Danske bygge- og anlægsprojekter er dybt afhængige af råstoffer som sand og grus. Ellers vil produktiviteten gå i stå.
De senere år er knapheden på visse råstoffer begyndt at vise sig, og manglen er tilspidset i dag, hvor vognmændene holder i timelange køer ved de danske grusgrave.
Man er endda begyndt at overveje indsejling af råstoffer til Sjælland og særligt Region Hovedstaden, hvor problemet er stort.
Læs også: 16 millioner skal hjælpe på hovedstadens råstof-krise
Paradoksalt, så producerer byggeriet op mod 15 mio. tons overskudsjord om året, som ofte bortskaffes – og til betragtelige beløb:
Bortskaffelse af uforurenet og lettere forurenet jord koster i københavnsområdet i størrelsesordenen ca. 200 kroner per ton, mens bortskaffelse af meget forurenet jord koster op mod 1.000 kroner pr. ton. Det er regionerne, der er myndighed i forhold til indvinding af råstoffer (sand, grus, ler mv.), og her har man en målsætning om, at forbruget af råstoffer skal reduceres – evt. ved øget brug af byggeaffald eller overskydende jord fra bygge- og anlægsprojekter.
Derfor gik Region Hovedstaden sammen med DTU, Vejdirektoratet og tre private partnere i sommer i gang med at teste, om overskudsjord fra byggerier kan bruges til at bygge støjskærme langs motorveje.
Læs også: Ny slags støjskærme på vej – af lerstampet overskudsjord fra byggeprojekter
Foruden at være en stort set ubegrænset ressource, der findes i hele verden, kan lerjord i form af moræneler ofte udgraves og tildannes helt lokalt på byggepladsen, hvormed transport af materialer over store afstande kan reduceres væsentligt. Dernæst vil byggematerialer i ubrændt lerjord typisk markere sig positivt i en LCA (livscyklusvurdering), da forarbejdningen kræver langt mindre energi end for eksempel cement, som kræver brænding ved høje temperaturer.
Ligeledes højner lerjord et byggeris kvalitet på flere områder:
Som et hydrofilt materiale kan ler hurtigt optage og afgive fugt og hjælper derved med at stabilisere fugtindholdet i luften i bygningen. Og så lagrer ler varme effektivt, har markante akustiske og lyddæmpende egenskaber, kan absorbere toksiner fra andre materialer og binde lugt.
Læs også: Klimavenligt comeback: Nu skal vi bygge og bo i lerstampede huse
Flere aktører afholder sig dog stadig fra at bygge med lerjord, og udover manglende standardisering og erfaring i Danmark er én af hovedårsagerne materialets modstandsdygtig overfor vandpåvirkning og dermed relativt ringe holdbarhed. Sidstnævnte gør sig især gældende, når det anvendes som facademateriale eller andre steder, hvor det står ubeskyttet mod vind og vejr som for eksempel til støjmure.
Ved længerevarende udsættelse for vand eroderer leret, og det anbefales derfor at beskytte materialet med en form for tagudhæng i forbindelsen med lerbyggeri for derved at hindre direkte påvirkning.
Men med udsigt til voldsommere vejr, herunder regnskyl, de kommende mange år må flere løsninger på bordet.
Og det er man på vej med på DTU, hvor man undersøger tilsætningen af brændt kalk for at øge lerjordens holdbarhed overfor for eksempel vandpåvirkning.
– Der er selvfølgelig en udledt CO2-mængde ved at brænde kalksten, men der er tale om relativt små mængder, vi tilsætter, i forhold til den potentielle sparede mængde CO2, vi kan opnå ved at bygge med lerjord lokalt, siger bygningsingeniør og postdoc, Ida Maria Gieysztor Bertelsen.
– Dette er der dog endnu ikke lavet LCA-beregninger af, så det skal undersøges.
Teamet på DTU i Lyngby består også af professor Per Goltermann, lektor Jon Spangenberg, lektor Varvara Zania og de to bygningsingeniørstuderende Adrian Sylwester Los og Marius Næraa-Nicolaisen (som begge er ansat som studentermedhjælpere.
– Det er beviseligt, at lerjorden tager skade ved direkte eksponering, og at det er fordelagtigt at tilsætte bindere i form af brændt kalk for at mindske svindet. Der er ingen tvivl om, at vi helst vil være fri for brug af kalk, og derfor undersøger vi påvirkningen ved tilsætning på kun 2 og 5 %, fortæller Per Goltermann.
Grav op, tilsæt mindst muligt kalk og byg
På DTU viser de studentermedhjælperne Adrian Sylwester Los og Marius Næraa-Nicolaisen, hvordan lerblokke med varierende mængder af brændt kalk både tryktestes og nedsættes i vandkar:
– Vi ved fra demonstrationsmuren, at tilsætningen af 1 % brændt kalk er for lidt. Ved 2 % eroderer materialet ikke, når det udsættes for vand, og ved 5 % opnås højere styrke.
Ida Maria Gieysztor Bertelsen uddyber:
– Længere tids nedbør og frost/tø er hårdt for leret. Kalken stabiliserer lerjorden og bidrager til styrkeudviklingen, som man også kender det fra anlægsarbejde af veje. Men når man tilsætter kalk, skal man opretholde en høj pH-værdi for, at reaktionerne mellem kalk og ler kan fortsætte, og ved 2 % bliver kalken hurtigere konsumeret.
Hun tilføjer, at reaktionerne mellem lermineralerne og kalken er meget temperaturafhængige, og at teamet derfor også tester styrkeegenskaberne efter hærdning ved 10 grader, 23 grader og ved 40 grader.
– Der er ikke den store forskel på materialer hærdet ved hhv. 10 og 23 grader, men det er der mellem 23 og 40 grader, hvor sidstnævnte accelererer de puzzolaniske reaktioner, som forekommer mellem kalk og ler, og derfor er det også vigtigt, hvornår på året, man bygger, siger hun.
– Konkret til støjmursprojektet forestiller vi os, at man for eksempel producerer byggematerialerne på stedet i forårs- og sommermånederne, hvorefter de overdækkes af en presenning, da man derved både sikrer gode hærdetemperaturer, som fremmer reaktionerne, og samtidig undgår udtørring.
Professor Per Goltermann fortæller videre, at man tidligere i arbejdet man lerjord som byggemateriale har været meget kræsen i forhold til kvaliteten, hvilket betød længere transportdistancer og mere CO2-udledning:
– Målet er, at man i forbindelse med opførelse af et byggeri i stort set hele landet kan grave jorden op, skrabe mulden væk, identificere lertypen og kvaliteten og derudfra nøjagtigt kunne tilsætte den mindst muligt påkrævede mængde kalk for, at materialet er holdbart.
– De geotekniske undersøgelse af jorden foretages jo i forvejen ved opgravning til byggeri, tilføjer han.
Flere krav og afgifter øger potentialet
Det er Region Hovedstaden, der står bag projektet på DTU, og chefkonsulent Jens Lind Gregersen forklarer, at formålet på længere sigt er at bringe viden og erfaring udover demonstrationsstadiet, så byggebranchens aktører – særligt bygherrer, rådgivere og entreprenører – har et økonomisk incitament og håndværksmæssige kompetencer til at bygge med lerjord.
– I Region Hovedstaden forventer vi næste år at lave udbud på støjskærme af lerjord, hvis altså støjskærmsprojektet beviseligt er holdbart og et reelt alternativ til eksisterende løsninger. Og det forventes det at være, fortæller han.
Ifølge Jens Lind Gregersen har Region Hovedstaden et konkret byggeprojekt i Glostrup, hvor der er behov for støjskærme, og hvor jorden fra byggeprojektet forventes at kunne bruges. Ligeledes har Vejdirektoratet en række vejstrækninger, hvor der over de kommende år skal etableres støjafskærmning, blandt andet i forbindelse med udvidelsen af Hillerød Motorvejen.
Læs også: Giv agt: Vejdirektoratet sætter gang i renovering af 22 broer og tunneler
Teknisk konsulent i Vejdirektoratet, Jan Aagaard, ser et kæmpepotentiale i brug af lerjord – blandt andet til støjskærme:
– I forhold til traditionelle støjskærme, som indeholder beton, stål, aluminium, isolering mm., er der ingen tvivl om, at klimaaftrykket bliver betydeligt lavere ved at opføre med lerjord. Også selvom at der endnu ikke er foretaget en konkret LCA-beregning. Så hvis projektet på DTU som forventeligt falder positiv ud, kan jeg ikke forestille mig andet, end at Vejdirektoratet sætter flere projekter i søen. I første omgang kan det være langs mindre veje, hvor man afprøver løsninger og høster erfaring, inden det udfoldes i større skala.
Teknikker, vi tidligere har bygget med
Jens Lind Gregersen ser også potentiale i brug af lerjord i forbindelse med flere andre, konkrete projekter, og på længere sigt er det Region Hovedstadens ambition at undersøge mulighederne for at bygge i lerjord og i givet fald opføre et demonstrationsbyggeri ved brug af overskudsjord fra egne projekter:
– Selvfølgelig skal nutidens krav til bæreegenskaber, brand mm. opfyldes. Men det er teknikker, vi tidligere har bygget med i Danmark. Afgørende faktorer er, at vi skal nedsætte forbruget af råstoffer, ligesom vi ved, at vi skal nedsætte CO2-aftrykket fra vores bygninger. Jeg er overbevist om, at i det øjeblik, vi får CO2-afgifter på byggematerialer, så vil det falde ud til fordel for byggeri i lerjord.
Per Goltermann er enig:
– Klimakravene, der trådte i kraft fra nytår, sætter en CO2-grænseværdi for nybyggeri over 1.000 m2. Som det går med den samlede klimaindsats i verden, må det forventes, at kravene over tid bliver skærpet, og noget kunne tyde på en direkte CO2-afgift på byggematerialer. Så hvis du til den tid står og kan bruge den lokale jord på byggepladsen, er du flere skridt foran de klassiske materialer.
Automatisering er det afgørende skub
Begge er dog også enige om, at processen, der indtil videre udføres ved håndkraft, skal automatiseres.
Som ofte før, når det handler om udvikling af lerbyggeri, kigger man mod Østrig, hvor den store pioner Martin Rauch i 2010 udviklede maskinen Roberta til produktion af præfabrikerede elementer af stampet lerjord. Her kan én person styre maskinen, der stamper lerjorden i en ca. 50 meter lang form.
– De få og små projekter, som der pt arbejdes med i Danmark, er meget håndholdte. Den vigtigste opgave for at få lerbyggeriet ud over rampen er, at vi i Danmark får strømlinet processerne og enten køber det rette materiel eller tilegner os viden til at udvikle det. Det kræver, at vi får nogle større og professionelle aktører på banen, og at både bygherrer og leverandører er villige til at investere ekstra i starten, siger Jens Lind Gregersen.
Han henviser til, at lerbyggeri i Østrig stadig er dyrere end konventionelt byggeri, men at private gerne investerer mere for lerets gode, bygningsmæssige egenskaber, CO2-reducerende fordele, og ikke mindst de æstetiske kvaliteter, der kan opnås med byggeri i ler.
– Jeg vil vurdere, at vi inden for 1 til 2 år vil se bygherrer, der udbyder projekter, som efterspørger entreprenører til at opføre lerbyggeri ved brug af den lokale overskudsjord.
Læs også: Arkitekten er fundet – nu skal robotter i stor skala udvikles
Jan Aagaard fra Vejdirektoratet er enig i, at det næste, afgørende skridt er automatisering af processen – og at flere aktører i branchen investerer i det nødvendige udstyr og dermed kan byde ind på opgaverne:
– Potentialet er ikke kun stort inden for støjskærme, men stort set også alt andet byggeri. Østrigeren Martin Rauch har vist, at det kan lade sig gøre at bygge i flere etager, projektet på DTU kommer til at vise, at det kan modstå det danske klima, så nu skal metoden gøres nemmere og hurtigere og dermed billigere.
– De grønne vinde blæser derudaf, og lerbyggeriet står foran gennembruddet. Produkterne er fuldt udviklede og klar til brug. De skal bare “opdages” af rådgivere og bygherrer, tilføjer han.
Ny strømning – ét flagskibsprojekt
Arkitekt Maria Hellesøe Mikkelsen, der blandt andet står bag bogen ‘Lerjord – i en sund dansk byggekultur’, arbejdede fra 2007 til 2015 med brugen af ler i byggeri for Det Kongelige Akademis Center for Industriel Arkitektur (Cinark).
Hun minder dog om, at man ved tilsætning af hydraulisk kalk (luftkalk) eller cement reducerer flere af lerets gode egenskaber, heriblandt evnen til at absorbere fugt – og de deraf afledte effekter for indeklimaet – samt evnen til at tilbagegå til jorden eller blive genanvendt.
Men når det er sagt, så ser hun glædeligt en klart stigende interesse for lerbyggeri i Danmark:
– Fra stort set kun at bygge i glas og stål er der en ny strømning, hvor også brugen af ler, strå og andre biogene materialer kan blive udbredt, siger hun og ser også et rationale i at bruge den overskydende jord til byggeri.
Hun medgiver, at det kræver et strømlinet produktionsapparat for leret at slå igennem for alvor, men det første store skridt venter måske i nær fremtid:
– Før 2010 arbejdede Martin Rauch også ved håndkraft – og med succes. Så med de muligheder, vi har i Danmark, tror jeg, at vi kan skabe dét flagskibsprojekt, der skal til for at sætte skub i udviklingen. Mange fonde har vist stor interesse, lyder det fra arkitekten.
'; 
'; 
'; 
'; 
'; 
'; 
'; 
'; 
'; 
'; 
'; 
'; 
'; 
'; 
'; 
'; 
';
'; 
'; 
'; 
'; 
'; 
'; 
'; 
'; 
'; 
'; 
'; 
'; 
'; 
'; 
'; 
'; 
'; 
'; 
'; 
'; 
';