Maan rajoissa: Olki- ja kevytsavirakentaminen askeleena kohti jälkifossiilista arkkitehtuuria
Loading...
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
School of Arts, Design and Architecture |
Master's thesis
Location:
Unless otherwise stated, all rights belong to the author. You may download, display and print this publication for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Author
Date
2023
Department
Major/Subject
Mcode
Degree programme
Arkkitehtuurin, maisema-arkkitehtuurin ja sisustusarkkitehtuurin maisteriohjelma
Language
fi
Pages
114
Series
Abstract
Rakennettu ympäristö kuluttaa puolet globaaleista raaka-aineista ja materiaaliresursseista, ja rakennusmateriaalien tuotanto aiheuttaa 9-15% globaaleista kasvihuonekaasupäästöistä. Ilmastokriisin hillitsemisen kannalta on keskeistä kehittää vaihtoehtoisia vähähiilisempiä ja kiertotalouden periaatteisiin soveltuvia rakennusteknisesti ja -fysikaalisesti toimivia rakenneratkaisuja, joiden myötä voidaan merkittävästi pienentää myös materiaalien valmistuksesta ja rakentamisesta syntyviä hiilidioksidipäästöjä. Tämä diplomityö tutkii kolmea luonnonmateriaalia savea, olkea ja hamppua vähähiilisinä, hiiltä sitovina, terveellisinä ja kiertotalouden periaatteisiin sopivina rakennusmateriaaleina puurakentamisen rinnalla. Työn lähtökohtana on tutkia pientalon ulkoseinärakenteeksi neljä eri ulkoseinäseinärakennetta: 1. olkipaali, 2. olkielementti, 3. kevytsaviharkko ja 4. kevytsavielementti. Tavoitteena on materiaalikeskeisestä suunnittelunäkökulmasta suunnitella ja toteuttaa mahdollisimman pienen hiilijalanjäljen omaava pientalo. Olki ja hamppu ovat nopeasti uusiutuvia kasvipohjaisia rakennusaineita, joita syntyy maatalouden ylijäämätuotteena ja jotka varastoivat hiiltä rakennusrunkoon. Rakentamisen raaka-aineeksi ne ovat ilmastovaikutuksiltaan hiilinegatiivisia, ja niillä on hyvät lämmöneristävyysominaisuudet. Saveakin syntyy rakennustyömaiden täyttömailta sivuvirtana, ja sillä on myös hyvin pieni hiilijalanjälki. Useista savirakentamisen tekniikoista diplomityö keskittyy kevytsaveen, jossa savi toimii palamattomana ja ilmankosteutta tasaavana sideaineena. Diplomityö jakautuu kolmeen osaan. Kaksi ensimmäistä osaa muodostavat suunnittelua taustoittavan kirjallisuuskatsauksen, jossa on kartoitettu rajattujen neljän seinärakenteen materiaalien keskeisiä rakennusfysikaalisia ominaisuuksia, ilmastovaikutusta, rakennustapoja, sekä lyhyesti niiden historiaa. Kolmannessa osassa kuvataan ja esitetään pientalon arkkitehtisuunnitelma. Tutkimuksen johtopäätöksinä olki- ja kevytsavirakentamisella todetaan olevan suuri potentiaali tulevaisuuden vähähiilisenä rakennustapana. Tutkitut olki- ja kevytsavirakenteet vähentävät merkittävästi (85-90%) uudisrakentamisen materiaalisidonnaisia ilmastopäästöjä, ja niiden valmistamisessa voidaan hyödyntää paikallisia nopeasti uusiutuvia resursseja. Keskeinen rajoite näiden rakennustekniikoiden yleistymiselle on kuitenkin teollisen tuotannon ja tiedon puute. Erityisesti kevytsaven kohdalla materiaalin rakennusfysikaalisia ominaisuuksia ja materiaalikoostumusta pitää edelleen tutkia lisää, ennen kuin voidaan harkita siirtymistä teollisen mittakaavan tuotantoon.The built environment consumes half of the global raw materials and material resources, and the production of building materials accounts for 9-15% of global greenhouse gas emissions. In order to mitigate the climate crisis, it is crucial to develop alternative low-carbon and circular economy-compatible building solutions that are structurally and physically functional. These solutions can radically reduce carbon dioxide emissions from material manufacturing and construction. This master's thesis explores three natural materials, namely earth, straw, and hemp, as low-carbon, carbon-sequestering, healthy, and circular economy-compatible building materials alongside timber frame structure. The starting point of the thesis is to investigate four different construction methods for the exterior wall construction of a detached house: 1. straw bale, 2. prefabricated straw element, 3. light earth block, and 4. prefabricated light earth element. The goal is to design and implement a house with the smallest possible carbon footprint from a material-centric design perspective. Straw and hemp are rapidly renewable plant-based building materials that are generated as agricultural by-products and sequester carbon in the building structure. As construction materials, they have a carbon-negative impact and exhibit good thermal insulation properties. Clay is also generated as a by-product on construction sites and has a very small carbon footprint. Out of the various earth construction techniques, the thesis focuses on light earth, where clay acts as a non-combustible and moisture-regulating binder. The thesis is divided into three parts. The first two parts provide a literature review with background information on material science and sustainable construction. It explores the key building physical properties, climate impact and brief history of four studied construction methods. The third part describes and presents a design of a detached house. The conclusions of the study show that straw bale and light earth construction has major potential as a low-carbon building technique in the future. The studied straw bale and light earth wall structures reduce significantly (85-90%) material-related green house gas emissions from new construction, and their production can make use of local rapidly renewable resources. However, the lack of industrial production and knowledge remains a key constraint to the uptake of these new building technologies. With light earth, in particular, further research into the physical properties and material composition of the material is required, before a move into industrial scale production can be considered.Description
Supervisor
Savolainen, PanuThesis advisor
Hyrkäs, JohannaKeywords
kevytsavi, olkipaali, olkielementti, savi, kestävä rakentaminen, vähähiilisyys, luonnonmateriaalit, pientalo
