Dette vanlege kjøkkenigredienset kan endra framtidas byggeri

Frå daglegvarebutikken til byggeplassen

Forskingsteam over heile verda testar heilt vanlege matvarer som reelle byggjemateriale. Innan femten år kan stål og betong verta erstatta av råvarer du i dag legg i handlekorga — i vegger, panel og bereande konstruksjonar.

Ingeniørar og arkitektar rettar merksemda mot plantebaserte matvarer: korn, stivelse, sukker og særleg produkt baserte på mais og potet. Forskarar omgjer desse til biopolymerar, biokomposittar og lette fyllmateriale for byggjemateriale.

Det handlar ikkje om heile matvarer, men om einskilde bestanddelar: mjøl, stivelse, fiber, skrell eller plantefiber. Etter kjemisk og mekanisk handsaming vert dei gjort om til harde, haldbare strukturar. I eitt populært konsept vert vanleg stivelse brukt som bindemiddel som delvis erstattar sement.

Forskarar handsamar basismatvarer som råmateriale — dei bryt dei ned til fiber, stivelse og sukkerarter og set dei saman att i form av panel, blokker og lette plater. Kvifor akkurat desse materiala? Dei er rimelege, tilgjengelege, fornybare og kjente. For byggjebransjen betyr det lågare toksisitet og enklare attvinning.

Kvifor betongen treng eit alternativ

Bygningar forbruker enorme mengder energi og materiale. Sementproduksjon er ansvarleg for ein stor del av dei globale CO2-utsleppa. Til dette kjem stål, glas og oljebasert isolasjon. Kvar ny investering etterlèt difor eit markant karbonavtrykk.

Ingeniørar leitar difor etter måtar å erstatta i alle fall ein del av dei tradisjonelle materiala med råvarer som har låge utslepp. Det er her stoff vi tidlegare primært har knytt til kjøkkenet og landbruket, kjem inn på scenen. Plantebaserte ingrediensar kan i mange bruksområde ta over rolla som bindemiddel, fyllmateriale eller armering.

Forskarar frå fleire europeiske universitet testar korleis stivelse frå potet eller mais oppfører seg i kombinasjon med kalk, leire eller attvunne tilslag. Resultata tyder på at biomateriale kan oppfylla dei tekniske normene for låge bustadbygg.

Slik vert byggjeelement laga av matvarer

Omgjeringa av matvareprodukt til konstruksjonselement skjer i fleire teknologiske steg:

• Ekstraksjon av bestanddelar – stivelse, fiber eller sukkerarter vert henta ut frå plantar
• Kjemisk modifikasjon – råmaterialet vert handsama slik at det vert meir motstandsdyktig mot vatn, brann og aldring
• Blanding med andre materiale – matvarebestanddelen vert kombinert til dømes med kalk, leire, tre eller attvunne tilslag
• Formgjeving – massen vert pressa i formar, pressar eller 3D-skrivarar som skapar dei ferdige elementa
• Herding og testing – dei ferdige delane gjennomgår prøver for styrke, isoleringseigeskap og brannsikring

Ein slik prosess gjev veggpanel, blokker, golv­plater eller isolasjonselement som delvis er «dyrka på jordet» og ikkje i ein sementfabrikk. Laboratorium i Sveits og Nederland har allereie framstilt dei første prototypane av veggplater med eit stivelsesinnhald på over tretti prosent av vekta.

Fordelane ved å byggja med det vi kjenner frå kjøkkenet

Sjølv om konseptet høyrest uvanleg ut, er lista over konkrete fordelar for byggjebransjen lang. Forskinga konsentrerer seg om tre hovudområde: miljø, helse og økonomi.

Plantebaserte råvarer vert hausta kvart år og vert ikkje uttømt slik som stein eller jernmalm. Markene kan erstatta ein del av gruvene, og bonden vert leverandør av byggjemateriale — ikkje berre mat. Forskarar frå Technische Universität München har rekna ut at ei erstatning av ti prosent sement med stivelsesbasert bindemiddel reduserer utsleppa frå eit typisk einebustadhus med 800 kg CO2.

Målet er ikkje å byggja skyskraparar av potetmos, men å utvikla biokomposittar som stettar parametrane til tradisjonelle løysingar og samstundes belastar miljøet langt mindre. Ekspertar frå nederlandske Universiteit Delft testar òg fiber frå lin og hamp som erstatning for glasfiber i lette panel.

Kva med haldbarheit og sikring

Dei hyppigaste spørsmåla dreier seg om materialas motstandsevne mot brann, fukt og gnavarar. Ingen ynskjer å bu i eit hus der veggane trekkjer til seg mus meir enn tradisjonell isolasjon.

Difor liknar materialet i laboratoriet ikkje lenger eit matvareprodukt. Stivelse, plantefiber eller vegetabilske trådar er modifiserte og verna med mineralske tilsetjingsstoff. Plater eller blokker gjennomgår dei same prøvene som klassiske løysingar: branntest, sugeeigenskap­test og test for trykkstyrke og bøying.

Dei første resultata frå mange prosjekt syner at biokomposittar med ein del kjøkkenigrediensar, ved rett reseptur, kan oppfylla normene for einebustader. I somme bruksområde gjev dei betre varmeisolasjon enn konvensjonell betong. Svenske forskarar har påvist at eit panel med stivelsesbasert bindemiddel oppnår femten prosent lågare varmeleiingsevne.

Konkrete bruksområde i praksis

Kvar kan eit slikt materiale dukka opp fyrst? Forskarar og verksemder testar fleire lovande retningar:

• Lette skiljevegger – plater med plantebasert fyll, lettare enn betong og enkle å montera
• Akustisk isolasjon – komposittar baserte på fiber frå landbruksavlingar i staden for tradisjonelt skum
• Prefabrikkerte modular – ferdige veggelement med biopolymertilsetjing, brukbare i modulært byggeri
• Blandingar med sement – tilsetjing av stivelse eller fiber betrar mikrostrukturen i betongen og reduserer mengda mineralsk bindemiddel
• Golvpanel – kompositt av trespon og potetmjøl til låg belastning
• Fasadekledning – lette plater av maisfiber og attvunnen cellulose

Slike løysingar er i fyrste omgang typisk retta mot mindre bygningar, hytter, mellombelse konstruksjonar eller utstillingspaviljongar. Det er eit trygt testfelt før teknologien gjer sitt inntog i massebyggeriet. Ein austerriksk oppstartsbedrift har allereie reist det første hagehuset med femti prosent plantemateriale i veggane.

Vil vi mangla mat når vi byrjar å byggja med han

Uroa for konkurranse mellom tallerkenen og byggeriet dukkar opp i kvar einaste diskusjon om landbruksmateriale. Forskingsteam legg difor vekt på to spor: utnytting av avfall og biprodukt frå foredling — til dømes skrell, kli og stenglar — og utvikling av spesialavlingar som ikkje eignar seg direkte til konsum, men fungerer framifrå som kjelde til fiber eller stivelse.

I mange scenario er det ikkje høgkvalitets tørre produkt på veg til butikkane som vert nytta som råmateriale, men det som i dag i stor mon vert kasta. Nederlandske forskarar har rekna ut at Europa kvart år kastar fire millionar tonn potetskrell — nok til å produsera isolasjon til femti tusen bustader.

Kvifor ingeniørar trur så sterkt på denne retninga

Byggjebransjen vil i dei komande tiåra vera nøydd til å modernisera seg i eit tempo som minner om bilindustriens transformasjon for år sidan. Klimaregulering, stigande energiprisar og sosialt press tvingar fram nye løysingar. Bruk av ingrediensar knytt til kjøkkenet er eitt element i dette puslespelet.

Ingeniørane reknar med at slikt materiale vil gjera det mogleg å redusera utslepp knytt til byggjeriet, utvikla lokale forsyningskjeder baserte på landbruk og små foredlingsanlegg, forenkla attvinning — plantemateriale bryt lettare ned eller kan attbrukast — og betra innandørs luftkvalitet ved å avgrensa kjemiske stoff.

Eit hus med ein delvis del plantebaserte bestanddelar kan verta like vanleg som eit tegltak er i dag. Skilnaden merkar du primært på varmerekningane og investeringas karbonav­trykk. For framtidas bebuarar vil dei handgripelege verknadene telja meir enn råvaranes opphav: betre isolasjon, færre kjemikaliar i overflatehandsaming og ein meir stabil temperatur innandørs.

I praksis er mykje avhengig av om det lykkast å byggja opp heile kjeda: frå bonde over foredlar til byggjeverksemd. For somme regionar kan det verta ein sjanse til nye arbeidsplassar og ei ekstra inntektskjelde frå avlingar som i dag vert rekna for marginale. Om denne retninga slår gjennom, vil vi om femten år ved kjøp av bustad ikkje berre spørja om kvadratmeter og beliggenheit — men òg kor stor del av veggane som er skapte av materiale som tidlegare enda på tallerkenane våre.