Stommaterial
Våra krav på en bra byggnads stommaterial gäller bärförmåga, styvhet, brandsäkerhet och beständighet.
Vanliga stommaterial i vårt land är trä, sten, stål och i obetydlig grad alu-minium och plast. Vi är mest intresserade av byggnader med stommar i sten-material, alltså natursten, tegel och betong. Stenmaterialens viktigaste ge-mensamma egenskap är att de är obrännbara. Det är ju därför som vi har stenstäder idag, trots att trä genom tiderna varit vårt viktigaste byggnads-material.
Ett bra hus 39 Natursten var en gång ett vanligt stombyggnadsmaterial. Numera är det för dyrt. Påfallande många gamla byggnader har natursten som stommate-rial. En ekonomisk byggnad i natursten är bergrummet.
Tegel var länge också ett vanligt förekommande stombyggnadsmaterial.
En stor del av vårt byggnadsbestånd från 1800-talet är tegelbyggnader.
Dessa byggnader har oftast tjocka väggar, de är tunga, och fyller alltså ett av kraven på ett bra hus. Numera används tegel tyvärr endast som bekläd-nadsmaterial på fasader och väggar.
Betong dominerar idag helt som stommaterial. Betong har hög tryck-hållfasthet. Betongens mindre goda draghållfasthet kompenseras genom inläggande av armeringsstål. Betong kan göras vattentätt och är ett väl beständigt byggnadsmaterial. Många centralmuseer och länsmuseer har musei-magasin av betong. Ett exempel finns vid Skaraborgs länsmuseum i Skara.
Andra exempel är Helsingborgs museums kulturmagasin och Husgeråds-kammarens nybyggda magasin. Betong förekommer som:
• Murstenar, såväl hålblock som massivblock. Källarväggar i mindre bygg-nader (egna hem) är ofta murade med betongblock (gråsuggor).
• Platsgjuten betong, som används till alla slags stommar och bärverk. Bygg-nadsstommen formas i trä och stål, i formen byggs armeringen och formen fylls sedan med betong. När betongen har hårdnat, avlägsnas formen.
• Förtillverkade betongelement i form av pelare, balkar, vägg- och bjälk-lagselement. De senare utförs ibland förspända.
• Lättbetong (gasbetong) som är en ånghärdad produkt av kalk och ce-ment. Lättbetong kännetecknas av låg volymvikt och god värmeisole-ringsförmåga. Lättbetong förekommer som tak-, vägg- och ibland bjälk-lagselement.
Trä har som redan nämnts varit vårt kanske viktigaste byggnadsmaterial.
Det är bl.a. lätt att bearbeta och har goda hållfasthetsegenskaper. Trä är brännbart men brinner relativt långsamt. Dock är det otjänligt som stom-material i byggnader som rymmer museimagasin. Detta ställningstagande innebär, att flertalet träbyggnader som idag används som museimagasin be-döms vara olämpliga. De är många, och hur problemet ska lösas är en vik-tig uppgift att utreda. Brandskyddet kan i många byggnader förbättras. Det har de senaste åren utvecklats en ny träbyggnadsteknik med massivträele-ment som inte har trästommens svagheter.
Stål är ett betydelsefullt byggnadsmaterial. Stål är obrännbart men inga-lunda brandsäkert. Hållfastheten minskar snabbt med ökad temperatur.
Många industribyggnader har stålstommar som ibland är brandskyddade genom mer eller mindre effektiva inbyggnader av annat material. Ett hus med stålstomme kan endast fylla våra krav på ett bra hus om hela stommen är brandskyddad.
Stommaterialen aluminium och plast lämnas därhän eftersom de är olämp-liga i byggnader som ska rymma museimagasin.
Stomsystem
Olika system förekommer vid utformning av den bärande stommen. Syste-men har direkta plankonsekvenser och är därför av stort intresse om byggna-den ska användas som museimagasin. Ett ingrepp i en byggnadsstomme, alltså en ändring, kan vara kostsamt. Därför är vi i detta sammanhang mest intresserade av byggnader med stomsystem som medger att plandispositio-nen ej påverkas alltför mycket av stomsystemet.
Det är intressant att notera att de äldre industribyggnaderna i vårt land, de som byggdes runt sekelskiftet, ofta har stomsystem som medger stor frihet vid återanvändning av byggnaden. Dessa byggnader har ett bra andrahands-värde.
Stomsystemen som används kan grovt indelas i:
• Bärande väggar. Bjälklagen är alltså upplagda på relativt tätt placerade väggar i en eller två riktningar. Väggarna är då utförda i betong, tegel eller lättbetong. Bjälklagen är vanligen i betong (bjälklag behandlas utförligare i avsnittet Bjälklag). Bärande väggar som stomsystem har en del fördelar, men i de fall byggnaden ska nyttjas som museimagasin över-väger nackdelarna, nämligen de att väggarna kräver relativt stort ut-rymme i plan och därmed minskar den disponibla ytan samt att ändringar i planlösningen försvåras.
Bostadshus är vanligen byggda i detta stomsystem, varav följer att de är mindre tjänliga som museimagasin. Den tekniska magasinsinven-teringen redovisade ett antal källare i bostadshus som nyttjas som musei-magasin och inte i något fall bedömdes dessa musei-magasin vara bra.
• Pelarsystem. Stommen bärs upp av pelare i fasad (eller nära fasad) och inne i byggnaden. Det förekommer att pelare placeras utanför fasaden.
I samband med begreppet bra hus som kan användas till museimagasin är sådana lösningar inte bra.
• Pelardäckssystem innebär att pelarna i stomsystemet och bjälklags-plattan är kontinuerliga. Belastningarna från bjälklaget överförs direkt till pelarna. Dessa stomsystem är
normalt utförda i betong. Flertalet bra museimagasin registrerade i den tekniska magasinsinventeringen ha-de ha-detta stomsystem. Speciellt i äld-re byggnader som har återanvänts finns pelardäckssytem.
• Skelettsystem består av pelare och balkar som är förbundna med ett vertikalt och horisontellt
stomsys-tem. Bjälklagen vilar på balkar som överför belastningen på pelarna.
Normalt är materialet i pelare och balkar stål eller betong och i bjälk-laget betong. Av skäl som redan nämnts så är de stomsystem som har stålkomponenter mindre lämpliga som museimagasin. När det gäller
Pelardäck.
Ett bra hus 41 betongbyggnader med stomme i skelettsystem så är balkar i skilda plan att föredra. Det är lättare att dra fram ventilationskanaler och andra led-ningar i sådana stomsystem.
Det finns andra stomsystem som är av mindre intresse för oss. Det är ram-system eller bågar och valv i trä, stål eller betong som ger mycket stora spännvidder. Exempel är idrottsarenor och flyghangarer. Ett vackert exem-pel är dock Flygvapenmuseets nya magasin i Linköping som är en nybyggd hangar i ett plan med spännvidd över 20 m.
Bergrum har natursten som stomsystem och stommaterial. Bergrum har oftast mycket goda spännvidder och höjder, vanligen är de 20 m breda.
Ett bergrum intar normalt årsmedeltemperaturen på orten, de är alltså gan-ska svala, temperaturstabila och därmed fuktstabila.
Efter andra världskriget skedde en mycket kraftig utveckling av under-marksbyggande, huvudsakligen i berg. Det gällde kraftverk, oljelager, tunn-lar för vatten, avlopp, fjärrvärme och kommunikationer, samt inte minst stora skyddsrum och förrådsrum. Den registrerade volymen av byggda under-marksanläggningar är mer än 4,5 miljoner m3, en enorm volym. Det finns inklädda bergrum och oinklädda bergrum. Inklädda bergrum är normalt isolerade från omgivande markfukt. Oinklädda bergrum kan avfuktas. Alla bergrum är naturligtvis inte lämpade som museimagasin, men det finns till-räckligt många bergrum som skulle kunna vara av intresse för museerna att utnyttja.
Det gäller att komma ihåg att de hus som vi anser vara bra hus för musei-magasin ska vara uppförda i tegel eller betong och ha ett stomsystem av typen pelardäck eller skelettsystem, alltså primär- och sekundärbalkar. Dessa stomsystem bör ej ha mindre spännvidder än 6–7 m för att museimagasinet ska bli bra. Stomsystemet bör vidare ge rumshöjder över 3 m. Cirka 4 m är nära idealet, vid högre höjder, 5– 6 m, tvingas museet tillgripa höglagrings-system för att utnyttja rumsvolymen med alla de positiva och negativa kom-plikationer som kan följa.
Väggar
Väggar är vertikala byggnadsdelar med avgränsande funktion. De kan vara bärande och ej bärande, alltså ej del i stomsystemet. Vi talar om inner-väggar och ytterinner-väggar. Väggar benämns ofta efter de material de är utförda av, t.ex. betongväggar, plåtväggar, tegelväggar. Vi ska här huvudsakligen diskutera ytterväggar, eftersom de är en viktig del i ett bra hus som vi söker för museimagasinet. Funktionskraven på ytterväggar är att de ska ge:
• Klimatskydd, alltså värmeisolering, vindskydd, regn och fuktskydd.
• Brandskydd.
• Mekaniskt skydd, alltså tillträdesskydd, skydd mot vibrationer.
• Ljudskydd, alltså isolera mot luft- och stomljud.
• Fäste för inredningar.
Betongväggar
Ytterväggar av betong är bra. De kan vara en del i stomsystemet eller en skyddande fasad. Betongväggar har fördelarna att ha hög hållfasthet, ha lång livslängd, vara brandsäkra och ha låga underhållskostnader. De ger god lufttäthet och har hög värmemagasinerande förmåga, två egenskaper som är viktiga för museimagasinets inneklimat. Betong har dock relativt hög värmeledande förmåga, varför en yttervägg av betong behöver isoleras.
Isoleringen kan vara placerad på insidan eller utsidan av betongväggen.
Temperaturförhållandena i stommen blir mycket bättre med utvändig iso-lering. Den lösningen är också helt förhärskande i vårt klimat. Isoleringen måste då skyddas med en fasadbeklädnad av betong, tegel, plåt, puts eller i värsta fall eternit (en asbestprodukt).
Eftersom vi i denna bok talar för återanvändning av bra hus som byggts under 1800- och 1900-talet, så illustreras ett antal typiska väggkonstruktio-ner som använts i vårt land vid uppförande av bra hus. De olika konstruk-tionerna fyller i växlande grad det gamla normkravet på ett U-värde i väg-gen på 0,23 i norra Sverige och 0,30 i södra Sverige. U-värdet är ett mått på värmegenomgången i hela väggen och enheten för storheten är W/m2 ºC.
Mätetalet och enheten anger alltså hur mycket värme uttryckt i W som pas-serar 1m2 av väggen vid en temperaturskilllnad över väggen på 1ºC.
Det finns mängder av hus som inte har dessa U-värden i väggarna och de husen blir inte bra hus förrän de tilläggsisolerats.
Tegelväggar
Ytterväggar av tegel är också bra. Som fasadmaterial utanpå en isolerad betongvägg fungerar tegel utmärkt. Men även isolerade tegelväggar före-kommer ibland på industribyggnader.
Temperaturförhållanden i en yttervägg som är invändigt (A) respektive utvändigt (B) isolerad.
Det finns risk för kondens i den invändigt isolerade väggen.
A. B.
Ett bra hus 43
Principskiss Väggkonstruktion tegel: 1500kg/m3 U-värde
för vägg mineralull: kval grp A W/m2°C
lättbetong: 450 kg/m3
d mineralull d = 100 0,22
200 lättbetong 15 puts
60 tegel d = 70 0,27
d mineralull d = 100 0,22
200 lättbetong 15 puts
87 eller 120 tegel d = 70 0,45
d mineralull d = 120 0,29
150 betong d = 150 0,24
60 tegel d = 70 0,46
d mineralull d = 120 0,29
150 betong d = 150 0,24
250 tegel d = 70 0,41
d mineralull d = 120 0,27
13 gipsskiva d = 150 0,23
120 tegel d = 70 0,45
d mineralull d = 120 0,29
13 gipsskiva d = 150 0,24
120 tegel d = 70 0,43
d mineralull d = 120 0,28
120 tegel d = 150 0,23
60 tegel d = 70 0,44
d mineralull d = 120 0,28
120 tegel d = 150 0,23
Några vanliga typer av tegelväggar och deras U-värden. Källa handboken Bygg.
Tegels värmekapacitet, dess förmåga att ackumulera värmeenergi, är unge-fär som betongs, ca 900 J/kg.K. Det är alltså likgiltigt om ett museimagasin har tegel- eller betongväggar från denna synpunkt. Trä har en mycket högre värmekapacitet, men vi är i detta fall mindre intresserade av träväggar.
Fukttransport i väggar är ett komplicerat område. Här nöjer vi oss med att konstatera att tegel har en flera gånger högre ånggenomsläpplighet än betong, varför betongväggar är bättre än tegelväggar i museimagasin. Tegel har även en många gånger högre luftgenomsläpplighetskoefficient än be-tong, ytterligare ett skäl att föredra betongväggen.
Tegelväggen har dock den fördelen att tegel tar upp fukt i form av vatten eller vattenånga och avger fukt i form av vattenånga snabbare än betong.
Denna egenskap är en anledning till att tegel används som innervägg och som inre väggskikt i ytterväggar i bibliotek, arkiv, bokmagasin osv. Tegel har en utjämnande verkan på relativa luftfuktigheten inomhus, anser man.
En teoretisk beräkning stödjer antagandet, men praktiska undersökningar visar att pappersmängden i ett arkiv eller bokmagasin har en ännu mycket större utjämnande effekt.
Sektion genom yttervägg till magasin vid Helsingborgs museum.
Ett bra hus 45 Det är ej korrekt att endast
jäm-föra sorptionskurvor för olika ma-terial, om man vill jämföra hur materialen deltar i magasinets fukt-balans. Om hela den fysikaliska processen beaktas, är jämförelse-talen följande: tegel 4, betong 6,5 och trä 8.
Ett intressant exempel på ett te-gelhus är regionsarkivet i Schles-wig-Holstein som har en yttervägg i tegel som är mer än 80 cm tjock.
I den avhandling från Lunds uni-versitet som redovisar projektet, nämns dock att magasinsrummen måste vara fyllda till mer än 60 % med arkivalier för att stabila fukt-kvoter ska uppnås. Ett likartat mu-seimagasin har nyligen byggts för Husgerådskammaren. Det magasi-net har ännu tjockare ytterväggar och har stora spännvidder med krav på tjocka och tunga bjälklag, det är alltså ett bra hus.
Ett annat exempel är landsarki-vet i Vadstena som ligger ”under jord”. Byggnadsstommen är här be-tong och de stora jordmassorna runt arkivbyggnaden beräknas bi-draga till ett stabilt inneklimat.
Att förstärka ytterväggen med en inre mur av tegel, lättbetong
Sektion genom ett tungt och passivt musei-magasin för Husgerådskammaren. Notera de tjocka bjälklagen och ytterväggarna.
eller lättklinker är bra. Ett av alternativen till nytt museimagasin för Väst-manlands läns museum hade lösningen lättklinker murat mot ytterväggen och i fönsteröppningar, ett annat alternativ förstärkte delar av ytterväggen med en tegelvägg på insidan.
Plåtväggar
Plåtväggar förekommer i industribyggnader. De är mycket lättare än sten-väggar och betydligt mer otäta. Värmeisoleringen i en plåtvägg kan vara väl så god som i en stenvägg, men lufttätheten uppnås med olika slags plast-folier som ej är beständiga. Ett museimagasin bör ej ha plåtväggar. Däremot kan en utvändigt isolerad betongvägg vara avtäckt med plåt som fasad-material.
Träväggar
Innerväggar kan vara utförda i betong eller tegel. Även trä kan accepteras i en innervägg om väggen är klädd med gipsskivor på båda sidorna. Danska Nationalmuseet har magasin inrymda i en äldre industribyggnad i Brede, där magasinen skapades genom att bygga ”rum i rummet” på varje plan.
Längs fasaden löper korridorer och magasinsrummen är avgränsade med dubbla gipsväggar med invändig förstärkning av träskiva. I föreskrifterna för arkivlokaler, RA-FS 1994:6, krävs omgivande väggar som klarar EI 120 och mellanväggar som fyller kravet EI 60. Väggen ska alltså ge skydd mot skadlig upphettning, rök, öppen låga, genombränning och kollaps i minst en timme. Se kapitlet Katastrofberedskap.
Bjälklag
Bjälklag kallar fackmännen en horisontell bärande byggnadsdel som kan utgöra såväl golv som tak, beroende på läget i byggnaden. Bjälklaget av-gränsar olika våningar i byggnaden och bär de laster som placeras på gol-vet. Ett museimagasin för exempelvis ett länsmuseum har behov av golvlas-ter runt 200 kg/m2. Ett kompaktsystemmagasin, alltså tätpackade rullbara hyllor, fordrar ett bjälklag som klarar 500–1000 kg/m2. Om magasinsrum-met är högre än 3 m och höglagring på pallställ övervägs, så fordras det att bjälklaget tål 500 kg/m2. Dessa siffror är riktvärden, självklart avgör det som ska förvaras och lagras i magasinet vad bjälklaget ska tåla.
Bärförmågan hos bjälklagen är viktig för museet, det gäller att tidigt klargöra vilka belastningskrav som föreligger. Maskiner och tunga fordon kan fordra speciella arrangemang för att sprida ut lasterna. Sjukhusbyggna-der och kaserner kan mycket väl vara dimensionerade för lägre laster och industribyggnader för högre än museimagasinet behöver. På bjälklagen har vi samma krav som på väggarna, de får gärna vara tjocka (= tåla höga laster) och de ska ge:
• Klimatskydd (värmeisolering, vindskydd, fukt- och vattenskydd)
• Brandskydd
• Mekaniskt skydd
• Ljudskydd
• Fäste för inredningar.
Dessutom ska bjälklagen ha icke dammande ytor.
Det finns ett mycket stort antal varianter på bjälklag beroende på hustyp.
Bostadshus har av naturliga skäl helt plana bjälklag, medan sjukhusbyggnader och administrationsbyggnader oftast har bjälklagsutformning som medger att rör, ventilationskanaler och elledningar kan dras fram. Industribyggna-der har oftast bjälklagstyper som medger stora spännvidIndustribyggna-der eller tunga laster.
I museimagasin önskar vi ej se rör och kanaler i taket (elledningar och sprinklerledningar accepteras, vatten- och avloppsrör accepteras ej), därför
Ett bra hus 47 är det relativt likgiltigt hur bjälklaget är uppbyggt, så länge som det fyller våra funktionskrav och ger en fri höjd i magasinet på mer än 3 m.
Några typer av bjälklag har dock klara fördelar. Dit hör pelardäck och massivplattor av betong, båda typerna har ej balkar i underkanten och taket i lokalen blir fritt. Just dessa bjälklagstyper används normalt vid spännvid-der på cirka 6 m, vilket också är ett av våra önskemål för museimagasin. Ett pelardäck som bär 200 kg/m2, är målat med rätt sorts färg på undersidan och har en bra ytbehandling på ovansidan är sannolikt den bästa lösningen på våra funktionskrav på bjälklag.
Runt sekelskiftet byggdes det bjälklag som innehöll stålbalkar. Stålet lig-ger då inne i betong men kan endast ha ett tunt lalig-ger obrännbart material som täckning. I sådana fall är det lämpligt att samråda med byggexpertis, så att våra höga krav på brandsäkerhet ej äventyras.
Undertak
Många byggnader har undertak installerade. Vi talar om en byggnadskon-struktion som hänger under bjälklaget. Ofta bär dessa undertak ljudisolering och belysning. Undertakens främsta uppgift är att dölja eller skyla tekniska installationer samt att skapa acceptabla rumsvolymer från estetisk och funk-tionell synpunkt. Ibland har undertak rent tekniska funktioner, det kan gälla värmeisolering, fuktisolering, distribution av ventilationsluft och ljus osv.
Undertak samlar damm och smuts och har knappast någon funktion i ett museimagasin. En riktigt ytbehandlad, ren betongyta är att föredra som tak.
Golv
Golvet är viktigt i ett museimagasin. Det kan vara en målad betongyta, men det finns på marknaden bra golvmaterial att lägga ovanpå betongbjälklaget.
Äldre industribyggnader som i övrigt är lämpliga som museimagasin kan ha slitna och lappade golv. Det finns regler för planhet och ytjämnhet på golv (HUS AMA 98), och om museet planerar att installera kompaktsystem för lagring, så finns det skäl att begära uppmätning av golvens planhet.
Ett bra golv i ett bra hus som rymmer ett museimagasin är ett tjockt trägolv av 2 tums spåntade, obehandlade granplank. Trägolv uppfyller kraven
Exempel på äldre bjälklagstyper. Källa handboken Bygg.
Fyllning
Stålbalk
Stickvalv av tegel Oarmerat betongvalv Stålbalk
Varmt och kallt tak. Museimagasin bör ha kalla tak, de är motståndskraftigare mot vattenläckage.
för klass G som är den högsta brandtekniska klassen för golvmaterial enligt Boverkets Byggregler (BBR 94). Kraven uppfylls av alla trägolv med eller utan ytbehandling. I kapitlet Påverkan av miljöfaktorer inomhus, behandlas flyktiga ämnen som kan avges från trä. Det näst bästa golvet är nog ett någorlunda plant betonggolv som är oljat eller epoxibehandlat.
Yttertak
I detta avsnitt ska vi diskutera krav på det viktigaste bjälklaget, det översta, som utgör tak på byggnaden.
På yttertaket har vi funktionskraven att det ska:
• vara helt tätt (även långsiktigt)
• ha god värmeisolering
• minska värmebelastningen vid solsken
• avleda regnvatten utvändigt.
Tätskikt
Värmeisolering Ev. ångspärr
Sekundärbärverk Primärbärverk
Tätskikt
Värmeisolering Uppstolpad trätakstol
Sekundärbärverk
Ventilerat vindsutrymme
Bjälklag
Ett bra hus 49 Den tekniska magasinsinventeringen redovisar alltför många magasin med läckande tak. Det verkar onödigt att behöva argumentera för helt täta tak men det är nödvändigt. Vårt land har många byggnader med plana tak eller tak med invändig avvattning, och de har alla den nackdelen att det vatten som läcker in kan vandra långa sträckor i horisontalled i bjälklagskonstruk-tionen, innan det ger sig till känna inne i magasinet. Man vet oftast inte var läckan finns.
Yttertak utformas efter principen kallt tak eller varmt tak. Ett varmt tak har tätskiktet direkt på eller under värmeisoleringen. Tätskiktet ligger då någonstans i temperaturfallet mellan inne och ute, vilket märks av att snö som ligger på taket smälter även om det är minusgrader ute. Ett kallt tak har isoleringen direkt på bjälklaget, och tätskiktet bärs upp av ett sekundärbär-verk, vanligen takstolar. Tätskiktet har ungefär samma temperatur som ute-luften och snön smälter naturligt.
Många industribyggnader har plana eller nästan plana, varma tak och ofta invändiga stuprör. De fyller ej våra krav på ett bra hus som kan rymma ett museimagasin. Lyckligtvis går det att bygga på ett kallt tak på ett varmt tak.
Ett tråkigt exempel på ett varmt tak är ett museimagasin i Mellansverige, registrerat i den tekniska magasinsinventeringen. Trots att driftpersonalen aktivt bevakade taket och regelbundet rensade regnvattenbrunnarna, så stod det tonvis med vatten på taket vid inventeringstillfället, och textilkonser-vatorn hade sedan länge monterat plastskynken över förvaringsskåpen i vå-ningen under.
Flacka tak har en lutning upp till 1:16, låglutande tak har en lutning
Flacka tak har en lutning upp till 1:16, låglutande tak har en lutning