den økologiske omstilling. [Men…] den herskende kapitalistiske ideologi forhindrer de teknologiske fremskridt [i] at blive udforsket og implementeret på radikalt nye måder. Både ‘teknokraterne’ og ‘naturelskerne’ har nemlig begge en problematisk kultur/natur opfattelse, der i første tilfælde resulterer i en skadelig markedsdreven instrumentalisering af naturen og i andet tilfælde en reaktionær essentialisme.”6

Således advaret – er den miljømæssige økologiske krise affødt af flere bagvedliggende menneskabte kriser – og er på den måde vores eget værk. Samtidig står det klart, at et opgør med et forvrænget, forbrugsbaseret og kontrolfikseret natursyn er nødvendigt for at opnå positive forandringer på alle niveauer. I positiv forstand, betyder den ’menneskelige faktor’, at der håb vi kan netop vælge at gøre op med status quo og handle ud fra en ny virkelighed.

Fra fossile til fornybare materialer

“ …we [must] all relearn to live in environments that are alive, which requires rejecting a culture of unlimited demands and externalized liability to embrace a culture of craftmanship, tolerance, patience, responsibility, and humility.”7

– Christoph Küffer, 2021

Ideerne og forskningsarbejdet der ligger til grund for denne bog, ser netop ind i det før skitserede problemkompleks. Og med arkitekturens holistiske tilgang som drivende kraft, har det været hensigten at undersøge alternative løsninger til det nuværende ’fossile byggeri’ og dets højteknologiske materialekatalog og byggeteknikker. Byggesektoren har et stort CO2- og miljøansvar, da den står for 40% af den samlede CO2 udledning globalt og er en sektor med et højt forbrug af naturens ressourcer.8

Siden oliekrisen i 1973 har der været fokus på reduktion af bygningers energiforbrug (især i Europa). Flere højindustrialiserede lande har derfor indført krav om energi-effektivitet i nybyggeri og ved renovering, hvilket har ført til avancerede, teknisk krævende løsninger. På flere punkter har det skabt en

energy consumption of buildings (especially in Europe). Several highly industrialized countries have therefore introduced requirements for energy efficiency in new construction and renovation, which has led to advanced, technically demanding solutions. On several points, it has created a very energy-intensive building practice, both in relation to the production of building materials and in terms of the design of buildings’ constructions. In some cases, paradoxically enough, more energy is used to build the new energy-efficient buildings than can be achieved from energy savings in the operation of the buildings.9 Therefore, it is important that a sustainable development of construction is not only about creating buildings that are efficient in relation to their energy and emissions profile in terms of operation but that there is also a focus on developing new construction solutions that accommodate materials that have a low CO2 footprint throughout the value chain – from extraction and the production of materials to behavior, operation, and disposal.

The nature and building culture of biogenic materials – reed as a case

“To examine plants is tantamount to acquiring knowledge about what it means to be in the world.”10

– Emanuele Coccia, 2016

There are many climate and environmental benefits of using biogenic materials such as reed for construction. The production of reed has a much lower emission of greenhouse gases compared to the production of most conventional building materials. Even imported reed from China has negative emission values despite the long transport distance. This is because reed and thatch miscanthus absorb and bind CO2 from the atmosphere during the growth period, and therefore reed forests are often referred to as “the lungs of the earth”. At the same time, the cultivation of reed forests has a positive effect on the aquatic environment, since the reeds absorb nutrients such as nitrate and phosphate from wetlands, which counteracts oxygen loss and algae growth.11 Further research into, and the development of, biogenic material production for construction therefore seems obvious.

meget energikrævende byggeskik, både i forhold til produktion af byggematerialer og hvad angår udformningen af bygningers konstruktioner. I nogle tilfælde bruges der paradoksalt nok, mere energi på at opføre de nye energi-effektive bygninger, end hvad der kan opnås af energibesparelser i driften af bygningerne.9 Derfor er det vigtigt, at en bæredygtig udvikling af byggeriet ikke kun handler om at skabe bygninger der er effektive i forhold til deres energi- og emissionsprofil hvad angår drift, men at der også er fokus på udvikling af nye byggetekniske løsninger, som tilgodeser materialer, der har lavt CO2-aftryk i hele værdikæden – fra udvinding og produktion af materialer, til opførsel, drift og bortskaffelse.

Biogene materialers natur og byggekultur – tagrør som case “At undersøge planter er ensbetydende med at skaffe sig viden om, hvad det vil sige at være i verden.”10 – Emanuele Coccia 2016

Der er mange klima- og miljømæssige fordele ved at bruge biogene materialer som fx tagrør til byggeri. Produktion af tagrør har en langt lavere udledning af drivhusgasser set i forhold til fremstilling af de fleste konventionelle byggematerialer. Selv importerede tagrør fra Kina har negative udledningsværdier til trods for den lange transportafstand. Det skyldes, at tagrør og tækkemiscanthus optager og binder CO2 fra atmosfæren i vækstperioden og derfor bliver rørskov ofte omtalt som ’jordens lunger’. Samtidig har dyrkning af rørskov en positiv effekt på vandmiljøet, idet tagrør optager næringsstoffer som, nitrat og fosfat fra vådområder, hvilket modvirker iltsvind og algevækst.11 Yderligere forskning i – og udvikling af en biogen materialeproduktion til byggeriet synes derfor oplagt.

Stråtækning har tidligere været en af de primære anvendte tagkonstruktioner i Danmark og dele af Nordeuropa, så stråtage er derfor en central del af dansk byggeskik og bygningskultur. En udbredelse af tækkede overflader (tag / facader) vil ikke kun føre til mere bæredygtigt byggeri,

Thatching has previously been one of the primary methods of roof constructions used in Denmark and parts of Northern Europe, so thatching is therefore a central part of Danish building customs and building culture. A spread of thatched surfaces (roofs/facades) will not only lead to more sustainable construction but also strengthen the relationship with our built cultural heritage – just as it will bring the thatching craft into a contemporary context. A primary reason for moving away from thatched roofs has been the great fire hazard associated with thatched roofs. Today, thatched constructions are secured by means of impregnating agents, membranes, and a more fire-proof installation of the straw. The next step in the development of thatch solutions in an even more sustainable direction is to make the fire protection as natural, biodegradable, and CO2-saving as the thatch – and this is where (moraine) clay comes into the picture. Clay in particular is historically known for its good fire-retardant, moistureregulating, and environmentally friendly properties.

In 2017-19, researchers in CINARK developed three “basic constructions” in clay/brick, wood, and straw, respectively, under the working title Circular Construction – Radical Tectonics.12 The ambition was to test materials and construction methods in full-scale wall constructions that were conceived based on absolutely sustainable principles and where CO2 neutrality, few, clean material fractions, and design for disassembly (DfD) were included as primary design criteria. The straw construction proved to have great climate and environmental advantages, but also that fire safety must be considered from the start.

Results from these studies have subsequently been combined with ideas from study projects created in collaboration with the Danish Thatchers Association in 2019.13 This led to the formulation of an in-depth interdisciplinary research and demonstration project with the title “Roofed building facades for the green transition”.14

men også forstærke relationen til vores byggede kulturarv –ligesom det vil bringe tækkehåndværket ind i en nutidig sammenhæng. En primær grund til, at man er gået væk fra stråtækte tage, har været den store brandfare forbundet med stråtag. I dag er tækkede konstruktioner sikret ved hjælp af imprægneringsmidler, membraner og en mere brandsikker montering af stråene. Næste skridt i en udvikling af tækkede løsninger i en endnu mere bæredygtig retning, er at gøre brandsikringen lige så naturlig, bionedbrydelig og CO2besparende som tækkestråene – og her kommer (moræne) ler ind i billedet. Netop ler er historisk kendt for dets gode brandhæmmende, fugt-regulerende og miljøvenlige egenskaber.

I 2017-19 udviklede forskere i CINARK tre ’grundkonstruktioner’ i henholdsvis: ler/tegl, træ og halm under arbejdstitlen: Circular Construction – Radical Tectonics.12 Ambitionen var at afprøve materialer og byggemetoder i fuld skala vægkonstruktioner, der var tænkt ud fra absolut bæredygtige principper og hvor CO2-neutralitet, få, rene materialefraktioner og design for adskillelse (DfD) indgik som primære designkriterier. Halmkonstruktionen viste sig at have store klima- og miljømæssige fordele, men også at brand-sikkerhed skal tænkes med fra start.

Resultater fra disse undersøgelser, er efterfølgende blevet koblet med ideer fra studieprojekter skabt i samarbejde med det danske Tækkelaug i 2019.13 Det førte til formulering af et dybdegående tværfagligt forsknings- og demonstrationsprojekt med titlen: “Tækkede bygningsfacader til den grønne omstilling.”14

Hovedelementer i dette projekt været at:

– udvikle og teste tækkede bygningsfacader imprægneret med ler

udvikle og foretage komparative brandtest af forskellige typer brandimprægneringer, med ler, hestemøg, kalk mv.

undersøge historiske og nutidige eksempler på lodret tækkede bygningsfacader i Danmark og Holland.

– udvikle det arkitektoniske udtryk i sammenhæng med de tekniske løsninger

The main elements of this project were to:

develop and test thatched building facades impregnated with clay.

develop and carry out comparative fire tests of different types of fire proofing, with clay, horse dung, lime, etc.

– examine historical and contemporary examples of vertically thatched building facades in Denmark and the Netherlands.

– develop the architectural expression in connection with the technical solutions.

The project has resulted in several wall constructions with biogenic materials (straw, wood, clay, and reed), which are richly documented with pictures, drawings, and analyses. The project has drawn on experimental interdisciplinary practices in the form of research-based knowledge within architecture, craftsmanship expertise, and fire technical analysis. Radical tectonic studies have pushed the project to the edge of what is realizable in order to create a visionary basis for a biogenic architecture.

1. Ohms, P. & Andersen, C. E. & Nygaard Rasmussen, F. & Ryberg, M. & Hauschild, M. & Birkved, M. & Birgisdottir, H. (2019). “Assessing buildings’ absolute environmental sustainability performance using LCA focusing on climate change impacts”. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 352. 012058. 10.1088/17551315/352/1/012058.

2. Guattari, F. (2019/1989). De tre økologier [The three ecologies]. Transl. Christel Pedersen. Antipyrine, Aarhus. p. 15.

3. Thunberg, G., (2022). Klimabogen [The climate book], Politikens Forlag, Copenhagen. The book collects knowledge-heavy articles written by some of the world’s most prominent researchers and thinkers.

4. Koefoed-Hansen, K., (2020). Halmballen som byggesten [The straw bale as a building-block], The Royal Danish Academy, p. 14.

5. Guattari, F., (2019/1989). p. 78.

6. Koefoed-Hansen, K., (2020). p. 14.

Projektet har resulteret i flere vægkonstruktioner med biogene materialer (halm, træ, ler og tækkerør), som er rigt dokumenteret med billeder, tegninger og analyser. Projektet har trukket på eksperimenterede tværfaglig praksis i form af forskningsbaseret viden indenfor arkitektur, håndværksmæssig ekspertise og brandteknisk analyse. Radikale tektoniske undersøgelser har skubbet projektet til kanten af det realiserbare med henblik på at skabe et visionært grundlag for en biogen arkitektur.

1. Ohms, P. & Andersen, C. E. & Nygaard Rasmussen, F. & Ryberg, M. & Hauschild, M. & Birkved, M. & Birgisdottir, H. (2019). “Assessing buildings’ absolute environmental sustainability performance using LCA focusing on climate change impacts”. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 352. 012058. 10.1088/17551315/352/1/012058.

2. Guattari, F. (2019/1989). De tre økologier. Transl. Christel Pedersen. Antipyrine, Aarhus. p.15

3. Thunberg, G., (2022). Klimabogen, Politikens Forlag, København. Bogen samler videnstunge artikler forfattet af nogle af verdens mest fremtrædende forskere og tænkere.

4. Koefoed-Hansen, K., (2020). Halmballen som byggesten, Det Kongelige akademi, p. 14

5. Guattari, F., (2019/1989). p. 78

6. Koefoed-Hansen, K., (2020). p. 14

7. Küffer, C., (2021). “Cities as Ecosystems and Buildings as Living Organisms”, In: The Materials Book, (2. Ed.) Ed. I. Ruby & A. Ruby, Ruby Press, Berlin, p. 209

8. Ohms, P. & Andersen, C. E. et al, (2019).

9. Ibid.

10. Coccia, E., (2021/2016). Planternes liv –Blandingens Metafysik, Transl. Tom Havemann, Hans Reitzels Forlag, København. p. 29

11. Kaarup, J. (2023). Nutidens Stråtag – Klimavinder, Stråtagets Kontor, Aarhus. p. 21

12. Beim, A., Ejstrup, H., Kjær Frederiksen, L.,

7. Küffer, C., (2021). “Cities as Ecosystems and Buildings as Living Organisms”, In: The Materials Book, (2. Ed.) Ed. I. Ruby & A. Ruby, Ruby Press, Berlin, p. 209.

8. Ohms, P. & Andersen, C. E. et al, (2019).

9. Ibid.

10. Coccia, E., (2021/2016). Planternes liv – Blandingens Metafysik [The life of plants – A metaphysics of mixture], Transl. Tom Havemann, Hans Reitzels Forlag, Copenhagen. p. 29.

11. Kaarup, J. (2023). Nutidens Stråtag – Klimavinder [Modern thatched roof – Climate winner], Stråtagets Kontor, Aarhus. p. 21.

12. Beim, A., Ejstrup, H., Kjær Frederiksen, L., Hildebrand, L., Stylsvig Madsen, U., Munch-Petersen, P., Sköld, S., Zepernick Jensen, J. (ed.), & Østerby Arnfred, L. (ed.) (2019). Circular Construction: Materials Architecture Tectonics. The Royal Danish Academy of Fine Arts, Schools of Architecture, Design & Conservation.

13. Beim, A., Zepernick Jensen, J. (red.), Stylsvig Madsen, U., & Vecht, T. I. (Ed.) (2020). Idekatalog –designstrategier med tagrør og tækkede løsninger: Et forsknings- og innovationsforløb for kandidatstuderende på Kunstakademiets Arkitektskole 2019 [Idea catalog – Design strategies with reed and thatched solutions: A research and innovation course for graduate students at the Academy of Fine Arts’ School of Architecture 2019]. CINARK, The Royal Danish Academy’s School of Architecture.

14. Beim, A., Ejstrup, H., Kaarup, J. & Hohlmann, M., Tækkede bygningsfacader til den grønne omstilling: CO2-neutral brandsikring af tækkede lodrette flader [Thatched building facades for the green transition: CO2-neutral fire protection of thatched vertical surfaces]. 1 Feb. 2023, first edition. Copenhagen: The Danish Ministry of Environment. See also: Foreword and Colophon.

Hildebrand, L., Stylsvig Madsen, U., MunchPetersen, P., Sköld, S., Zepernick Jensen, J. (ed.), & Østerby Arnfred, L. (ed.) (2019). Circular Construction: Materials Architecture Tectonics. The Royal Danish Academy of Fine Arts, Schools of Architecture, Design & Conservation.

13. Beim, A., Zepernick Jensen, J. (red.), Stylsvig Madsen, U., & Vecht, T. I. (red.) (2020). Idekatalog - designstrategier med tagrør og tækkede løsninger: Et forsknings- og innovationsforløb for kandidatstuderende på Kunstakademiets Arkitektskole 2019. CINARK, Kunstakademiets Arkitektskole.

14. Beim, A., Ejstrup, H., Kaarup, J. & Hohlmann, M., Tækkede bygningsfacader til den grønne omstilling: CO2-neutral brandsikring af tækkede lodrette flader. 1. feb. 2023, 1.udg. København: Miljøministeriet. See also: Foreword and Colophon.

A BRIEF HISTORY OF FIRE AND REED EN KORT HISTORIE OM BRAND OG STRÅ

The thatched roof can be traced back to the Neolithic Age, when people mainly lived along fjords and lakes. For millennia, the thatched roof was all-dominant in the countryside, in villages, and in market towns. Until the middle of the 1800s, most people were employed in agriculture. It was therefore easy and cheap to grow rye straw for your roof yourself, while reed was only rarely used1. The houses were often made of wood, and both heating and cooking were done by burning firewood, but straw ignites more easily than reed. As a consequence, violent fires ravaged many towns, since firefighting was carried out manually.

In the 16th century, the Danish king issued a ban on thatched roofs in the market towns, but this could not be enforced2. People were poor and could not afford to replace the straw with tiles, while others argued that grain and fodder lasted longer under thatched roofs – and the buildings would collapse under the weight of tiled roofs3 In 1761, all market towns were ordered to procure fireextinguishing equipment, appoint a fire inspector and employ firemen, as well as carry out regular chimney sweeping. With the fire regulation of 1832, it was introduced that all thatched roofs in the market towns had to be removed within 10 years, and at the same time building authorities had to approve new buildings and assess fire risk4

The first patent for rolled iron sheets and corrugated sheets was filed in 1829, and in 1927 Aalborg Portland established Dansk Eternitfabrik, which started the

Stråtaget kendes tilbage fra Bondestenalderen, hvor mennesket især boede langs fjorde og søer. I årtusinder var stråtaget altdominerende på landet, i landsbyer og i købstæder. Indtil midten af 1800-tallet beskæftigede de fleste sig med landbrug. Det var derfor let og billigt selv at dyrke rughalm til sit tag, mens tagrør kun sjældent blev brugt1. Husene var tit lavet af træ og både opvarmning og madlavning skete ved at fyre med brænde, men halm antændes lettere end tagrør. Som konsekvens hærgede voldsomme brande mange byer, da brandslukning foregik manuelt.

I 1500-tallet udstedte kongen forbud mod stråtage i købstæderne, men dette kunne ikke håndhæves2. Grundet stor fattigdom havde det almene folk ikke råd til at erstatte strået med tegl, mens andre argumenteredes der for, at korn og foder holdt sig bedre under stråtag –og bygningerne ville styrke sammen under vægten af tegltag3. Alle købstæder blev i 1761 beordret til at anskaffe brandslukningsmateriel, udpege en brandinspektør og ansætte brandmandskab, lige som der skulle foretages regelmæssig skorstensfejning. Med brandforordningen af 1832 indførtes det, at alle stråtage i købstæderne skulle fjernes inden for 10 år og samtidig skulle bygningsmyndigheder godkende nyopførelser og vurdere brandrisiko4

Den første patent på valsede jernplader (pandeplader) og bølgeplader (bølgeblik) blev anmeldt i 1829 og i 1927 etablerede Aalborg Portland Dansk Eternitfabrik, som opstartede produktionen af asbestplader – bølgeeternit5.

JØRGEN KAARUP, Journalist, former Information Manager and CEO, Straatagets Kontor Journalist, fhv. Informationschef, dir. Straatagets Kontor

production of asbestos sheets – corrugated Eternit5. The new, light, cheap roofing materials quickly spread, and thatched roofs were nicknamed “poor man’s roofs”. With the cheap and less flammable roofing sheets, the use of thatched roofing quickly declined.

Since the 1950s, there has been work on the fire protection of thatched buildings, and since the 1990s the effectiveness has been proven by tests and in practice, where damage is limited because the fire brigade arrives while the fire is still only smoldering6. Therefore, the roof with its millennia-long history is now faced with completely new possibilities if the climate-friendly straw can be fireproofed with a climate-friendly method such as clay – and if more Danish reed were used instead of imported ones.

1. Lerche, G. (1969). Bøndernes boliger. In A. Steensberg (Ed.), Dagligliv i Danmark i det syttende og attende århundrede 1620-1720 (Vol. 1969). Nyt Nordisk Forlag Arnold Busck. https://dis-danmark. dk/bibliotek/907102.pdf.

2. Rasmussen, A. H. (1966). Stråtage: En gennemgang af danske tækkemetoder. Arkitektens Forlag.

3. Wads, G. L. (1747). Fynske købstæder 1747. Topografisk Samling. LAO. https://fynhistorie.dis danmark.dk/node/30810.

4. Dansk center for byhistorie. (n.d.). Købstædernes adminstration 1660-1970. Retrieved 21 December 2022, from http://ddb.byhistorie.dk/kommuner/ artikel.aspx?artikel=koebstaeder.xml#EUC.

5. S, Vadstrup: Artiklerne Pandeplader – Historie, fremstilling og anvendelse og Eternit – Historie, fremstilling og anvendelse

6. Vadstrup, S. (2012). Brandsikring af stråtage. Kulturstyrelsen. https://slks.dk/fileadmin/user_ upload/SLKS/Omraader/Kulturarv/ Bygningsfredning/Gode_raad_om_ vedligeholdelse/4.7_Brandsikring_af_straatage.pdf

De nye lette, billige tagmaterialer bredte sig hurtigt og stråtagene fik tilnavnet ”fattigmandstag”. Med de billige og mindre brandfarlige tagplader gik det hurtigt tilbage for stråtaget.

Fra 1950erne er der arbejdet med brandsikringen af stråtækte bygninger og siden 1990erne er effektiviteten bevist ved forsøg og i praksis, hvor skader er begrænset, fordi brandvæsenet når frem, mens branden stadig kun er glødebrande6. Derfor står taget med den årtusindelange historie nu over for helt nye muligheder, hvis det klimavenlige strå kan brandsikres med klimavenlige metode som ler – og hvis der blev anvendt flere danske tagrør frem for importerede.

1. Lerche, G. (1969). Bøndernes boliger. In A. Steensberg (Ed.), Dagligliv i Danmark i det syttende og attende århundrede 1620-1720 (Vol. 1969). Nyt Nordisk Forlag Arnold Busck. https://dis-danmark. dk/bibliotek/907102.pdf.

2. Rasmussen, A. H. (1966). Stråtage: En gennemgang af danske tækkemetoder. Arkitektens Forlag.

3. Wads, G. L. (1747). Fynske købstæder 1747. Topografisk Samling. LAO. https://fynhistorie.dis danmark.dk/node/30810.

4. Dansk center for byhistorie. (n.d.). Købstædernes adminstration 1660-1970. Retrieved 21 December 2022, from http://ddb.byhistorie.dk/kommuner/ artikel.aspx?artikel=koebstaeder.xml#EUC.

5. S, Vadstrup: Artiklerne Pandeplader – Historie, fremstilling og anvendelse og Eternit – Historie, fremstilling og anvendelse.

6. Vadstrup, S. (2012). Brandsikring af stråtage. Kulturstyrelsen. https://slks.dk/fileadmin/user_ upload/SLKS/Omraader/Kulturarv/ Bygningsfredning/Gode_raad_om_ vedligeholdelse/4.7_Brandsikring_af_straatage.pdf

POINT OF DEPARTURE AFSÆT

THREE INQUIRIES TRE UNDERSØGELSER

The investigations of the biogenic construction solutions is divided into three phases.

A. Fire as a Design Parameter – Fire test

Fire is a central element in the design of the Biogenic Construction, and as part of the underlying development project supported by MUDP, thatched surfaces have been tested at DBI with clay as a fire retardant. Here, the test methods have been developed in parallel with the construction types that had to be tested. In that sense, fire has played a role as a shaping parameter.

B. Tectonics – Biogenic Construction in-situ

The Biogenic Construction In-situ stems from the initial fire tests with clay as a fire retardant for thatched facades. With the use of thorough tectonic analyses of biogenic materials, an unknown aesthetic mode of expression and potential emerged that expressed new connections between the material’s nature and construction technique in relation to external influences such as water and fire. The Biogenic Construction In-situ is a full-scale designed house corner that is created based on these basic concepts and a series of preliminary works in prefabricated straw elements, craft-based thatched surfaces, and clay as a protective surface treatment (in relation to fire).

C. Design for Disassembly –Biogenic Construction prefab

At the Biogenic Construction Prefab, the observations and experiences from the Biogenic Construction In-situ were transferred to a new type of construction, where “Design For Disassembly” was the focus. A further-developed version of the Biogenic Construction was necessary, since the construction had to be packed, sent, set up, exhibited, and taken down in connection with the sub-exhibition “Cycles” at “Triennial de Lisboa 2022”.

Undersøgelserne af de biogene konstruktionsløsninger er opdelt i tre faser.

A. Brand som Designparameter – Brandtest

Brand indgår som et centralt element i udtænkning af de Biogene Konstruktionsløsninger og som led i det bagvedliggende udviklingsprojekt støttet af MUDP, er tækkede overflader blevet testet ved DBI med ler som brandhæmmer. Her er selve testmetoderne blevet udviklet parallelt med de konstruktionstyper som skulle testes. Brand har i den forstand medvirket som formgivende parameter.

B. Tektonik – Biogen Konstruktion in-situ

Den Biogene Konstruktion In-situ udspringer af de indledende brandtest med ler som brandhæmmer for tækkede facader. Ved gennemgående tektoniske analyser af biogene materialer, opstod der et uprøvet æstetisk formsprog og potentiale, som udtrykte nye sammenhænge mellem materialets natur og byggeteknik i forhold til ydre påvirkninger som fx vand og ild. Biogen Konstruktion In-situ er et tænkt hushjørne i fuld skala, som er skabt ud fra disse grundforestillinger og en række forarbejder i præfabrikerede halmelementer, håndværkbaserede tækkede overflader og ler som beskyttende overfladebehandling (ift. ild).

C. Design for adskillelse –Biogen Konstruktion præfab

Ved Biogen Konstruktion Præfab blev de observationer og erfaringer fra Biogen Konstruktion In-situ overført til en ny type konstruktion, hvor ’Design For Adskillelse’ var i fokus. En videreudviklet version af Biogen Konstruktion var nødvendig, da konstruktionen skulle pakkes, sendes, opsættes, udstilles og tages ned i forbindelse med deludstillingen ’Cycles’ på ’Trienal de Lisboa 2022’.

THE CONSTRUCTION MATERIAL PYRAMID BYGGERIETS MATERIALEPYRAMIDE

The Construction Material Pyramid is an LCA-viewer/ calculation tool that organizes 60 common building materials in relation to each other, based on their respective up-front emissions (LCA stage A1-A3). The idea to organizing construction materials according to their environmental impact was originally invented in 2016/17 as a way to introduce an ecological ethical discussion to the material choices in architecture.

The materials are organized based on data from EPD’s (Environmental Product Declarations) and simply put, the more energy intensive and complex the production is the higher the impact of construction material tends to be. In the bottom of the Pyramid there are organic and simple materials that by photosynthesis have extracted more atmospheric CO2 than they emit in production. In the top we see complex, chemical and metal-based materials that require large amounts of energy to produce.

At the present the material’s impact can be viewed in several ways in The Construction Material Pyramid: per kg/ mass/ volume/ functional unit/ material group and different impact categories.

The true potential of The Construction Material Pyramid is not to define simple answers to complex problems – but rather to ask the first quintessential questions in a line of questions that need to be addressed on the road to a more sustainable architecture. It is a tool for starting a discussion on sustainability and a first step into the complex world of architectural sustainability. As such its potential lies in the methodical change it brings when being applied as part of early design; to shape and sharpen an environmental tectonic approach in architecture that can lead the way to an absolute sustainable building culture.

Byggeriets Materialepyramiden er et LCA-værktøj (viewer), som sætter 60 mest anvendte byggemateriale i relation til hinanden baseret på deres respektive up-front miljøaftryk (LCA fase A1-A3). Ideen, at organisere byggematerialer på baggrund af deres CO2-udledninger, var oprindeligt udviklet i 2016/17 med henblik på at introducere en økologisk etisk dimension til materialevalg i arkitekturen.

Materialerne er organiseret ud fra data fra EPD’er (Environmental Product Declarations) og overordnet kan det siges at jo mere energiintensiv og kompleks materialeproduktionen er, des mere CO2 udleder materialet. Nederst i Pyramiden ses organiske og lidt forarbejdede materialer, som via fotosyntese har trukket mere CO2 ud af atmosfæren end produktionen har udledt. Øverst i Pyramiden ses komplekse, kemiske og metalliske materialer.

For nuværende kan materialers udledning ses på forskellige måder i Byggeriet Materialepyramide: per kg/ masse/ volumen/ funktionel enhed / material gruppe og for forskellige ’impact kategorier’.

Byggeriets Materialepyramides sande potentiale er ikke at levere simple svar på komplekse problemer – men snarere – at være det første altafgørende spørgsmål i en række spørgsmål som skal til for at bane vejen til en mere bæredygtig arkitektur. Det er dermed et værktøj som skal starte en diskussion om bæredygtighed og et første skridt ind i en kompleks problemstilling som kræver en arkitektonisk stillingtagen. Derfor ligger potentialet i den metodiske forandring som Pyramiden fordrer, når den bliver anvendt i de tidlige designfaser, hvor den skaber og skærper en miljøforankret tektonisk tilgang til arkitekturen. Således kan den vise vej til en absolut bæredygtig bygningskultur.

THE CONSTRUCTION MATERIAL PYRAMID BYGGERIETS MATERIALEPYRAMIDE

KG

GWP [unit is kg CO2 EQ /kg material]

GWP [ENHED ER kg CO2 EQ /kg materiale]

* Numbers are based on EPD (ISO 14025 / EN 15804) phase A1-A3 fra primarily from Ökobaudat og secondly from Institut Bauen und Umwelt (IBU), EPD-Norway og EPD-Denmark 2022.

** Numbers are based on interpoling between several EPDs

* Tal er baseret på EPD (ISO 14025 / EN 15804) fase A1-A3 fra primært fra Ökobaudat og subsidiært fra Institut Bauen und Umwelt (IBU), EPD-Norge og EPD-Danmark 2022.

** Tal er baseret på interpolering mellem flere EPD’er

M3

GWP [unit is kg CO2 EQ /m3 materiale]

GWP [ENHED ER kg CO2 EQ /m3 materiale]

ALPHABET ALFABET

Stabilizing Stabilisere

Layering Lagdele

Framing Indramme

Wrapping Indpakke

Clamping Fastspænde

Packing Sammenpakke

Tensioning Stramme

Om tektonisk taksonomi se – Referencer p. 125

On tectonic taxonomy see – References p. 125

Locking Låse

Screwing Skrue

BIOGENIC CONSTRUCTIONS

BIOGENE KONSTRUKTIONER

Charred reed and clay after fire testing

Forkullet strå og ler efter brandtest

FIRE TESTS

FIRE TESTING OF REED WITH DIFFERENT IMPREGNATION

Fire is a central element in the design of the Biogenic Constructions, and therefore it was initially important to clarify in which way the newly developed constructions were to be fire tested and which standards it made sense to measure against. That means, the test methods have been developed in parallel with the types of construction that had to be tested. Previously, different types of impregnation with clay: moraine clays, clay adhesives, horse dung and lime and two different ways of applying these to the thatched surfaces have been tested in initial clarifying fire tests. 14 small fire tests/ Mini-SBI and further 3 intermediate-sacled facades, which were a repetition of the 3 small fire tests, which performed best (burned the least). In that sense, fire has been a central player in the development of the project and it has contributed as a design parameter.

BRAND TEST

BRAND TEST AF STRÅ MED FORSKELLIG IMPRÆGNERING

Brand indgår som et centralt element i udtænkning af de biogene konstruktioner, og derfor har det indledningsvis været vigtigt at afklare på hvilken måde de nyudviklede konstruktioner skulle brandtestes og hvilke standarder det gav mening at måle op imod. Dvs. at selve testmetoderne er blevet udviklet parallelt med selve de konstruktionstyper som skulle testes. Forud har forskellige typer imprægnering med ler: moræneler, lerklæber, hestemøg og kalk og to forskellige måder at påføre disse, på de tækkede overflader været testet i indledende afklarende brandtest. 14 små brandtest/Mini-SBI og efterfølgende 3 mellemskala facadetest, som var en gentagelse af de 3 små brandtest, som klarede sig bedst (brandte mindst). Brand har i den forstand været en central spiller i udviklingen af projektet og har medvirket som formgivende parameter.

INTRODUCTION TO FIRE TESTING INTRODUKTION TIL BRANDTEST

ANDERS DRAGSTED, Leader of Advanced Fire Engineering (Building), DBI – The Danish Institute of Fire and Security Technology Leder af Advanced Fire Engineering (Building), DBI – Dansk Brand- og Sikringsteknisk Institut

The Danish building regulations refer to methods for fire testing that are material neutral. That is, materials and systems for facades are fire tested according to uniform methods. However, these methods have some limitations that mean they were not found to be suitable for this project. Therefore, other methods have been used that provided a better basis for assessing both impregnation types and the overall thatched construction. The “Mini SBI” method (developed by DBI) was chosen for the first indicative tests of the various impregnation types/ methods investigated in the project. Data from this was used to select the most promising impregnation methods. Constructions with these impregnation methods were then tested with another method that can be characterized as “intermediate-scale facade test”. (ISO 13785-1:2002. Reaction-to-fire tests for façades –Part 1: Intermediate-scale test).

MINI-SBI

In order to gain knowledge about the fire-technical properties of the impregnated test samples with reed, a comparative analysis of the different impregnation materials with two reference materials was chosen: fire-impregnated MDF board (FIRAX) and standard chipboard. These materials are classified as B and D, respectively, in the joint European classification system for reaction to fire. By analyzing data from Mini SBI, one can estimate the reaction of the tested material compared to the reference materials, and thus predict which fire class the tested product belongs to. The test samples were made up of calcium silicate plates, which were secured with metal brackets. Treatment with different impregnation types was carried out during the thatching process (see Fig. 1, 2, 3, 4). During the test, the test samples are placed in a Mini SBI apparatus and are exposed to a diffusion flame from a gas burner with an output of 7.5 kW. After 11 minutes, the gas burner is switched off and the test sample is removed.

Det danske bygningsreglement refererer til metoder til brandprøvning der er materialeneutrale. Dvs. materialer og systemer til facader brandprøves efter ensartede metoder. Disse metoder har dog nogle begrænsninger, der gør at de ikke blev fundet egnede til dette projekt. Derfor er der anvendt andre metoder som gav et bedre grundlag til at vurdere både imprægneringstyper og den samlede tækkede konstruktion. Metoden ”Mini-SBI” (udviklet af DBI) blev valgt til de første indikative test af de forskellige imprægneringstyper/-metoder der undersøges i projektet. Data herfra blev anvendt til at udvælge de mest lovende imprægneringsmetoder. Konstruktioner med disse imprægneringsmetoder blev derefter testet med en anden metode der kan karakteriseres som ”mellem-skala facadetest”. (ISO 13785-1:2002. Reaction-to-fire tests for façades – Part 1: Intermediate-scale test).

MINI-SBI

For at opnå viden om de brandtekniske egenskaber for de imprægnerede prøveemner med tagrør, blev der valgt en komparativ analyse af de forskellige imprægneringsmaterialer med to referencematerialer: Brandimprægneret MDF-plade (FIRAX) og standardspånplade. Disse materialer er klassificeret som hhv. B og D i det fælleseuropæiske klassifikationssystem for reaktion på brand. Ved at analysere data fra Mini-SBI kan man estimere det testede materiales reaktion ift. referencematerialerne, og dermed forudsige hvilken brandklasse det testede produkt tilhører. Prøveemnerne blev opbygget af kalciumsilikatplader, som var fastholdt med stålvinkler. Behandling med forskellige imprægnerings typer blev udført under tækkeprocessen (se fig. 1, 2, 3, 4). Under testen bliver emnerne placeret i et Mini-SBI-apparat og bliver eksponeret for en diffusionsflamme fra en gasbrænder med effekt på 7,5 kW. Efter 11 minutter slukkes gasbrænderen og emnet tages ud.

Section 1:10 Snit 1:10

Clay plaster from outside and in Lerpuds udefra og ind

Plan 1:10 Plan 1:10

Clay plaster from Outside and in Lerpuds udefra og ind

Plan 1:10 Plan 1:10

Clay plaster from Inside and out Lerpuds indefra og ud

Section 1:10 Snit 1:10

Clay plaster from Inside and out Lerpuds indefra og

OBSERVATIONS OBSERVATIONER

OBSERVATIONER

The purpose of these indicative fire tests is to select the best performing impregnation types on thatched facades without regard to application methods. Further, one must be aware of two factors. Burning particles which is a visual inspection during the test where you look at burning fallout and how long it continues to burn after fallout. The second factor is total weight loss during the test. The following illustrations and notes of the 15 tests on the right show visualy qualitative observations of the various subjects during the first test series – Mini-SBI.

*Test L1 failed due to technical problems with the gas supply.

In order to get an overall picture of the fire-technical properties of the impregnated, thatched constructions, a larger-scale fire test was carried out afterwards.

OBSERVATIONER

Formålet med disse indikative brandtests er at udvælge de bedst præsterende imprægneringstyper på tækkede facader uden hensyntagen til applikationsmetoder. Yderligere, skal man være opmærksom på to faktorer. Brændende partikler som er en visuel inspektion under testen hvor man ser på brændende nedfald samt hvor længe det fortsætter med at brænde efter nedfald. Den anden faktor er totalt vægttab under testen. Følgende illustrationer og notater af de 15 test til højre, viser visuelle kvalitative observationer af de forskellige emner under første testserie – Mini-SBI.

*Test L1 mislykkedes grundet tekniske problemer med gastilførslen.

For at få et helhedsbillede af de imprægnerede, tækkede konstruktioners brandtekniske egenskaber, blev en brandtests i større skala foretaget efterfølgende.

Baseline unimpregnated Baseline uimprægneret

A1

Moraine clays, dipped, Fully impregnated Moræneler, dyppet Fuldimprægneret

*L1

Moraine clays, brushed, ½ -impregnated Moræneler, penslet ½ -imprægneret

L2

Moriane clay, sprayed, applied surface Moræneler, sprøjtet, Påført overflade

L3

Lime, dipped Fully impregnated Kalk, dyppet Fuldimprægneret

Horse dung/kaolin brushed ½ -impregnated Hestemøg/kaolin penslet ½ -imprægneret

Clay adhesive, brushed ½-impregnated Lerklæber, penslet ½- imprægneret

Lime, brushed ½-impregnated Kalk, penslet ½-imprægneret

K2

K1 Lime, brushed applied surface Kalk, penslet Påført overflade

K3

Horse manure/kaolin dipped, fully impregnated Hestemøg/kaolin dyppet, fuldimprægneret

H1

LK2

Limewater, dipped, Fully impregnated Kalkvand, dyppet, Fuldimprægneret

KV1

H2 Limewater, brushed ½ -impregnated Kalkvand, penslet ½ -imprægneret

KV2

Clay adhesive, dipped, fully impregnated Lerklæber, dyppet fuldimprægneret

LK1

Clay + ammonia, dipped, fully impregnated Ler + ammoniak, dyppet, fuldimprægneret

LA1

TEST RESULTS TESTRESULTATER

The conclusions are based on FIGRA, which provides classification in the SBI test, where the 13 impregnation methods are directly compared with reference material FIRAX, which has a B classification with a mean FIGRA value of approximately 110 W/s. FIGRA is an expression of how quickly the heat release rate (HRR) develops during a test. It is called the acceleration of the fire given by W/s. FIGRA is used as a classification parameter in the SBI test (EN13823). From the graphs in Mini SBI, it is possible to estimate a possible result in SBI (EN13823).

Here are the four best-performing types of impregnation: H1 (horse manure/kaolin, dipped, fully impregnated), LA1 (clay + ammonia, dipped, fully impregnated), LK1 (clay adhesive, dipped, fully impregnated), L3 (moraine clay, sprayed on surface).

The graphs clearly show that the three impregnation types: L3 (sprayed clay), LK1 (dipped clay adhesive), and LA1 (dipped moraine clay/ammonia)—differ from the rest of the field, since they have comparable fire performance properties with the chosen class B reference material. In order to gain an overall picture of the fire-technical properties of the impregnated thatched constructions, fire tests were carried out on a larger scale.

The most important factor in relation to the fire properties of facade materials is whether the materials pose a risk for the rapid spread of the fire, since the fire can thereby spread to other locations in the building and will be a danger to the people staying there. Local damage to the facade materials due to the impact of fire (e.g., fire out of a window) is not in itself disqualifying. In the tests, the chosen impregnation methods have shown promising signs of effectively protecting thatching straw against the spread of fire both on the surface and inside the layer of straw. But it must be said that the test uses a relatively

Konklusionerne er baseret på FIGRA, som er klassifikationsgivende i SBI-testen, hvor de 13 imprægneringsmetoder bliver direkte sammenlignet med referencemateriale

FIRAX, hvilket har en B-klassifikation med en middel FIGRA-værdi på ca. 110 W/s. FIGRA er et udtryk for hvor hurtigt HRR (heat release rate) udvikler sig i løbet af en test. Man kalder det accelerationen af branden givet ved W/s. FIGRA bliver brugt som en klassifikations-parameter i SBI-testen (EN13823). Ud fra graferne i Mini-SBI er det muligt at anslå et evt. resultat i SBI (EN13823).

Her er de fire bedst præsterende imprægneringstyper: H1 (hestemøg/kaolin, dyppet fuldimprægneret), LA1 (ler + ammoniak, dyppet, fuldimprægneret), LK1 (lerklæber, dyppet, fuldimprægneret), L3 (moræneler, sprøjtet på overflade).

Graferne viser tydeligt, at de tre imprægneringstyper: L3 (sprøjtet ler), LK1 (dyppet lerklæber) og LA1 (dyppet moræneler/ammoniak) adskiller sig fra resten af feltet, da de har sammenlignelige brandtekniske egenskaber med det udvalgte klasse B referencemateriale. For at få et helhedsbillede af de imprægnerede, tækkede konstruktioners brandtekniske egenskaber blev der foretaget brandtests i større skala.

Den vigtigeste faktor ift. brandegenskaber for facadematerialer er, om materialerne giver risiko for hurtig brandspredning, da branden derved kan sprede sig til andre lokaliteter i bygningen og vil være til fare for de personer der opholder her. Lokal beskadigelse af facadematerialerne pga. brandpåvirkning – fx brand ud ad et vindue – er i sig selv ikke diskvalificerende. De valgte imprægneringsmetoder har i de anvendte test vist lovende tegn på effektivt at beskytte tækkestrå mod brandspredning både på overfladen og inde i laget af strå.

ANDERS DRAGSTED, Leader of Advanced Fire Engineering (Building), DBI – The Danish Institute of Fire and Security Technology Leder af Advanced Fire Engineering (Building), DBI – Dansk Brand- og Sikringsteknisk Institut

small fire exposure compared to a real fire. Therefore, it cannot be ruled out that the impregnation will have a lower effect in tests with greater exposure to fire.

MEDIUM-SCALE FACADE TEST

Since Mini SBI does not provide sufficiently robust knowledge regarding fire spread on the surface and inside the construction, selected impregnation methods were tested on a larger scale with a thatched facade section of 1.2 x 2.4 m. One non-impregnated and two impregnated samples were tested. Where one of the impregnated samples incorporated clay plates, which meant an overhang in the thatched surface. The test samples were mounted vertically and exposed at the bottom with a linear gas burner with an output of 100 kW. In addition to purely visual observations, data was recorded for the effect contribution from the thatched facade sections as well as temperature development and heat radiation.

MEDUIM-SCALE FACADE TEST – RESULTS

The medium-scale facade tests showed a very clear difference between impregnated and non-impregnated thatched facade elements. The test with the nonimpregnated sample was quickly stopped when the fire on the surface of the straws developed violently. In the two tests with impregnated samples (L3-sprayed clay), charring occurred at the bottom, but there were no signs of significant fire spread in/on the straw within the duration of the tests (approximately 20 and 30 minutes, respectively).

Men det skal siges, at der i testen anvendes en relativt lille brandeksponering sammenlignet med en virkelig brand. Så det kan ikke udelukkes, at imprægneringen vil have ringere virkning ved test med kraftigere brandeksponering.

MELLEM-SKALA FACADETEST

Da Mini-SBI ikke giver tilstrækkelig robust viden ift. brandspredning på overfladen og inde i konstruktionen blev udvalgte imprægneringsmetoder testet i større skala med et tækket facadeudsnit på 1,2 x 2,4 m. Der blev testet et ikke-imprægneret – og to imprægnerede prøvemner. Hvor den ene af de sidstnævnte havde indbygget lerplader som gav et fremspring i den tækkede overflade. Prøveemnerne blev monteret lodret og eksponeret i bunden med en lineær gasbrænder med en effekt på 100 kW. Ud over rent visuelle observationer, blev der registreret data for effektbidraget fra de tækkede facadeudsnit samt temperaturudvikling og varmestråling.

MELLEM-SKALA FACADETEST – RESULTATER

Mellem-skala facadetestene viste en meget tydelig forskel på imprægnerede og ikke-imprægnerede tækkede facadeelementer. Testen med det ikke-imprægnerede prøveemne blev hurtigt stoppet, da ilden på stråenes overflade udviklede sig voldsomt. I de to tests med imprægnerede prøveemner (L3 sprøjtet ler) skete der forkulning i bunden, men der var ikke tegn på væsentlig brandspredning i/på stråene inden for testenes varighed (hhv. ca. 20 og 30 min.).

Impregnation and construction of the medium-scale facade test Imprægnering og opbygning af mellemskala facadetest

Thatching on straw elements (EcoCocon)

Tækning på halmelementer (EcoCocon)

IN SITU IN SITU

BUILDING THE BIOGENIC CONSTRUCTION IN SITU

After the initial fire tests, the best performing solution was developed further for use in a full-scale construction. In the development of the biogenic construction in situ, the work was in the intersection between the nature of materials, their inherent construction technique, and their ecological footprint. Based on these basic concepts, the first biogenic construction in-situ, a proposed house corner, was built with craft-based thatched surfaces and clay as a protective surface treatment. The idea was that by building a hypothetical house corner, the buildability, construction of the structure, and the construction technique would be tested. The Biogenic Construction In-situ was constructed by straw elements (EcoCocon), which are wooden frames filled with compressed straw. They were thatched with reed and sprayed with clay plaster as fire protection.

OPBYGNING AF DEN BIOGENE KONSTRUKTION IN SITU

Efter de indledende brandtest blev de bedste løsninger videreudviklet til anvendelse i en fuld-skala konstruktion. I udviklingen af den biogene konstruktion in-situ lå arbejdet i spændingsfeltet mellem materialers karakter, deres iboende byggeteknik og økologiske aftryk. Ud fra disse grundideer blev den første biogene konstruktion in-situ, et tænkt hushjørne, opført med tækkede overflader og ler som brandbeskyttende overfladebehandling. Tanken var at ved at bygge et hushjørne skulle håndværk, bygbarhed, konstruktionsopbygning og byggeteknik testes af. Biogenic Construction

In-situ var opført af halmelementer (EcoCocon), som er trærammer udfyldt med komprimeret halm. De blev tækket med tækkerør og brandbeskyttet med lerpuds.

PRINCIPLES FOR BIOGENIC CONSTRUCTION IN SITU

THE MATERIALS USED are pure organic materials: reed, straw, and wood, with a limited lifespan and low environmental footprint, as well as clay plaster and clay sheets as fire protection. Then there is the highly industrialized material steel with a long lifespan and large environmental footprint.

THE DIMENSIONS applied for the construction are derived from the standard dimensions of the straw elements used (w. 600, d. 300, h. 2400 mm). Finally, the construction is assembled, screwed together and stabilized by a top header.

THE REED is vertically thatched on wood fiberboards. Three clay plates are inserted horizontally in the thatch. This feature creates three horizontal recesses. The three recesses in the facade protect the impregnated surface from rain.

BUILDABILITY of the Biogenic Construction In-situ has also been a central question. Only a scissor lift has been applied to thatch the roof, and no larger machines have been used to build the structure. The reed is thatched directly on the wood fiberboards. Clay plaster is applied directly on the inner surface of the straw elements, first a rough clay plaster and as a finish a fine clay plaster. Screws and thatching screws make separation of the different materials possible.

FIRE retardants are part of the construction in the form of clay plaster and clay plates. The clay plates define the recesses in the facade. The interior wall is also covered with fine and rough clay plaster to protect the construction on the inside from fire. This also gives the interior wall a smooth, even surface.

CONSTRUCTION of the thatch facade and the roof took place on-site, but the straw elements were pre-fabricated. The straw is a complete building system.

THE FACADE with the impregnating clay plaster emerges as a tactile surface where the thatch defines the clay’s structure.

TO DISASSEMBLE the construction in-situ the straw elements can be separated as they were. Because the woodfiber boards were mounted horizontally it took more time to disassemble the construction. Although, the wood fiber boards are reusable.

TECTONIC TECHNOLOGY

Stabelizing

Clamping

Wood frames

Skrewing

Layering

Wrapping

Tensioning

Straw element

Reed Sways

Clay plate

Woodfiber plate

Clay Plaster interior (rough)

Hemp net Screws

Clay Plaster (Impregnation)

Clay Plaster interior (fine)

Wall fragment Section 1:10 mm

PRINCIPPER FOR BIOGEN KONSTRUKTION IN SITU

MATERIALERNE der er brugt er rene organiske materialer; siv, halm og træ med begrænset levetid og lavt miljøaftryk samt lerpuds og lerplader som brandsikring og det højindustrialiserede materiale stål med lang levetid og stort miljøaftryk.

DIMENSIONERNE som er anvendt i konstruktionen er afledt af standarddimensionerne for de anvendte halmelementer (b. 600, d. 300, h. 2400 mm). Til sidst samles konstruktionen med skruer og stabiliseres af en toprem.

BYGBARHED i den biogene konstruktion har også været et et centralt spørgsmål. Der har været benyttet en sakselift til at tække taget. Derudover bruges der ikke større maskiner til at bygge kontruktionen. Stråene er tækket direkte på træfiberplader. De indvendige overflader er pudset med en grov og derefter en fin lerpuds direkte på halmelementet. Anvendelse af skruer og tækkeskruer sikrer en let adskillelse af de forskellige materialer.

BRANDHÆMMER indgår i konstruktionen i form af lerpuds og lerplader. Lerpladerne definerer fremspringene i facaden. Den indvendige væg er desuden pudset med fin og ru lerpuds, for at beskytte konstruktionen indefra mod brand. Dette giver også indervæggen en glat, jævn overflade.

STRÅTÆKNING er foretaget lodret stråtækt direkte på træfiber plader. Tre fremspring i facaden beskytter den lerimprægnerede overflade mod regn. Stråtækningen af facade og tag foregår på stedet. Men de anvendte halmelementer er præfabrikeret som et komplet byggesystem.

FACADEN med den imprægnerede lerpuds, fremstår som en taktil overflade, hvor det tækkede definerer lerets struktur.

ADSKILLELSE af konstruktionen kræver at det tækkede først fjernes, træfiberpladerne skrues af og halmelementerne skrues fra hinanden. Fordi retningen af træfiberpladerne er vandret, tager det længere tid at skille konstruktionen ad. Dog er træfiberpladerne fuldt genanvendelige efter afmontering.

Stabilisere

Fastspænde

Skrue

Lagdele

Indpakke

Stramme

Træbrædder

Tækkerør

Halmelement

Kæppe Lerplade

Træfiberplade

Lerpuds interiør (grov)

Hampenet Skruer

Lerpuds (Imprægnering)

Lerpuds interiør (fin)

CONSTRUCTION KONSTRUKTION

Elevation 1:30

Opstalt 1:30

Plan 1:30

Plan 1:30

COMPOSITION OPBYGNING

1. Clay plaster 5 mm (impregnation)

2. Fire stop clay plate 22 mm

3. Reed 200-250 mm

4. Woodfiber plates 16 mm

5. Straw elements, w. 600, d. 300, h. 2400 mm

6. Hemp net 3 mm

7. Clay plaster, rough grain 25 mm

8. Clay plaster, fine grain 3 mm

1. Lerpuds 5 mm (imprægnering)

2. Brandstop lerplade 22 mm

3. Tækkerør 200-250 mm

4. Træfiberplade 16 mm

5. Halmelementer, b. 600, d. 300, h. 2400 mm

6. Hampenet 3 mm

7. Lerpuds, grov 25 mm

8. Lerpuds, fin 3 mm

Impregnating interior surface with clay Imprægnering med ler på indersiden

DISASSEMBLY DEMONTERING

The first part of the MUDP–project that is the Biogenic Construction In-situ was built and exhibited at the Royal Danish Academy as part of the exhibition “70% less –CO2 conversion to a viable age”. After the exhibition, this was to be separated into a smaller section, where the section was to be included in further studies on the influence of the weather on the facade as well as included in a research conference ICSA 2022 at Aalborg University.

The investigations for the construction were focused here on its manageability as well as material waste during partial disassembly and relocation. With the help of the construction in full scale, we were able, via the materials and assembly principles, to acquire important knowledge in relation to being able to erect and dismantle the building parts, in order to avoid the greatest possible waste of resources and increase the possibility of recycling.

Den første del af MUDP-projektet og den Biogene Konstruktion In-situ blev udstillet på Det Kongelige Akademi som led i udstillingen ‘70% less – CO2conversion to a viable age’. Efter endt udstilling skulle hushjørnet skilles ad til et mindre udsnit. Denne del skulle indgå i videre undersøgelser i.f.t. vejrforholdets indflydelse (især regn) på facaden og udsnittet skulle senere indgå i en forskningskonference ICSA 2022 på Aalborg Universitet.

Undersøgelserne i forhold til konstruktionen fokuserede på dens håndterbarhed samt materialespild ved delvis adskillelse og udflytning. Ved hjælp af opbygningen i målestok 1:1, kunne vi via materialerne og samlingsprincipperne, tilegne os vigtig viden i forhold til at kunne opføre og nedtage bygningsdelene, for at kunne undgå mest mulig ressourcespild og øge muligheden for genbrug.

The thatched roof is carefully dismantled Det tækkede stråtag bliver forsigtigt afmonteret

Biogenic Construction in-situ 1 2 3

The screws for the thatched roof and walls are removed Skruerne til stråtaget og vægelementer bliver fjernet

Den indvendige vægoverflade skæres op

Dismantling of building elements

Afmontering af byggeelementer

Half way in dismantling of reed Halvvejs med afmontering af tækkerør

Exposed 7 8 9

Marking of the assembly points of the elements Markering af elementernes samlinger

Last part of the elements Sidste del af elementerne

Lerpuds hæftede på trærammen ved hjælp af særlige træfiberunderlag

Reduced house corner ready for moving out and further investigations

Reduseret hushjørne klar til udflytning og yderligere undersøgelser

thatching screws Blotlagte tækkeskruer 10 11 12 13 BIOGENINIC CONSTRUCTIONS BIOGENE KONSTRUKTIONER

Dismantled elements ready for reuse

The interior wall surface is cut up

Clay plaster was applied to wooden frame using special wood fiber sheets

Washed off clay on the thatched facade Afvaskning af ler på tækket facade

WEATHER VEJR

WEATHERING AND CLAY IMPREGNATION

Studies of the weathering of the construction surface is meant to visualize how the clay impregnation as a fire retardant is affected by rainfall. These observations should provide knowledge about how the constructive recesses can contribute to preventing leaching and securing the durability of the clay impregnation over time.

VEJRPÅVIRKNING OG LERIMPRÆGNERING

En undersøgelse af vejrets indflydelse på overfladen af den biogene konstruktion skal synliggøre hvordan imprægneringen med ler som brandhæmmer, bliver påvirket af nedbør. Disse observationer skal give indblik i hvordan de konstruktive fremspring kan bidrage til at hindre udvaskning og sikre lerimprægneringens holdbarhed over tid.

As a part of further investigations, the reduced version of the Biogen Construction in-situ has been placed outdoors for a period of approximately 3 1/2 months. The two facades were facing south and west. The aim was to investigate how changing weather, especially rainfall and sun, would affect the clay-impregnated surface.

The weather impacts have been observed visually and photo-documented regularly. The observations shows that the construction recesses act as protecting features of the clay directly below. But the clay as a whole was not washed out – on the contrary, there were large areas that retained the clay between the reed. These studies have been used to form the basis for future constructive improvements and create a deeper insight in relation to the influenceof the weather on the matierals. The diagram on the right shows the changing weather conditions during the study period.

Summary of the weather for March

For the Copenhagen area, where the test took place, the average temperature was around 4 °C. The average rainfall was approximately 3 millimeters and the sunshine duration was 230 hours.

April: The average temperature: 7.6 °C.

The average rainfall: 30 mm.

Sunshine duration: 304 hours.

May: The average temperature:12.9 °C.

The average rainfall: 46.2 mm.

Sunshine duration: 211 hours.

June: The average temperature: 16.9 °C.

The average rainfall: 33.5 mm.

Sunshine duration: 216 hours.

July: The average temperature: 18.3 °C.

The average rainfall: 23.5 mm.

Sunshine duration: 237,7 hours.

En mindre del af den Biogene Kontruktion in-situ har været placeret udendørs i en periode på ca. 3 1/2 måned – fra den 24.03.2022-01.07.2022. De to facader vendte mod hen-holdsvis syd og vest. Målet var, at undersøge hvordan skiftende vejr, især nedbør og sol, ville påvirke de lerimprægnerede overflader.

De vejrmæssige påvirkninger er blevet observeret visuelt og fotodokumenteret regelmæssigt. Observationer viser at de konstruktive fremspring fungerer som ‘vandnæser’, der beskytter leret direkte under. Men ikke alt ler er blevet udvasket – derimod var der store områder, hvor ler fortsat er mellem stråene. Undersøgelserne har haft til formål at danne grundlag for fremtidige konstruktive forbedringer og give en dybere indsigt ift. vejrets påvirkning på materialerne. Diagrammet til højre viser de skiftende vejrforhold i undersøgelsesperioden.

Sammendrag af vejret for marts

For Københavnsområdet hvor testen foregik, var gennemsnitstemperaturen omkring 4 °C. Den gennemsnitlige nedbør var på omkring 3 millimeter og antallet af solskinstimer var 230 timer.

April: Temperatur gennemsnit: 7,6 °C.

Gennemsnitlig nedbør: 30 mm.

Antal solskinstimer: 304 timer.

Maj: Temperatur gennemsnit. 12,9 °C.

Gennemsnitlig nedbør: 46,2 mm.

Antal solskinstimer: 211 timer.

Juni: Temperatur gennemsnit: 16,9 °C.

Gennemsnitlig nedbør: 33,5 mm.

Antal solskinstimer: 216 timer.

Juli: Temperatur gennemsnit: 18,3 °C.

Gennemsnitlig nedbør: 23,5 mm.

Antal solskinstimer: 237,7 timer.

Temperature (°C)

Temperature (°C)

Temperature high

Temperatur høj

Temperature medium

Temperatur middel

Temperature low Temperatur lav

The data is from dmi.dk

Data er fundet på dmi.dk

The thatched facade right after heavy rain Den tækkede facade umiddelbart efter kraftig regnvejr

Production of the prefab thatched elements Produktion af de præfabrikerede tækkede elementer

PREFAB

PREFABRICATED THATCHED ELEMENTS

The Biogenic Construction Prefab introduces building principles that show a new and alternative way to think thatched facades solutions. The industrialized and standardized approach to the construction has been a necessary principle, as this construction had to be transported long distance and built on site. The Biogenic Construction Prefab is a imagined house corner based on the clear principles for the development and execution of prefabricated thatched elements in wooden cassettes. The size of the thatched elements is based on the dimensions of the EcoCocon elements. By using the same dimensions for the various components, we aimed at an adaptable construction that could be included in new ways. A construction with light-weight elements and a simple system, ensures great buildability, which also gives the elements the potential for future recycling.

PRÆFAB

PRÆFABRIKEREDE TÆKKEDE ELEMENTER

Den Biogene Konstruktion Præfab introducerer nogle byggeprincipper, som viser principper, som viser en ny og alternativ måde at tænke tækkede løsninger på. Den industrialiseret og standardiseret tilgang til konstruktionen har været et nødvændigt dogme, da denne konstruktion skulle transporteres langvejs og monteres på stedet. Den Biogene Konstruktion Præfab er et tænkt hushjørne, hvor fokus er på klare principper for udvikling og udførelse af præfabrikerede tækkede elementer. De tækkede elementers størrelse er tegnet på baggrund af EcoCoconelementet. Ved at gøre brug af de samme dimensioner for de forskellige byggeelementer, opnås en adaptiv konstruktion, som kan indgå i nye konstruktive sammenhænge. Konstruktionen skal med lette elementer og et simpelt byggesystem sikre en enklere transport, en høj grad af bygbarhed og fremtidig genanvendelse.

PRINCIPLES FOR BIOGENIC CONSTRUCTION PREFAB

THE MATERIALS used are pure renewable materials; reed, straw and wood with a limited lifespan and low environmental footprint as well as clay plaster and clay sheets as fire protection. Finally, there is the highly industrialized material steel with a long lifespan and heavy environmental footprint.

THE CONSTRUCTION DESIGN is derived from the standard dimensions of the straw elements used. The thatched roof cassettes rest upon the wall elements and the surface blends in with the thatched surfaces of the wall. The construction is assembled, screwed together and stabilized by a top header.

THE REED is thatched on woodfiber plates in wooden cassettes, which have the same width as the straw elements, which ensure a convenient assembly and disassembly of the construction. Horizontally, there are three clay plates inserted in the thatch. This feature creates three horizontal recesses. They are protecting the clay impregnated surface from rain.

BUILDABILITY is a focus of the Biogenic Construction Prefab. The thatched elements must be able to be assembled and disassembled by hand by two people to make construction easier and to assure maintenance of the construction. Screws and thatching screws make a separation of the elements possible.

FIRE RETARDING ELEMENTS are part of the construction in form of clay plaster, clay sheets and clay impregnation. Clay plates define recesses in the facade to act as fire stops. (Grass insulation can also be inserted between the straw elements and the supended thatched cassettes to avoid a chimney effect in case of fire.)

ASSEMBLY of the different elements is meant to be on site. The applied straw elements and the thatched elements were all prefabricated. The elements are designed in such a way that they can be packed together and transported.

THE FACADE with the impregnated clay plaster has a tactile surface where the thatch shows in the surface of the clay. The facade is moduled vertically by the thatched elements. This detailing tells the tale of the prefabricated construction, the thatched elements which are hung on the straw elements.

DISASSEMBLY of the prefab construction can easily be done by separating the thatched elements in the same way as the straw elements.

TECTONIC TECHNOLOGY

Stabilizing

Clamping

Layering

Skrewing

Wrapping

Clay plaster (Impregnation)

Tensioning

Locking

Wall fragment Section 1:10

Straw element

Reed Sways

Clay plate

Wood frame

Wood fiber plate

Birch plywood

Screws

(Grass insulation)

PRINCIPPER FOR BIOGEN KONSTRUKTION PRÆFAB

MATERIALERNE der er brugt er rene fornybare materialer; tækkerør, halm og træ med begrænset levetid og lavt miljøaftryk samt lerpuds og lerplader som brandsikring. Et højindustrialiseret materiale som stål indgår også, som har lang levetid og store miljøpåvirkninger.

DIMENSIONERNE som er anvendt i konstruktionen er afledt af dimensionerne for de anvendte halmelementer. Facadens konstruktive fremspring beskytter dens overflade mod nedbør. Til sidst samles konstruktionen med skruer og stabiliseres af af en toprem.

TÆKKERØR er tækket på træfiberplader i trækassetter, som har samme bredde som halmelementerne. Det sikrer en enklere montering og demontering af konstruktionen. De tækkede tagkassetter hviler af på vægelementerne og deres overflade blender ind med de lodret tækkede overflader. Der er indsat tre lerplader i det tækkede lag, som skaber tre fremspring i facaden, der beskytter den lerimprægnerede overflade mod regn.

BYGBARHED er et centralt spørgsmål i den Biogene Konstruktion Præfab. Dogmet er at de tækkede elementer skal kunne monteres og demonteres af to personer med håndkraft for at opnå en større bygbarhed og mulighed for vedligeholdelse af konstruktionen. Skruer og tækkeskruer i stål muliggør demontering af de forskellige elementer.

BRANDHÆMMENDE ELEMENTER indgår i konstruktionen i form af lerpuds og lerplader. Lerpladerne skaber et fremspring i facaden for at agere som brandstop. (Græsisolering er monteret på halmelementet, hvilket eliminerer luftrummet mellem de ophængte kassetter og halmelementerne for at undgå skorstenseffekt ved evt. brand.)

MONTAGE af de forskellige elementer sker on site. De anvendte halmelementer og tækkede elementer er præfabrikerede. Elementerne er designet så de kan transporteres sammen.

FACADEN fremstår med det imprægnerende lerpuds, som en taktil overflade opdelt i lodrette felter, som er defineret af det tækkede kasettesystem. Denne detalje formidler historien om den prefabrikerede konstruktion, som hænges op på halmelementerne. Facadens overflade videreformidler på den måde den tektoniske logik.

DEMONTERING af konstruktionen er nem på grund af de præfabrikerede tækkede elementer kan skilles ad på samme måde sin halmelementerne.

CONSTRUCTION KONSTRUKTION

Elevation 1:30

Opstalt 1:30

Plan 1:30

Plan 1:30

COMPOSITION OPBYGNING

1. Clay plaster 5 mm (impregnation)

2. Reed 180-200 mm

3. Woodfiber boards 16 mm

4. Reed 180-200 mm

5. Fire stop clay plate 22 mm

6. Woodfiber boards 16 mm

7. Straw elements, w. 600, d. 300, h. 2400 mm

8. Construction wood

9. Birch Plywood

1. Lerpuds 5 mm (imprægnering)

2. Tækkerør 180-200 mm

3. Træfiberplader 16 mm

4. Tækkerør 180-200 mm

5. Brandstop lerplade 22 mm

6. Træfiberplader 16 mm

7. Halmelementer, b. 600, d. 300, h. 2400 mm

8. Konstruktionstræ

7 8 6

6 4

3 2 1 BIOGENINIC CONSTRUCTIONS BIOGENE KONSTRUKTIONER

Manually lifting the corner element of The Biogenic Construction Prefab Manuelt løft af hjørneelement fra den Biogene Konstrukiton Præfab

CINARK receives the award ‘Research Category’ for the Biogenic Construction Prefab at Trienal de Aquitectura de Lisboa, TERRA

CINARK modtager prisen ‘Research Category’ for den Biogene Konstruktion Præfab ved Arkitekturtrienalen i Lissabon, TERRA

ANALYSES ANALYSER

THREE MATERIAL PYRAMIDS TRE MATERIALEPYRAMIDER

The analysis of the environmental impact (GWP) is made impact per square metre ‘only wall’ fragment (kg CO2-eq./m2 wall). The two biogenic constructions are compared to a conventional construction from a standard house which is made of the materials; brick, mineral wool and aerated concrete. The three constructions are compared on the basis of LCA-phases A1-A3, which show the materials upfront carbon output. In the comparison, the conventional construction stands out, as primary energy must be used in the production of all the materials. Thereby, the conventional construction releases CO2 into the atmosphere, whereas the CO2 is stored in the regenerative materials of the two biogenic constructions, with the exception of the clay plaster and the steel (screws).

* The Carbon Output for reed is calculated from the expectation that it has a thickness of 220 mm. Numbers are based on EPD (ISO 14025 / EN 15804) phase A1-A3 primarily from Ökobaudat and secondly from Institut Bauen und Umwelt (IBU), EPD-Norway og EPD-Denmark.

** Joint per m2 - 10 kg per m2 with a joint depth of 2 cm (murergrej.dk)

Analysen af miljøpåvirkningerne (GWP) er foretaget pr. kvadratmeter ‘ren væg’ fragment (kg CO2-eq./m2 væg).

De to biogene konstruktioner er sammenlignet med et konventionel konstruktion fra et klassisk typehus, som er opbygget af materialerne tegl, mineraluld og gasbeton.

De tre konstruktioner sammenlignes på baggrund af LCA-faserne A1-A3, som viser materialers ‘upfront’ CO2 udledning. I sammenligningen skiller den konventionelle konstruktion sig ud, da der i produktion af alle materialerne er brugt primær energi. Derved udskiller den konventionelle konstruktion CO2 i atmosfæren, hvorimod der er lagret CO2 i de fornybare materialer, som indgår i de to biogene konstruktioner med undtagelse af lerpudsen og stålet (skruer og beslag).

* Cartbon output for strå er udregnet ud fra at et klassisk stråtag har en tykkelse på 220 mm. Tal er baseret på EPD (ISO 14025 / EN 15804) fase A1-A3 primært fra Ökobaudat og subsidiært fra Institut Bauen und Umwelt (IBU), EPDNorge og EPD-Danmark.

** Fuge pr. m2 - 10 kg per m2 med en fugedybde på 2 cm (murergrej.dk)

kg CO2 Eq m2 material

1 *Reed 180 mm *Tækkerør 180 mm

2 Construction wood (GNS) Konstruktionstræ (GNS)

3 Wood fiber board 16 mm Træfiberplade 16 mm

4 Straw 300 mm (EcoCocon) Halm 300 mm (EcoCocon)

5 Clay plate 22 mm Lerplade 22 mm

6 Clay plaster impregnation 5 mm Lerpuds imprægnering 5 mm

7 Clay plaster, rough 3 mm Lerpuds, grov 3 mm

8 Clay plaster, fine grain 3 mm Lerpuds, fin 3 mm

9 Galvanized steel Galvaniseret stål

kg CO2 Eq m2 material

1 *Reed 180 mm *Tækkerør 180 mm

2 Grass insulation Græsisolering

3 Construction wood (GNS) Konstruktionstræ (GNS)

4 Wood fiber plate 16 mm x 2 Træfiberplade 16 mm x 2

5 Straw 300 mm (EcoCocon) Halm 300 mm (EcoCocon)

6 Plywood Birkekrydsfiner

7 Clay plate 22 mm Lerplade 22 mm

8 Clay plaster impregnation 5 mm Lerpuds imprægnering 5 mm

9 Galvanized steel Galvaniseret stål

kg CO2 Eq m2 material

1 New bricks 108 mm Nye mursten 108 mm

2 Aerated concrete 200 mm Gasbetonblokke 200 mm

3 Mineral wool 200 mm Mineraluld 200 mm

4 PE foil 0.05 PE-folie 0.05

5 **Motar **Mørtel

6 Galvanized steel 5 pcs. per m2 wall 3 mm

Galvaniseret stål 5 stk. pr m2 væg Ø3 mm

LIFE CYCLE ASSESSMENT OF TWO BIOGENIC CONSTRUCTIONS LIVSCYKLUSVURDERING AF TO BIOGENE KONSTRUKTIONER

The analysis is a follow-up to an assessment conducted in December 2018 for the book ‘Circular Construction – Materials, Architecture, Tectonics.’

The method is the same, therefore the analysis is made per square metre construction. It is based on the list of materials which are associated with LCA data from the German database; Ökobaudat and for ‘reet’ from „Nachwachsende Rohstoffe e.V“ for their climate and environmental footprint from the stages A1-A3.

One usage cycle is included in the assessment. The materials are evaluated regarding their input in respect of their category: Reuse, Recycling, Renewable Resources (<80% and <20%) Primary Non-renewable Material and Potential Output. They are divided in four groups:

• Fraction A. Material which can be deconstructed, is undamaged and can be reused.

• Fraction B. Material that can be withdrawn as broken but pure material which can be recycled for the same or even higher purpose.

• Fraction C. Material that is broken when deconstructed and mixed with other materials. It can be potentially recycled but with lower applicability.

• Fraction D. Materials that are collected and end up at the disposal site.

The results are shown per square metre (m2) construction. Both biogenic constructions have a negative Global Warming Potential (GWP) as all materials are from renew-

Denne analyse er en opfølgning på lignende undersøgelse foretaget i december 2018 til bogen ’Cirkulært Byggeri – Materiale, Arkitektur, Tektonik’.

Metoden er den samme, hvor analysen er foretaget pr. kvadratmeter. Den er baseret på listen af materialer, som er forbundet med LCA-data fra tyske materialedatabase; Ökobaudat og for tækkerær fra „Nachwachsende Rohstoffe e.V“ for materiale klima og miljøaftryk fra faserne A1-A3.

Analysen redegør for én brugscyklus. Materialerne vurderes ud fra deres input i forhold til deres kategori: Genanvendelse, Genbrug, Vedvarende ressourcer (<80% og <20%), Primært ikke-fornybart materiale og Potentielt output. De er inddelt i fire grupper:

• Fraktion A. Materiale, der kan dekonstrueres, er ubeskadiget og kan genbruges.

• Fraktion B. Materialer, der kan tages ud som ødelagte, mange som rene materialer, der kan genanvendes til samme eller endnu højere formål.

• Fraktion C. Materiale, der er ødelagte og blandes med andre materialer. Det kan potentielt genbruges, men med en lavere anvendelighed.

• Fraktion D. Materiale, som er opsamlet, ikke-brugbart og som ender i deponi.

Resultaterne er vist pr. kvadratmeter (m2) konstruktion. Begge biogene konstruktioner har et negativt Globalt Drivhuspotentiale (GWP), da alle materialer er fornybare og lagrer drivhusgasser (GHG) i materialernes vækstfase.

LINDA HILDEBRAND, Dr.-ing Juniorprofessor, Reuse in Architecture, RWTH Aachen Juniorprofessor, Genanvendelse i Arkitektur, RWTH Aachen

able origin and store Green House Gas (GHG) emissions in their growing phase. The values for not renewable primary energy are relatively low (approximately ten times lower than a brick construction). The two biogenic constructions are very similar which is reflected in the results.

Biogenic Construction In-situ shows better results for the indicator of Primary Energy and Biogenic Construction Prefab for the indicator of GWP. It makes sense to look at both indicators as the GWP will support the use of more renewable materials which is the opposite to a ‘sufficiency approach’. Ideally, a minimum amount of materials are used.

Looking at the amounts and distribution of materials in regard of GWP, it shows that straw and construction wood are the two materials that are performing well concerning low climate and environmental impact. Both materials include only few process steps in manufacturing and construction that require primary energy. The GHG emissions extracted in the growing phase are higher than the ones emitted in the production and construction phases.

The input graph shows the high amount of renewable materials. The mineral products (clay) are included under “lower than 20% renewable“ as in 30 years clay wont be fully reproduced. All other materials/products are renewables. Joints (screws and thatching screws) are not part of the analysis.

The straw is compressed in the prefabricated straw elements and therefore considered to be reusable (Fraction A). The reed is mounted on the outside and it is considered to need processing in case of further reuse (Fraction B). The wood fibre boards do not have the full potential of being used in the same quality as new woodfiber boards which is why they are categorised as (Fraction C).

Værdierne for primær energi, der ikke er vedvarende, er relativt lave (se grafer på forrige side) – omkring ti gange lavere end en murstenskonstruktion. De to biogene konstruktioner er meget ens, hvilket afspejler sig i resultaterne.

Indikatoren for primær energi viser bedre resultater i den Biogene Konstruktion In-situ og ligeledes indikatoren for GWP den Biogene Konstruktion Præfab. Det giver mening at se på begge indikatorer, da GWP vil understøtte øget anvendelse af fornybare materialer, hvilket er det modsatte af en ’nøjsomhedstilgang’. Ideelt set skal man anvende så få materialer som muligt.

Ser man på mængder og forelingen af materialerne i forhold til GWP, viser det, at halm og konstruktionstræ er de to materialer, der har den bedste ydeevne. Begge materialer har kun få processtrin der kræver primær energi i produktion og udførelse. De drivhusgasser, der er bundet i vækstfasen, er højere end dem, der udledes i produktionsfaserne.

Inputgrafen viser den høje mængde af fornybare materialer. De mineralske materialer (ler) er inkluderet under “mindre end 20 % fornybar”, da ler ikke vil være fuldt genskabt i naturen om 30 år. Alle andre materialer/produkter er fornybare. Samlinger (skruer og tækkeskruer) er ikke en del af analysen.

CO2 er bundet i halmen og anses for at kunne genbruges (Fraktion A). Tækkerør er er monteret udendørs og vurderes at have behov for bearbejdning hvis det skal gebruges (Fraktion B). Træfiberpladerne har ikke det fulde potentiale i forhold til at blive brugt i samme kvalitet, hvorfor de er kategoriseret som (Fraktion C).

Reuse Genbrug

Renewable ressource < 80% Fornybar ressource < 80%

Renewable ressource < 20% Fornybar ressource < 20%

Recycle

Genanvendelse

Primary non-renewable materials

Primære ikke fornybare materialer

Input (mass %) Input (masse %)

Fraction A, reusable Fraktion A, genbrug

Fraction B, pure materials (broken) Fraktion B, rene materialer (itu)

Fraction C, mixed materials Fraktion C, blandede materialer

Fraction D, disposable Fraktion D, affald

Potential Output (mass %) Potentielt Output (masse %)

Construction prefab Konstruktion præfab

Construction prefab Konstruktion præfab

THERMAL ANALYSES TERMISKE ANALYSER

U-value calculation and thermal simulation

To ensure that the biogenic constructions are comparable, they are all developed to perform within the present component demands of the building code. Therefore they must be in accordance with the current applicable standards in the construction industry. The component requirement in the present Danish building code allows for new facade construction to have a heat loss coefficient (U-value) of 0.30 W/m2K. A series of simulations have been carried out to see if thermal bridging in the construction would create a performative problem. The calculations and simulations showed very positive results in regard of the insulating performance of the biogenic constructions.

U-værdiberegning og thermisk simulering

De biogene konstruktioner er udviklet ud fra gældende lovgivning til komponentkrav for at sikre en sammenlignelighed med andre lignende byggetekniske løsninger. Komponentkravet for ydervægge tillader en varmetransmission på 0.30 W/m2K (U-værdi). Der er foretaget en række simuleringer for at se om kuldebroer gav anledning til forringede performative egenskaber. Beregninger og simuleringer viste meget positive resultater med hensyn til de biogene konstruktioners isolerende ydeevne.

The material energy loss is measured in the height of 1000 mm (B,D) and 1400 mm (A,C)

Materialernes varmetab er målt i en højde på 1000 mm (B,D) og 1400 mm (A,C)

CONSTRUCTION Prefab with air cavity CONSTRUCTION Præfab med luft hulrum

CONSTRUCTION In-situ without air cavity CONSTRUCTION In-situ uden hulrum

Daniel Sang-Hoon Lee, Associate Professor, M.Eng/PhD Lektor, M.Ing/PhD

ARTICLES ARTIKLER

THE CONSTRUCTION MATERIAL PYRAMID AND BIOGENIC MATERIALS

BYGGERIETS MATERIALEPYRAMIDE OG BIOGENE MATERIALER

PELLE MUNCH-PETERSEN, Architect, Associate Professor, Industrial PhD, CINARK, The Royal Danish Academy Arkitekt, Lektor, Ph.d., CINARK, Det Kongelige Akademi

ANNE BEIM, Professor in Architecture, PhD, CINARK, The Royal Danish Academy Professor i Arkitektur, Ph.d., CINARK, Det Kongelige Akademi

This article is an extract of the conference article “The Construction Material Pyramid: ‘Initial impact assessment’ as a methodical change in architectural design.” – ICSA2022.

A paradigm shift signifies fundamental change. It is dramatic and not a term to use lightly. Nonetheless, we argue that the new focus on biogenic materials in architecture constitutes an apparent reaction to the paradigmatic change represented by the global climate crisis. Also, it forms part of a renewed focus on materials in architecture that can be understood as a paradigmatic change in architecture per se. A focus that has more than practical implications, since it dictates that the methods and formal regulations of architectural design must be reconsidered. It offers a new road ahead, and it is uncertain where it leads. Thus, every step along the path must be scrutinized and questioned so that it can lead to a more sustainable future.

To understand the root of the problem, let us look at where it is departing from, since it seems that present day methods and preconditions in architecture are deriving from the modernist era. Modernists such as Le Corbusier (1887–1965) would claim the plan to be the architectural point of departure. According to Le Corbusier, organizing the plan is the origin of meaning in architecture:

“The Plan is the generator

Without a plan, you have a lack of order, and willfulness

The Plan holds in itself the essence of sensation”1

The function and the plan seem to hold the answer for the modernist. The material is merely a means to an end –something modernists did not take lightly. But nonetheless

Denne artikel er en ekstrakt fra artiklen til konferencen

“The Construction Material Pyramid: ‘Initial impact assessment’ as a methodical change in architectural design.” – ICSA2022.

Et paradigmeskift betyder fundamental forandring. Det er et dramatisk begreb som skal bruges med omtanke. Ikke det jo mindre mener vi, at det nye fokus på biogene materialer i arkitekturen er en reaktion på det paradigmeskift som den globale klimakrise har skabt. Det er del af en fornyet interesse for materialer, der i sig selv kan ses som et paradigmeskift i arkitekturen. Det er et fokus som har mere end praktiske konsekvenser og som kræver at vores grundforståelse af arkitektonisk metode og byggeriets regelsæt skal revideres. Det åbner nye veje for arkitekturen og hvor vi ender, er stadig usikkert. Derfor må hvert et skridt på vejen overvejes og spørges til, så vejen kan lede til en mere bæredygtig fremtid.

For at forstå det fundamentale i denne ændring må vi se på hvorfra den udspringer og hvordan de nye materialefokus repræsenterer en bevægelse væk fra de forforståelser den modernistisk era har etableret i arkitekturen. For Le Corbusier var udgangspunktet for al arkitektur organisering af planens og enhver mening i arkitekturen kunne spores tilbage hertil. Han skrev:

“The Plan is the generator

Without a plan, you have a lack of order, and willfulness

The Plan holds in itself the essence of sensation”1

Funktionen og planen var svaret for modernisterne. Materialet var blot et middel til målet. På den måde var materialet ikke uvæsentligt, men the materielle fokus var

the material focus was second to the organizational planning of architecture. The material should answer to functional demands such as constructional strength, insulation performance, and fire regulations but the functional demands in themselves did not lead to the architectural idea.

In this time of global crisis materials must not only be considered as more than functional and performative. Materials gerrive from somewhere, many are becoming scarce resources, and furthermore, when the architect points to a material, something (often irreversible) has already been done to the world. The Construction Material Pyramid implies “that the material MUST come before the ‘plan’”. Or rather that the architectural design is depending on materiality and thus it requires an ethical discussion on materiality at the very beginning. So, when replacing the concept of ‘plan’ for the concept of ‘material’ in the quote of Le Corbusier, it demonstrates the paradigm change that the Construction Material Pyramid is part of:

The Material is the generator. Without a material, you have a lack of order, and willfulness. The material holds in itself the essence of sensation.

When looking at the material as a “generator”, it becomes clear that (architectural) ideas are in fact rooted in “something”, in phenomena, experiences, qualities, sentiments, stuff, etc. Think about a wooden house in comparison to a brick house – two distinctly different houses begin to appear for the mind’s eye. So, when discussing these two houses based on material ecology and “building”, the architectural idea behind these houses limits the outcome. Of course, not all ideas are equally good, so the Construction Material Pyramid may have a normative impact on architectural ideas, which is a contradiction to the understanding of

sekundært i forhold til det organisatoriske. Materialet skulle svare på funktionelle krav og derfor var materialets styrke, isoleringsevne, brand-mæssige egenskaber vigtige egenskaber, men materialet var ikke nødvendigvis en del af den arkitektonisk konceptualisering.

Den aktuelle krisetid fordrer at det ikke er nok at forstå materialet udelukkende som instrument for funktionalitet. Materialer kommer et sted fra, mange af dem er ved at være knappe ressourcer, og deres udvinding har allerede haft mange økologiske konsekvenser (ofte uoprettelige). Her har arkitekterne et stort ansvar. Byggeriet Materialepyramide antyder at ”materialet MÅ komme før ’planen’”. Eller snarere at arkitekturens koncepter er materielt betinget og derfor kræver det en materialeetisk diskussion før der sættes blyant på papir. Når vi udskrifter ordet ’plan’ med ordet ’materiale’ i citatet fra Le Corbusier udpeger det essensen i det paradigmeskift vi står midt i og som Byggeriets Materialepyramide er en del af:

The Material is the generator. Without a material, you have a lack of order, and willfulness. The material holds in itself the essence of sensation.

Når vi anskuer materialet som ‛generator’ påmindes vi at (arkitektoniske) ideer altid har en gæld til ‛noget’, et fænomen, en oplevelse, kvaliteter, følelser, ting osv. Og dette ‛noget’ har ofte et materielt udgangspunkt. Tænk på en ’træhytte’ og sammenlign den med en ‛murermestervilla’ og to distinkt forskellige byggerier ses på vores indre øje. Når disse koncepter diskuteres ud fra et materiale-økologisk perspektiv, ser vi at koncepterne begrænses (ændrer sig) på forskellig måde. Her bliver det også tydeligt at ikke alle arkitektoniske ideer er lige velfungerende. På denne måde er Byggeriet Materialepyramide normativ og materialeetikken udfordrer

architecture as a “applied art”. Nonetheless, it shows that architectural ideas are malleable and how the frame that is set happens to dictate the outcome.

Posing the “right” questions

One of the major findings when using the Construction Material Pyramid is that it sparks conversations and scrutiny amongst all groups of users. Since 2019, it has been disseminated as a poster version (a static tool) to the broader public and leading stakeholders in the construction industry, in addition to students and academics. As a web-based interactive version (a dynamic tool), it has been accessible to everyone since the fall of 2020. All along, it has been tested amongst students, presented at building material conferences, international universities,2 and it has been shared with professionals dealing with construction and communicated to laymen. Altogether, it is provoking the user to ask questions and to wonder how the Construction Material Pyramid is corresponding with his/her knowledge about the sustainability of materials. The web version gives the user a direct visual “impact output” that often leaves a strong impression depending on the material choices. The visual graphics are easy to grasp, helping to conceive the complexity and the interdependencies.

Despite the well-communicating graphics, many questions have been raised by the professional environment and amongst academics. Stakeholders and manufacturers have been concerned about the later life stages of the construction, referring to building design and LCA that includes 50–120 years lifespan—whereas researchers have been concerned about what sort of data has been included, how much data, and how the data is calculated. Amongst students, the questions have been straightforward without any specific interests in market shares or scientific righteousness. Presented below are some of the most common and productive questions we have encountered during the lifetime of the Construction Material Pyramid. It has led to adding a series of key questions to the web version:

den frie kreative proces og selve ideen om at “arkitekturen en bunden kunstart”. Den understreger dog, at arkitektoniske ideer er formbare størrelser og at der altid er en ramme (en gæld til noget) som dikterer resultatet.

At stille de ‘rigtige’ spørgsmål Et vigtigt resultat af Byggeriret Materialepyramide er måden den starter diskussion og eftertanke hos dem som bruger den. Siden 2019 har Byggeriets Materialepyramide været offentlig tilgængelig via plakatversionen for alle i byggeriet og er testet af alle typer af interessenter i byggeriet, samt studerende og videnskabelige kollegaer. Den onlinebaseret interaktive version har være tilgængelig siden efteråret 2020. Indtil i dag har den været studeret kontinuerligt og artikler er præsenteret til konferencer, på internationale universiteter,2 mens den er blevet delt vidt og bredt blandt professionelle og lægmænd. Den fælles reaktion, på tværs af faggrupper, er at den åbner for en række spørgsmål og undren som er afledt af brugerens egen forforståelse om bæredygtige materialer. Onlineversionen giver brugeren en tydelig visuel afbildning af brugerens valg. Den visuelle repræsentation er nem at forstå og har til formål at gøre komplekse miljødata tilgængelige og leder til en forståelse af materialemæssige gensidige afhængigheder.

Selv om at grafikken er nem at forstå, leder Byggeriets Materialepyramide til mange spørgsmål som gentagne gange er blevet rejst af professionelle i byggeriet og blandt akademiske kolleger. Andre interesenter og materialeproducenter er ofte optaget af de sene stadier i materialer liv med henvisning til muligheden for LCAberegninger med lang horisont som 50 til 120 års betragtningsperiode. Akademikere er ofte mere optaget af hvilken data der er blevet brugt, hvor meget data der ligger til grund og hvordan dette beregnes. Blandt studerende og brugere i praksis er spørgsmålene ofte mere direkte og anvendelsesorienteret uden specifikke markedsinteresser for øje eller en særlig teoretisk orientering. Nedenfor præsenterer vi nogle af de tilbagevendende produktive spørgsmål som

Quantities? The pyramid shows kg CO2 EQ/kg material. However, is this a sufficient way to compare materials? The answer is no! Some materials are used in huge quantities and others in much smaller quantities. So, to use the Construction Material Pyramid “correctly” requires the user to think in depth about the material use (in regard of quantities) depending on the choice. In the best case, this leads to discussions on how to mitigate all excess and unnecessary complexity (layers) of construction or, for instance, to select materials that have similar structural properties as highemission materials but have less environmental impact.

Lifespan? It can be argued that the weakness of LCA applied in construction is that it is meant to forecast impacts long into the future, despite all the uncertainties this entails. The problematic aspect of these uncertainties is why the Construction Material Pyramid only includes the production stage. However, these ambiguities linked to a construction’s future life can be transformed by informed tectonic design strategies: One approach is to separate the material lifespan from the building lifespan through design for disassembly3 The second is working with the technical protection of vulnerable materials (overhanging roofs, etc.) so the lifespan of the materials is prolonged beyond the preconditioning calculations. Finally, simple construction solutions for passive indoor climate regulation that can bypass excessive and shortlived technologies in buildings can be a third strategy. Yet, it is important to emphasize that the future impact of constructions should not be disregarded.

But only ideas about handling the environmental impact upfront through design in smart and preconditioning ways. It is important to emphasize that the future impact of buildings should not be ignored. But with strategies as described above, we can influence the environmental impact over time through design instead of subjecting ourselves to a hypothetical and passivating calculation model.

Byggeret Materialepyramide igen og igen giver anledning til. De ’bedste’ spørgsmål er anført som simple opmærksomhedspunkter i den digitale version:

Mængder? Data vises som udgangspunkt i kg CO2 eq./kg. Materiale. Men er det nok til at sammenligne materialers bæredygtighed? Svaret er selvfølgelig nej! Nogle materialer bruger man meget af og andre i små mængder. For at bruge Byggeriets Materialepyramiden må man stille spørgsmål til hvor store mængder et materialevalg repræsenterer. I bedste tilfælde leder dette til en diskussion om hvordan overforbrug kan undgås og hvordan unødig kompleksitet i konstruktionen eller tilvalg af andre materialer (med samme performative egenskaber) hvor man får mere materiale for en given udledning.

Levetider? En usikkerhed i konventionel LCA er at den kigger langt ud i fremtiden uden at have sikkerhed for at antagelserne vil afspejle i byggeriets reelle liv. Netop fordi fremtiden er usikker tager Byggeriets Materialepyramide kun højde for ’upfront udledninger’, som knytter sig til produktionen af materialet. Imidlertid kan den usikkerhed som kan knyttes til byggeriets fremtidige liv arbejdes med via tektoniske designstrategier: En tilgang er at adskille den materielle levetid fra bygningens levetid gennem design for adskillelse3. En anden tilgang er at arbejde med konstruktiv beskyttelse af sårbare materialer (tagudhæng mv.). så materialers levetid potentielt forlænges ud over den beregningsmæssige forudsætning. Endelig, kan simple byggetekniske løsninger til passiv indeklimaregulering, hvor komplekse og kortlivede teknologier i bygninger, være en tredje tilgang.

Det vigtigt at understrege, at den fremtidige påvirkning af byggerier ikke skal ses bort fra. Men med strategier som beskrevet ovenfor kan vi påvirke miljøpåvirkningen overtid gennem design i frem for at underlægge os en hypotetisk og passiv beregningsmodel.

Joints and detailing? The Construction Material Pyramid can help to show how “parts” are connected. In construction materials are joint in different ways and it matters how the materials are combined. Thus, there is a clear connection between the lifespan and detailing. Design for disassembly (DfD) is a way to combine and distinguish between materials. This means that detailing is a way to approach the initial material choice that naturally includes the following materials choices4. It is a design approach to make ensure the lifespan of a material does not define the lifespan of another – or the whole building.

End-of-life scenario (EoL)? EoLs are not included in the Construction Material Pyramid, but this perspective is also important and can be addressed through design. Building materials that are part of the circular economy are reused, recycled, and repurposed—instead of being handled through “energy recovery” also called Waste to Energy (WtE). WtE is conversion of non-recyclable waste materials into useable heat, electricity, or fuel through a variety of processes, including combustion, gasification, pyrolization, anaerobic digestion, and landfill gas (LFG) recovery5 or disposed as landfill. Achieving the highest level of material salvage and reuse can only be ensured through design. Easy, intuitive, and non-destructive disassembly is therefore key. Many discussions that frame design are relevant when applying the Construction Material Pyramid. Some people read it as a “final answer” that is leading them to simplified solutions and conclusions.

The lower part of the Construction Material Pyramid is dominated by biogenic renewable materials. So, a simplistic conclusion could be “the more biogenic material we use the better”. This of course is a fallacy. The questioning above would reveal that. But even fallacies can sometimes lead to effective strategies such as “renewable materials are the preferred materials in construction”.

Samlinger og detaljer? Byggeriets Materiale-pyramide kan være med til at vise, hvordan ”dele” er sammensat. I bygningskonstruktioner er materialer sammenbygget på forskellige måder, og hvordan de kombineres har betyding. Der er således en klar sammenhæng mellem levetid og detaljering. Design for adskillelse (DfD) er en måde at kombinere og skelne mellem materialer. Det betyder, at detaljering er en måde at bestemme de indledende materialevalg på, hvilket har betydning for de efterfølgende materialevalg4. Det er en måde at sikre, at et materiales levetid ikke definerer et andet materiales levetid ej heller hele bygningen.

End-of-Life Scenarie [EoL]? EoL’er er ikke inkluderet i Byggeriets Materialepyramide, men dette perspektiv er også vigtigt og kan adresseres via design. Byggematerialer, der er en del af cirkulær økonomi, genbruges, genanvendes og upcycles - i stedet for at blive håndteret gennem ’energigenvinding’ også kaldet Waste to Energy, (WtE). WtE er omdannelse af ikkegenanvendelige affaldsmaterialer til brugbar varme, elektricitet eller brændstof gennem en række forskellige processer, herunder forbrænding, forgasning, pyrolisering, anaerob nedbrydning og genvinding af lossepladsgas5, eller bortskaffet på deponi. At nå det højeste niveau af materialegenbrug og genanvendelse kan kun sikres gennem design. Nem, intuitiv og ikke-destruktiv adskillelse er derfor igen nøglen. Når man anvender Byggeriets Materialepyramide rejser der sig mange spørgsmål. Nogle læser den som ‛det endelige svar’, hvilket leder dem til forenklede løsninger og konklusioner.

Den nederste del af Byggeriets Materialepyramide er domineret af biogene fornybare materialer. Så en forenklet konklusion kunne være “jo mere biogent materiale vi bruger, jo bedre”. Dette er selvfølgelig en fejlslutning. Det spørgsmålene ovenfor afsløre. Men selv fejlslutninger kan nogle gange føre til effektive strategier som ’fornybare materialer er de foretrukne materialer i byggeriet’.

Most people use the Construction Material Pyramid as a point of departure for grand discussions about construction and architecture, leading them to novel ways of approaching detailing, construction, planning of indoor climate, etc. When this happensoccurs, The the Construction Material Pyramid seems to provide a stepping stone that offers a different ecological approach in architecture, which regular LCA tools seem to have difficulties in doing. The dynamic nature of The the Construction Material Pyramid (open ended in the actions it implies) provokes people to reflect in productive ways. Their bias is challenged and their ideas may happen to change. But as one question tends to lead to further questions in construction, biogenic materials are challenging when it comes to water and fire—but the answer to these challenges might offer a new kind of arhictectural design.

1. Le Corbusier. (1923/1989). Towards a New Architecture.

Oxford: Architectural Press. (Original version: Vers une Architecture, 1923), p. 45

2. Munch-Petersen, P. & Beim, A. (2022). ”The Construction Material Pyramid: ‘Initial impact assessment’ as a methodical change in architectural design.” ICSA2022, Aalborg, Denmark. Beim, A. (2022). Building with Organic Materials – Thatch and Straw, University of Pennsylvania, Stuart Weitzman School of Design, USA, Pennsylvania.

3. Crowther, P. (1999). “Design for disassembly to recover embodied energy”, Proceedings of the 16th International Conference on Passive and Low Energy Architecture, Melbourne.

4. Beim, A., Ejstrup, H., Kjær Frederiksen, L., Hildebrand, L., Stylsvig Madsen, U., Munch-Petersen, P., Sköld, S., Zepernick Jensen, J. (red.), & Arnfred, L. (red.) (2019). Circular Construction: Materials Architecture Tectonics. The Royal Danish Academy of Fine Arts, Schools of Architecture, Design and Conservation.

5. EPA (2016). Climate Change Indicators in the United States, 4th edition.

De fleste bruger Byggeriets Materialepyramide som udgangspunkt for materialeetiske diskussioner om byggeri og arkitektur, der i bedste fald fører dem til nye måder at tilgå detaljering, konstruktion, planlægning, indeklima osv. Når det er tilfældet, ser vi en anderledes økologisk tilgang i arkitekturen, som almindelige LCA-værktøjer synes at have svært ved at frembringe. Byggeriets Materialepyramides dynamiske og åbne karakter – at den er et første spørgsmål i en række spørgsmål end et svar – provokerer folk til at reflektere på produktive måder. Deres antagelser bliver udfordret, og deres ideer ændrer dermed form. Men da et spørgsmål har en tendens til at føre til det næste, er det værd at nævne at biogene materialer er udfordrede, når det kommer til vand og brand – men svaret på disse udfordringer kan atter byde på en ny form og tilgang til arkitektonisk design.

1. Le Corbusier. (1923/1989). Towards a New Architecture. Oxford: Architectural Press. (Original version: Vers une Architecture, 1923), p. 45

2. Munch-Petersen, P. & Beim, A. (2022). ”The Construction Material Pyramid: ‘Initial impact assessment’ as a methodical change in architectural design.” ICSA2022, Aalborg, Denmark. Beim, A. (2022). Building with Organic Materials – Thatch and Straw, University of Pennsylvania, Stuart Weitzman School of Design, USA, Pennsylvania.

3. Crowther, P. (1999). “Design for disassembly to recover embodied energy”, Proceedings of the 16th International Conference on Passive and Low Energy Architecture, Melbourne.

4. Beim, A., Ejstrup, H., Kjær Frederiksen, L., Hildebrand, L., Stylsvig Madsen, U., Munch-Petersen, P., Sköld, S., Zepernick Jensen, J. (red.), & Arnfred, L. (red.) (2019). Circular Construction: Materials Architecture Tectonics. The Royal Danish Academy of Fine Arts, Schools of Architecture, Design and Conservation.

5. EPA (2016). Climate Change Indicators in the United States, 4th edition.

THE FORGOTTEN BUILDING PRACTICE DEN GLEMTE BYGGESKIK

Roofs cladded with straw and reed stand clearly in our consciousness when we think of vernacular architecture. An unknown phenomenon is that these materials have also been used as facade cladding. The building custom may have been considered a pragmatic technique or had the character of temporary solutions and therefore not received much attention in the past. It has functioned as a form of constructive protection and has had its own distinct architectual expression and construction technique, which goes beyond the thatched roof we know today.

On the farms it was customary to use straw mats as interior and exterior facade cladding. Inside has straw and reed mats were used as wall coverings, where they were sewn together or twisted around seams and strung up in the alcove to reduce wear and tear on bedding1. Halftimbered constructions, whose boards typically consisted of clay and whitewashed clapboards, were very exposed to the weather on the outside. In order to protect the facades through the winter, straw bases are covered with rafters or laths2. The straws functioned as a sacrificial layer, as it was less economical and time-consuming to replace straws than to repair the board. On Lolland there is a unique example of the preservation and development of this building practice. In the fishing village of Hesnæs, it has been the practice to line the facades on the outside with piers, on which straw is spread with rafters3. Hæsnes belonged to the Corselitze estate, which had architect Vilhelm Tvede (1826-1891) on commission.

Based on the historical building culture, in the 1870s he prepared a ‘type house’ for Hesnæs, with half-timbered construction, brickwork, painted yellow and a tied thatched roof with a ridge of banded seaweed and collar trees4.

Strå- og rørklædte tage står klart i vores bevidsthed, når vi tænker på den folkelige arkitektur. Et ukendt fænomen er, at disse materialer også har været anvendt som facadebeklædning. Byggeskikken har måske været anset som en pragmatisk teknik eller haft præg af midlertidige løsninger og derfor ikke tidligere fået særlig bevågenhed. Det har fungeret som en form for konstruktiv beskyttelse og har haft sit eget særskilte arkitektoniske udtryk og byggeteknik, som rækker ud over det stråtag, vi kender i dag.

På bondegårdene var det skik at anvende halmmåtter som ind- og udvendig facadebeklædning. Indvendigt har strå- og sivmåtter været anvendt som vægbeklædning, hvor de var syet sammen eller tvundet om sime og opspændt i alkoven for at mindske slid på sengetøj1 Bindingsværkskonstruktioner, hvis tavl typisk bestod af lerklinet og kalket vendreværk, var udvendigt meget udsatte for vejrliget. For at beskytte facaderne gennem vinteren opsloges stråbunder med rafter eller lægte2 Stråene fungerede som et offerlag, da det var mindre økonomisk- og tidskrævende at udskifte strå, end at reparere tavl. På Lolland findes et enestående eksempel på bevaring og udvikling af denne byggeskik. I fiskerlejet Hesnæs har det været praksis at kline facaderne udvendigt med moler, hvorpå strå sloges op med rafter3. Hæsnes tilhørte godset Corselitze, som havde arkitekt Vilhelm Tvede (1826-1891) i kommission.

Med afsæt i den historiske bygningskultur udarbejdede han i 1870’erne et ’typehus’ til Hesnæs, med bindingsværkskonstruktion, murede, gulmalede tavl og et bundet stråtag med mønning af bændeltang og kragtræer.4

HENRIETTE EJSTRUP Architect, Assistant Professor, PhD, CINARK, The Royal Danish Academy Arkitekt, Adjunkt/Ph.d., CINARK, Det Kongelige Akademi

After Vilhelm’s death, the office was taken over by his son, architect Gotfred Tvede (1863-1947), who was educated under the National Romantic architects Hans J. Holm and Martin Nyrop. Gotfred covered several of Hesnæ’s houses with straw, as a reminder of his father’s interest in the historic building culture. The straws are spread with slats at a distance of 30-40 cm. Demarcation towards windows is taken up with decoratively carved gerights, which are typically painted white, red or dark green5. This stylized paraphrase of an otherwise sober use of straw as a sacrificial layer is maintained today as a supporting narrative for Hesnæs and is a major tourist attraction.

Lolland also has the remains of another historical building custom, which traces the roofed facade. The traditional Lolland country house appeared with whitewashed halftimbering and a half-vaulted, thatched roof and gable6. Finally, the roofed gable could have been scaled up, so that it formed a “skyne” that functioned as a small accessory for storage7. The roofed gable may be related to the ducked gable. A doll (also called dogger or dupper) consisted of thick bands of straw, pea straw, rye, or seaweed, which were twisted and tied together in various shapes. The gable was made by setting up staves (also called steeples), which are vertical sticks placed with approx. 30 cm distance across the entire width of the gable triangle, between which the dolls are clamped8. It is conceivable that curved gables have been used when there was a need to ensure plenty of air flow in the ceilings, e.g. in connection with in stables or when storing and drying grain. It may also be that the ducked gable has been a cheaper measure that was used when necessary – e.g. in connection with resource scarcity and material economy.

Efter Vilhelms død overtoges hvervet af sønnen arkitekt Gotfred Tvede (1863-1947), der var uddannet under de nationalromantiske arkitekter Hans J. Holm og Martin Nyrop. Gotfred beklædte flere af Hesnæs huse med strå, som et minde over faderens interesse i den historiske bygningskultur. Stråene er opslået med lægter i en afstandsfordeling på 30-40 cm. Afgrænsning mod vinduer optages med dekorativt udskårne gerighter, der typisk males hvide, røde eller mørkegrønne5. Denne stiliseret parafrase over en ellers nøgtern brug af strå som offerlag, bliver i dag fastholdt som en bærende fortælling for Hesnæs og er en stor turistattraktion.

Lolland råder også over rester af en anden historisk byggeskik, som trækker spor til den tækkede facade. Det traditionelle lollandske landhus fremstod med hvidkalket bindingsværk og halvhvalmet, tækket tag og gavl6. Den tækkede gavl kunne afslutningsvis være opskalket, så den dannede et ”skyne”, der fungerede som et lille bislag til opbevaring7. Den tækkede gavl kan være beslægtet med den dukket gavl. En dukke (også kaldet dogger eller dupper) bestod af tykke bånd af halm, ærtehalm, rug, eller tang, som var vredet og knyttet sammen i forskellige former. Gavlen udførtes ved at opsætte støjler (også kaldet stejler), som er lodrette kæppe anbragt med ca. 30 cm afstand i hele gavltrekantens bredde hvorimellem dukkerne fastklemtes8. Det kan tænkes, at dukket gavle har været anvendt, når der skulle sikre rigeligt med luftgennemstrømning på lofterne f.eks. i forbindelse med stalde eller ved opmagasinering og tørring af korn. Det kan også være, at den dukket gavl har været en billigere foranstaltning, der blev anvendt, når nødvendigt - f.eks. i forbindelse med ressourceknaphed og ved økonomisering af materialer.

Reed mounted on the facade to protect the gable, Hæsnes

From the publication “Country buildings until 1850” (Stoklund, 1963)

Strå opslået på facade for at beskytte gavl, Hæsnes

Fra udgivelsen “Landbygninger indtil 1850” (Stoklund, 1963)

With a building culture based on biogenic materials comes the fear of fire. Before tools such as legislation and research-based knowledge about fire protection and fire suppression, people tried to secure themselves with superstition, e.g. amulets. One of the more functional tools of the past was the fire hook, which consisted of a jagged spear with a string in it. The hook could be thrown onto the roof to tear open seams and remove ignited straw or straw in danger of being ignited. The fire fence had mythical status and it was said that it should be hung in the street gate or under the eaves to protect the house from fire. This kind of custom can be seen as the precursor to regulations and legislation, where the superstition served as a safeguard that the village resident was properly equipped so that the entire village could be pressed.

The first documentable measures to prevent and inhibit fire came with building legislation after the two big fires in Copenhagen in 1725 and 1795. Experiences from the big fires were taken into account in the first modern unifying building legislation, “Building Law for the City of Copenhagen and its Suburbs” by 1856, which was based on foundation stone buildings with a hard roof, but also made demands for e.g. clay deposits in decks on residential properties10.

However, there is little evidence that clay should have been deliberately used as a fire retardant already in folk architecture. One of them is the Building Book from 1949, which describes a regional building custom from Holstein and the Frisian Islands. Here, the nails were dipped in the mixture of clay slurry and ammonia before laying or sprinkled with the slurry between each layer during laying.11 A building permit from Southern Jutland from 1889 confirms that a similar technique was used. It says: “The thatched roof over the entire house will be sewn

Med en bygningskultur baseret på biogene materialer følger også frygten for brand. Før redskaber som lovgivning og forskningsbaseret viden om brandsikring og brandhæmning, forsøgte man at sikre sig med overtro, f.eks. amuletter. Et af fortidens mere funktionelle redskaber var brandhagen, der bestod af et haget spyd med snor i. Hagen kunne kastes op på taget for derved at rive syninger itu og fjerne antændt strå eller strå i fare for at blive antændt9. Brandhagen havde mytisk status og det hed sig, at den skulle hænge i gadeporten eller under tagskægget for at beskytte huset mod brand. Denne form for skik kan opfattes som forløberen til regulativer og lovgivning, hvor overtroen har fungeret som en sikringsforanstaltning for, at landsbyens beboer var udstyret korrekt, så hele landsbyen kunne være trykke.

De første dokumenterbare tiltag til at forebygge og hæmme brand kommer med byggelovgivningen efter de to store brande i København i 1725 og 1795. Erfaringer fra de store brande blev taget med i den første moderne samlende byggelovgivning, ”Byggelov for Staden Kjøbenhavn og dens Forstæder” af 1856, der tog afsæt i grundmurede bygninger med hårdt tag. Men byggeloven stillede også krav om f.eks. lerindskud i etagedæk på beboelsesejendomme10

At ler skulle have været bevidst anvendt som brandhæmmer allerede i den folkelige arkitektur findes der dog kun få beviser på. Et af dem er Byggebogen fra 1949, som beskriver en egnsbyggeskik fra Holstein og De Frisiske Øer. Her blev negene dyppet i blandingen af lervælling og ammoniak før oplægning eller stænkede med vællingen mellem hvert lag under oplægning.11 En byggetilladelse fra Sønderjylland fra 1889 bekræfter, at en lignende teknik har været anvendt. Heri står der:

”Stråtaget over hele huset bliver syet med galvaniseret jerntråd, og over samtlige 4 indgitrede udgangsdøre i

with galvanized iron wire, and over all 4 latticed exit doors in the house, the roof must be 4 m wide and up to the ridge lined with clay.”12 Although fire is not mentioned in connection with the claim, the delimitation of the claim to the doors suggests a deliberate use of the clay’s fire-retardant effect. The few and scattered traces that have been followed indicate that roofed facades have been a more widespread custom than we recognize today and that the historical building culture has had a tacit knowledge of clay as a fire retardant on straw. The traces also point to the fact that a lot of tacit knowledge, which has been forgotten, has potential for sustainable construction and is waiting to be rediscovered.

1. Højrup, O. (1974). Landbokvinden, rok og kærne: Grovbrød og vadmel. Kbh.

2. IStoklund, B. (1963). Landbygninger indtil 1870. I H. Lund & K. Millech (Red.), Danmarks bygningskunst fra oldtid til nutid (1963. udg., Bd. 1963). H. Hirschsprungs forlag.

3. Christensen, T. P. (1984). Husene i Hesnæs (S. Hartmann, E. K. Pedersen, & S. Kronborg, Red.).

4. Storstrøms amt. (2004). Kulturmiljø: Miljøpolitikkens tredje dimension. https://museumlollandfalster.dk/wp-content/ uploads/2021/03/stubbek.pdf

5. Christensen, T. P. (1984). Husene i Hesnæs (S. Hartmann, E. K. Pedersen, & S. Kronborg, Red.).

6. Von Jessen, C. (Red.). (1986). Landhuset: Byggeskik og egnspræg : gode raad om vedligeholdelse og istandsættelse. Gyldendal.

7. Realdania. (2021). Restaureringen af Stines Hus. issuu. https:// issuu.com/realdaniaby/docs/stines_hus_web/s/11110689

8. Kirk, F. (1979). Tre primitive sjællandske gavle. I Arkitekturstudier tilegnede Hans Henrik Engqvist (s. 160–163). Arkitektens Forlag.

huset, skal taget i 4 m. bredde og op til mønningen understryges med ler.”12 Selvom brand ikke er nævnt i forbindelse med kravet, tyder kravets afgrænsning til dørene på en bevidst anvendelse af lerets brandhæmmende effekt. De få og spredte spor der har været at følge peger på, tækkede facader har været en mere udbredt skik, end vi i dag anerkender og at den historiske bygningskultur har haft en tavs viden om ler som brandhæmmer på netop strå. Sporene peger også på, at meget tavs viden, som er blevet glemt, har potentiale for det bæredygtige byggeri og venter på at blive genopdaget.

1. Højrup, O. (1974). Landbokvinden, rok og kærne: Grovbrød og vadmel. Kbh.

2. IStoklund, B. (1963). Landbygninger indtil 1870. I H. Lund & K. Millech (Red.), Danmarks bygningskunst fra oldtid til nutid (1963. udg., Bd. 1963). H. Hirschsprungs forlag.

3. Christensen, T. P. (1984). Husene i Hesnæs (S. Hartmann, E. K. Pedersen, & S. Kronborg, Red.).

4. Storstrøms amt. (2004). Kulturmiljø: Miljøpolitikkens tredje dimension. https://museumlollandfalster.dk/wp-content/ uploads/2021/03/stubbek.pdf

5. Christensen, T. P. (1984). Husene i Hesnæs (S. Hartmann, E. K. Pedersen, & S. Kronborg, Red.).

6. Von Jessen, C. (Red.). (1986). Landhuset: Byggeskik og egnspræg : gode raad om vedligeholdelse og istandsættelse. Gyldendal.

7. Realdania. (2021). Restaureringen af Stines Hus. issuu. https:// issuu.com/realdaniaby/docs/stines_hus_web/s/11110689

8. Kirk, F. (1979). Tre primitive sjællandske gavle. I Arkitekturstudier tilegnede Hans Henrik Engqvist (s. 160–163). Arkitektens Forlag.

9. Vadstrup, S. (2012). Brandsiking af stråtage. Kulturstyrelsen.

9. Vadstrup, S. (2012). Brandsiking af stråtage. Kulturstyrelsen. https://slks.dk/fileadmin/user_upload/SLKS/Omraader/Kulturarv/ Bygningsfredning/Gode_raad_om_vedligeholdelse/4.7_ Brandsikring_af_straatage.pdf

10. Engelmark, J. (2013). Dansk Byggeskik: Etagebyggeriet gennem 150 år. Realdania Byg. http://danskbyggeskik.dk/lovgivning-ogteknik/byggelovgivning/k%C3%B8benhavn

11. Kjærgaard, P. (Red.). (1949). Byggebogen 348.91 Stråtag—Marts 1949. Nyt Nordisk Forlag. http://www.danskbyggeskik.dk/pdf/get. action?pdf.id=106

12. Byggetilladelse fra byggesagsarkiv. Ørby 20, 6100 Haderslev, venligst bidraget af Nik og Sigmundur Hyllestad.

https://slks.dk/fileadmin/user_upload/SLKS/Omraader/Kulturarv/ Bygningsfredning/Gode_raad_om_vedligeholdelse/4.7_ Brandsikring_af_straatage.pdf

10. Engelmark, J. (2013). Dansk Byggeskik: Etagebyggeriet gennem 150 år. Realdania Byg. http://danskbyggeskik.dk/lovgivning-ogteknik/byggelovgivning/k%C3%B8benhavn

11. Kjærgaard, P. (Red.). (1949). Byggebogen 348.91 Stråtag—Marts 1949. Nyt Nordisk Forlag. http://www.danskbyggeskik.dk/pdf/get. action?pdf.id=106

12. Byggetilladelse fra byggesagsarkiv. Ørby 20, 6100 Haderslev, venligst bidraget af Nik og Sigmundur Hyllestad.

A NATIONAL ANCHORAGE WITH A GLOBAL OUTLOOK EN

NATIONAL FORANKRING MED ET GLOBALT UDSYN

HENRIETTE EJSTRUP Architect, Assistant Professor, PhD, CINARK, The Royal Danish Academy Arkitekt, Adjunkt/Ph.d., CINARK, Det Kongelige Akademi

In the Netherlands, the national roofing association has experienced an increased interest in thatched facades in new construction in the last decade, where the examples range from single-family houses to apartment buildings and public institutions.1 In terms of construction, the roof pipes are screwed directly onto a non-combustible substrate on the facade, which slows the spread of fire due to the limited ventilation and the densely packed roof pipes.2 The trend is supported by the Dutch authorities, who in 2010 issued the guide: ‘Brandveilige rieten daken, ‘Detaillering gelijkwierdige oplossing’ with descriptions of roofing solutions for single-family houses.3

Later reports also find that the solution meets current fire requirements, and supplement with proposals for impregnation with fire-retardant liquids, e.g. by escape routes, as well as recommendations not to thatch ground floors due to increased risk of arson.4 One might wonder why roofed facades have found such a large following especially in the Netherlands? One of the explanations can perhaps be found in the Dutch mills. Both water and wind turbines have historically occupied a very important place in the country’s infrastructure. At the same time, the country’s flat landscape meant that the wind turbines were easy to access and operate.5 Today, the windmills are very present as a cultural manifestation of the Dutch nationality and self-understanding, where the general narrative is that facade roofing on residential buildings is a return to a traditional building custom. This story is not immediately traceable in relation to the historic houses. But since the mills are a strong cultural common property, it is not inconceivable that it is these that people associate with the narrative of ‘the traditional’ and have caused the facade thatching to gain a lot of traction in modern construction

I Holland har det nationale tækkelaug i det sidste årti oplevet en øget interesse for tækkede facader i nybyggeri, hvor eksemplerne spænder lige fra enfamilieshuse til etageejendomme og offentlige institutioner.1 Byggeteknisk skrues tagrørene direkte på et ikke-brandbart underlag på facaden hvorved brandspredning bremses pga. den begrænsede ventilationen samt de tætpakkede tagrør.2 Tendensen understøttes af de hollandske myndigheder, der i 2010 udsendte vejledningen: ’Brandveilige rieten daken,’ ’Detaillering gelijkwaardige oplossing’ med beskrivelser af tækkede løsninger for enfamilieshuse.3

Senere rapporter finder også, at løsningen opfylde gældende brandkrav, og supplerer med forslag til imprægnering med brandhæmmende væsker f.eks. ved flugtveje, samt anbefalinger om ikke at tække stueetager pga. øget risiko for ildspåsætning.4 Man kan undre sig over, hvorfor tækkede facader har fundet så stort indpas særligt i Holland? En af forklaringerne kan måske findes i de hollandske møller. Både vand- og vindmøller har historisk indtaget en meget vigtig plads i landets infrastruktur. Samtidig gjorde landets flade landskab, at vindmøllerne var nemme at tilgå og drifte.5 I dag er møllerne meget nærværende som en kulturel manifestation af den hollandske nationalitet og selvforståelse hvor det generelle narrativ er, at facadetækning på beboelsesbyggeri, er en tilbagevenden til en traditionel byggeskik. Denne fortælling er umiddelbart ikke sporbar i forhold til de historiske huse. Men eftersom møllerne er et stærkt kulturelt fælleseje, er det ikke utænkeligt, at det er disse, som folk forbinder med narrativet om ’det traditionelle’ og har gjort, at facadetækningen på kort tid har vundet stort indpas i det moderne byggeri. Samtidig er den øgede

in a short time. At the same time, the increased attention to the CO2 footprint before, during and after the construction phases, as well as the material’s close connection to the landscape expression, also benefits the renewed interest in thatching.6

In Denmark, it is not particularly well known that straw and roof pipes have been widely used as cladding for facades in the form of stretched mats or as twisted bundles to close gables with. In contrast to the Netherlands, Denmark has only a few examples of new buildings with roofed facades. The best known is the Wadden Sea Centre, which with its spectacular shape and use of roof pipes on both roof and facade has generated new attention to roof pipes and its connection to landscape and building culture. As the Wadden Sea Center is a public cultural institution, the fire protection of the building has been carefully prepared for this building and specific function. The other contemporary examples with thatched facades lean towards the typology of ‘single-family houses’ in terms of design, where the dominant features are 1-1 ½ storeys, pitched roofs and sharp, almost modernist processing of corners, wall openings and eaves. In terms of construction, the examples are basically made according to modern, conventional construction methods and fireproofed according to DBI’s instructions for fireproofing thatched roofs. The possibility of developing new facade roofing has been hindered by §83 of BR18, where it is described that “Documentation for construction to meet the requirements in chapter 5 (fire, ed.) must be done in accordance with the Building Regulations’ guidance for chapter 5 - Fire or in another way which similarly documents that the requirements have been met”. The accompanying instructions point to pre-accepted solutions, and in case of minor deviations, a certified fire advisor must be assigned.7

opmærksomhed på CO2 aftryk før, under og efter byggefaserne samt materialets tætte forbindelse til det landskabelig udtryk også til fordel for den genfundne interesse for tækning.6

I Danmark er det ikke særligt kendt, at strå og tagrør har været vidt anvendt som facadebeklædning i form af opspændte måtter eller som tvundne bundter til at lukke gavle med. Modsat Holland har Danmark kun få eksempler på nybyggeri med tækket facader. Det mest kendte er Vadehavscentret, der med sin spektakulære form og brug af tagrør på både tag og facade har genereret en ny opmærksomhed på tagrør og dets forbindelse til landskab og bygningskultur. Da Vadehavscentret er en offentlig kulturinstitution, har brandsikringen af bygningen været nøje udarbejdet til denne bygning og specifikke funktion. De øvrige nutidige eksempler med tækkede facader læner sig formgivningsmæssigt op ad typologien ’enfamiliehuse’ hvor de dominerende træk er 1-1 ½ etager, saddeltag og skarpe, nærmest modernistiske bearbejdninger af hjørner, vinduesåbninger og tagudhæng. Byggeteknisk er eksemplerne grundlæggende udført efter moderne, konventionelle konstruktionsmetoder og brandsikret i henhold til DBIs anvisningerne for brandsikring af stråtage. Muligheden for at nyudvikle facadetækning er blevet hæmmet af §83 i BR18, hvor det står beskrevet, at ”Dokumentation for, at byggeri opfylder kravene i kapitel 5 (brand, red.), skal ske i henhold til Bygningsreglementets vejledning til kapitel 5 - Brand eller på en anden måde, som på tilsvarende vis dokumenterer, at kravene er opfyldt”. De medfølgende vejledninger peger på præaccepterede løsninger, og ved mindre afvigelser skal der tilknyttes en certificeret brandrådgiver.7

In practice, this will result in solutions in addition to those pre-accepted requiring special fire tests and exemptions.8 When it comes to the green transition, construction innovation is typically driven by small and medium-sized companies, which generally do not have the financial leeway to lift a costly requirement, such as a self-paid fire test.9 A restrictively worded legislation that is based on exemptions instead of assessments in each specific case can therefore mean a slowdown in general innovation in the construction industry. It will thus also be an obstacle for it to become normative to select construction technical and architectural solutions that support the political ambitions of a 70% reduction in Denmark’s CO2 level compared to 1990 by 2030.

In Denmark, there is an increasing interest in sustainable building materials, including locally produced goods, but as previously mentioned, they are associated with a great deal of uncertainty and skepticism. This applies both to the introduction of new materials and the reintroduction of traditional materials such as reed, lime mortar, linoleum paint and clay plaster. In addition, a building with sustainable ambitions in today’s conventional design language can be difficult to read for the users and the outside world unless it is decidedly signposted accordingly. In this context, thatched facades can be catalysts that, with their materiality and expression, convey an understanding of the sustainable agenda to lay people. Having said this, a building’s facade cladding can never stand alone as a sustainable solution – neither in terms of climate, environment or culture – but must be seen in relation to the entirety of the construction’s footprint. Experience from the Netherlands indicates that if sustainable and local materials are to be used in conventional construction, it requires local anchoring and general communication.

I praksis vil dette udmunde i, at løsninger ud over de præaccepterede kræver særlige brandprøvninger og dispensationer.8 Når det kommer til den grønne omstilling drives byggeriets innovation typisk af små og mellemstore virksomheder, der generelt ikke har økonomiske råderum til at løfte et omkostningstungt krav, som egenbetalt brandtest.9 En restriktiv formuleret lovgivning, der tager udgangspunkt i dispensationer i stedet for vurderinger i hver konkret sag, kan derfor betyde en opbremsning af generel innovation i byggebranchen. Det bliver dermed også en forhindring for, at det kan blive normativt at tilvælge byggetekniske og arkitektoniske løsninger, der understøtter de politiske ambitioner om 70% reduktion af Danmarks CO2 niveauet sammenlignet med 1990 inden 2030.

I Danmark ses en stigende interesse for bæredygtige byggematerialer, herunder lokalt producerede varer, men som tidligere nævnt er der forbundet en stor usikkerhed og skepsis. Dette gælder både med introduktionen af nye materialer og genintroduktionen af traditionelle materialer som; tagrør, kalkmørtel, linoliemaling og lerpuds. Hertil kommer, at en bygning med bæredygtige ambitioner i nutidens konventionelle formsprog, kan være svær at aflæse for brugerne og omverdenen med mindre der decideret bliver skiltet hermed. I denne kontekst kan stråtækte facader være katalysatorer, der med deres materialitet og udtryk formidler en forståelse om den bæredygtige dagsorden til lægfolk. Når dette er sagt, så kan en bygnings facadebeklædning aldrig stå alene som en bæredygtig løsning – hverken i henhold til klima, miljø og kultur – men må ses i forhold til helheden af konstruktionens aftryk.

The thatched facade has existed in Danish building culture, where it has been used both as facade cladding, protection and ornamentation. As cultural-historical references, they can help to establish a connection between the local building practices of the past and the global green transformation of the construction industry and point towards an architectural return to a sustainable, rooted regionalism.

1. Riet.com. (2022). Geschiedenis van het rietenda - Vakfederatie Rietdekkers. https://www.riet.com/riet/geschiedenis.html; Kaarup Jensen, J. (2020). Naturens eget tag. Stråtagets kontor ; [eksp. Weks grafiske hus]

2. Uhde, R. (2013, april 9). Bürgernähe unter Reet. bba. https:// www.bba-online.de/flachdach/gruendach/neus-rathaus-mit-reetdach/

3. Janse, E. W. (2010). Brandveilige rieten daken: Detaillering gelijkwaardige oplossing. SBR., Verburg, W. (2010). Roofs 2010-0706 Brandveilige rieten daken | Dakweb. http://www.dakweb.nl/nl/ roofs-2010-07-06-brandveilige-rieten-daken

4. Van Herpen, R. A. P., & Drost-Hofman, M. S. (2012a). Brandveiligheid rieten gevels. Nieman Raadgevende ingenieurs.

5. Biilmann, Ove (red.) (2009). Holland—Geografi [Lex.dk]. Den Store Danske. https://denstoredanske.lex.dk/Holland_-_geografi

6. Van Herpen, R. A. P., & Drost-Hofman, M. S. (2012a). Brandveiligheid rieten gevels. Nieman Raadgevende ingenieurs.

7. Bolig- og Planstyrelsen. (2022). BR18. https://bygningsreglementet.dk/Tekniske-bestemmelser/05/Krav

8. Beim, A., Munch-Petersen, P., Ejstrup, H., Petersen, T. L., Arnfred, L. Ø., & Larsen, K. H. (2021). Tækkede bygningsfacader til den grønne omstilling: CO2-neutral brandsikring af lodret tækkede flader – et MUDP-projekt (Udstillingsfolder).

9. Thomassen, M. A., & Munch-Petersen, P. (2021). Tectonics of avoidance. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 855(1), 012003. https://doi.org/10.1088/17551315/855/1/012003

Erfaringerne fra Holland peger på, at hvis bæredygtige og lokale materialer skal finde anvendelse i det konventionelle byggeri kræver det lokal forankring og general formidling. Den tækkede facade har eksisteret i den danske bygningskultur, hvor den både har været anvendt som facadebeklædning, beskyttelse og ornamentik. Som kulturhistoriske referencer kan de være med til at etablere en forbindelse mellem fortidens lokale byggeskik og byggebranchens globale grønne omstilling og pege mod en arkitektonisk tilbagevenden til en bæredygtig forankret regionalisme.

1. Riet.com. (2022). Geschiedenis van het rietenda - Vakfederatie Rietdekkers. https://www.riet.com/riet/geschiedenis.html; Kaarup Jensen, J. (2020). Naturens eget tag. Stråtagets kontor ; [eksp. Weks grafiske hus]

2. Uhde, R. (2013, april 9). Bürgernähe unter Reet. bba. https:// www.bba-online.de/flachdach/gruendach/neus-rathaus-mit-reetdach/

3. Janse, E. W. (2010). Brandveilige rieten daken: Detaillering gelijkwaardige oplossing. SBR., Verburg, W. (2010). Roofs 2010-0706 Brandveilige rieten daken | Dakweb. http://www.dakweb.nl/nl/ roofs-2010-07-06-brandveilige-rieten-daken

4. Van Herpen, R. A. P., & Drost-Hofman, M. S. (2012a). Brandveiligheid rieten gevels. Nieman Raadgevende ingenieurs.

5. Biilmann, Ove (red.) (2009). Holland—Geografi [Lex.dk]. Den Store Danske. https://denstoredanske.lex.dk/Holland_-_geografi

6. Van Herpen, R. A. P., & Drost-Hofman, M. S. (2012a). Brandveiligheid rieten gevels. Nieman Raadgevende ingenieurs.

7. Bolig- og Planstyrelsen. (2022). BR18. https://bygningsreglementet.dk/Tekniske-bestemmelser/05/Krav

8. Beim, A., Munch-Petersen, P., Ejstrup, H., Petersen, T. L., Arnfred, L. Ø., & Larsen, K. H. (2021). Tækkede bygningsfacader til den grønne omstilling: CO2-neutral brandsikring af lodret tækkede flader – et MUDP-projekt (Udstillingsfolder).

9. Thomassen, M. A., & Munch-Petersen, P. (2021). Tectonics of avoidance. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 855(1), 012003. https://doi.org/10.1088/17551315/855/1/012003

Clay plate inserted as a fire retardant in the Biogenic Construction in-situ Indsat lerplade som brandhæmmer i den Biogen Konstruktion in-situ

REFERENCES REFERENCER

SELECTED BIBLIOGRAPHY UDVALGTE TEKSTER

Beim, A., Ejstrup, H., Kaarup, J. & Hohlmann, M., Tækkede bygningsfacader til den grønne omstilling: CO2-neutral brandsikring af tækkede lodrette flader. 1. April 2023, 1.udg. København: Miljøministeriet.

Beim, A., Ejstrup, H., Lønberg Petersen, T., Østerby Arnfred, L., Larsen, K. H., Kaarup, J., & Munch-Petersen, P. (2022). “Biogenic Construction: Thatched building facades for the green transition.” In: P. Prado, & P. Ignacio Alonso (red.), Cycles: Trienal de Arquitectura de Lisboa (1 udg., Bind 1, s. 17-20). circo de ideias. four books collection of Lisbon Architecture Triennale 2022, curated by Diogo Burnay and Cristina Veríssimo: Cycles, Retroactive, Visionaries and Multiplicity. Bind 1-4 Nr. 1.

Beim, A., Ejstrup, H., Lønberg Petersen, T., Munch-Petersen, P., Østerby Arnfred, L., Larsen, K. H., Firkic, R., Dragsted, A., Conjin, R., Jonsen, S. J., Kaarup, J., Kofoed Nielsen, L., & Gerner, T. (2022). Resolving the conflict. Abstract for Constructive Disobedience, Braunschweig, Germany.

Beim, A., Ejstrup, H., Kjær Frederiksen, L., Hildebrand, L., Stylsvig Madsen, U., Munch-Petersen, P., Sköld, S., Zepernick Jensen, J. (red.), & Arnfred, L. (red.) (2019). Circular Construction: Materials Architecture Tectonics. The Royal Danish Academy of Fine Arts, Schools of Architecture, Design and Conversation.

Beim, A. (2021). ”Ler som brandhæmmer – det dur.” TÆK, 2, 20-21. [8].

Beim, A., Zepernick Jensen, J. (red.), Stylsvig Madsen, U., & Vecht, T. I. (red.) (2020). Idekatalog - designstrategier med tagrør og tækkede løsninger: Et forsknings- og innovationsforløb for kandidatstuderende på Kunstakademiets Arkitektskole 2019. CINARK, Kunstakademiets Arkitektskole.

Beim, A., & Stylsvig Madsen, U. (2020). ”Tækket arkitektur: Tagrør som fremtidens byggemateriale.” TÆK, (2), 4-7.

Beim, A. (2020). “Grøn omstilling med lodret tækkede bygningsfacader.” TÆK, (4), 32-33.

Coccia, E., (2021/2016), Planternes liv – Blandingens Metafysik, Transl. Tom Havemann, Hans Reitzels Forlag, København.

Guattari, F. (2019 /1989). De tre økologier. Transl. Christel Pedersen. Antipyrine, Aarhus.

Hvejsel, M. F., & Beim, A. (2019). “Circular Tectonics? A critical discussion of how the architectural discipline can drive ecological continuity.” I P. J. S. Cruz (red.), Structures & Architecture: Bridging the Gap and Crossing Borders, (Vol. 1, s. 51-58). CRC Press/Balkema.

Kaarup, J., og Christensen, T., (2017), Det økologiske og bæredygtige stråtag, MUDP Rapport, Miljøstyrelsen, København.

Kaarup, J. (2023), Nutidens Stråtag – Klimavinder, Stråtagets Kontor, Aarhus.

Koefoed_Hansen, Kristoffer, (2020), Det radikale økologiske potentiale i halmballen som byggesten, Bosætning, Økologi & Tektonik, det Kongelige Akademi.

Leatherbarrow, D. & Richard W., (2018), Three Cultural Ecologies, Routledge, New York, NY.

Nielsen, Søren (2015).“Det tektoniske potentiale- i tilpasningsdygtigt Byggeri”, In: Beim, A., Sørensen, P., & Kjær Frederiksen, L. (eds.) (2015). Genbyggestudier. (1. udg.) Kunstakademiets Arkitektskole. p. 135

Munch-Petersen, P. & Beim, A., (2022) “The Construction Material Pyramid: ‘Initial impact assessment’ as a methodical change in architectural design.”, Structures & Architecture: A viable urban perspective?: Proceedings of the 5th International Conference on Structures and Architecture (ICSA 2022). Hvejsel, M. F. & Cruz, P. J. S. (red.). London: CRC Press/Balkema, s. 371-378 8 s. (Structure and Architecture; No. 2).

Rasmussen, T. V., Thybring, E. E., Munch-Andersen, J., Nord-Larsen, T., Jørgensen, U., Gottlieb, S. C., Bruhn, A., Rasmussen, B., Beim, A., Ramsgaard Thomsen, M., Munch-Petersen, P., Primdahl, M. B., Bentsen, N. S., Frederiksen, N., Koch, M., Auken Beck, S., Bretner, M-L., & Wittchen, A. (2022). Biogene materialers anvendelse i byggeriet. Institut for Byggeri, By og Miljø (BUILD), Aalborg Universitet. BUILD Rapport, Bind 1 Nr. 2022:09 https://build.dk/Assets/Biogene-material-ers-anvendelse-i-byggeriet/Biogene-materialer.pdf

Ruby, I. & Ruby, A., (eds.) (2021), In: The Materials Book, (2. Ed.) Ruby Press, Berlin.

Sköld, S. & Munch-Petersen, P. (2020). Brand som designparameter – i udvikling af fremtidens facadesystemer, DBI/Dansk Brand og Sikringsteknisk Institut.

Sundahl, S. (2019). Materialeadfærd. PhD-thesis, Kunstakademiets Arkitektskole.

Teknologisk Institut, (2020), “Varmeledningsevne af stråtækning: 6 In-situ-målinger af testhus og 12 laboratoriemålinger af udtagne prøveemner fra stråtage”. https:// straatagetskontor.dk/wp-content/uploads/2019/02/ Straat-agetsVarmeledningsevne2020.pdf

Trubiano, F., Beim, A. & Meister, U. (2022), “Radical Tectonics – a multi-scalar approach to material circularity through community empowerment, building re-use, and material regeneration.” Archit. Struct. Constr. 2, 585–598. https://doi.org/10.1007/s44150-022-00075-4

* Om tektonisk taksonomi

”Når der designes med afsæt i genanvendelse, ombygning eller demontering, opstår en række konkrete tektoniske artikulationstyper som følge af tekniske løsninger og krav. Disse typer kan dyrkes som arkitektoniske motiver der skaber oplevelse, identitet og aflæselighed, faktorer med betydning for graden af bygningens kulturelle betydning og dermed dens værdi.

Tektonisk artikulation kan navngives og illustreres via piktogrammer. Ved brug af tektonisk taksonomi, er det muligt at kommunikere æstetiske virkemidler på et højere niveau, hvilket igen kan bidrage til at øge kvaliteten og værdien af det byggede.“

Søren Nielsen, 2015

*

On tectonic taxonomy

“When designing for recycling, rebuilding or disassembly a series of specific tectonic articulation types arise because of technical solutions and demands. These types can be cultivated as architectural motifs that create experience, identity, and legibility. These are factors which are important for the building’s cultural significance and thus its value.

Tectonic articulation can be named and illustrated via pictograms. By using tectonic taxonomy, it is possible to communicate aesthetic means at a higher level, which in turn can contribute to increasing the quality and value of the built.”

Søren Nilsen, 2015

ACKNOWLEDGEMENTS ANERKENDELSER

Thanks to the whole team, students, colleagues, helpers and fellow interested. This book and the research material developed for MUDP-projekt, the exhibitions ‘70% Less – Conversion to a Viable Age’, and the Trienal de Lisboa 2022 that is elaborated in the book, would never have been made possible, if we had not been supported by our institutions and colleagues from different fields of knowledge across academia, the architectural profession, craftsmen, and suppliers. Listed in random order, we want to thank:

MUDP – ‘Miljøteknologisk Udviklings- og Demonstrationsprogram’ for project support. Statens Kunstfond for the support of the publication. Statens Kunstfond, Dreyers Fond, Nationalbankens Jubilæumsfond, Jacob Brandtberg Knudsen (donation from ‘Fagleders Pulje’, The Royal Danish Academy) for the support of the exhibition project for the Trienal de Arquitectura de Lisboa 2022, TERRA.

Daniel Sang-Hoon Lee (Associate Professor, engineer, Royal Danish Academy), Linda Hildebrand (Junior Professor, Rezykliergerechtes Bauen, RWTH Aachen University). Cristina Veríssimo and Diogo Burnay (Chief curators, Trienal de Lisboa), Filipa Tomaz (Producer, Trienal de Lisboa), Pedro Alfonso (Curator, Trienal de Lisboa), Ricardo Batista (Producer, Trienal de Lisboa), Margarita Ventosa (Producer, Trienal de Lisboa) at CCB-Lisboa, Rita Aguuiar Rodrique (exhibition design, RAR-studio).

Project team: Anne Beim, Henriette Ejstrup, Thorbjørn Lønstrup, Lykke Arnfred, Kenneth Hviid Larsen, Pelle MunchPetersen, Julie Zepernick Jensen, all researchers at CINARK, The Royal Danish Academy, Thomas Gerner at Tækkemanden Horneby, Ruud Conijn at Hemmed Tækkefirma, Jørgen Kaarup and Sven Jon Jonsen at Stråtagets Kontor, Lasse Kofoed Nielsen at Egen Vinding & Datter, Robert Firkic, Anders Dragsted and Mads Hohlmann at The Danish Institute of Fire and Security Technology.

Særlig tak til alle medvirkende, studerende, kollegaer, hjælpere og særligt interesserede. Denne bog og forskningsmaterialet udviklet i forbindelse med et MUDP-projekt, udstillingerne ‘70% Less CO2 – omstilling til en levedygtig tidsalder’ og Trienalen i Lissabon 2022, som udfoldes i bogen, havde 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:

MUDP – Miljøteknologisk Udviklings- og Demonstrationsprogram for projektstøtte. Statens Kunstfond for støtte til denne publikation. Statens Kunstfond, Dreyers Fond, Nationalbankens Jubilæumsfond, Jacob Brandtberg Knudsen (for donation fra ‘Fagleders Pulje’ ved Det Kongelige Akademi, Arkitektskolen) for støtte til udstillingsprojektet i forbindelse med Trienal de Arquitectura de Lisboa 2022, TERRA.

Daniel Sang-Hoon Lee (Lektor, Ingeniør, Det Kongelige Akademi), Linda Hildebrand (Juniorprofessor, Rezykliergerechtes Bauen, RWTH Aachen University). Cristina Veríssimo og Diogo Burnay (Hovedkuratorer, Trienal de Lisboa), Filipa Tomaz (Projektansvarlig, Trienal de Lisboa), Pedro Alfonso (Kurator, Trienal de Lisboa), Ricardo Batista (Producent, CCB/Trienal de Lisboa), Margarita Ventosa (Producent/CCB, Trienal de Lisboa), Rita Aguuiar Rodrique (udstillingsdesign, RAR-studio).

Projektdeltagere: Anne Beim, Henriette Ejstrup, Thorbjørn Lønstrup, Lykke Arnfred, Kenneth Hviid Larsen, Pelle MunchPetersen, Julie Zepernick Jensen, alle forskere ved CINARK, Det Kongelige Akademi, Thomas Gerner ved Tækkemanden Horneby, Ruud Conijn ved Hemmed Tækkefirma, Jørgen Kaarup og Sven Jon Jonsen ved Stråtagets Kontor, Lasse Kofoed Nielsen ved Egen Vinding & Datter, Robert Firkic, Anders Dragsted og Mads Hohlmann ved DBI – Dansk Brand- og Sikringsteknisk Institut.

Illustration to the right: Further experiments of how to integrate the Biogenic Construction in a standard one-family house.

Illustration made on the basis of the project: ‘Brick House’ (2016) by LETH & GORI architects.

Billede til højre: Videre eksperimenter med hvordan man kan interegrere den Biogene Konstruktion i et standard typehus.

Visualisering skabt ud fra materiale fra projektet ‘Brick House’ (2016) af LETH & GORI arkitekter.

COLOPHON KOLOFON

Published by Udgivet af

The Royal Danish Academy, School of Architecture

Det Kongelige Akademi, Arkitektskolen

Editors Redaktion

Anne Beim & Lykke Arnfred

Authors Forfattere

Anne Beim, Henriette Ejstrup, Pelle Munch-Petersen, Lykke Arnfred, Jørgen Kaarup, Anders Dragsted, Thorbjørn Lønstrup, Kenneth Hviid Larsen, Linda Hildebrand & Daniel Sang-Hoon Lee.

Graphic Design Grafisk design

Lykke Arnfred, Anne Beim & Britt Gundersen

Illustrations Illustrationer

CINARK – Center for Industrial Architecture – if not documented otherwise CINARK – Center for Industriel

Arkitektur, hvor andet ikke er anført

Proofreading Korrektur (US)

David Allington / Proofreading.dk

Press Tryk

Production Facilities ApS

Published with support from Publiceret med støtte fra Statens Kunstfond

ISBN 978-87-7830-883-2

© CINARK – Center for Industrial Architecture, 2023

The Royal Danish Academy

© CINARK – Center for Industriel Arkitektur, 2023

Det Kongelige Akademi - Arkitektskolen

The building sector carries the responsibility for approx. 40% of the total CO2 emissions globally and is a major consumer of natural resources. Increased use of fast-growing biogenic materials in construction is estimated to have a positive effect on the climate and environment, as they do not harm nature, and they are almost CO2-neutral.

The book presents full-scale studies of how to build, according to absolutely sustainable principles by using biogenic materials such as straw, wood, clay, and thatch. Fire hazard is central when building with biogenic materials. Thus, we have chosen to test vertically thatched surfaces treated with mineral aggregates as fire retardant. Clay proves to have highly effective fire-retardant properties. Based on the results created, several thatched wall constructions treated with clay, have been developed to demonstrate a new biogenic building practice. This forms a backdrop for further research into absolutely sustainable architecture by using environmentally and climate-friendly materials. The book presents a rich selection of images, drawings, and analyses.

Byggesektoren har ansvar for ca. 40% af den samlede CO2 udledning globalt og er storforbruger af naturens ressourcer. Øget anvendelse af hurtigt voksende biogene materialer vurderes at have en positiv indvirkning på byggeriets klima- og miljøaftryk, da de ikke skader naturen og er nærmest CO2-neutrale.

Bogen viser fuldskala undersøgelser af hvordan vi kan bygge ud fra absolut bæredygtige principper ved at anvende biogene materialer, som halm, træ, ler og tækkerør. Brand er et fokusområde når der bygges med biogene materialer. Vi har derfor valgt at teste lodret tækkede flader behandlet med mineralske materialer som brandhæmmer, hvor ler viser sig at have yderst effektive brandhæmmende egenskaber. På baggrund af de skabte resultater, er forskellige ydervægskonstruktioner med lerbehandlede tækkerør udviklet til at demonstrere en ny biogen byggeskik. Herved bliver der skabt et dokumenteret grundlag, til fortsat udvikling af en absolut bæredygtig arkitektur med brug af miljø- og klimavenlige materialer. Bogen indeholder et rigt udvalg af billeder, tegninger og analyser.

CINARK ROYAL DANISH ACADEMY

COPENHAGEN 2023