Byg med Ler

Forskningsprojektet ‘Byg med Ler’ revitaliserer traditionel viden om ler i byggeriet for at udvikle nye løsninger til moderne elementkonstruktioner. Med rødder i fortidens byggeteknikker som pisé og wellerwände, og drevet af nutidens teknologier og biobaserede materialestrømme, undersøger projektet lerets potentialer udover traditionel brug.

Forskningsspørgsmål                 
Hvordan bidrager ler og biobaserede materialer som element, til skalering af den biobaserede cirkulære økonomi?

Undersøgelsesspørgsmål

1. Hvilke metoder kan anvendes til at udvinde, forarbejde og genbruge ler og biobaserede materialer på en måde, der minimerer ressourcespild og miljøpåvirkning?
2. På hvilken måde kan ler og biobaserede materialer designes og implementeres i byggeprojekter for at fremme bygningers levetid og muligheder for genanvendelse eller biologisk nedbrydning?
3. Hvordan kan teknologiske innovationer understøtte et lukket kredsløb for ler og biobaserede byggematerialer, hvor ressourcer bevares inden for økonomien så længe som muligt?

Hypoteser

1. Anvendelsen af lokale ler ressourcer og biobaserede materialer, såsom hamp, ålegræs og halm, reducerer byggeriets miljøpåvirkning gennem minimering af transportbehovet og optimering af ressourceforbruget, hvilket bidrager til biobaseret cirkulær økonomi.
2. Design og konstruktion med ler og biobaserede materialer, der tager højde for bygningens hele livscyklus – fra udvinding til nedbrydning – kan signifikant nedbringe bygningernes LCA-aftryk ved at fremme genbrug og genanvendelse, samt reducere behovet for nye råmaterialer.

Integrationen af avancerede fremstillingsteknikker, såsom 3D-printing med biobaserede kompositmaterialer, kan revolutionere byggeteknikken ved at udnytte materialets potentiale, reducere byggeaffald og fremme udviklingen af fuldt genanvendelige byggekomponenter indenfor biobaserede cirkulære materialestrømme.

Undersøgelsen udspringer af en stigende anerkendelse af bæredygtighed, innovation og traditionel viden som kritiske søjler inden for akademiske og erhvervsmæssige strategier. Projektet bidrager direkte til disse mål ved at regenerativt nyfortolke historiske byggeteknikker for nutidens og fremtidens behov. Undersøgelsens relevans og formål har yderligere et fokus på:

Støtte til uddannelsesudbuddenes vidensgrundlag
‘Byg med Ler’ er direkte rettet mod at berige uddannelsesudbuddene ved at integrere forskningsbaseret viden og praktisk erfaring i valgfaget ’Byg med Ler’ (E24/F25). Projektet understøtter udviklingen af et dybere vidensgrundlag blandt studerende vedrørende klimavenligt byggeri, materialeteknologi og miljømæssig ansvarlighed. Gennem hands-on workshops i erhvervet, laboratoriebesøg, casestudier og tværfaglige projekter får studerende mulighed for at udforske potentialet ved ler og biobaserede materialer, hvilket ruster dem med de nødvendige færdigheder og viden til at møde fremtidens udfordringer.

Værdiskabelse for erhvervet
Projektet ‘Byg med Ler’ adresserer direkte erhvervslivets stigende efterspørgsel efter bæredygtige byggeløsninger og kvalificerede fagfolk med specialiseret viden inden for området. Ved at udvikle nye, økonomisk levedygtige byggematerialer og metoder, tilbyder projektet erhvervslivet muligheder for at differentiere sig og opnå konkurrencefordele. Samarbejdet mellem akademi og industri fremmer desuden innovation og sikrer, at de udviklede løsninger er realistiske og kommercielt levedygtige.

‘Byg med Ler’ skaber dermed værdi for erhvervslivet ved at bidrage til den grønne omstilling, forbedre branchens bæredygtighedsprofil og brobygning til uddannelsessektoren.

Trin I – Planlægning
Fase 0 Identifikation af behovet
Fase 1 Forberedelse af undersøgelsen
Fase 2 Undersøgelsesprotokol

Trin II – Gennemførelse

Fase 3 Identifikationsfasen
Fase 4 Udvælgelse af studier
Fase 5 Kvalitetsvurdering
Fase 6 Ekstrahering af viden
Fase 7 Datafremstilling

Trin III – Rapportering
Fase 8 Anbefalinger
Fase 9 Videreformidling

Databehandling og analysestrategi

• Afgrænset til ’Eksperimentel forskning’, se nedenfor samt Bilag 2,
• Reliabilitet og validitet sikres gennem fagligt netværk, og peer review artikler i relevante, udvalgte faglige tidsskrifter
• Forskningsprojektet arbejder ud fra Den danske kodeks for integritet i forskning
• Forskningsprojektet bidrager løsningsorienteret med omsætning af eksisterende viden i nye løsninger og i særlig grad til små og mellemstore virksomheder.

Operationalisering af forskningsspørgsmål

Hvordan kan integrationen af ler og biobaserede materialer innovere og fremme biobaserede materialestrømme i byggesektoren?

Undersøgelsesspørgsmål

• Hvordan påvirker tilsætning af biobaserede materialer de fysiske og mekaniske egenskaber af ler-baserede kompositter?
• Hvilken effekt har forskellige fremstillingsmetoder på holdbarhed og LCA-aftryk?
• Hvordan kan ler og biobaseret materiale integreres i elementet for at øge den termiske masse?

Dataindsamling

Laboratorieeksperimenter Indsamling af test af ler og biobaserede kompositter, så som deres mekaniske styrke, termiske isoleringsegenskaber og holdbarhed. Data vil blive indsamlet ved hjælp af forsøg baseret på standardiserede testmetoder for byggematerialer.

Feltundersøgelser Observationer og målinger vil blive foretaget på eksisterende projekter, der anvender ler og biobaserede materialer, for at vurdere materialernes præstation i realverdenen.

Simuleringer Computerbaserede simuleringer vil blive brugt til at forudsige udførslen af elementer, konstrueret med ler og biobaserede materialer.

Databehandling og Analysestrategi

Statistisk Analyse: Data fra laboratorieeksperimenter vil blive anvendt i undersøgelsen, hvor analyse kan hjælpe til identificere signifikante forskelle og korrelationer mellem forskellige materialer og fremstillingsmetoder.

Kvalitativ Analyse: Information indsamlet fra feltundersøgelser vil blive analyseret kvalitativt for at forstå de praktiske implikationer af at anvende ler og biobaserede materialer i byggeriet.

Simuleringsresultater: Resultaterne fra computerbaserede simuleringer og 3D printning (robot) vil blive evalueret for at sammenligne den teoretiske ydeevne konstrueret med traditionelt ler-materialer mod dem konstrueret med ler og biobaserede materialer.

Projektet indsamler og analyserer empiriske data fra en række kilder for at undersøge anvendelsen af ler og biobaserede materialer i elementbyggeri.

Den empiriske del af projektet består af både primære og sekundære datakilder, der tjener til at understøtte forskningsspørgsmålene og fremme udviklingen af bæredygtige byggematerialer og metoder:

Primære Datakilder

• Eksperimenter Projektet gennemfører en række kontrollerede eksperimenter for at teste fysiske og mekaniske egenskaber af ler og biobaserede kompositmaterialer. Disse eksperimenter kan omfatte tests af fx styrke, holdbarhed, termisk resistens og fugtabsorption.
• Feltstudier Data indsamles fra besøg på laboratorie, produktionsvirksomhed og eksisterende bygninger, der anvender ler og biobaserede materialer. Disse studier inkluderer observationer, fotografisk dokumentation og samtale med samarbejdspartnere for at forstå praktiske udfordringer og fordele ved disse materialer i realverdenen.

Sekundære Datakilder

• Litteraturstudie En omfattende gennemgang af eksisterende litteratur, herunder videnskabelige artikler, rapporter og casestudier, for at sammenligne projektets fund med eksisterende forskning, viden og praksis inden for området.
• Historiske Studier Analyse af historisk anvendelse af ler og biobaserede materialer i byggeriet for at forstå, hvordan traditionelle metoder kan informere moderne bæredygtigt byggeri.
• Teknologi Undersøgelse af nye teknologier og fremstillingsprocesser, der kan forbedre anvendelsen og effektiviteten af ler og biobaserede materialer i byggeriet, herunder 3D-printning og automatiseret fremstilling.
• Databehandling og Analyse
  Kvantitative analyser: a) Statistisk analyse af data inddrages fra laboratorieeksperimenter for at identificere signifikante mønstre, sammenhænge og forskelle. b) Tematisk analyse af feltstudier for at udlede dybdegående indsigt i erfaringer, opfattelser og praksisser relateret til brugen af ler og biobaserede materialer.
• Sammenlignende Analyse: Sammenligning af empiriske fund med eksisterende litteratur og historiske eksempler for at identificere innovationer, tendenser og best-practices inden for ler-byggeri.

Den empiriske del af projektet er designet til at være omfattende og tværfaglig, hvilket sikrer en dyb forståelse af ler og biobaserede materialers potentiale indenfor elementbyggeri. Gennem en kombination af eksperimentelle data, realverdens observationer og teoretisk indsigt stræber projektet efter at levere konkrete, anvendelige løsninger til fremme af ny viden i praksis.

Projektet har til formål at fremme forståelsen og anvendelsen af ler og biobaserede materialer i elementbyggeri. Projektet forventes at generere en række vigtige resultater og slutprodukter, der kan bidrage med ny viden i praksis:

Videnskabelige Artikler: Publicering af forskningsresultater i tidsskrifter baseret på IMRD, for at dele viden om ler og biobaserede materialers egenskaber, fordele og udfordringer ved elementbyggeri.

Prototyper Fremstilling af fysiske prototyper og undersøgelser i udstillingsformat, der demonstrerer anvendelsen af ler og biobaserede materialer som element. Disse modeller vil tjene som praktiske eksempler på, hvordan de nye materialer kan anvendes i konstruktionen.

Uddannelsesmateriale: Udvikling af undervisningsmateriale, herunder valgfag, workshops og online sessions, der er rettet mod studerende, fagfolk og interessenter inden for BK. Materialet vil fremme viden om og kompetencer i klimavenligt byggeri med ler og biobaserede materialer.

Konferencepræsentationer: Deltagelse i nationale og internationale konferencer, hvor forskningsresultater og innovative løsninger præsenteres for et bredere publikum, herunder forskere, erhvervet og uddannelse.

Disse resultater og slutprodukter vil ikke blot bidrage til den videnskabelige forståelse af ler og biobaserede materialers potentiale i bæredygtigt byggeri, men også bidrage til branchen med værktøjer og viden til at implementere materialerne i praksis.

Ny viden i praksis
Gennem eksperimentel forskning og udvikling af prototyper vil projektet bidrage med praktiske metoder til at integrere ler og biobaserede materialer i nutidigt og fremtidens elementbyggeri, hvilket effektiviserer overførslen af teoretisk viden til anvendelige teknikker i praksis. Projektet vil bidrage til den eksisterende viden om ler og biobaserede materialers egenskaber, herunder undersøgelser af termiske ydeevne, styrke og holdbarhed, hvilket vil informere både designere og bygherrer om anvendelsesmuligheder.

Volumen
Opskalering af biobaserede cirkulære materialestrømme: Ved at demonstrere levedygtigheden og fordelene ved ler og biobaserede materialer, kan projektet bidrage til en bredere accept og adoption af disse materialer, hvilket kan øge volumen af byggeri indenfor biobaserede materialestrømme.

Synlighed
Formidling og uddannelse: Gennem publikation (WP), konferencepræsentationer og uddannelsesinitiativer vil projektet øge bevidstheden og viden om biobaserede cirkulære materialestrømme blandt forskere, praktikere og den bredere offentlighed.

Tværfagligt samarbejde
Ved at engagere sig i partnerskaber med uddannelsesinstitutioner, virksomheder og materialeproducenter, kan projektet fremme synligheden af ler og biobaserede materialer i kommercielle projekter, hvilket kan tjene som showcase for deres potentiale.