Tre som bygningsmateriale

Å bygge med tre er å leve med trær. Det er treet som gjør et samspill av krefter synlig: jord, vann, luft og lys. Treet merker årstidenes gang, og hvert tre er unikt i lys av sine egne vekstbetingelser på akkurat det stedet der det vokser. Bruk av tre i et hus kobler hjemmet til denne livskraften og vekker huset til liv. Et hus laget av tre danner også et miljø som blir særlig forståelig og lesbart i psykologisk forstand. Når vi ser på eksponerte tredeler i et hus kan vi lett forestille oss hvordan mennesker har hogget trærne som vokser ute, gjort dem om til trevirke og satt dem sammen for å bygge seg et bosted i landskapet. Treet minner oss på trærnes tilstedeværelse og får oss til å forestille oss deres tidligere tilværelse. Vi ser på nye frøplanter som spirer om våren og forstår hvordan trematerialene ble til og kommer til å bli til i framtida. En subtil men behagelig tilknytning oppstår mellom menneskets bruk av ressurser i landskapet, hverdagens leveområde og livets grunnleggende prosesser.

Bærekraftig materialvalg handler om en rekke avveininger og vurderinger rundt materialbruken i en bolig. I sedvanlige bygninger utgjør materialvalg ca. 10-20% av den totale miljøbelastningen, der energiforbruket i driftsfasen utgjør den største delen. I lavenergiboliger og passivhus stiger materialforbruket (særlig til isolasjon), samtidig som energiforbruket i drift synker. Framtidens boliger vil dermed få som følge at fordelingen i miljøbelastningen mellom materialer og drift vil etter hvert nå 50-50.

Tre regnes som et fornybart og klimanøytralt byggemateriale. Trær binder CO₂ mens de vokser, og i sin opprinnelige tilstand er trevirke fullstendig biologisk nedbrytbart. Mens et tre vokser, blir 1,5-1,8 kilogram CO₂ fjernet fra atmosfæren for hvert kilogram biomasse som blir produsert. Gjennom fotosyntesen bryter planter CO₂ ned i oksygen som avgis og karbon som lagres i stengler og rotsystem. Dette karbonet blir avgitt når biomassen brytes ned og blir tatt opp på nytt av ny plantevekst. Slik blir trematerialer et mellomlager for karbon. Et typisk trehus inneholder 12-20 m³ tre, som tilsvarer 10-15 tonn opplagret CO₂. Samordnet med materialvalg til øvrige bygningskomponenter gjør trevirke det mulig å bygge hus som er klimanøytrale i forhold til produksjonsfasen, materialer og drift. 

I tillegg til å bidra til å motvirke drivhuseffekten er tilveksten i norske skoger større enn hogsten for tida. Den norske treindustrien anvender alle råvarene fullt ut, og den er generelt sett en ren og ressurseffektiv industri. Framstilling av virke fra nedhogne trær bruker forholdsvis liten energi og bidrar til å gi ferdige trematerialer låg innebygd energi. Ved å holde tilveksten på et stabilt nivå ved å bygge flere trehus kan vi hindre at verdifullt kulturlandskap gror igjen.

Tre er samtidig et gunstig materiale i inneklimaet og bidrar vesentlig til passiv klimatisering av en bolig. For høy luftfuktighet og overtemperatur er to av de viktigste grunnene til å ventilere et hus. Økt ventilasjon om vinteren medfører økt varmetap, og tre som bygningsmateriale kan bidra til å håndtere disse forholdene. Med sine hygroskopiske evner tar treet opp fukt når innholdet stiger i innelufta på grunn av dusjing, matlaging, respirasjon, osv. og avgir den på nytt når fuktighetsnivået i den omgivende luften faller. Som et temperatur- og fuktregulerende materiale vil utstrakt bruk av trevirke i en bolig i prinsippet redusere ventilasjonsbehovet og åpne for bruk av robust og sunn naturlig ventilasjon. Tre har låg varmekonduktivitet og er dermed et behagelig materiale å komme i kontakt med. Kuldebroer i tre er mindre negative enn kuldebroer i metall eller betong. Treprodukter kan lett gjenbrukes og gjenvinnes, og med riktig utforming har de god holdbarhet. I slutten av livsløpet til et trehus som har blitt bygd på en sunn måte kan trematerialer bli ombrukt, gjenvunnet eller ført tilbake til landskapet der de kan brytes ned biologisk og drive ny plantevekst.

Hva kan regnes som et trehus? Mange hus som beskrives som trehus, særlig «moderne» boliger, består av en vill sammensetning av forskjellige materialer der kun kledningen eller noen framtredende detaljer er laget i tre. Bærekonstruksjonen er ofte i stål. Slike hus bidrar i noen grad til å fremme opplevelsen av et trehus, men har ikke de mange økologiske fordelene som følger av gjennomgående bruk av trebaserte materialer når mange andre komponenter er mineralske eller syntetiske. Det er nødvendig i framtida å redusere kraftig avhengigheten vår på stål, plast og betong i bygninger, både i større og mindre byer. Et ekte trehus vil bestå av trebaserte materialer i alle sine element fra den bærende konstruksjonen til tettesjikt der det er teknisk mulig, og det vil på en funksjonell måte bli tilknyttet til plantesamfunn i omgivelsene der trærne som produserte trematerialene vokste fram. Utallige forskningsstudier påviser at bruk av tre medfører en vesentlig lavere miljøbelastning i forhold til sedvanlige bygninger laget av andre materialer, særlig betong og stål.

Det er viktig å være oppmerksom på at bruk av tre kan ha en negativ miljøbelastning hvis det ikke blir gjort riktig. Prinsippet som gjelder er å bygge helst med ubehandlet heltre (f.eks. trelast) eller sammensatte trebaserte materialer uten syntetiske lim og andre kjemiske tilsetningsstoffer (f.eks. masonitt, treullsementplater) som kan belaste inneklimaet med miljøgifter. Man skal avstå fra å bruke trykkimpregnert trevirke og andre skadelige trebeskyttelsesmidler. Man skal også avstå fra mange sponplater som inneholder både syntetiske lim og formaldehyd. Å bygge med tre forutsetter også at trær hogges ned et sted og dermed at forhold i lokale økosystem blir kraftig endret. Forsvarlig skogbruk kan gjøre disse endringene nøytrale eller selv positive for økosystemets helse. For å oppsummere kan tre regnes som et økologisk vennlig bygningsmateriale forutsatt at:

• Treet er tatt fra et skogbruk som drives på en forsvarlig måte der man sørger for gjenvekst og økosystemhelse.
• Trevirket blir ikke impregnert, overflatebehandlet eller sprøytet med giftige trebeskyttelsesmidler. Visse limtyper, visse overflatebehandlinger og de fleste impregneringsmidlene gjør at tømmerelementer går fra å være et sunt biologisk materiale til å bli farlig avfall!
• Treet brukes i sin reneste, ubehandlete form eller i sammensatte materialer som inneholder ikke miljø- og helsefarlige stoffer.
• Trevirket brukes til å bygge boliger som er tilstrekkelig store for å møte beboernes nåtidige og framtidige behov, men ikke større. Selv om treet er et fornybart materiale er det ønskelig å redusere materialbruk mest mulig ved å bygge tilpasningsdyktige hus, å bruke ressurser på en økonomisk effektiv måte, å redusere avfall og sløseri, å bruke holdbare materialer og å utforme for gjenbruk, ombruk, materialgjenvinning og energigjenvinning.

Wood as a building material

To build with wood is to live with trees. It is the tree that makes visible an interaction of forces: earth, water, air and light. The tree marks the passage of the seasons, and each tree is unique in light of its own growth conditions at the place where it grows. Use of wood in a house connects the home to this vitality and wakes the house to life. A house made of wood creates also an environment that is especially understandable and legible in a psychological sense. When we see exposed wood elements in a house we can easily imagine for ourselves how people have harvested the trees that grow outside, made them into timber elements and combined them to build themselves a place in the landscape. Wood reminds us of the presence of trees and makes us imagine their previous existence. We see new seedlings that sprout in the spring and understand how wood materials came to be and how they will come to be in the future. A subtle but comfortable connection arises between humans’ use of resources in the landscape, the everyday habitat and life’s foundational processes.

Choosing sustainable building materials entails a variety of tradeoffs and assessments of material use in a home. In conventional buildings choice of materials constitutes approximately 10-20% of the total environmental impact, where energy use in the operation phase constitutes the largest part. In low-energy houses and passive houses the material consumption rises (especially for insulation) while the energy use in operation is reduced. The houses of the future will therefore have as a consequence that the distribution of environmental impact between materials and operation will eventually reach 50-50.

Wood is considered to be a renewable and climate-neutral building material. Trees bind CO₂ while they grow, and in its original state wood is completely biodegradable. While a tree grows, 1,5-1,8 kg of CO₂ is removed from the atmosphere for each kilogram of biomass that is produced. Through photosynthesis plants break down CO₂ into oxygen that is released and carbon that becomes stored in stems and root systems. This carbon is released again when the biomass biodegrades, and it is taken up again by new plant growth. In this way wood-based materials become a temporary store of carbon. A typical wood house contains 12-20 m³ of wood, which is equivalent to 10-15 tonnes of stored CO₂. Integrated with material choice in other building components, timber makes it possible to build houses that are climate-neutral in relation to the production phase, consumption of construction materials and operation.

In addition to contributing to counter the strengthened greenhouse effect, regrowth is currently greater than the harvest in Norwegian forests. The Norwegian wood industry uses all of the raw forest materials completely, and it is in general a clean and resource-efficient industry. Production of timber from hewn trees consumes relatively little energy and contributes to give finished wood products low embodied energy. By holding regrowth to a stable level by building more wood houses, we can prevent valuable cultural landscape areas from becoming overgrown.

Wood is at the same time an advantageous material in the inner climate and contributes considerably to passive climatisation of a home. Excessive moisture in internal air and overheating are two of the most important reasons for ventilating a house. Increased ventilation during the winter entails an increased heat loss, and wood as a building material can contribute to handle these conditions. With its hydroscopic qualities it absorbs moisture when the moisture content rises inside because of showering, cooking, respiration, etc. and releases it again when the moisture level in the surrounding air falls. As a temperature- and moisture-regulating material, extensive use of wood in a home will in principle reduce the ventilation requirement and make possible robust and healthy natural ventilation methods. Wood has low heat conductivity, and it is therefore a comfortable material to come into contact with. Cold bridges of wood are less negative than cold bridges of metal or concrete. Wood products can easily be recycled and recovered, and with proper design and detailing they have excellent durability. At the end of the life cycle of a wood house that has been built in a healthy way, wood-based materials can be re-used, recovered or returned to the landscape where they can biodegrade and give nourishment to new plant growth.

What can be considered to be a timber house? Many houses that are described as wood houses, especially «modern» or «contemporary» houses, consist of a wild combination of different materials where only the cladding or some outstanding details are made of wood. The load-bearing structure is often made of steel. Such houses contribute to a certain degree to promote the experience of a wood building, but they do not have the many ecological advantages that follow from comprehensive use of wood-based materials when many other components are synthetic or made of mineral materials. It is necessary in the future to reduce dependency on steel, plastic and concrete in buildings considerably, both in larger and smaller cities. A genuine wood house will consist of wood-based materials in all of its elements from the load-bearing structure to air-control layers where it is technically feasible, and it will be connected in a functional way to the plant societies where the trees that produced the timber grew. Countless research studies show that wood entails a substantially lower environmental impact in comparison to conventional buildings made of other materials, especially concrete and steel.

It is important to be aware that the use of wood can have a negative environmental impact if it is not done properly. The relevant principle is to build preferentially with entirely untreated wood (e.g. sawn timber) or engineered wood-based materials without synthetic glues and other chemical additives (e.g. masonite, wood-wool cement board) that can negatively affect the inner climate with environmental toxins. One should avoid using pressure-impregnated wood and other harmful wood protection methods. One should also avoid many chipboard products that contain both synthetic glues and formaldehyde. To build with wood presupposes also that trees are cut down somewhere, and therefore that conditions in local ecosystems can be substantially altered. Responsible forestry can make these changes neutral or even positive for the ecosystem’s health. To summarise, wood can be considered to be an ecologically friendly building material on the condition that:

• The wood is taken from responsible forestry practices where regrowth and ecosystem health are ensured.
• The wood is not impregnated, surface-treated or sprayed with toxic wood protection methods. Certain types of glue, surface treatments and the majority of impregnation methods change timber elements from a healthy biological material into hazardous waste!
• The wood is used in its purest, most untreated form or in engineered materials that do not contain substances that are harmful for the environment or human health.
• The wood is used to build homes that are sufficiently large to meet their inhabitants’ current and future needs, but no larger. Even if wood is a renewable material it is desirable to reduce material use as much as possible by building adaptable houses, using resources economically, reducing waste, using durable materials and designing for re-use, recycling, material recovery and energy recovery.