Digitalt trä - framtidens boende, 22 nov 2017

IMG 1907 600X359

Hur kan spill från regionens trä- och pappersindustri förädlas med digital tillverkningsteknik? Hur kan 3D-skrivarteknik bidra till ett mer hållbart byggande och individanpassade boendemiljöer? Vilka lösningar kan vi hämta från naturen?

Svaret på dessa och många fler frågor fick de cirka 60 deltagarna under inspirationsdagen Digitalt trä - Framtidens boende. Dagen arrangerades av +Project på Sliperiet, Umeå universitet den 22 november 2017 och lockade forskare, studenter, arkitekter, företagare och organisationer inom trä- och byggbranschen.

+Project är ett tvärvetenskapligt projekt med målet att utveckla nya, hållbara material - inte minst från skogen - och digitala byggtekniker. Additiv tillverkning, det vill säga tillverkning i lager på lager med 3D-skrivare, förutspås enligt Sveriges Byggindustrier, revolutionera byggbranschen.  Omställningen kommer att ta tid, men inom +Project vill forskarna bidra till att snabba på processen. Inspirationsdagen, som i stor utsträckning handlade om skogsråvarans och den digitala teknikens möjligheter i framtidens boende och byggande, var ett led i det.

Under dagen kunde deltagarna lyssna på inbjudna föredragshållare och forskare från +Project som presenterade delar av det arbete som under de senaste två åren har bedrivits inom projektet.

Föredragen var inordnade, och sammanfattas nedan, under fyra huvudteman:

Loggor

Träråvaran i nya former

Hållbarhet i framtidsbyggandet

IMG 1812 Mini

Mikael Berglund, ordf., Nätverket för hållbart byggande och förvaltande i kallt klimat

Nätverket består av företag och organisationer i hela bygg- och förvaltningskedjan som tillsammans ska bygga upp kunskap i byggbranschen om hållbart byggande. Det gör de genom att arbeta processorienterat med alla länkar i bygg- och förvaltningskedjan - från planering till marknad, d.v.s. framtidens husköpare och hyresgäster.  Verktygen är utbildning, utvärdering och kommunikation. Berglunds råd till byggbranschen är att bygga energi-, effekt- och elsnåla hus, samt att dra ner på elkonsumtionen och att komplettera med vindkraft.

Träråvarans betydelse i bioekonomin

IMG 1816 Mini

Magnus Matisons, projektledare, BioFuel Region

Biofuel är ett regionalt och icke-vinstdrivande nätverk i norra Sverige med syfte att skapa en fossilfri fordonsflotta och en utvecklad bioekonomi. I en bioekonomi används förnybara råvaror som utgår från lokala förutsättningar, och tillvaratar det vi idag uppfattar som avfall. I Norrland är skogen en viktig, och ökande förnybar resurs. Enligt Matison kommer skogstillväxten, tillsammans med ett effektivare tillvaratagande av spill från skogen -  till exempel genom utvecklandet av nya material och produkter - bli ett kraftfullt verktyg i regionens klimatarbete.

Träråvaran i nya former

IMG 1831 Jjoelsson 200X190

Jonas Joelsson, RISE Processum

Processum arbetar med tillämpad forskning inom utveckling och kommersialisering av bioraffinaderiprocesser, gröna produkter, kemikalier och material. I +Project utforskas framför allt skogsråvarans potential.

Skogsråvara har sedan urminnes tider varit en källa till energi, material och kemikalier. Trädets komplexa uppbyggnad ger det unika egenskaper som idag tas tillvara genom industriella processer för att främst producera trävaror, pappersmassa och pappersprodukter. Med utmaningen att växla bort från fossila råvaror och med teknisk utveckling föds nya behov och möjligheter.

I föredraget belyste Joelsson hur traditionella och nya träbaserade material kan utnyttja råvarans egenskaper på ett effektivt sätt.

- Allt som går att göra av olja går att göra av trä, vilket inte är så konstigt eftersom olja ursprungligen, liksom trä, är biologiskt material, säger Joelsson.

IMG 1902 For Webb

Flera exempel på biobaserade material

Redan idag används träråvara i allt från byggnader och konstruktioner till avancerade förpackningar, hygienprodukter, textilier, drivmedel och kemikalier. Joelsson gav exempel på områden som är inom utveckling, såsom nanocellulosa för avancerade kompositmaterial, barriärer i förpackningar, ja till och med för elektronikkomponenter; kolfibrer baserade på lignin; nya textila material för kläder, inredning mm; bioplaster; gröna kemikalier och näringsämnen för livsmedel.

Digital teknik i framtidens byggande

Tillverka med digitalt trä

IMG 1857 Mini

Lars Isaksson, Sliperiet, Umeå universitet

Lars undersöker tillsammans med sina kollegor hur ny tillverkningsteknik och nya biobaserade material kan nydana byggindustrin.

 - En trästock, rätt använd, ger en fin naturpolymer med fantastiska egenskaper. Restprodukter från skogen som idag inte tas tillvara kan i förädlad form komma att ersätta mer skadliga, syntetiska byggmaterial. Framtidens bästa och mest hållbara byggmaterial kommer att utgöras av en blandning av olika bioråvaror med optimerade egenskaper. Dessa kommer i sin tur att kunna skapa ett mervärde för företagen, säger Lars.

IMG 1899 Kolfiber

Kolfiber från trä, ett att många spännande material som i framtiden storskaligt kommer kunna framställas från träråvara.

Rationellt husbyggande med nya material kräver även teknikutveckling. Lars är övertygad om att utvecklingen kommer gå mot digitala tillverkningstekniker i kombination med mer traditionella byggtekniker. Det möjliggör skräddarsydda lösningar i form av smarta funktioner och design, och samtidigt byggande med stora volymer och strukturer.

IMG 1921 Gjutet Trae

Gjutet trä är ett exempel på hur olika tekniker kan kombineras för att framställa objekt av trä. Här har gjutformar anpassats efter CAD-modellen, den digitala geometrin.

 

Digitala produktionsteknikers möjligheter inom arkitekturen

Digital design och hållbarhet i arkitektens praktik

IMG 1941 Runberger 200X172

Jonas Runberger, White Arkitekter

White Arkitekter är ett arkitektföretag som ligger långt fram när det gäller att använda digitalt producerade material i byggande. Runberger visar i sin presentation bilder på olika digitaltekniker och produktioner i exempelvis hus, utbyggnader, inklädnader och möbler i trämaterial som de inspireras av och arbetar med. Han berättar hur de inom företaget har användt algoritmer för att skapa unika mönster.

Det dynamiska rummet

 Nigel Jeroen

Nigel Papworth och Jeroen Peeters, RISE Interactive

RISE Interactive Umeå är en forskargrupp inom interaktionsdesign. Papworth berättar hur de i sitt interaktiva forskningsarbete, som ofta utgår från naturen, vänder på saker och ting. De utvecklar eller skapar först, därefter analyserar de vad de har gjort. Forskarna använder begreppen "the responsibility intelligence of things" och "Internet of space". Det innebär bland annat att RISE med hjälp av matematiska algoritmer och inspiration från naturen tar fram helt nya interaktioner i hemmet och undersöker hur vi människor relaterar till dem.  

 IMG 1858 Tango X 2 Topo Wall

Överst: Rörelser i ett rum fångade och analyserade med motion capture kamera och överförda till 3D-objekt med syfte att utveckla och anpassa rummets form.
Nederst: "Topology walls", ett utforskande av parametriska och generativa mönster för smarta 3D-tryckta väggplattor.

 

Avancerade fasader &
naturligt ljus

Energiaspekter hos avancerade fasader och väggar

IMG 2023 Tolofsson 200X184

Thomas Olofsson, inst för tillämpad fysik och elektronik (TFE), Umeå universitet

Forskarna från TFE har inom +Projektet antagit två olika utmaningar.

Genom digital additiv tillverkning kan material och inre struktur i konstruktioner optimeras i varje del av konstruktionen. "Vi har", säger Olofsson, "intresserat oss för och genomfört experimentella mätningar med PCM (Phase Change Materials)". Materialet utvecklades ursprungligen av NASA för att hjälpa astronauter att klara av de extrema temperaturförändringarna i rymden. Just nu validerar forskarna resultaten med hjälp av fysikaliska simuleringar.

IMG 1930 Åkes Hotbox

Hot Box för att testa passiv energilagringskapacitet för olika material

Byggnadsskalets yta har många funktioner. En av dem är att överföra energi. Det kan ske med två processer: Strålningsutbyte med himlen, solen och omkringliggande ytor, och
Konvention, som kan vara påtvingad av vind eller naturlig baserad på termiska krafter. Med hjälp av en Sol-Air Termometer (SAT) har forskarna bestämt det sammantagna värmeövergångstalet för strålning och konvention.

IMG 1903 1 Vaeggen

Väggsektion med exempel på olika inre strukturer i en vägg för smarta system


Naturligt ljus i arkitekturen

IMG 2015 Fmoradi 200X190

Fatemeh Moradi, Informatik, Umeå universitet

Moradi och hennes forskarkollegor är intresserade av att förstå och redesigna ljus i nya digitalt fabricerade hus. I presentationen fokuserade hon särskilt på hur naturligt ljus har använts i arkitekturen och de olika begreppen som kan lånas från andra forskningsområden, såsom filosofi, för att undersöka kvaliteten på naturligt ljus.

Vi människor tycker om det naturliga ljusets ton. Ljuset kan förändra stämningar, energier och känslor i ett rum till följd av bland annat skuggbildning och ljusets styrka och färg. Historiskt har ljusets filosofiska aspekter diskuterats flitigt. Frågor har ställts om hur tingen är, hur ljuset känns och vad ljuset som fenomen innebär.  

 IMG 1937 1

 The Magic Touch illustrerar betydelsen av ytans design för användarnas upplevelse och intryck, exempelvis om en yta upplevs som varm eller kall.