Hur ser möjligheten ut för att anpassa befintliga tak till gröna tak med våtmark?

Hur ser möjligheten ut för att

anpassa befintliga tak till gröna

tak med våtmark?

How is the ability to adapt existing roofs to green

roofs with wetlands?

Examensarbete, 15 hp, Byggingenjörprogrammet

VT 2019

Alexander Gerard

2

Förord

Denna rapport är ett examensarbete och är en del av kursen ”Examensarbete i byggteknik 15,0 hp BY308I” i programmet för byggnadsingenjörer på Malmö Universitet. Arbetet har genomförts av Alexander Gerard och Ahmad Maatouk under vårterminen 2019.

Vi vill tacka vänner och familj för deras orubbliga stöd under arbetets gång och vi vill tacka Malmö Universitet för den kunskap och kompetens som lärarna har hjälpt oss inbringa. Ett stort tack till Jonatan Malmberg på Scandinavian Green Roof Institute, Erika Skytte på Vegtech och Ola Nielsen från hausman + siegel som var med på intervjuer vilket bidrog till stor hjälp under studien.

Vi vill även ge ett särskilt tack till Catarina Thormark som handlett och hjälpt oss under arbetets gång.

3

Sammanfattning

Våtmarkstak är en typ av extensiva gröna tak med våtmarks- eller träskväxter planterade i växtbädden.

Syftet med studien är att undersöka om befintliga tak kan anpassas till gröna tak med våtmark samt visa vilka för- och nackdelar grönt tak med våtmark har jämfört med traditionella gröna tak utan våtmark.

Detta leder till studiens frågeställning: ”Hur ser möjligheten ut för att anpassa befintliga tak till gröna tak med våtmark?”.

Studien har sin bas i litteraturstudie med stöd av intervjuer och överslagsberäkningar.

Den huvudsakliga metoden som har använts i detta arbete är en vetenskaplig litteraturstudie.

Den största fördelen med våtmarkstak jämfört med sedum- och mosstak är förmågan att ta upp mer dagvatten och att de har en rikare biotop. Det finns dock en nackdel som särskiljer sig jämfört med de andra gröna taken och det är risken för läckage. Eftersom våtmarkstaken kan hålla så mycket vatten kan en läcka bli mycket kostsam. De flesta byggnader kan anpassas för att klara att bära upp lasterna från ett våtmarkstak. Anpassningen för våtmarkstak kan bara göras på tak med en befintlig taklutning som inte överstiger 15 grader.

4

Abstract

Wetland roofs are a type of extensive green roofs with wetland or marsh plants planted in the plant bed.

The aim of the study is to investigate whether existing roofs can be adapted to green roofs with wetlands and show the pros and cons of green roofs with wetlands compared with traditional green roofs without wetlands.

This leads to the study's question: "How is the ability to adapt existing roofs to green roofs with wetlands?".

The study is based on a literature study with the support of interviews and rough estimates.

The main method used in this work is a literature study.

The biggest advantage of wetland roofs compared to sedum and moss roofs is the ability to absorb more stormwater and have a richer biotope. However, there is a disadvantage that differs from the other green roofs and that is the risk of leakage. Since the wetland roof can hold so much water, a leak can be very costly.

Most buildings can be adapted to be able to carry the loads from a wetland roof. The

adaptation for wetland roofs can only be done with an existing roof slope that does not exceed 15 degrees.

5

Innehållsförteckning

1 Inledning ... 6

1.1 Bakgrund ... 6

1.2 Syfte och frågeställning ... 7

1.3 Avgränsningar ... 7

1.4 Metod och genomförande ... 8

1.4.1 Litteraturstudien ... 8

1.4.2 Intervjuer ... 8

2 Gröna tak ... 10

2.1 Intensiva gröna tak ... 10

2.2 Semiintensiva gröna tak ... 10

2.3 Extensiva gröna tak ... 10

2.4 Våtmarkstak ... 10

2.5 Uppbyggnad av våtmarkstak ... 11

2.5.1 Plant våtmarkstak ... 14

2.5.2 Lutande våtmarkstak med bevattning ... 16

2.6 Laster från gröna tak ... 17

2.6.1 Laster från olika typer av gröna tak ... 17

2.6.2 Variabellaster ... 17

2.6.3 Exempellaster för våtmarkstak med olika uppbyggnader ... 19

2.7 Fördelar och nackdelar med våtmarkstak jämfört med traditionellt grönt tak .. 21

2.7.1 Miljöfördelar ... 21

2.7.2 Andra fördelar ... 22

2.7.3 Nackdelar och risker ... 24

3 Anpassning av befintliga tak till våtmarkstak ... 27

3.1 Träkonstruktion ... 28

3.2 Stålkonstruktion ... 29

3.3 Betongkonstruktion ... 29

3.4 Förstärkning av befintlig stomme ... 30

3.5 System för överbyggnader ... 31 3.6 Jordens bärighet ... 33 4 Diskussion ... 34 5 Slutsats ... 35 Referenser ... 36 Bilaga 1 ... 40

6

1 Inledning

1.1

Bakgrund

Klimatförändringar som ökad nederbörd och medeltemperatur samt förhöjda havsnivåer är idag ett både globalt och lokalt problem (Meulen, 2019). Förändringarna är orsakade främst av utsläpp av växthusgaser från till exempel byggnader, transporter och verksamheter men även från olika sektorer som till exempel bygg- och fastighetssektorn (Meulen, 2019). För att förhindra att dessa klimatförändringar blir allvarligare under de kommande åren, samt för att skydda naturen, miljön och människors hälsa måste man både minska koldioxidutsläppen och göra anpassningsåtgärder i stadsplanering (Meulen, 2019).

Som nämnt tidigare är en ökning av nederbörd ett problem som orsakas av klimatförändringar.

En nederbördsökning förväntas i hela Sverige (Boberg, 2018). Antalet skyfall och intensiva regn förväntas öka i landet (Boberg, 2018). I fjälltrakterna kan nederbörden stiga med upp till 25 %, vilket är en stor ökning av nederbörd i ett område som redan idag är nederbördsrikt (Boberg, 2018). Hantering av den stora vattenmängden ses som ett stort problem i stadsmiljö (Boberg, 2018). Större regnmängd och intensivt regnfall ökar översvämningsrisker och drabbar främst vatten- och avloppsystem, bebyggelse och vägar (Boberg, 2018). Att bygga mer och fler tätbefolkade städer leder till en minskning av gröna ytor och en ökning av ogenomträngliga och kompakta hårdgjorda ytor som traditionella tak och vägar (Meulen, 2019). Statistik från Malmö stad visar att nybyggande av bostäder har ökat med ca 40 % mellan år 2016 och 2017 (Malmö stad, 2019). Även Stockholm stad visar en ökning av nybyggda bostäder med ca 1,2% mellan år 2016 och 2017 (SCB, 2018).

Minskning av gröna ytor har stora effekter på klimatet, vilket kräver genomförande och tillämpning av alternativa lösningar som kan minska påverkan på miljön, genom att till exempel minska koldioxidutsläppen (Kovács, 2017). Gröna tak är ett sätt att förbättra miljökvaliteten i tätbyggda stadskärnor för hantering av koldioxidutsläpp, stormvatten och värmeökningar (Meulen, 2019). Att satsa på gröna struktur kan leda till ekologiska och ekonomiska lösningar för den ökade vattenmängden, i jämförelse med dagens befintliga dagvattenhanteringssystem som inte klarar av den större vattenmängden (Liu, et al., 2014). Vidare kan gröna tak fördröja och förlänga vattenflödet från att rinna ner till marken, samtidigt som det minskar flödets hastighet med upp till 80 % jämfört med en vanlig takyta (Liu, et al., 2014).

Att bygga gröna tak har inte bara ekologiska och ekonomiska fördelar, utan också psykologiska och estetiska (Kovács, 2017). Grön takarkitektur har varit utmärkande över hela världen i flera hundra år, redan tillbaka till antiken (Kovács, 2017). Men början på de moderna gröna taken går tillbaka till byggandet av ett grönt tak i Tyskland på 1970-talet (Kovács, 2017). Gröna tak kan betraktas eller definieras på olika sätt. En definition är: ett tak kan betraktas som grönt tak om det är täckt av vegetation där trädgårdsskikt och isoleringsskikt skapar en organisk enhet (Kovács, 2017). En annan definition är: gröna tak är takkonstruktioner planterade med vegetation, försedda med fuktisolering, dimensionerad med hänsyn till statiska aspekter som temperatur och ånga (Kovács, 2017).

Varje grönt tak består av fyra olika lager: vegetationslagret (växterna), mark eller odlingslagret (växtbädden), dräneringslagret och tätskiktlagret (Meulen, 2019). Gröna tak kan kategoriseras som extensiva, intensiva eller semiintensiva tak. Kategorin av det gröna taket är beroende på takets funktion, skötsel och tjockleken på växtbädden (Kovács, 2017).

7

Våtmarkstak är en typ av extensiva gröna tak med våtmarks- eller träskväxter planterade i växtbädden (Blumbeerg Engineers, 2007). Våtmarkstaket kan ha olika utseende och funktioner, det kan till exempel vara konstruerat som en öppen vattenyta likt en bäck eller damm (Pettersson Skog, et al., 2017). Gröna tak med våtmark kan ha flera funktioner som till exempel fördröjning av regnvatten, rekreation eller gestaltning (Pettersson Skog, et al., 2017). En annan fördel med våtmarkstak är att det kan skapa ett lämpligt mikrohabitat för vattenväxter och strandväxter samt drickplats för djur som fåglar och insekter (Pettersson Skog, et al., 2017). Dessa funktioner och fördelar gör våtmarkstaken unika jämfört med sedum och mosstak och bör beaktas vid val av vilken typ av grönt tak man tänker konstruera.

I Sverige är kunskap och erfarenhet om våtmarkstak begränsad och få projekt är genomförda. Det första våtmarkstaket i Sverige byggdes år 2017 i Malmö (Pollinerasverige, 2017). Inga fler våtmarkstak har byggts sedan dess i Sverige. Då våtmarkstak är ett ganska nytt ämne krävs vidare studier om varför man ska bygga dessa typ av tak. Kunskap saknas även om hur möjligheterna ser ut för att kunna anpassa befintliga tak till våtmarkstak och varför våtmarkstak ska väljas istället för traditionella tak.

Eftersom det finns ett stort ökande intresse för hållbart byggande och positiv klimatpåverkan ser vi denna studien som viktig eftersom den kan ge fastighetsägare incitament att anpassa sina befintliga tak till gröna tak med våtmark eftersom det är ett sätt att göra en positiv klimatpåverkan och även ett sätt att hantera klimatförändringarnas effekter på byggnaderna. Men för att kunna ta ett sådant beslut måste de ha underlag för detta. Studien ska försöka (eller att bidra med) att täcka den kunskapsluckan.

1.2

Syfte och frågeställning

Syftet med studien är att undersöka om befintliga tak kan anpassas till gröna tak med våtmark samt visa vilka för- och nackdelar grönt tak med våtmark har jämfört med traditionella gröna tak utan våtmark. Detta för att kunskap kring gröna tak med våtmark och vilka ungefärliga laster de utger ska vara samlad så att till exempel en fastighetsägare själv ska kunna ta ett beslut kring om de vill göra en anpassning till grönt tak med våtmark.

Detta leder till studiens frågeställning: ”Hur ser möjligheten ut för att anpassa befintliga tak till gröna tak med våtmark?”.

1.3

Avgränsningar

Studien kommer endast kort beröra ekonomiska aspekter och främst presentera vilka laster gröna tak med våtmark utger samt vilka fördelar och nackdelar det finns jämfört med traditionellt grönt tak i ett nordeuropeiskt klimat. Fokus kommer att ligga på möjligheten för ombyggnad av befintliga tak för att kunna bli gröna tak med våtmark och inte på nyproduktion. Studien kommer inte heller gå in på specifika växttyper med särskilda fördelar mot tex frost, torka eller att de kräver mindre bevattning jämfört med andra växter. Gällande anpassning så kommer undersökningen endast att fokusera på betong-, trä- och stålkonstruktion.

8

1.4

Metod och genomförande

Den huvudsakliga metoden som har använts i detta arbete är en vetenskaplig litteraturstudie.

”En litteraturstudie är en systematisk, metodisk och kritisk granskning av litteratur utifrån ett vetenskapligt syfte. Litteraturen som granskas utgörs av vetenskaplig litteratur, det vill säga vetenskapliga publikationer, som avhandlingar och artiklar i vetenskapliga tidskrifter.” (Håman, et al., 2015).

Studien har sin bas i litteraturstudie med stöd av intervjuer och överslagsberäkningar. Vi anser litteraturanalys är en lämplig metod med tanke på tidsramen studien kommer att genomföras på. Vi kommer även utföra intervjuer med personer som varit involverade i projekt av gröna tak med våtmark för att ta reda på uppbyggnad, vikter och för- och nackdelar.

1.4.1 Litteraturstudien

Litteraturstudie utfördes för insamling av information. Studien har grundats på material från journaler, vetenskapliga artiklar och rapporter från databaser. Databaser som användes för sökningar av artiklar är Malmö Universitet bibliotekssökmotor, libsearch och Google Scholar. Sökningar på de vetenskapliga artiklarna gjordes i första hand genom fri sökning med ord som: gröna tak, green roof, wetland roof, våtmarkstak, gröna tak med våtmark, constructed wetland roof, superstructure och påbyggnader. Genom att arbeta med både svenska och internationella artiklar ska det öka och leda till en bättre förståelse för konstruktionen av gröna tak och våtmarkstak.

Som ett komplement till litteraturstudien användes böcker som Grönatakhandboken,

Byggnadskonstruktion och Green Roof Guidelines för att öka förståelsen för anpassning av

byggnader och för konstruktion av gröna tak med våtmark. Utifrån referenser har egna figurer bearbetats och skapats i programmet Gravit designer för att illustrera och underlätta beskrivning av gröna tak med våtmark.

1.4.2 Intervjuer

Målet med intervjuerna var att försöka få en större uppfattning av våtmarkstak och vad som skiljer våtmarkstaken från andra traditionella extensiva gröna tak. För att kunna få en bredare förståelse och uppfattning om gröna tak med våtmark valde vi att utföra intervjuerna med olika aktörer som arbetar med gröna tak. Aktörerna som valdes har olika roller vilket ger oss svar på ämnet från olika synvinklar. Aktörerna som valdes ut var från ett kompetenscenter för gröna tak, leverantör av gröna tak samt en landskapsarkitekt från ett arkitektkontor.

Intervjuerna bestod av fyra områden där varje område bestod av 3 - 5 frågor. Det fanns även möjlighet för deltagarna att lämna egna kommentarer. Svaren från intervjuerna har lagts in som löpande text i arbetet under respektive del. Valet att dela upp intervjufrågorna i områden var på grund av att underlätta intervjun för oss och för aktörerna.

Deltagarna kontaktades via E-post, där överenskommelse över tid och typ av intervju bestämdes. I första hand valdes telefonintervju på grund av tidsbrist och transportmöjligheter men vid möjlighet för både deltagaren och oss utfördes intervjun på plats. Deltagarna hade även

9

möjlighet att komplettera eller svara på frågorna via E-post om de inte hade möjlighet för vare sig telefonintervju eller intervju på plats. Intervjufrågorna skickades även ut via E-post så att deltagarna kunde få en överblick om vad intervjun handla om, samt så för att kunna förberedda sig inför intervjun.

Intervjufrågorna som utformades var relevanta till arbetets problemformulering och till aktörernas roller. I princip kunde samma frågor användas till alla deltagare trots att de har olika arbetsroller, vissa frågor kunde till en viss del omformuleras och andra kunde vara exakt likadan. Detta arbete en grundläggande studie. För att kunna få ännu djupare kunskap, krävs större och mer omfattande intervjuer samt måste antalet intervjuer ökas. Förutom tidsbristen är det få som har kunskap om våtmarkstak i Sverige eftersom det är ett relativt nytt ämne i både Sverige och Skandinavien vilket gjorde det svårt att hitta personer att intervjua.

Telefonintervjuer utfördes med Erika Skytte från Vegtech och med Jonathan Malmberg från Scandinavian Green Roof Institute.

Vegtech har en stor och lång historia med gröna tak och är en av Sveriges ledande gröna tak leverantörer. Erika vill understryka att hon inte specifikt jobbar med våtmarkstak utan besitter mer kunskap om traditionella gröna tak.

Scandinavian Green Roof Institute är ett kompetenscenter som grundades år 2001. Institutet medverkar i utvecklingsprojekt och forskning samt erbjuder kurser och gästföreläsning inom grönatak. Vi valde att intervjua institutet då de deltog i byggandet av våtmarkstaket i Västra Hamnen i Malmö och har kunskap inom det området.

Vi utförde även en intervju på plats vid Oh Boy hotellet i Malmö med Ola Nielsen från arkitektkontoret hauschild + siegel som förvaltar våtmarkstaket där och som även var med och konstruera taket.

Det är viktigt att tillägga att eventuella missuppfattningar och feltolkningar från intervjuerna inte har korrigerats eftersom intervjuobjekten inte fått möjlighet att läsa studien innan första inlämningen på grund av tidsbrist.

10

2 Gröna tak

Grönt tak är ett samlingsnamn som beskriver vegetationstäckta bjälklag eller tak. Vegetationen kan variera mellan tunnare lager av sedum till större vegetation som träd och buskar (Scandinavian Green Roof Institute, 2019). Med gröna tak skapas en positiv påverkan på den biologiska mångfalden och de skapar möjlighet för rikare djur- och växtliv (Scandinavian Green Roof Institute, 2019).

Gröna tak kategoriseras som extensiva, intensiva eller semiintensiva tak (Kovács, 2017). Kategorin av det gröna taket är beroende på takets funktion, skötsel och tjockleken på växtbädden (Kovács, 2017).

2.1

Intensiva gröna tak

Det intensiva taket har till skillnad från det extensiva taket en tjocklek på mer än 20 cm och ett bredare utbud av vegetationsalternativ som till exempel gräs, träd och buskar (Meulen, 2019). Det intensiva taket kräver mycket mer underhåll gällande gödning, bevattning och ogräsbehandling men kan fungera som takterrasser, parker eller urbana jordbruk (Meulen, 2019). Då de intensiva taken väger mer än de extensiva taken måste byggnader konstrueras eller förstärkas för att kunna bära den tillförda lasten (Meulen, 2019).

2.2

Semiintensiva gröna tak

Semi-intensivt tak är en enklare modell av ett intensivt grönt tak (FLL, 2018). I jämförelse med de intensiva gröna taken har de semi-intensiva taken begränsat växtutbud, lägre kostnad att konstruera samt kräver mindre tillförsel av vatten och näringsämne (FLL, 2018).

2.3

Extensiva gröna tak

Det extensiva gröna taket är den vanligaste typen av gröna tak som nästan kan betraktas som byggnadsmaterial eller takbehandling (Meulen, 2019). Tjockleken för extensiva tak är högst 15 cm hög (Meulen, 2019). Det är självförsörjande med vegetation som inte behöver regelbundet underhåll och bevattning samt kan anpassa sig till extrema förhållanden (Kovács, 2017). Valet av vegetation är begränsat på grund av storleken på konstruktionen, men i gengäld kräver den minimala byggnadsjusteringar för det befintliga taket (Meulen, 2019).

2.4

Våtmarkstak

Gröna tak med våtmark, även kallade våtmarkstak är en typ av extensiva gröna tak (Blumbeerg Engineers, 2007). Extensiva gröna tak består av vegetation som är väl anpassad för att klara svåra förhållanden och kräver minimalt underhåll (FFL 2009, refererad i Andersson 2015, sid 5). Våtmarkstak har våtmarks- eller träskväxter planterade jämt över taket (Blumbeerg Engineers, 2007). Utöver det estetiska utseendet har våtmarkstaken ofta många funktionella fördelar som till exempel hantering av dagvatten (se 2.7.1 Miljöfördelar) (Blumbeerg Engineers, 2007).

11

2.5

Uppbyggnad av våtmarkstak

Våtmarkstak kan byggas upp på olika sätt beroende på det befintliga takets lutning. Våtmarkstaken kan vara plana eller ha en lutning med upp till 15 grader (Blumberg Engineers, 2019). Våtmarkstak är precis som andra typer av gröna tak uppbyggd av olika lager, se nedan (Figur 1). Vattendjupet i ett våtmarkstak kan variera och det finns ingen standardisering eftersom våtmarkstak är så pass innovativa med endast ett fåtal referensprojekt (Malmberg, 2019). Dock så måste ett vattendjup på minst 5 cm finnas om det ska ha isolerande effekt under sommaren (Malmberg, 2019).Vattendjupet på våtmarkstaket är varierande beroende på vilka typer av växter som man vill använda (Skytte, 2019).

Figur 1. Grundläggande illustration av uppbyggnaden av ett våtmarkstak.

Vegetationslager

Det översta lagret på ett våtmarkstak kallas vegetationslagret och består av växter som är planterade i den underliggande växtbädden (Pettersson Skog, et al., 2017). Valet av vegetationslager är beroende av önskad funktion från vegetationen samt av växtbäddens djup (Pettersson Skog, et al., 2017). Nedan finns ett exempel på hur ett vegetationslager kan se ut (Figur2).

12

Figur 2. Bilden ovan visar ett vegetationslager som valts för Oh Boy Hotellets våtmarkstak i västra hamnen i Malmö. Växterna som valts är träskmarksväxter som har en stor motståndskraftighet mot fukt och uttorkning.

Växtbädd

Vegetationen planteras i växtbädden som har i uppgift att bidra med näring, vatten och luft till växterna (Pettersson Skog, et al., 2017). Uppbyggnaden av växtbädden är beroende av vegetationens behov, önskad funktion samt kvalitén på substraten som är det underlag växterna lever på (Pettersson Skog, et al., 2017). Växtbädden består av tre delar: fast material, luft och vatten. Bäddens skelett utgörs av det fasta materialet som även bestämmer storleken och formen på porerna (som baseras på sammansättningen och partikelstorlek) (Pettersson Skog, et al., 2017). Vanligtvis innehåller växtbädden porer som är fyllda till hälften med vatten och till andra hälften med luft (Pettersson Skog, et al., 2017).

Djupet på växtbädden styrs av vegetationens behov av volym för rötterna, vatten- och lufthållandeförmåga för substratet samt sammansättning på substratet (Pettersson Skog, et al., 2017). Växtbädden dimensioneras utifrån bjälklagets bärkraftskapacitet vilket kan påverka vegetationens behov då det finns en risk att växtbädden underdimensioneras (Pettersson Skog, et al., 2017). För att kunna öka möjligheterna för överlevnad av vegetation samtidigt som inte belastar bjälklaget mer än vad det kan klara av, kan man kompensera med högre kvalité av substrat typ som har till exempel en hög vattenhållande förmåga, tillsammans med tillsatsmaterial som pimpsten (Pettersson Skog, et al., 2017).

Vid en begränsad bärighet av byggnaden kan poröst material användas för att minska vikten på växtbädden samtidigt som man har möjlighet att kunna tillföra vatten- och lufthållande egenskaper för substratet (Pettersson Skog, et al., 2017).

13

Filt

En filt av vävd duk eller fibermatta kan användas mellan växtbädden och dräneringslagret (Pettersson Skog, et al., 2017). Filten har i uppgift att hindra småpartiklar som tränger igenom växtbädden att hamna i dräneringssystemet, på så sätt minskar man risken för igensättning i systemet (Pettersson Skog, et al., 2017).

Dräneringslager

Dräneringslagret har i uppgift att avskilja överflödigt vatten som tränger igenom från växtbädden till konstruktionen (Pettersson Skog, et al., 2017). Dräneringsskikt har även en kapillärbrytande funktion som ser till att inget vatten förflyttas genom kapillärssug till lagret ovanför (Pettersson Skog, et al., 2017). Det är därför viktigt att dräneringsskiktet har en tjocklek som överskrider den övre kapillära stighöjden i materialet, samt att de minsta porerna i dräneringsskiktet är större än de största porerna i växtbädden (Pettersson Skog, et al., 2017). Valet av dräneringslager är beroende av flera faktorer, till exempel takets lutning och storlek, placering av stuprör eller planerad vegetation (Pettersson Skog, et al., 2017). Ekonomi och logistik är två andra faktorer som är viktiga vid val av dräneringssystemet (Pettersson Skog, et al., 2017). Dräneringslagret monteras normalt mellan substratet och tätskiktet och består vanligtvis av dränerande material eller dräneringsmattor (Pettersson Skog, et al., 2017). Vid begränsad bärighet och bygghöjd är valet av dräneringsmatta det effektivaste sättet att skapa ett kapillärbrott (Pettersson Skog, et al., 2017). Dräneringsmattor byggs upp av plastmaterial och har oftast en sammansatt funktion, där de kan transportera bort vatten och samtidigt kunna lagra vatten i dräneringssystemet (Pettersson Skog, et al., 2017). Dräneringslagret kan även bestå av material som grus, pimpsten, leca med mera (Pettersson Skog, et al., 2017).

Rotspärr

Rotskydd placeras ovanför tätskiktet och krävs för att undvika att rötter tränger igenom tätskikt, skarvar, anslutningar eller kanter (Pettersson Skog, et al., 2017). Rotspärr som används i gröna tak är oftast tillverkade av plast som polyeten eller gummiduk (Pettersson Skog, et al., 2017). Rotspärrens draghållfasthet och motståndskraft mot slitage, tryck och punktering är beroende av skiktets tjocklek, ju tjockare desto bättre egenskaper (Pettersson Skog, et al., 2017). Tjockleken på rotspärren är beroende av vegetationen i växtbädden, för till exempel träd krävs en tjockare spärr än vid mindre plantor (Pettersson Skog, et al., 2017).

Tätskikt

Tätskikt är det första lagret som placeras ovanför det befintliga bjälklaget (Pettersson Skog, et al., 2017). Skiktet har i uppgift att hindra fukt och vatten från att tränga in i byggnaden (Pettersson Skog, et al., 2017). Tjockleken på tätskiktet är beroende på vilken typ av överbyggnad som kommer användas (Pettersson Skog, et al., 2017). Tätskiktet ska även kunna stå emot belastningar från till exempel miljön som finns i överbyggnaden samt rörelse som kan uppstå i konstruktionen (Pettersson Skog, et al., 2017). Bitumentätskikt och syntetiska tätskikt är tätskiktsmattor som vanligtvis används för gröna tak (Pettersson Skog, et al., 2017).

14

Bjälklag

Gröna takets nedersta lager är vid möjlighet den befintliga byggnadens tak/bjälklag. Vid behov kan lasterna från det gröna taket tas upp med ett system för överbyggnader och påbyggnader (Axelsson, 2016). Bjälklaget byggs vanligtvis av betong, trä eller metall (Axelsson, 2016). Våtmarkstaket nedan vilar på det befintliga bjälklaget för byggnaden se (Figur 3).

Figur 3. Våtmarkstaket på Oh Boy Hotellet i Västra Hamnen i Malmö är byggt helt tätt utan dräneringslager och har ett vattendjup på 15 cm, vattnet som överstiger vattendjupet leds ut genom en ränna och vidare till stadens dagvattensystem.

2.5.1 Plant våtmarkstak

Ett plant våtmarkstak består av flera olika lager och konstrueras på en byggnad med ett tak utan lutning (se Figur 4). Uppbyggnaden av plant våtmarkstak kan variera beroende bland annat på vilka växttyper man vill använda, vilken dagvattenbuffert man vill ha, hur stor bärighet den underliggande byggnaden klarar; med mera.

15

Figur 4. Principiell illustration på ett plant våtmarkstak

På plant takbjälklag finns det även möjligheter för skapande av våtmarkstak som liknar dammar och bäckar (se Figur 5).

Det finns flera viktiga aspekter att ta hänsyn till vid installation, design och underhåll av vattenmiljöer på bjälklag (Pettersson Skog, et al., 2017). Dimensioneringen ska ske med hänsyn till bjälklagets lastkapacitet (Pettersson Skog, et al., 2017). Vid design av våtmarkstaket ska man se till att minska lastkapacitet som mycket som det går genom att till exempel ha grunda vatteninstallationer (Pettersson Skog, et al., 2017). Men det är viktigt att se till att vattennivån är tillräcklig, eftersom en låg vattennivå kan orsaka dålig cirkulation och vattenflöde som kan leda till ökad algbildning och sämre syresättning vilket skapar miljöer med högre skötselbehov (Pettersson Skog, et al., 2017).

Vid användning av dammduk är det inget absolut krav på rotskydd (Pettersson Skog, et al., 2017). Om läckage sker från dammduken, kommer vattnet som rinner ner att tas upp av tätskiktet och vidare föras bort i rännan (Pettersson Skog, et al., 2017). Dränering måste anläggas under hela våtmarkstaket och det får inte täcka takbrunnar och övriga avvattningsanordningar (Pettersson Skog, et al., 2017).

16

Figur 5. Illustration av plant våtmarkstak från (Pettersson Skog, et al., 2017)

2.5.2 Lutande våtmarkstak med bevattning

Ett lutande våtmarkstak består av flera olika lager (se Figur 6) och kan installeras på en byggnad med en taklutning upp till 15 grader (Blumbeerg Engineers, 2007). På grund av lutningen saknar denna typ av våtmarkstak ett lager med vatten och eftersom våtmarks- eller träskplantor behöver en viss grad av fuktighet, måste ett bevattningssystem installeras (Blumbeerg Engineers, 2007). Bevattningen av det gröna taket sker med hjälp av en bevattningsdator, som automatisk justerar mängden vatten efter behov och väderförhållande (Blumbeerg Engineers, 2007).

För att kunna garantera tillräcklig bevattning kan regnvattnet samlas upp och lagras i en behållare eller tank för att sedan användas som bevattning i lämpliga intervaller (Blumbeerg Engineers, 2007).

17

2.6

Laster från gröna tak

I det här avsnittet presenteras exempel på laster från gröna tak och att lasterna från

våtmarkstak kan variera beroende på uppbyggnaden. Vid beräkning av laster från gröna tak räknar man i den totala lasten från växtbädden med vattenmättat substrat, dräneringsskikt och vegetation samt variabellaster (Axelsson, 2016). Variabellaster är fria laster som varierar i storlek över tiden som till exempel snö- och vindlaster (Isaksson, et al., 2016). Viktigt att tänka på är att olika våtmarkstak byggs upp på olika sätt, vilket ger varierande

lastförutsättningar som i sin tur ställer krav på takets bärkraft (Pettersson Skog, et al., 2017). 2.6.1 Laster från olika typer av gröna tak

I Tabell 1 presenteras laster och tyngder på bjälklag från de olika typerna av gröna tak. Lasterna har ett långtids eller permanent tidsperspektiv, det vill säga en livslängd på minst tio år eller som byggnadens livslängd (Axelsson, 2016). Tyngden det vill säga kraften som belastar bjälklaget beräknas genom att multiplicera vikten på växtbädden med tyngdacceleration som avrundas till 10 m/s2.

Tabell 1. Laster från gröna tak bearbetad från (Axelsson, 2016) Typ av grönt tak Växtbäddens tjocklek

[mm]

Vikt [kg/m2_{] Tyngd [kN/m}2_]

Extensiva naturlandskap

Sedum, mossor och örter

30 – 150 30 – 150 0.3 – 1.5 Extensiva våtmarkstak Träsk- och våtmarksplantor 20 – 300 20 – 300 0.2 – 3.0 Semi-intensiva naturlandskap/trädgård

Perenner och mindre buskar

120 - 250 120 – 250 1.2 – 2.5

Intensiva trädgård/park

Sedum, mossor och örter

200 - 2000 200 - 2000 2.0 - 20

2.6.2 Variabellaster

Vind-, snö-, regn- och nyttiglast från personer samt last av maskiner och utrymmen räknas alla som variabellaster (Axelsson, 2016). Lasterna varierar beroende på byggnadens höjd, takytan och växtligheten på det gröna taket (Axelsson, 2016).

18

Vindlast

Vindlasten är beroende av byggnadshöjden samt friktion och råhet på takytan och kan därför variera (Axelsson, 2016). Råhet och friktion är beroende av vegetation, dock saknas information om friktion och råheter i den svenska standarden för gröna tak, men för ett extensivt naturlandskap med lägre vegetation kan friktionskoefficienten för profilerad takyta användas i beräkningarna (Axelsson, 2016).

Snölast

Snölaster på gröna tak har större laster i jämförelse med snölaster på vanliga tak (Axelsson, 2016). Vid beräkning av snölast på gröna tak kan värdet för snölast på mark användas (Axelsson, 2016). Snölasten kan även variera beroende på vilken typ av gröna tak som används, till exempel samlas inte samma mängd snö på ett sedumtak som det samlas på ett tak med större växtlighet som till exempel buskar (Axelsson, 2016).

Regnlast

Mängden regnvatten som kan lagras i växtbädden och på växtytorna, är beroende av egenskaper som avrinnings- och dräneringshastighet samt lösningar för avvattning på taket (Pettersson Skog, et al., 2017). Dessa egenskaper har störst påverkan på lastökningen från till exempel skyfall (Axelsson, 2016). Lastens intensitet är beroende av regnets varaktighet samt växtbäddens fördröjningsegenskap vid dränering, lastens storlek måste även bedömas med hänsyn till millimeter regn/tidsenhet och dräneringslagrets kapacitet (Axelsson, 2016). Eftersom kraftigt regn oftast förekommer under sommarperioden är 50 års-värdet på regnets karaktäristiska lastnivå lämpligt att använda då maximal snölast inte behöver beaktas (Axelsson, 2016).

Nyttiglast

Nyttig last är beroende på funktionen av bjälklaget, det vill säga vad användningen är avsedd till (Pettersson Skog, et al., 2017). Vid beräkning av nyttig last bör man ta hänsyn till mänsklig aktivitet och lösa inredning som till exempel stenar och ved (Pettersson Skog, et al., 2017). Om möjlighet att beträda det gröna taket finns kan man tillämpa den svenska standarden för laster på bärverk, SS-EN 1991-1-1:2002 (Svensk Standard, 2002).

Last av utrustning och maskiner

Maskiner och utrustning som används för underhåll och drift av gröna tak räknas som tillfälliga och lokala laster (Axelsson, 2016). De tillfälliga utrustningarna och maskinerna som används vid byggandet av gröna taket kan räknas som samma last som uppstår vid underhåll och drift av taket (Axelsson, 2016).

19

2.6.3 Exempellaster för våtmarkstak med olika uppbyggnader

Värden som används i exempelberäkningarna nedan är tagna från FLLs: Green Roof Guidelines (FLL, 2018). Vikt på träskväxter saknades, istället användes vikt för andra typer av växter. För exemplen med större vattenvolym och substrat djup valdes tyngre växter. Växtbädden antas bestå av grovt grus med tyngd 0.16 kN/m2, krossat tegel med tyngd 0.13 kN/m2 och jord med tyngd 0.15 kN/m2. Tyngderna gäller per 1 cm tjocklek. I dräneringslagret används värdet för geotextilsmatta 0.14 kN/m2 _{(per 1 cm tjocklek). Exemplen ger en fingervisning för vilka laster}

den underliggande byggnaden måste kunna ta upp.

Exempel 1: lutande tak utan vatten lager, endast vattenmättad, växtbädd 20 mm, (se Figur 7).

- Växtbädden: 0,5 cm grovt grus har tyngd 0,08 kN/m2, 0,5 cm krossat tegel har tyngd på 0,065 kN/m2 och 1,5 cm jord har tyngd 0,225 kN/m2

- Dräneringslagret har en tyngd på 0.14 kN/m2 - Växterna har en tyngd på 0.10 kN/m2

- Total last = 0.37 + 0.14 + 0.10 = 0,61 kN/m2

Figur 7. Lutande våtmarkstak med 20 mm växtbädd.

Exempel 2: plant tak, växtbädd 20 mm, vattenlager 200 mm, (se Figur 8).

- 220 mm vattenlager ger en vikt 220 kg/m2, vilket ger oss en tyngd på 2.2 kN/m2

- Växtbädden: 0,5 cm grovt grus har tyngd 0,08 kN/m2, 0,5 cm krossat tegel har tyngd på 0,065 kN/m2 och 1,5 cm jord har tyngd 0,225 kN/m2

- Dräneringslagret har en tyngd på 0.14 kN/m2

- Växterna har en tyngd på 0.15 kN/m2 Total last = 2.2 + 0.37 + 0.14 + 0.15 = 2.86 kN/m2

20

Figur 8. Plant tak med 20mm växtbädd och 200 mm vattenlager.

Exempel 3: plant tak, växtbädd 300 mm, vattenlager 300 mm, (se Figur 9).

- 300 mm vattenlager ger en vikt 300 kg/m2, vilket ger oss en tyngd på 3.0 kN/m2

- Växtbädden: 2 cm grovt grus har tyngd 0,32 kN/m2_{, 2 cm krossat tegel har tyngd på}

0.28 kN/m2 och 26 cm jord har tyngd 3.9 kN/m2 - Dräneringslagret har en tyngd på 0.14 kN/m2 - Växterna har en tyngd på 0.20 kN/m2

- Total last = 3.0 +4.3+ 0.14 + 0.20 = 7.64 kN/m2

Figur 9. Plant tak med 300 mm växtbädd och 300 mm vattenlager. Ett våtmarkstak där möjligheten att ta upp 300 mm dagvatten per kvadratmeter ställer stora krav på bärigheten på den underliggande byggnaden.

21

För att få en uppfattning på hur stor skillnaden är på storlekarna på de olika våtmarkstaken ställs de olika exemplen upp bredvid varandra (se Figur 10).

Figur 10. Skalenlig storleksjämförelse på våtmarkstak med olika växtbädd- och vattendjup.

Nedan visas en jämförelse av total last från de olika exemplen (Tabell 2).

Tabell 2. Jämförelse av total last från exemplen.

Typ av

våtmarkstak

Växtbäddens tjocklek [mm]

Vattenlager [mm] Total last [kN/m2_]

Lutande 20 0 0.61

Plant 20 200 2.86

Plant 300 300 7.64

2.7

Fördelar och nackdelar med våtmarkstak jämfört med

traditionellt grönt tak

Våtmarkstak är i sig en typ av extensivt grönt tak men beroende på uppbyggnad och växtval kan för- och nackdelar variera. I jämförelsen när traditionella extensiva tak tas upp gäller det sedum- och mossbelagda tak för att se hur våtmarkstak står sig jämfört med dessa. När för- och nackdelar tas upp för extensiva gröna tak tas upp gäller det alla extensiva gröna tak inklusive våtmarkstak. När gröna tak tas upp så gäller det intensiva-, extensiva- och semiextensiva gröna tak, det vill säga för- och nackdelar som delas för alla gröna tak.

2.7.1 Miljöfördelar

Dagvattenbuffert

En fördel med våtmarkstak som i synnerlighet särskiljer sig från traditionella extensiva tak är att de har större möjlighet att agera som buffert när det kommer till dagvatten (Skytte, 2019).

22

När stora skyfall inträffar kan våtmarkstaket ta upp större mängd vatten jämfört med traditionella extensiva tak (Skytte, 2019). Vid stora regnperioder kan kommunens dagvattenhantering bli överbelastad men finns det många våtmarkstak kan de underlätta dagvattenhanteringen avsevärt då en minskad total mängd nederbörd måste hanteras av kommunens dagvattensystem (Malmberg, 2019). Genom att kunna ta upp en större mängd dagvatten minskar våtmarkstaken riskerna för skador på grund översvämning (Meulen, 2019).

Biotop & luftkvalitet

Jämfört med ett traditionellt extensivt tak så kan våtmarkstaket ge ett mer rikt habitat för djur och växter och på så sätt ökar den biologiska mångfalden (Malmberg, 2019). Man får även en större blomning och ett rikare insektsliv (Malmberg, 2019). Eftersom våtmarkstaken har en rikare biotop än moss- och sedumtak gynnar det pollinerare (Skytte, 2019). Dessutom är våtmarkstak lämpliga för filtrering av luftburna partiklar, tack vare den mycket aktiva vegetationen, särskilt under sommarmånaderna (Blumbeerg Engineers, 2007).

Koldioxid

Undersökningar visar att gröna tak har potential att minska på koldioxidutsläpp (Yanling & Roger, 2015). Våtmarkstak har även möjlighet att minska koldioxidutsläppet (Song, et al., 2013). Dock är studier på detta område relativt nya och kräver ytterligare forskning och utvärdering av potentialen hos gröna taksystem (Yanling & Roger, 2015). En studie visar att en ökad tillgång av vatten kan bidra till att förbättra vegetationens koldioxidupptagning, men även där krävs vidare studier (Heusinger & Weber, 2017).

2.7.2 Andra fördelar

Estetik & rekreation

Att välja våtmarkstak är innovativt och nytänkande vilket ger än positiv känsla och kan skapa mervärden för både de boende och fastighetsutvecklare (Malmberg, 2019). Känslan att vara fristående och medverka till en förbättring av stadsmiljön kan ge en psykologisk fördel för fastighetsägare (Meulen, 2019). En annan fördel som kan vara svår att värdera är rekreationsvärdet för de boende och människor i staden (Malmberg, 2019). Rekreation har en positiv effekt på människans hälsa, att ha växter i närhet av sig kan bidra med till exempel minskning av stress, sänkning av blodtryck och reduktion av muskelspänningar (Vallerborn 2013, refererad i Dunnett & Kingsbury 2004, s.24–25). Ett våtmarkstak kan dessutom ändra gestaltningen av byggnaden (Malmberg, 2019).

Livslängd & underhåll

Våtmarkstaken skyddar den underliggande byggnadens tak mot extrema väderförhållanden vilket ökar takens hållbarhet (Blumbeerg Engineers, 2007). För fastighetsägare är det viktigt att byggnadens tak får en lång livslängd och ett extensivt grönt kan dubbla den underliggande byggnadens taks livslängd (Meulen, 2019). Dessutom är livslängden för extensiva gröna tak generellt långa; mellan 30–50 år (Meulen, 2019).

Om våtmarkstaket är konstruerat på ett korrekt sätt så är våtmarkstaket i princip underhållsfritt med endast cirka två underhållstillfällen per år där man rensar ogräs och skräp (Malmberg, 2019). Det är dock viktigt att se till att vedarter och växter som inte hör hemma i biotopen rensas bort (Skytte, 2019).

23

Bullernivå

Våtmarkstak har möjligheten att minska bullernivån i byggnaden och i staden (Skytte, 2019). För extensiva tak beroende på växtbäddens djup kan bullernivån inomhus minskas med 5–8 dB, men detta gäller bara frekvenser som ligger mellan 250 och 1,250 Hz (Meulen, 2019). Även ekot på de allmänna platserna runt om byggnaden kan minskas med 3 dB (Meulen, 2019).

Albedoeffekt & isolerande effekt

Gröna ytor reflekterar bort mer solstrålar än mörka ytor som till exempel takpapp på grund av att de har ett högre albedotal. Albedo är ett mått på hur mycket ett material reflekterar bort solstrålar, ett högre tal betyder att det reflekterar bort mer. Gröna tak minskar därför heath island-effekten i staden eftersom gröna ytor inte värms upp på samma sätt som mörka ytor (Skytte, 2019). Intensiva tak med träd ger skuggor som även de bidrar till en minskad upphettning av byggnaden (Skytte, 2019).

Gröna taks isolerande effekt mot inkommande hetta är bestämd av växternas avdunstningsförmåga, hur mycket skugga träd och buskar utgör; samt hur mycket solstrålar som reflekteras bort (Meulen, 2019). När mycket solstrålar reflekteras bort så förhindras värmen att byggas upp i byggnadsmaterialet i taket (Meulen, 2019). Detta gäller främst för betongkonstruktioner då trä inte lagrar så mycket värme. Studier visar att tak med tät vegetation agerar som ett passivt kylningssystem vilket gör att hettan som kommer in i byggnaden kan minskas med upp till 60% jämfört med tak utan vegetation (Meulen, 2019). På så sätt kan grönt tak förbättra innemiljön och dra ner kostnaden för kylning. Under heta sommardagar kan ett grönt tak sänka innetemperaturen med 3–5 grader (Meulen, 2019).

Gröna tak hjälper till med att ge ett bra stadsklimat genom att bidra med en ökning av luftfuktighet och sänkning av temperatur (Pettersson Skog, et al., 2017). Urbana värme- och vattenbalansen påverkas även på ett genomgripande mån av gröna ytor (Pettersson Skog, et al., 2017). Vegetationsskiktet evapotranspirations förmåga, som är en kombination av transpiration och avdunstning, samt möjlighet att reflektera bort de inkommande solinstrålningarna, hjälper till med att sänka temperaturen i staden (Pettersson Skog, et al., 2017). Evapotranspiration inträffar genom en interception av regnvatten som avdunstar åter till atmosfären, det kan vara genom avdunstning från en blött jordyta eller genom utdunstning från en växt som har druckit upp regnvatten eller vatten från bevattning (Pettersson Skog, et al., 2017).

Om man strävar efter att ha vegetation som har en större effekt på den urbana vattenbalansen och som kan bidra med sänkning av stadstemperaturen, bör man välja växtarter som har höga evapotranspiration (Pettersson Skog, et al., 2017). Utifrån dessa kriterier så bör man undvika användning av suckulenter, då de har en mindre evapotranspiration effekt (Pettersson Skog, et al., 2017). Dock överlever suckulenter i stressad stadsmiljö, vilket gör att man oftast väljer de över arter med bättre kyleffekt och då måste bevattning övervägas för att kunna uppnå en bättre kyleffekt (Pettersson Skog, et al., 2017). I nuläget finns inga direkta växtlistor som visar vilka växtarter som kan överleva längre och kunna bibehålla avdunstning under len längre tidsperiod (Pettersson Skog, et al., 2017). Men man har sett att en blandning av varierande växtarter med olika typ och former ger en högre avdunstning (Lundholm, et al., 2010). Vidare är placering av vegetation efter vattenbehov och användning av tak på ett rätt sätt, avgörande faktorer för att kunna uppnå ett klimatmässigt effektivt system (Pettersson Skog, et al., 2017).

24

Under sommaren fungerar våtmarkstaket isolerande för byggnaden under (Malmberg, 2019). Vattnet i våtmarkstaket tar upp hettan och avdunstningen från vattnet kyler ner och minskar temperaturen (Malmberg, 2019). Under kvällen och natten sänks temperaturen ytterligare på och i våtmarkstaket så att bufferten ökar inför nästa dag (Malmberg, 2019). För att få en isolerande effekt mot sommarvärmen måste det vara ett vattendjup på minst 50 mm i våtmarkstaket (Malmberg, 2019). På vintern kan inte en isolerande effekt tillgodoräknas eftersom våtmarkstaket inte har växter eller vattendjup (Malmberg, 2019).

Uttorkning

Eftersom våtmarkstak innehåller och kan hålla mer vatten har de större motståndskraft mot uttorkning vid heta somrar (Nielsen, 2019). Ett sedum- eller mosstak torkar lättare ut och då kan växterna dö vilket kräver omplantering (Nielsen, 2019). Våtmarkstak har ofta mer motståndskraftiga växter som klarar uttorkning bättre och kan ofta återhämta sig efter en torka (Nielsen, 2019). Jämfört med andra extensiva gröna tak är våtmarkstak oftast tyngre och har bättre förankring (Nielsen, 2019). Detta gör att våtmarkstakets topplager inte lika lätt lossnar, blåser iväg eller deformeras av vindlaster som andra extensiva gröna tak kan göra (Nielsen, 2019).

Reningsverk

En annan fördel med våtmarkstak är möjligheten att kunna använda taken som reningsverk för hushållsavloppsvatten från byggnader (Pereyra, et al., 2016). Genom att använda våtmarkstak som reningsverk kan man på så sätt minska belastning på kommunens

vattenledningar (Lindstöm, 2011). Belastningen minskas även på rengöringsverket som i sin tur minskar utsläppen av det rengjorda vattnet i hav, sjöar och vattendrag, och därmed blir risken för övergödning och försurning mindre källa (Lindstöm, 2011)

I undersökningen som gjordes i Nederländerna på ett våtmarkstak som behandlade ett lågt organiskt avloppsvatten från en kontorsbyggnad, användes ett våtmarkstak med 9 cm djup växtbädd, som bestod av bland annat sand, organisk jord, lätt expanderad leraggregat (LECA) och rötter (Pereyra, et al., 2016). Organisk jorden, rötterna och sanden stod för majoriteten av behandlingen, medan LECA användes för att minska vikten av behandlingsanläggningen, vilket möjliggör dess placering på taket, samtidigt som den ansvarade för bortförande av fosfor (Pereyra, et al., 2016). Trots att väderförhållandet är varierande så påverkades inte systemets behandlingseffektivitet. Regnet hade en mindre effekt på att föra bort näringsämnen som fanns i växtbädden (Pereyra, et al., 2016).

Resultatet från undersökningen visade att våtmarkstaket är ett högt syrekrävande system som behandlar hushållsavloppsvatten med nivåer som är högre än de minimala kraven som krävs av lokala utsläppskvalitets för organiskt material, fastämnen, ammonium, totalt kväve och total fosfor (> 79% för alla parametrar) (Pereyra, et al., 2016).

2.7.3 Nackdelar och risker

Tillgänglighet & rekreationsvärde

Eftersom extensiva gröna tak inklusive våtmarkstak inte har samma tillgänglighet som intensiva tak då man inte kan vistas på dem så minskar rekreationsvärdet i jämförelse (Meulen, 2019).

25

Den minskade tillgängligheten försvårar dessutom den ökade sociala sammanhållningen för grannskapet som annars kan ses på intensiva tak (Meulen, 2019). Intensiva gröna tak kan ha trädgårdar där grönsaker kan odlas vilket inte kan göras på våtmarkstak, ett exempel på detta finns i Rotterdam där de boende odlar grönsaker uppe på det intensiva gröna taket som sedan används i husets restaurang (Meulen, 2019). Även marknadsvärdet för en byggnad med intensivt tak kan öka då man har mer användbar yta (Meulen, 2019). Om de extensiva gröna taken inte kan ses från fönster eller från gatunivå minskar det positiva värdet estetiken skapar (Meulen, 2019).

Konstruktion & bärighet

Våtmarkstak är ett innovativt och nyskapande extensivt grönt tak och riskerna ligger främst i felkonstruktion och i form undermålig bärighet på den befintliga byggnaden (Malmberg, 2019). Om våtmarkstaket läggs direkt på tätskiktet på den befintliga byggnaden så finns det en risk för läckage och vattenskador på den underliggande byggnaden (Malmberg, 2019). När man ska bygga ett våtmarkstak är det viktigt att se till att den befintliga byggnaden kan ta upp lasten eftersom ett våtmarkstak kan väga mycket (Malmberg, 2019). En bärighetskontroll måste därför utföras innan våtmarkstaket kan anläggas (Malmberg, 2019). Vid korrekt konstruktion kan risken gällande läckage elimineras (Malmberg, 2019). Vid kontroll av bärighet så måste man se till att det befintliga taket minst klarar av 250kg per kvadratmeter och det kan sättas i jämförelse med ett vattenmättat sedumtak som behöver 50kg per kvadratmeter i bärighet (Malmberg, 2019).

En aspekt som är viktig att understryka är att våtmarkstak har större bygglaster jämfört med sedum- eller mosstak (Skytte, 2019). Jämfört med sedum- eller mosstak så har våtmarkstaken en risk för läckage vilket kan vara svårt att lösa (Skytte, 2019). Ett traditionellt extensivt grönt tak har inga särskilda risker, när det väl ligger på plats så fungerar det som det ska (Skytte, 2019).

Plana tak med en lutning på mindre än 7 grader och som har takpapp är billigast och enklast att anpassa med gröna tak (Meulen, 2019). Generellt sätt är det endast dessa tak som har bärigheten för att kunna bära upp traditionella extensiva gröna tak utan förstärkning (Meulen, 2019). För intensiva gröna tak eller våtmarkstak som har större bygglaster måste en kostnadsintensiv bärighetskontroll göras samt eventuella förstärkningar implementeras (Meulen, 2019). Investeringen kan således vara osäker eller sakna lönsamhet när man funderar över våtmarkstak, särskilt gällande monetära nyttor (Meulen, 2019).

Växtbädden för ett våtmarkstak kan inte göras på samma sätt som ett traditionellt extensivt grönt tak eftersom vissa material som till exempel lekcakulor skulle då flyta iväg med vattnet (Nielsen, 2019).

Brandrisk

När det gäller brandrisker så finns det ingen särskild brandklassning förutom för sedumtak. Möjligheten att brandklassa ett grönt tak görs med en brandingenjör eller en brandkonsult som gör en analytisk dimensionering i samråd med arkitekten (Skytte, 2019). Eftersom det inte finns en brandklassning i Sverige så går man ofta efter det tyska FFL-systemet och delar upp taket i randzoner med hjälp av singel eller barriärer om vegetationsytan är större eller lika med 40 m (Skytte, 2019). Jämfört med traditionellt extensivt grönt tak är ofta våtmarkstak dyrare men de ger större positiva effekter och kan ta upp mer dagvatten (Skytte, 2019).

26

Energibesparingar

Energibesparing genom att våtmarkstaket isolerar är endast relevant om byggnadens befintliga tak är dåligt isolerat (Meulen, 2019). Eftersom Sverige som regel har välisolerade byggnader blir argumentet för energibesparing med hjälp av våtmarkstak svårsålt, särskilt gällande nyare byggnader som har bättre isolering. Traditionella extensiva gröna tak kan kombineras med solpaneler vilket kan vara svårare att uppnå när man väljer våtmarkstak framför sedum- eller mosstak och då går man miste om den investeringen.

Regler & krav

Även krav och regler på en byggnad och dess utseende kan utgöra hinder för att få anlägga ett våtmarkstak på ett befintligt tak (Meulen, 2019).

Miljö

Ett våtmarkstak har en bättre biotop än traditionella extensiva gröna tak men har sämre biotop jämfört med ett intensivt grönt tak (Meulen, 2019).

Kylningseffekten för stadsmiljön oberoende av typ av grönt tak är obetydlig om endast ett antal gröna tak är anlagda (Meulen, 2019). För att få kylningseffekt i stadsrummet krävs det en stor total yta av gröna tak (Meulen, 2019).

Isbildning & frostsprängningar

Eftersom våtmarkstaken innehåller stora mängder vatten så kan det frysa till under vintern och då finns det risk för frostsprängningar (Nielsen, 2019). Ett sätt att motverka detta är att lägga in tomma dräneringsrör (se Figur 11) eller plastdunkar där isen kan expandera istället för att spränga sargen runt våtmarkstaket (Nielsen, 2019). Ett annat alternativ är att göra sargen snett lutande utåt vilket gör att isen kan expandera uppåt längst sargen (Nielsen, 2019).

27

Figur 11. Bilden ovan visar ett dräneringsrör som ska motverka frostsprängning på sargen kring våtmarkstaket genom att det tar upp deformeringen istället. Dräneringsröret på bilden används alltså inte till dränering utan fungerar som en extra yta som isen kan expandera in i.

3 Anpassning av befintliga tak till våtmarkstak

Vid anpassning av befintlig byggnad till gröna tak måste man se till att byggnaden klarar av den vattenmättade lasten samt att tätskiktet fungerar som det ska (Skytte, 2019). Ofta sker kontroller för anpassning och anläggning av gröna tak vid renovering av ett befintligt tak (Skytte, 2019). Det måste även finnas möjlighet för avrinning/dränering på taket (Skytte, 2019). Val av stomtyper och stommaterial är beroende av olika faktorer som antal våningar, byggnadens användningsområde, egentyngden på stommen (tungt eller lätt) samt egenskaper på materialet som värmeutstrålning eller ljudisolering (Axelsson, 2016). Betong är det mest använda materialet till flervåningshus, stål används för det mesta i enplans industrier och trä används för flervåningshus men förekommer huvudsakligen i småhus (Axelsson, 2016). Påbyggnad på ett tak eller en övervåning belastar främst det befintliga takbjälklaget och / eller takbalkarna (Axelsson, 2016). Det kan även förekomma att översta planets väggar är upplagda för takkonstruktion, vilket gör att belastningen är främst på väggarna i de fallet (Axelsson, 2016).

Byggandet på befintliga byggnader leder till en ökning av den befintliga byggnadens volym (Boverket, 2018). De delarna som ska byggas på byggnaderna ska dimensioneras enligt boverkets konstruktionsregler (EKS) (Boverket, 2018). De befintliga delarna på byggnaden kan kontrolleras med EKS eller med äldre verifieringsmodeller (Boverket, 2018). Vid användning

28

av äldre verifieringsmodeller måste den dimensionerande lasten anpassas till lämpliga förutsättningar för den utvalda verifieringsmodellen, då säkerheten kan ligga på olika faktorer i olika modeller (Boverket, 2018). Exempel på faktorer är säkerhetsklasser, laster, lastkombinationer och hållfastheter (Boverket, 2018).

Skärpta krav gäller för ökade lasteffekter, som till exempel ökning av snölast eller om nya krav införs (Boverket, 2018). Kravet ska tillämpas på alla bärande konstruktioner i byggnaden som påverkas av lastökningen (Boverket, 2018). Vid bedömning av laster kan boverkets konstruktionsregler (BKR) användas, för till exempel snölast kan det karakteristiska värdet för snö som återkommer en gång per 50 år på en viss ort användas (Boverket, 2018).

3.1

Träkonstruktion

Träkonstruktioners elasticitetsmodul och hållfasthetsegenskaper kan påverkas av ändrade förhållande, där en ökning av fukthalt försämrar träkonstruktioners elasticitetsmodul och hållfasthet (Burström, 2006). Vid ökat fuktinnehåll sväller träet kraftigt och vid uttorkning krymper träet kraftigt (Burström, 2006). Man måste därför undersöka de byggnadsfysikaliska förhållandena för att kunna identifiera möjliga problem med bärförmåga och om det finns behov för förstärkning (Axelsson, 2016).

Trä har en egentyngd på cirka 6 kN/m3 i jämförelse med betong som har egentyngd på 25 kN/m3, vilket är gynnsam för trä i förhållande till bärförmåga (Vägverket, 2009). Vid ökning av last som till exempel nyttig last,kommer påverkan på trästommes totalalast vara relativ större än påverkan på andra material (Axelsson, 2016). En lastökning har större inverkan på en byggnad med färre våningar och kommer därför att orsaka större långtidsdeformationer (Axelsson, 2016). I ett stomsystem sker större deformationer där en belastning verkar

vinkelrätt mot fibrerna (Axelsson, 2016). En belastad träkonstruktion kryper med tiden, vilket leder till en försämring av hållfastheten och elasticitetsmodulen (Axelsson, 2016).

Trästomme förekommer i tre varianter, timmerstomme, regelstomme och massivträstomme (Axelsson, 2016). Vertikal bärande stomme är oftast kontinuerlig och är uppbyggd av ett eller flera plankor som har möjlighet att klara av en lastökning (Axelsson, 2016). Dock måste lastökningen fördelas så att den befintliga trästommen klarar av lastökningen (Axelsson, 2016). De äldre väggregelstommarna dimensionerades med endast hänsyn till bärförmågan (Axelsson, 2016). Medan de senare väggregelstommarna är dimensionerade till passande isolerings tjocklek för väggen. Vilket gör att väggregelstommarna oftast är

överdimensionerade och kan klara av en viss lastökning (Axelsson, 2016). En brist med trästomme är att en lastökning vinkelrätt mot fibrerna kan leda till stora deformationer vid överföring av lasten till hammarbandet och syllarna (Axelsson, 2016). De delarna av väggen är svåra att stärka och kan kräva ingrepp i väggen vid möjlig förstärkningsåtgärd (Axelsson, 2016).

Limträ kan förekomma i enklare system som balkar, pelare, bjälklag samt ram- och fackverkskonstruktioner (Fröbel, 2016). Viktigaste egenskaperna för limträ är styvhet, hållfasthet och beständighet (Fröbel, 2016). Limträ är ett av de starkare materialen i jämförelse med egenvikten (Fröbel, 2016). Tack vare de stora styvhets- och hållfasthetsvärde lämpar sig limträ till höga spännvidder, vilket underlättar användningen av limträ i större och mindre byggnader (Isaksson, et al., 2016).

29

3.2

Stålkonstruktion

Idag används stål som pelare, balkar, armering i betong och fackverk som har dragna och tryckta element (Isaksson, et al., 2016).

Materialet stål antas vanligtvis ha samma kvaliteter vid drag som vid tryck, dock har tryck någorlunda högre sträckgräns (Isaksson, et al., 2016). Temperatur har stor påverkan på stålets egenskaper. Ju lägre temperaturen blir desto sprödare stålet blir (Isaksson, et al., 2016). Låga temperaturen minskar även förmågan att ta upp dynamiska laster hos stål, vilket kan leda till sprödbrott (Burström, 2006). Andrar faktorer som gör att stål blir sprödare är; snabb lastökning, åldring, utmattning och kallbearbetning (Isaksson, et al., 2016). Vid höga temperaturer avtar hållfastheten snabbt och man får större förläningar (Isaksson, et al., 2016).

I flervåningshus, industrier och kontor kan en kombination mellan betong och stål förekomma (Axelsson, 2016). För pelare och kantbalkar används stål och för bjälklag används betong (Axelsson, 2016). I en sådan kombination kan möjlighet för lastökning finnas, då man främst använder standardiserade pelardimensioner för produktion och effektivare montering (Axelsson, 2016).

3.3

Betongkonstruktion

I en stomme kan man hitta betong som skivor, bjälklag, balkar och / eller pelare (Axelsson, 2016). Vid tillgängligt utrymme kan förstärkning av balkar och bjälklag ganska enkelt utföras, om man jämför med vertikala bärande element som kan vara mer ansträngande (Axelsson, 2016). Skivstommar är den vanligaste förekommande typen av stomme i flerbostadshus (Axelsson, 2016). Stommen kan vara platsgjuten, prefabricerade betongelement eller en kombination av båda (Axelsson, 2016). För en platsgjuten stomme är stomkopplingarna och knutarna kontinuerliga, vilket gör det möjligt av lastfördelning vid en överbelastning (Axelsson, 2016). Knutar och andra förband i prefabricerade stomelement är oftast inte kontinuerliga, men kontinuitet kan ökas genom att använda säkerhet mot fortskridande ras och fästpunkter i diskreta punkter (Axelsson, 2016).

I betongstommar som har kortare spännvidder och som används i flervåningsbyggnader, är det egentygden som dominerar totalalasten, medan den nyttiga lasten utgör en mindre del av totalalasten (Axelsson, 2016). Vid en lastökning av till exempel nyttiglast som sker i takplanet, kommer fördelningen av lasten att variera längs byggnaden (Axelsson, 2016). Högst upp kommer lasten öka mest procentuellt i förhållande vad den redan bär upp och ju längre ner blir lastökningen procentuellt mindre av den totala lasten stommen redan bär upp (Axelsson, 2016). Flervåningshus med ett bjälklag av betong kombinerat med kantbalkar och pelare av stål, har möjlighet för lastökning. Detta eftersom man använder standardiserade pelardimensioner och har större egentyngd som klarar av utökning av laster (Axelsson, 2016).

För pelarbalkstommar är det balkar som är dimensionerade för böjning och pelare som är dimensionerande för stabilitetsbrott och vertikallaster, som utgör det primära bärverket (Axelsson, 2016). En högre lastökning kan inte ske utan någon förstärkning, då man alltid tar hänsyn till endast aktuella laster vid dimensionering av pelarnas böjning (Axelsson, 2016). Vidare kan även lastkapaciteten av pelare variera i olika våningar, där vissa pelare på en viss våning kan ha extra kapacitet, medan andra är endast dimensionerade för den aktuella lasten

30

(Axelsson, 2016). De varierade kapaciteten kan bero på att man vill få formsättning av pelare eller att man vill ha en effektiv tillverkning (Axelsson, 2016).

Pelardäckskonstruktioner har en ganska hög lastkapacitet (Axelsson, 2016). Pelardäck används främst till industri-, kontors- eller affärsbyggnader, men även för parkeringsdäck (Axelsson, 2016). Olika lokaltyper har varierande nyttig last, som kan variera mellan 2,0 kN/m2 och 4,0 kN/m2 _{(Axelsson, 2016)}

. Även stomindelningen är beroende av lokaltyp, där spännvidder kan

variera i storlek (Axelsson, 2016). Kopplingen mellan plattan och pelaren i pelardäckskonstruktioner är kritisk och ganska svår att stärka (Axelsson, 2016). Men kan möjligtvis förstärkas linjevis eller punktvis genom användning av stålbalkkonstruktioner (Axelsson, 2016).

3.4

Förstärkning av befintlig stomme

Förstärkning mot böjningar i konstruktionselement som plattor och balkar måste analyseras i varje enskilt fall (Axelsson, 2016). Om man vill förstärka ett bjälklag som översta våningen på grund av en ökad last, kan man höja bärförmågan på en befintlig betongplatta (Axelsson, 2016). För att höja bärförmågan kan man gjuta på mer betong (Axelsson, 2016).

Följande exempel är bearbetat från Förstudie av möjligheter att bygga på befintliga byggnader

för att skapa gröna tak (Axelsson, 2016):

Om man har en 4 vånings byggnad med bjälklag på 200 mm tjocklek och väggar på 160 mm tjocklek med ett centrumavstånd på 4.2 m, kommer grunden att belastas med en egentyngd i vägglinjen på cirka 1975 kN/m. Om man ökar betongtjockleken på en befintlig betongplatta, för att förstärka den, från 200 mm till 250 mm, det vill säga en pågjutning med 50 mm, kommer egentyngden på plattan att öka med ungefär 1,2 kN/m2, samtidigt som man även får en cirka 30 % ökning av momentkapacitet hos plattan. I jämförelse kan man se att egentyngden från pågjutningen kommer vara mindre än 1 % av den totala egentyngden.

De vertikala bärande elementen som pelare och väggar dimensioneras i första hand med hänsyn till stabilitet (Axelsson, 2016). Materialens tryckhållfasthet och böjknäckning styr normalt villkoren för tvärsnittsdimensioner för pelare och väggar (Axelsson, 2016). Böjknäckningens lastkapacitet är beroende av olika faktorer som elasticitetsmodulen, den fria längden på väggen eller pelaren, väggens eller pelarens styrning och / eller inspänning samt yttröghetsmoment på tvärsnittet (Axelsson, 2016).

Följande lösningar kan användas som förstärkning av befintliga väggar eller pelare: - För till exempel väggkrön eller pelartopp på högsta våningen som inte har någon

sidostyrning, kan man införa en ytterligare stomstabiliserande del, då det är svårare att förändra randvillkoren med hänsyn på inspänning (Axelsson, 2016).

- På befintliga väggar ska man kunna använda vertikala förstyvningar som till exempel stålkonstruktioner eller pågjutningar (Axelsson, 2016).

-

31

kontroll av de befintliga stomstabiliserande delarna samt delarnas infästningar (Axelsson, 2016).

- Ett annat sätt är användning av separata kompletteringar (Axelsson, 2016). Dock måste lasten från dessa kompletteringar tas upp, antigen genom byggnadens befintliga stomstabiliseringssystem eller genom montering av ett nytt kompletterande

stomstabiliseringssystem (Axelsson, 2016).

Förstärkning med kolfiber är en annan metod som kan användas vid förstärkning av betongkonstruktion (StoCretec, 2016). Förstärkningsmaterialet kan förekomma som väv eller laminat och limmas på ytan av betongkonstruktionen (StoCretec, 2016). Materialet är lätt att utforma och applicera (StoCretec, 2016). Det är rostfritt och tar inte upp mycket plats (StoCretec, 2016). I jämförelse med andra förstärkningsmaterial väger kolfiber mindre med avseende på styvhet och hållfasthet (StoCretec, 2016).

För Rektangulära eller cirkulära pelare som utsätts för normalkraft med eller utan någon böj moment, kan kolfiberväv limmas runt ytan istället för pågjutning eller ett nytt armeringslager (StoCretec, 2016). På så sätt utnyttjas ytan av pelare mer effektiv (StoCretec, 2016)t.

För betongbalkar med en ökad tvärkraft och / eller böj moment och som kräver förstärkning, kan kolfibermaterial limmas mot den ytan som är utsatt för dragspänningar och kräver förstärkning (StoCretec, 2016). För väggar som behöver förstärkning kan samma typ av metod användas. Dock är förstärkningsbehovet beroende av vägg typ och belastning (StoCretec, 2016).

Med kolfiber finns det även möjlighet att förstärka betongplattor vid en lastökning eller vid utförande av håltagningar i plattan. För att klara av den ökningen av böj momentet, limmas oftast materialet i två riktningar (StoCretec, 2016).

Träbalkar kan förstärkas med hjälp av stålskruvar (Bejtka & Blass, 2006). Genom att skruva in stålskruvar vinkelrätt fibrerna kan man öka en balks bärförmåga (Bejtka & Blass, 2006). Vidare kan man läsa i studien (Bejtka & Blass, 2006) att bärförmågan hos en förstärkt balk med stålskruvar kan öka med upp till 300 % i jämförelse med en balk som inte är förstärkt.

3.5

System för överbyggnader

Ett system för överbyggnaden kan möjligtvis standardiseras för bostadsbyggnader och kontorsbyggnader med tanke på deras spännvidder (Axelsson, 2016). Bostadshus har ofta en husbredd på 12–13 m för att få in goda dagsförhållanden och har en hjärtvägg i byggnadens längdled (Axelsson, 2016). Husbredden för kontorsbyggnader kan ofta uppskattas att vara kring 18–20 m (Axelsson, 2016). Det är dock inte alltid man kan tillämpa denna princip eftersom spännvidderna kan variera, särskilt gällande kommersiella byggnader och industribyggnader (Axelsson, 2016). Därför krävs ofta anpassade lösningar (Axelsson, 2016).

Laster från en överbyggnad kan tas upp som tidigare nämnt genom byggnadens befintliga stomme eller genom att förstärka byggnadens befintliga stomme (Figur 12).

32

Figur 12. Figuren ovan visar hur den befintliga stommen har blivit förstärkt för att klara lasterna från till exempel ett våtmarkstak (Axelsson, 2016).

En annan möjlighet är att ha en extern stomme (Figur 13) som tar upp lasterna och för dem vidare ner i marken (Axelsson, 2016). Den externa stommen kan behöva ha sin egen

grundläggning (Axelsson, 2016).

Figur 13. Figuren ovan visar en lösning för att ta upp lasterna genom en extern stomme där den befintliga byggnaden och dess stomme inte påverkas. Lösningen kan användas på byggnader där den befintliga stommen ej kan förstärkas på grund av utseende- eller utrymmesskäl (Axelsson, 2016).

Det finns även möjlighet att förstärka den befintliga stommen och komplettera med en extern stomme (Figur 14) (Axelsson, 2016). Vilken typ av lösning som bör användas bedöms efter en bärighetsanalys för befintlig stomme (Axelsson, 2016).