Utformning av kurskompendium för en gymnasiekurs i byggteknik

Postadress: Besöksadress: Telefon: Box 1026 Gjuterigatan 5 036-10 10 00 (vx)

UTFORMNING AV KURSKOMPENDIUM

FÖR EN GYMNASIEKURS I BYGGTEKNIK

Daniel Ekholm

EXAMENSARBETE 2009

BYGGNADSTEKNIK

Postadress: Besöksadress: Telefon:

Box 1026 Gjuterigatan 5 036-10 10 00 (vx)

UTFORMNING AV KURSKOMPENDIUM

FÖR EN GYMNASIEKURS I BYGGTEKNIK

DESIGNING OF A COMPENDIUM FOR A

GYMNASIAL COURSE IN BUILDING TECHNICS

Daniel Ekholm

Detta examensarbete är utfört vid Tekniska Högskolan i Jönköping inom byggteknik. Arbetet är ett led i den treåriga högskoleingenjörsutbildningen. Författaren svarar själva för framförda åsikter, slutsatser och resultat.

Handledare: Peter Karlsson (JTH) och Sven-Olof Persson (Ållebergsgymnasiet) Omfattning: 10 poäng (15 hp)

Datum: 2009-06-08 Arkiveringsnummer:

Abstract

The technology programme at Ållebergsgymnasiet in Falköping becomes more and more popular. At the same time more trained engineers are needed. Therefore chooses Ållebergsgymnasiet to start a new course in construction technology and concurrent take in more students to the technology programme. Ållebergsgymnasiet has earlier planned to start up such a course and students have been interested by the same. The work with this report has mostly been about searching information in order to formulate a compendium for a gymnasium course in building techniques.

The compendium is primarily about single-family detached homes with wooden frame and the course will be instructive and shall create interests for the construction industry in general and single-family detached homes in particular. The introductory chapter of the compendium is about construction physics with, for example, moisture, energy, noise and ventilation. Afterwards follows a chapter about construction tech-niques with examples of how to construct a building from the foundations to the roof, information about heating systems and more. This will not be very detailed; instead it will be a fundamental introduction. After that follows descriptions of construction drawings, information about the construction process, legislation, standard agreements etc.

Sammanfattning

Teknikprogrammet på Ållebergsgymnasiet i Falköping blir mer och mer populärt samtidigt som det kommer att saknas utbildade ingenjörer. Därför väljer Ållebergs-gymnasiet att satsa på en ny kurs i byggteknik och samtidigt ta in fler elever till Tek-nikprogrammet.

Arbetet med denna rapport har främst handlat om att samla in information för att ut-forma ett kurskompendium för en gymnasiekurs i byggnadsteknik till Teknikpro-grammet på Ållebergsgymnasiet i Falköping. TeknikproTeknikpro-grammet har tidigare planerat att starta upp en sådan kurs och tidigare elever har varit intresserade av densamma. Kompendiet är inriktat mot småhus med trästomme och kursen ska vara allmänbil-dande och skapa intresse för byggbranschen i allmänhet och småhus i synnerhet. Det inledande kapitlet av kompendiet handlar om byggfysik med bland annat fukt, energi, ljud och ventilation. Sedan följer ett kapitel om byggteknik med förklaringar till hur en byggnad kan vara uppbyggd från grund till tak, vilka uppvärmningssystem som finns med mera. Här går vi dock inte in i varje detalj. Det blir i stället en grundläg-gande genomgång. Sedan följer beskrivningar om byggnadsritningar, information om hur byggprocessen fungerar, vilken lagstiftning som är relevant, vad standardavtal är med mera.

Nyckelord

Byggfysik, byggteknik, husbyggnadsteknik, gymnasiekurs, villa, konstruktion, fukt, värme

Innehållsförteckning

1

Inledning ... 1

2

Teoretisk bakgrund ... 3

2.1 BYGGFYSIK MED VENTILATION OCH BYGGNADSGEOLOGI ... 3

2.1.1 Fukt ... 3 2.1.2 Energi... 5 2.1.3 Ljud ... 6 2.1.4 Brand ... 7 2.1.5 Radon ... 7 2.1.6 Ventilation ... 8 2.1.7 Byggnadsgeologi... 9 2.2 BYGGTEKNIK... 9

3

Genomförande ... 10

4

Resultat ... 11

4.1 BYGGFYSIK MED VENTILATION OCH BYGGNADSGEOLOGI ... 11

4.1.1 Fukt ... 11 4.1.2 Energi... 23 4.1.3 Ljud ... 33 4.1.4 Brand ... 39 4.1.5 Radon ... 40 4.1.4 Ventilation ... 42 4.1.5 Byggnadsgeologi... 50 4.2 BYGGTEKNIK... 56 4.2.1 Yttervägg ... 56 4.1.6 Bjälklag ... 58 4.2.2 Tak ... 59

4.2.3 Stomkomplement ... 63

4.2.4 Innerväggar ... 68

4.2.5 Grundläggning ... 69

4.2.6 Färg ... 76

4.2.7 Uppvärmningssätt ... 77

4.2.8 Jämförelse mellan platsbyggt och elementbyggnad ... 79

4.2.9 Byggbranschen ... 80 4.3 RITNING ... 83 4.3.1 Ritningstyper ... 83 4.3.2 Ytmarkeringar... 86 4.3.3 Text ... 87 4.3.4 Linjer... 87

4.4 LAGSTIFTNING OCH AVTAL ... 88

4.4.1 Plan- och bygglagen (PBL) ... 88

4.4.2 Standardavtal ... 91

5

Slutsats och diskussion ... 93

6

Referenser ... 94

6.1 INTERNET ... 94

6.2 LITTERATUR ... 99

6.3 TIDNINGSARTIKLAR ... 100

6.4 FÖRELÄSNINGAR ... 100

6.4.1 Jönköpings Tekniska Högskola ... 100

7

Sökord ... 101

1

Inledning

Detta examensarbete är resultatet av ett samarbete mellan en student vid Tekniska Högskolan i Jönköping och Ållebergsgymnasiet i Falköping. Teknikprogrammet vid Ållebergsgymnasiet ska till hösten 2009 införa en kurs i byggnadsteknik – Konstruktion B – och detta examensar-bete ska visa resultatet av utformningen av kursmaterialet för kursen i form av ett kompendium. Kursen Konstruktion B ska fungera som allmänbildning och öka intresset för husbyggnads-teknik. En sådan kurs har tidigare varit efterfrågad på Teknikprogrammet på Ållebergsgymna-siet.

1.1

Bakgrund

Tanken på att utforma en husbyggnadskurs kom efter ett besökt Ållebergsgymnasiets när de hade ”öppet hus” i oktober 2008. På Teknikavdelningen pratade jag med Sven Olof Persson, som bland annat har CAD- och konstruktionskurser. Ållebergsgymnasiet ska satsa på att öka antalet elever från ca 30 till 40 och nya kurser ska införas. Det finns för tillfället tre inrikt-ningar på Teknikprogrammet: Spelprogrammering, Teknik och Företagande samt Design. Kursen Konstruktion B kommer att finnas med i den sistnämna inriktningen, som då kommer byta namn till Bygg/arkitektur. Tidigare elever har efterfrågat en byggteknikkurs och nu kommer en sådan alltså att införas.

Intresset för Teknikprogrammet på Ållebergsgymnasiet har ökat samtidigt som det råder en brist på ingenjörer.1, 2 Detta kommer nu att utnyttjas då fler elever antas till Teknikprogram-met.

1.2

Syfte och mål

Syftet med examensarbetet är att göra en informativ kurs i husbyggnadsteknik. Många kom-mer i framtiden att bli husägare och då krävs en viss kunskap. För de som vill läsa vidare till exempelvis högskoleingenjör inom byggteknik kan kursen Konstruktion B och dess kursmate-rial vara till viss hjälp.

1.3

Avgränsningar

Arbetet kommer att begränsas till ett kurskompendium och inte behandla lektioner, studiesök eller liknande. Själva kompendiet är inriktat mot hus med trästomme och framför allt be-tongplatta. Detta för att begränsa sig till ett vanligt byggnadssätt. Hållfasthetsberäkningar kommer inte att behandlas. Kursmaterialet är utformat för elever utan tidigare utbildning inom bygg.

1.4

Disposition

I inledningsdelen finns en kort introduktion till det som ligger till grund för examensarbetet. Här presenteras bakgrunden, mitt syfte och mål samt avgränsningarna som jag valt att göra. Den teoretiska bakgrunden visar resultat från undersökningar och annat som rättfärdigar byggteknik som ett viktigt ämne.

1

<www.sr.se/cgi-bin/halland/nyheter/artikel.asp?Artikel=2600222> 2009-04-09

2

Under kapitlet Genomförande förklaras hur detta examensarbete gjordes, med litteraturstudie, möten med handledare och så vidare.

Därefter följer kapitlet Resultat som visar resultatet av arbetet med insamling av information inom ämnet. Texten som är avsedd som kurslitteratur för kursen Konstruktion B bygger helt på kapitlet Resultat.

I kapitlet Slutsats och diskussion återfinns synpunkter kring resultatet. Där tas de mest ange-lägna delarna av examensarbetet upp.

2

Teoretisk bakgrund

Många blir husägare någon gång i livet och många av dem har föräldrar eller bekanta som bor eller har bott i villa. Därmed kan de blivande husägarna lära sig av antingen föregående generation eller sina kompisar hur ett hus fungerar. Det verkar enkelt, men är det verkligen det? Antingen bygger man själv eller så köper man ett äldre hus. En familj som väljer att låta bygga ett hus i sin egen smak har mycket stor möjlighet att påverka husets egenskaper, men då gäller det att veta vad man kan påverka. Köper familjen ett äldre hus behövs kanske en renovering.

Nuförtiden finns många sätt att ta reda på vad man ska tänka på. Detta gäller i många situationer, och verkligen inte bara vid husköp. Det är vanligt att söka på till exempel Google och hitta diskussioner där erfarna personer berättar om sina misstag och re-kommendationer.

När till exempel en familj, som tidigare bott i flerfamiljshus köper en 70-talsvilla tän-ker de på var huset ligger, vad huset kostar att köpa, vad det kostar i drift, hur fasaden ser ut, hur badrummet ser ut och om något är renoverat nyligen.

2.1

Byggfysik med ventilation och

byggnadsgeologi

För att förstå de olika händelseförloppen i och runt en byggnad krävs kunskaper om bland annat fukt, energi, ljud. Under årens lopp förändras byggmetoderna. Det som förr i tiden gick att bygga utan att riskera röta i trä kräver idag en detaljerad projekte-ring och noggrant byggande. Vi måste ständigt uppdatera och lära oss om de nya ma-terialen på marknaden för att dels förstå deras funktion, dels förstå dess påverkan på de övriga materialen.

Kunskap kan vara värdefullt.

2.1.1 Fukt

Om en bostad är ohälsosam att vistas beror det troligen på fukt, som på olika sätt star-tar kemiska processer i byggmaterialen och ökar risken för mikrobiell tillväxt.3

Omkring 30 % av Sveriges villor har brister som riskerar att leda till fuktskador. Bris-tande underhåll, slitage och/eller felaktig byggteknik är orsaken. En fuktskada kan bli dyr att åtgärda. Försäkringen täcker oftast en läckande vattenledning och bristfälliga ytbeklädnader i vårtum, men värre är det när det rör sig om vindsutrymmet eller kryp-grunden. Det kan handla om hundratusentals kronor.4

2.1.1.1 Fuktskador i villor

Figur 1 visar att fuktskador är vanligast i bad- och duschrum och andra våtutrymmen.

3 <www.socialstyrelsen.se/Amnesord/halsoskydd/specnavigation/Omraden/Inomhusmiljo.htm> 2009-04-27 4 <www.anticimex.se/fileobjects/3832_Rapport_Fuktrelaterade_skador_i_villor_utg%202_2004_060714.pdf> 2009-02-09

Figur 1. Fördelningen av fuktskador i olika delar av ett hus 5 2.1.1.2 Hälsoeffekter och dess orsaker

Enligt en uppskattning kan mer än 1000 fall varje år av astma bland små barn, upp till fyra års ålder, knytas till fuktproblem av olika slag i huset. Det verkar finnas en kopp-ling mellan synliga fuktskador, mögeltillväxt samt mögellukt och olika symtom på luftvägar och hud.

De vanligaste hälsoeffekterna orsakade av fukt i byggnader är luftvägsinfektioner, hosta, väsande andning och besvär av astma. Risken för astmasymtom anses ungefär vara dubbelt så stor för vuxna som bor i fuktiga hus.

Mögel

Det finns i alla inomhusmiljöer en naturlig flora av mögelsvampar och mängden beror framför allt på årstiden. På hösten då luftfuktigheten är som högst är förekomsten av mögelporer som störst. Generellt sägs att då den relativa luftfuktigheten är över 70 % kan mögelsvampen börja växa. Under 70 % kan den leva, men det sker ingen tillväxt. Mögelsporerna innehåller allergener och hos känsliga personer kan de orsaka allergis-ka reaktioner. Under vissa tillväxtförhållanden allergis-kan mögelsvampar producera mögel-gifter (mykotoxiner) samt avge flyktiga organiska ämnen (VOC) som kan orsaka dålig lukt.

Bakterier

Bakterier förekommer också naturligt inomhus. Oftast orsakar de inga problem efter-som de kräver hög relativ fuktighet. Likt mögelsvamparna kan bakterier överleva vid en lägre relativ fuktighet, men slutar då växa, för att sedan börja växa igen när den relativa fuktigheten ökar. De kan producera gifter och andra ämnen som påverkar häl-san och skapar dålig lukt.

5

<www.anticimex.se/fileobjects/3832_Rapport_Fuktrelaterade_skador_i_villor_utg%202_2004_060714.pdf> 2009-02-09

Kvalster

Kvalster trivs i varma fuktiga miljöer och kan vara ett tecken på dåligt inomhusklimat. De förökar sig snabbt vid rätt förhållanden och dess avföring är starkt allergiframkal-lande.

Flyktiga organiska ämnen (VOC)

Flyktiga organiska ämnen kan frigöras vid nedbrytningsprocesser av material i bygg-nader som har fuktproblem. Dessa ämnen kan ha betydelse för uppkomsten av hälso-problem. Byggnadsmaterial, kopieringsapparater, rengöringsmedel, tobaksrök och mikrobiell tillväxt (mögel) är några av källorna till VOC.6

2.1.2 Energi

Idag har vi en press på oss att förbruka mindre energi. Anledningen till detta är primärt de stora utsläppen av koldioxid och andra växthusgaser, som bidrar till att jordens växthuseffekt förstärks. Växthuseffekten gör att den kortvågiga strålningen från solen släpps igenom till jordytan, men den långvågiga värmestrålningen från jor-den stoppas upp och reflekteras tillbaka till jorjor-den.7 Växthuseffekten behövs för att vi ska kunna leva här, men problemet är den stora ökningen av jordens medeltemperatur. Temperaturökningen kan leda till störningar i samspelet mellan jordens hav och land, nederbörd, vindar och havsströmmar.8

Företaget Roxull redovisade 2007 en undersökning som visade den allmänna uppfatt-ningen om energiförbrukuppfatt-ningen, se Figur 2. Där ser vi att vi överskattar elförbrukning-en och varmvattelförbrukning-enanvändningelförbrukning-en samt underskattar transporter och uppvärmningelförbrukning-en.9

Figur 2. Den allmänna uppfattningen om energiförbrukningen skiljer sig från verkligheten 10

6 <www.socialstyrelsen.se/NR/rdonlyres/25695946-9E34-4E1E-827F-9288E200422E/6808/2006118.pdf> 2009-04-27 7 <www.lansstyrelsen.se/jonkoping/amnen/Miljo/Vaxthuseffekten_ger_klimatforandringar> 2009-02-09 8 <www.miljoportalen.se/luft/vaexthusgaser/vaexthuseffekt-och-vaexthusgaser-vad-aer-det-egentligen> 2009-02-09 9 <www.guiden.roxull.se/media/20739/isolera_ratt_roxull%20.pdf> 2009-02-09 10 Ibid.

För att sänka sin energiförbrukning kan det räcka med små ombyggnader eller renove-ringar. Genom att byta ut det inre glaset i ett äldre tvåglasfönster mot en tvåglas iso-lerruta med en reflekterande ytbeläggning och till exempel argongas kan fönstrets U-värde sänkas från 3,0 till 1,0 W/m2K, se Figur 3.11

Figur 3. Till vänster: ett vanligt tvåglasfönster. Till höger: det inre glaset är utbytt mot en lösning med bättre U-värde 12

2.1.3 Ljud

När man pratar om ljud i byggnadssammanhang nämns ofta begreppet buller, vilket är detsamma som oönskat ljud.

Många hälsoeffekter är kopplade till bullerproblem. När en havande kvinna utsätts för buller kan fostret råka ut för hörselskador. Mest allvarligt är när man drabbas av ner-satt hörsel i samband med kraftig ljudnivå eftersom det kan vara obotligt. Nerner-satt hör-sel kan medföra tinnitus. 162 000 svenska barn har sitt sovrumsfönster mot en trafike-rad gata, järnväg eller industri, vilket handlar om dålig planering. En av de allvarligas-te effekallvarligas-terna av buller är sömnstörningar. Hela 19 000 tolvåringar har svårt att sova på grund av buller.13

Parametrarna som gör att vi påverkas av buller är bland annat ljudstyrka, frekvens, tid på dygnet och hur länge man utsätts för bullret. Buller tros förstärka utvecklingen av mentala problem och höga ljudnivåer i arbetslivet hänger ihop med ångestproblem. Prestationsförmågan vid läsning sjunker, kanske inte helt oväntat, vid bullerexpone-ring.14

Buller gör även att blodtrycket stiger och stresshormonet ökar i mängd. Detta kan i sin tur påverka hjärt- och kärlsystemet och leda till åderförkalkning, vilket i sin tur ger hjärt- och kärlsjukdom.15 11 <www.cerbof.se/documents/Info/Miljonprogrammet_VVSForum_april_08.pdf> 2009-04-29 12 Ibid. 13 <www.socialstyrelsen.se/NR/rdonlyres/A4E29A85-97A6-46C9-8347-9E792285735C/3026/20051111.pdf> 2009-02-18 14 <www.ki.se/ki/jsp/polopoly.jsp?a=5698&d=11353&l=sv> 2009-02-18 15 <www.prevent.se/arbetsliv/artiklar/artikel.asp?id=2460> 2009-04-09

2.1.4 Brand 16

Antalet bränder i Sverige idag är relativt få, sett över en 20-årsperiod. År 2006 och 2007 dog färre än 100 personer i bränder. De flesta av bränderna i byggnader sker i flerbostadshus och villor, vilka står för drygt en tredjedel av bränderna var. Under de senaste åren har vardagsrum och kök varit de rum i bostäder som branden oftast star-tar i. Detta beror på att de flesta bränder uppstår av misstag eller på grund av felaktigt beteende och därför uppstår bränderna där de boende vanligtvis vistas.

Den vanligaste brandorsaken är rökning, som gav upphov till över 30 % av bränderna 2007. I nästan hälften av bränderna 2007 fanns ingen brandvarnare.

2.1.5 Radon

2.1.5.1 Allmänt om radon

Radon är en radioaktiv lukt- och färglös ädelgas som finns i vår berggrund. Interna-tionellt sett har de nordiska länderna, framför allt Finland och Sverige relativt höga radon-halter inomhus. Medelvärdet för radonhalt inomhus är ca 110 Bq/m3 (sönderfall per se-kund för en kubikmeter). Sveriges högsta beräknade årsmedelvärde för en bostad är hela 34 000 Bq/m3.

Framförallt är det isotopen radon-222 som är en hälsorisk i våra bo-städer och den sönderfaller till me-talljoner (så kallade radondöttrar) tillsammans med alfastrålning. När radongasen andas in och atomerna sönderfaller i lungorna skadas DNA i celler i lungrör och lungblåsa av alfastrålningen och risken för lung-cancer ökar. Alfastrålningen har mycket kort räckvidd jäm-fört med beta- och gamma-strålning, men ger en förhål-landevis stor strålmängd till de oskyddade organ den träffar. Det yttersta hudlag-ret skyddar mot alfastrål-ning.17

Figur 4 visar utbredningen

av de uranrika bergarterna. Figur 4. Uranrika bergarters utbredning i Sverige 18 16 <www.srv.se/upload/statistik/d%C3%B6dsbr%C3%A4nder/D%C3%B6dsbr%C3%A4nder%202007.pdf> 2009-06-01 17 <www.regeringen.se/content/1/c4/26/15/5ebcf8d2.pdf> 2009-04-24 18 <www.sgu.se/dokument/service_sgu_publ/SGU-rapport_2008-13.pdf> 2009-04-23

2.1.5.2 Historia

Redan på 1500-talet uppmärksammades problemen med radon. Detta var när en schweizisk läkare i mitten av 1500-talet skrev om att det förekom ovanligt många lungsjukdomar vid silvergruvorna i Sachsen i södra Tyskland. Dessa sjukdomar blev mer frekventa under 1600- och 1700-talen då metallbrytningen blev intensivare. På 1800-talet kunde tyska läkare identifiera sjukdomen som lungcancer. Enigt läkarna dog ca 75 % av gruvarbetarna i lungcancer.

Redan på 1920-talet framlades teorin att de finns ett samband mellan radon och lung-cancer och på 1930-talet kunde man konstatera att vissa av de ovan nämnda gruvorna hade radonhalter på hela 100 000 Bq/m3. Efter studier i Colorado och Tjeckoslovakien på 1960-talet kunde man konstatera att det fanns klara samband mellan radon och lungcancer och hittills hade inte ägnat intresse åt att skydda arbetarna mot radonet från berggrunden. Alla svenska gruvor i Sverige undersöktes på radon i början av 1970-talet, men åtgärder mot problemet kring radon i bostäder kom betydligt senare. Mätningar i bostäder ökade i slutet av 1970-talet och åtgärderna mot radon har efter det blivit vanligare. Nyligen hade stora åtgärder gjorts för att minska energiåtgången och tyvärr minskades ofta ventilationen, vilket förvärrar radonproblemet. Olika myn-digheter har sedan dess försökt att lyfta fram frågan om radon, men mycket lite har hänt.19

2.1.5.3 Hälsorisker

Celler i lungorna skadas alltså bland annat av alfastrålning, som är en joniserande strålning, vilket innebär att den är tillräckligt energirik för att slå bort elektroner från atomernas elektronskal och göra dem till joner. Detta ökar risken för lungcancer. Ris-ken är högre för rökare än för ickerökande personer. Ca 500 personer, vara de flesta är rökare beräknas dö per år av cancer till följd av radon i inneluften. Antalet har varierat i olika utredningar under ett par decennium, men risken att fler än 1000 personer drabbas anses som liten. 8-32 % av alla lungcancerfall i Sverige beräknas bero på ra-don. Genom att sänka radonhalten i hus med mer än 400 Bq/m3 skulle minska döds-fallen med 150 personer per år.20

Vid värden överstigande 200 Bq/m3 rekommenderas att en sanering görs. 90 000 -200 000 bostäder i Sverige antas ha högre värden än 400 Bq/m3. Dock visar en under-sökning att enbart 14 %, uppskattningsvis av Sveriges småhus har gjort en radonmät-ning.21

2.1.6 Ventilation

En bra ventilation är viktig för att innemiljön ska vara hälsosam. Vid för liten ventila-tion stannar föroreningar från materialemissioner och mänskliga aktiviteter kvar i byggnaden. Även luftfuktigheten ökar, vilket kan ge upphov till tillväxt av kvalster samt fuktskador i delar av huset som inte är byggda att klara av för mycket fukt. Yt-terligare ett problem är att barn som växer upp i fuktiga miljöer oftare har besvär av hosta, infektioner och astmasymptom i luftvägarna. Dock är det inte fuktigheten som ger upphov till sjukdom utan höga halter av ämnen i byggnads- och inredningsmateri-al som retar slemhinnorna. En för dålig ventilation kan i dessa finredningsmateri-all leda till sjukdomar. 19 <www.regeringen.se/content/1/c4/26/15/5ebcf8d2.pdf> 2009-04-24 20 Ibid. 21 <www.diva-portal.org/smash/get/diva2:210867/FULLTEXT03> 2009-04-24

Självdragsventilation fungerar bra på vintern då det är en skillnad i temperatur inne respektive ute, men på sommaren finns inga garantier för att luften byts ut regelbundet om inga fönster öppnas. Även hus med mekanisk ventilation har problem med ventila-tionen. Detta beror på felplacerade uteluftsintag, dåligt rengjorda kanaler och filter med mikrobiell tillväxt, vilket därmed sprids till inneluften.22

Idag är det för en- och tvåbostadshus inte obligatoriskt att kontrollera ventilationssy-stemet regelbundet, så kallat OVK – obligatorisk ventilationskontroll.23

2.1.7 Byggnadsgeologi

Här handlar det inte om några hälsoproblem utan mer eller mindre nödvändig kunskap om marken men sina jord- och berglager. Vid ett nybygge är det viktigt att veta vad som gömmer sig under marknivån för att minimera riskerna för sättningar och tjäl-lyftningar som orsakar skador på byggnaden.

2.2

Byggteknik

För att eleverna ska kunna tillämpa kunskaperna i byggfysik ska kapitlet Bygg-teknik visa exempel på lösningar som tillgodoser de gränsvärden på energi, ljud med mera för en villa. Här behandlas även materialet betong samt olika upp-värmningssätt. Eftersom miljöfrågan blir alltmer betydande i samhället på grund av klimatförändringar behövs kunskap om vilka uppvärmningssystem som är miljövänliga och vilka som borde bytas ut.

22

<www.socialstyrelsen.se/NR/rdonlyres/A4E29A85-97A6-46C9-8347-9E792285735C/3026/20051111.pdf> 2009-04-18

23

3

Genomförande

3.1

Metodval

Från början har tanken varit att sammanställa ett kurskompendium, som eleverna ska kunna använda i undervisningen.

Under möten med handledaren på Ållebergsgymnasiet, Sven Olof Persson diskutera-des vilka områden som skulle kunna vara intressanta att ha med i en byggteknikkurs. Nedan redovisas en tidig översiktlig lista med förslag.

 Fukt

 Energi

 Ljud

 Inneklimat och ventilation

 Byggnadsgeologi  Radon  Grundläggning  Ytterväggar  Stomsystem  Stomkomplement  Inneväggar  Tak  CAD  Byggprocessen  Jobb  Lagstiftning Denna lista utvecklades senare till det som nu finns med i rapporten.

3.2

Litteraturstudie

Litteraturstudien täcker många olika källor, däribland de populära Byggteknik-böckerna av Bo Mårdberg, nya rapporter och publikationer från företag i branschen, myndigheter, tekniska institut med mera. Även anteckningar och annat material från föreläsningar på högskolan har använts. Sammanlagt har över hundra olika källor an-vänts.

4

Resultat

I denna del av rapporten presenteras resultatet av arbetet med kurskompendiet.

4.1

Byggfysik med ventilation och byggnadsgeologi

Detta avsnitt behandlar de fysikaliska grunderna bakom de händelser som påverkas av samt påverkar en byggnad, bland annat fukt, värme och ljud.

4.1.1 Fukt

Fuktskadorna i våra villor är många och här följer en teoridel om fukt i byggnader.

4.1.1.1 Allmänt

När man talar om fukt i byggsammanhang brukar bland annat mögel- och rötproblem dyka upp. Varför det är så och hur man kan lösa problemen kommer att behandlas i detta kapitel. Fuktproblem kan uppstå i stort sett var som helst i ett hus och det gäller att noggrant planera sitt byggande med avseende på fukt.

Inte sällan står det i tidningarna om stora fuktskador i vägg eller i husgrund. Beror det på att konstruktörerna inte vet vad de sysslar med? Beror det på snickarna och de andra hantverkarna? Beror det på för dåligt underhåll? Eller kan det bero på ren snålhet? Sva-ret är olika från fall till fall, men vi kan alla vara överens om att vi inte ska bygga hus som möglar. Under årens lopp måste vi ha lärt oss att bygga bra hus som klarar av de påfrestningar som finns i vårt land. Figur 5 visar hur ett hus utsättas och skadas av fukt.

Figur 5. En översiktlig bild över orsaker och konsekvenser för fuktskador hos en byggnad 24

24

Området fuktproblem är en viktig del i husbyggande. Fukten, eller vattnet i sig är inte farligt utan det är när, främst organiska material utsätts för alltför hög fukthalt i hus där det kan leda till mögelskador samt en ökning av materialets emissioner. Mögel som vi utsätts för kan vara hälsofarligt, lukta illa och lukten kan bita sig fast på möb-ler, kläder samt i håret på de som vistas i huset.

4.1.1.2 Orsak

En byggnad kan utsättas för fukt på olika sätt:

 Nederbörd

 Kapillärsugning (fukttransport)

 Markfukt (vatten i och på marken)

 Byggfukt

 Läckage

 Luftfukt

Nederbörd

Nederbörd kan komma i form av regn, snö och hagel. Då det blåser mycket uppstår slagregn, som gör att vatten kan tränga in i fasaden. Här har husets läge och utseende betydelse. Om husets fasadmaterial är av tegel, som lätt suger upp och magasinerar fukt vid slagregn, måste det finnas utrymme för materialet att senare torka ut. Blir fukten instängd och närliggande material är fuktkänsliga kan problem uppstå.25 Tak och liknande ytor som träffas av vertikalt fallande regn ska vara täta mot regn. Dock brukar inte regnintensiteten spela någon roll för själva konstruktionen. Regn-mängden varierar kraftigt mellan olika delar av Sverige. Snö kan fryka, det vill säga snöflingor blåser in i ventilationsspringor och andra otätheter och när sedan flingorna smälter kan skador uppstå.

Slagregnsmängden S [kg/m2] kan, med viss svårighet, beräknas genom formeln:

N u u S o   där u = vindhastighet, m/s

u0 = vertikal fallhastighet för vattendroppar, m/s

N = nederbörd på horisontell yta, kg/m2

Svårigheten ligger i att bestämma samtliga dessa variabler. Även slagregnets varak-tighet samt sugförmågan hos fasadmaterialet är intressant. En zonindelning med hän-syn till slagregnspåverkan för Sverige finns dock att tillgå.26

Kapillärsugning

Med kapillärsugning menas ett materials förmåga att transportera vatten. Transporten

25

Mårdberg, Bo & Bergström, Gunnar. (1995) Byt 2, avsnitt Byggfysik. ISBN 91-88104-22-2. s. 6f

26

sker till följd av ytspänningar i materialets porer eller sprickor. Små porer medför hög stighöjd och stora porer liten stighöjd. En betongplatta kan suga upp markfukt. En regelvägg kan suga upp regn- och läckagevatten. Kondensationsvatten kan även det sugas upp av närliggande material.27

Man skiljer mellan kapillärsugning från fri vattenyta, inom ett material samt mellan olika material. Material har olika sugförmåga, kapillaritetskoefficient A [kg/(m2 s )],

som anger hur mycket vatten som sugs in i materialet. Tabell 1 visar olika materials sugförmåga.28

Tabell 1. Olika byggmaterials kapillaritetskoefficient 29

Markfukt

Inverkan av markfukt beror på:

 grundvattennivån (byggnadsdelar under grundvattennivån utsätts för vatten-tryck) samt

 jordarternas egenskaper (kapillär uppsugning beroende på jordart)

Markens relativa fuktighet ska alltid antas vara 100 %, vilket skulle innebära ångdif-fusion från marken upp i golvkonstruktionen om golvets temperatur är lägre än mar-kens. Om det då finns en tät golvbeläggning minskar den golvets avdunstningshastig-het. Därmed bygger golvkonstruktionen upp ett stort fuktinnehåll som inte kan torka ut och det blir fuktskador som följd.

Om marken sluttar mot huset kan dagvatten rinna mot huset och det kan bli en stor belastning på huset. Markens lutning från huset bör därför vara minst 1:20.30

27

Mårdberg, Bo & Bergström, Gunnar. (1995) Byt 2, avsnitt Byggfysik. ISBN 91-88104-22-2. s. 11

28

Nevander, Lars Erik & Elmarsson, Bengt. (2006) Fukthandbok, ISBN 91-7333-156-2. s. 414-422

29

Egen bearbetning, enligt Nevander, L. E. & Elmarsson, B. (2006) Fukthandbok, ISBN 91-7333-156-2. s. 488

30

Mårdberg, Bo & Bergström, Gunnar. (1995) Byt 2, avsnitt Byggfysik. ISBN 91-88104-22-2. s. 11

Material Densitet, ρ [kg/m3] Kapillaritets-konstant, A [kg/m2∙ ] Tegel 1700 0,37 Tegel 1900 0,09 Lättbetong 500 0,08 Kalksandsten 1800 0,18 Kalksandsten 1900 0,05 Cementbruk 1900 0,03 Kalkbruk 1700 0,25 Betong (vct=0,3) 0,010 Betong (vct=0,5) 0,020 Betong (vct=0,7) 0,028 Trä ( || fiberriktning) 450 0,016 Trä ( fiberriktning) 450 0,004

Byggfukt

Byggfukt är den fukt som uppstod vid byggskedet. Det kan vara vatten som är bundet till olika material eller tillsatt i olika processer. Byggfukt försvinner efter att huset har börjat värmas upp och ventileras, men det kan ta upp emot ett år innan fukten är borta. För att förhindra att byggfukt uppkommer bör byggmaterial täckas under byggtiden. Våta byggmaterial såsom betong måste kunna torka ut innan en tät beläggning, till exempel en golvmatta av plast, läggs på.31

Platsgjuten betong utan tillfört vatten har till exempel en begynnelsefukthalt w0

[kg/m3] enligt formeln:          vct V w₀ 1 0,25

där V = tillfört vatten vid tillverkning, kg/m3

α = hydratationsgrad (så långt cementreaktionerna hunnit

vid en viss tidpunkt)

vct = vattencementtal

Trä kan innehålla mycket fukt eftersom porositeten är så pass stor, ca 70 %. Eftersom trä har mycket större sugförmåga vid ändträet än vinkelrätt mot fiberriktningen måste man vara noga med att inte utsätta exempelvis reglar för fukt vid golvet. 32

Läckage

Läckage kan bero på vattenskador, frysskador samt läckande tak och expansionskärl. Vattenledningar är ofta inbyggda och när ett läckage upptäcks har redan en stor skada inträffat. Den allra vanligaste orsaken till vattenledningsläckage är korrosion.33

Statistiskt sett får var 15:e bostad en vattenskada varje år. Den konstruktion som låter ägaren upptäcka läckaget snabbt bör i första hand väljas.34

Luftfukt

Luft består av en blandning av gaser, främst syre och kväve. Luft innehåller alltid en viss mängd vattenånga, som är osynlig. Förväxla därför inte vattenånga med dimma, som egentligen är svävande vattendroppar. Mängden vattenånga kan anges som ång-halt (v).35

Ånghalt inomhus vi studerad under en längre tid beräknas på följande vis:

nV G v v_i  _e V R n L 31

Mårdberg, Bo & Bergström, Gunnar. (1995) Byt 2, avsnitt Byggfysik. ISBN 91-88104-22-2. s. 28f

32

Nevander, Lars Erik & Elmarsson, Bengt. (2006) Fukthandbok, ISBN 91-7333-156-2. s. 282f

33

Mårdberg, Bo & Bergström, Gunnar. (1995) Byt 2, avsnitt Byggfysik. ISBN 91-88104-22-2. s. 12f

34

Nevander, Lars Erik & Elmarsson, Bengt. (2006) Fukthandbok, ISBN 91-7333-156-2. s. 286

35

där ve = ånghalt utomhus, kg/m3

G = fuktproduktion, kg/s

n = luftomsättningar per tidsenhet, s-1 V = ventilerad rumsvolym, m3

RL = luftflöde, m3/s

Medelvärdet för fukttillskottet, termen

nV G

i ett småhus är 3,6 g/m3. Högre värden tyder ofta på dålig ventilation och ibland på hög fuktproduktion. 36

I normala fall räknar man med att fukttillskottet är 4 g/m3 inomhus.37

Vid en viss temperatur kan inte luften innehålla mer än en viss mängd fukt (vatten-ånga). Den mängden kallas mättnadsånghalt (vs), se Bilaga 1. Om temperaturen ökar

kan luften innehålla mer fukt.

Relativ fuktighet (RF eller φ) är ett begrepp som används för att definiera luftens fukt-innehåll och beräknas genom att dividera den aktuella ånghalten med den relativa ånghalten. Man får alltså en procentsats som kan jämföras med olika materials unge-färliga kritiska värden, enligt Figur 6.

Figur 6. Material påverkas vid olika relativ fuktighet 38

Om aktuell ånghalt är lika med mättnadsånghalten har man nått daggpunkten. Vatten-ångan i luften börjar då kondensera (övergå i flytande form) när den når ytor som är kallare än luften. När till exempel det är övertryck i en byggnad vill den varma inne-luften tränga ut genom väggarna. När inne-luften sedan möter en kall yta i väggen konden-seras fukten i luften.

36

Nevander, Lars Erik & Elmarsson, Bengt. (2006) Fukthandbok, ISBN 91-7333-156-2. s. 275-278

37

Andersson, Lars (2007-09-17). Byggteknik 1. Föreläsning Kondensriskberäkning på Jönköpings Tekniska Högskola.

38

Relativ fuktighet utomhus

Den relativa fuktigheten utomhus bestäms främst av väderleken och varierar mellan årstiderna, enligt Figur 7 nedan.

Figur 7. Den relativa fuktigheten varierar över året 39

Vid regn och dimma kan den relativa fuktigheten nå 95-100 % och vid torrt och varmt väder 35-40 %. För att förenkla fuktberäkningar kan man anta att den relativa fuktig-heten utomhus är 70 % på sommaren och 85 % på vintern.

Relativ fuktighet inomhus

Den relativa fuktigheten inomhus är normalt 30-50 %, men kan stiga till 70 % på sommaren och sjunka till 20 % på vintern. Den bestäms av:

 uteluftens temperatur och fuktighet

 inneluftens temperatur

 fuktproduktion

 ventilationens storlek

Fuktproduktionen kommer bland annat från avdunstning från människor och djur vid andning och i form av svett samt matlagning, disk, tvätt, bad och dusch. Vid fuktbe-räkningar bör den relativa ånghalten antas vara 100 % i badrum, kök och dylikt.40

4.1.1.3 Fukt i material

Vatten kan upptas och bindas i material på olika sätt. Det kan vara kemiskt bundet (ej förångningsbart) eller fysikaliskt bundet (förångningsbart). Kemiskt bundet vatten finns i betong, där det har blivit en del av materialet och inte längre räknas som fukt. Det fysikaliskt bundna vattnet, som bland annat finns i trä, är löst bundet och kan lät-tare avges.

Fuktmängden i till exempel trä kan anges på olika sätt, nämligen fuktkvot (u) och fukthalt (w).

39

Mårdberg, Bo & Bergström, Gunnar. (1995) Byt 2, avsnitt Byggfysik. ISBN 91-88104-22-2. s. 22

40

Fuktkvot massa torra s materialet massa vattnets sbara förångning  u

 

En byggnadsdel som tillförs fukt måste få chans att torka ut. Uttorkningstiden bestäms av: 41

 Fuktkvoten från början i materialet

 Relativ ånghalt hos omgivande luft

 Material

 Materialets tjocklek

 Hinder, till exempel plastmatta på betongplatta

Ett nybyggt småhus med trästomme och betongplatta behöver torka ut ca 1000 kg vatten, varav 250 kg från trästommen och 750 kg från betongplattan.42

För att beräkna uttorkningstiden hos betong kan datorprogrammet TorkaS användas. I annat fall kan den beräknas genom att först dela upp uttorkningen i tre skeden: 43 Skede 1: Ytan är fuktig och avdunstning kan då ske från en fri vattenyta. För betong med inte allt för högt vct kan man bortse ifrån skede 1, som bara varar en kort tid. Skede 2 och 3: Här är ytan torr och uttorkningen går därmed långsammare. Torktiden kan bland annat beräknas enligt en lathund, se Bilaga 11.

Metoder för uttorkning

 Värme - ventilationsmetoden betyder att man värmer upp utrymmet så att fukt övergår från materialen till vattenånga så att man sedan kan ventilera bort den luften. Detta är dock kostsamt och relativt ineffektivt.

 Kondensavfuktning: Bygger på principen att den fuktiga luften ska kondensera på en kall yta.44

 Sorptionsavfuktning: Avfuktar med hjälp av ett fuktupptagande ämne. 45

4.1.1.5 Fukttransport

Fukttransport kan ske på följande sätt:

 genom kapillärsugning,

 genom diffusion,

41

Mårdberg, Bo & Bergström, Gunnar. (1995) Byt 2, avsnitt Byggfysik. ISBN 91-88104-22-2. s. 30

42

Ibid. s. 29

43

Nevander, Lars Erik & Elmarsson, Bengt. (2006) Fukthandbok, ISBN 91-7333-156-2. s. 425f

44

Mårdberg, Bo & Bergström, Gunnar. (1995) Byt 2, avsnitt Byggfysik. ISBN 91-88104-22-2. s. 30

45

 genom konvektion samt

 genom tyngdkraft

Kapillärsugning

Kapillärsugning från fri yta

När ett torrt material kommer i kontakt med vatten blir den del av materialet som är i kontakt med vattnet snabbt vattenmättat. Där uppstår en stor differens mellan fuktin-nehållet vid ytan och en bit in i materialet. Differensen blir en drivkraft för fukttrans-porten in i materialet.

Flödet beräknas principiellt enligt följande:

x w w k g  ( m 0) där k = transportkoefficient, diffusivitet, m2/s wm = kapillärmättnad, kg/m3

w0 = fukthalt före kapillär uppsugning, kg/m3

x = fuktfrontens inträngningsdjup, m

Kapillärsugning inom ett material

Denna form av kapillärsugning skiljer sig fysikaliskt sett inte från den förra varianten. Även här är differensen i fukthalt drivkraften. Om temperaturen är konstant kommer fukttransporten pågå så länge det finns skillnader i porvattentryck. Att ta hänsyn till inre kapillärsugning i en beräkning är komplicerat och därför tas detta inte upp här. Kapillärsugning mellan material

Då två material är i kontakt med varandra och det ena eller bägge två är fuktiga kom-mer ett fuktutbyte ske. Utbytet komkom-mer att ske så länge som porvattentrycket är olika. I ett finporöst material, såsom utvändig puts kan ett högt porvattentryck uppnås me-dan det är tvärt om i ett grovporöst material, såsom tegel.

Fukt vandrar från områden med lågt porvattentryck till områden med högt porvat-tentryck.

Därför kommer inte fukten i det utvändiga putsskiktet ta sig till teglet genom kapillär-sugning. Fukten i putsen brukar i stället torka ut snabbt. Om det däremot är ett fin-poröst material innanför putsen kommer fukten transporteras inåt i väggkonstruktio-nen. Även här är beräkningar komplicerade. Däremot är principen hur fukt vandrar enkelt och bör tänkas på vid konstruktionsarbete.46

Fuktdiffusion

Diffusion betyder utjämning av koncentrationsskillnader och drivkraften är skillnader i ånghalt. Om ånghalten är högre på insidan av en vägg vill fukten drivas utåt och

46

jämna ut denna tryckskillnad. Händelseförloppet är relativt långsamt och fuktmäng-den brukar vara liten.47

Fukten går alltså från ett område med högre ånghalt till ett område med lägre ånghalt.

Vid en fuktberäkning för en yttervägg används nedanstående formler. Ånghaltsdiffe-rensen Δv [g/m3] och temperaturdifferensen ΔT [K] för varje skikt beräknas.

) ( _{i e} T i v v Z Z v   

där Zi = aktuellt materials ånggenomgångsmotstånd, s/m

ZT = konstruktionens totala ånggenomgångsmotstånd, s/m

vi = ånghalt inne, kg/m3 ve = ånghalt ute, kg/m3 ) ( _{i e} T i T T R R T    

där Ri = värmemotståndet för aktuellt material, m2K/W

RT = konstruktionens totala värmemotstånd, m2K/W

Ti = temperatur för aktuellt material, K

Te = temperatur ute, K

Relativ fuktighet φi kan sedan beräknas för varje skiktövergång:

s i i v v  

där vi = aktuellt skikts ånghalt, kg/m3

vs = aktuellt skikts mättnadsånghalt, kg/m3

Om den relativa fuktigheten ligger under det kritiska värdet för varje material kan konstruktionen anses säker. Ligger relativ fuktighet över 100 % betyder det att kon-dens kommer att bildas i skiktövergången. Kan det dräneras bort på ett säkert sätt an-ses konstruktionen fuktsäker om inte den kritiska nivån överskrids i andra skiktöver-gångar. Vi kan därmed se att det är viktigt att ha luftspalter vid organiska material, som är känsligare.48

Fuktkonvektion

Fuktkonvektion är transport av vattenånga på grund av luftrörelser som orsakas av tryckskillnad samt att byggnaden inte är helt tät. Fuktinnehållet i luften följer helt en-kelt med luftströmmen. Termik (skorstensverkan) är ett exempel på konvektion.49

Luften går alltså från det högre ångtrycket till det lägre ångtrycket.

47

Mårdberg, Bo & Bergström, Gunnar. (1995) Byt 2, avsnitt Byggfysik. ISBN 91-88104-22-2. s. 31

48

Nevander, Lars Erik & Elmarsson, Bengt. (2006) Fukthandbok, ISBN 91-7333-156-2. s. 397-400

49

Fuktflödet G [kg/s] från en konstruktion beräknas enligt följande50: R v G  där v = ånghalt, kg/m3 R = luftflöde, m3/s

För att beräkna hur mycket fukt som avges till en konstruktion används följande for-mel:

R v v

G( _in _ut)

där vin = ånghalt i luften vid inflöde, kg/m3

vut = ånghalt i luften vid utflöde, kg/m3

Över- och undertryck i en byggnad

Ofta strävar man efter att få ett undertryck i byggnaden med hjälp av ventilationen. Då finns ingen risk för fuktskador orsakade av konvektion eftersom den, på vintern, kalla och fuktfattiga luften då vill transporteras utifrån och in. Luften värms upp medan den tar sig till den varma delen av väggen.

Studera Figur 8 av en yttervägg nedan och jämför de båda fallen. Vid övertryck i en byggnad vill luften transporteras genom väggen, inifrån och ut genom konvektion. Detta kan ge fuktskador eftersom vattenångan kondenserar i takt med att den når kal-lare delar av väggen.51

Figur 8. Fuktvandring vid över- respektive undertryck

4.1.1.6 Fuktskador

Fukt kan ha följande effekter på material:

Missfärgning: Vid läckage eller kondensation kan vattnet lämna efter sig fläckar, som kan vara svåra att få bort.

50

Nevander, Lars Erik & Elmarsson, Bengt. (2006) Fukthandbok, ISBN 91-7333-156-2. s. 376-382

51

Fysikalisk nedbrytning: Detta betyder att ett material har fått frostskador på grund av att vatten frusit till is och därmed expanderat.

Kemisk nedbrytning: När ett material korroderar bryts det ner kemiskt. En kemisk reaktion kan vara mellan till exempel vatten, syre och järn.

Biologisk nedbrytning: Även här kan en korrosion ske. Rötsvampar kan bryta ner oli-ka träprodukter. Det som tidigare var en missfärgning oli-kan leda till röta. Det finns även trägnagande insekter och dessa kräver oftast hög fuktighet föra att leva.

Hälsorisker: Hälsoproblem som kan uppkomma i så kallade sjuka hus är illamående, astma, allergi samt rinnande ögon och näsa. Även klåda och utslag, problem i luftvä-garna, huvudvärk, yrsel och allmän trötthet är existerande symptom. Orsaken till sjuka hus tros bero på att både det finns emissioner från vissa byggmaterial och mögel. Emissionerna från dagens byggmaterial är oftast små, men i samband med mögel kan de vara hälsofarliga.

Lukt: Mögelsvampar kan skapa en jobbig lukt som sätter sig fast bland annat på krop-pen, i kläder och i möbler. Denna lukt kan orsaka mobbning och få sociala effekter. Hållfasthet och deformation: Högre fukthalt gör att träprodukter förlorar hållfasthet och att de deformeras, ändrar form, lättare.52

4.1.1.7 Förenklad fuktberäkning

För att se om konstruktionen är fuktsäker med avseende på fuktdiffusion kan man göra en beräkning med hjälp av en fuktblankett, se Bilaga 2, som steg för steg kom-mer att behandlas nedan. För värden på ånggenomsläpplighet, ånggenomgångsmot-stånd, se Bilagor 12 och 13 och för värden på värmemotstånd och värmeledningsför-måga, se Bilagor 6-8.

1. Skriv in samtliga materialskikt som finns i väggen och som har betydelse ur fuktsynpunkt i rätt ordning, inifrån och ut. Som innersta respektive yttersta material ska det inre respektive det yttre värmeövergångsmotståndet väljas. Dessa benämns Rsi och Rse.

2. Ange tjockleken för varje materialskikt.

3. λber är värmekonduktiviteten, eller värmeisoleringsförmågan för varje material.

4. Värmemotståndet R beräknas för varje material genom att dividera d med λber.

Värdena summeras sedan längst ned som RT.

5. När man beräknar Δϑ behöver man veta den aktuella ortens normaltemperatur för januari (ϑu), innetemperaturen (ϑi), materialets värmemotstånd (Ri) och det

totala värmemotståndet (RT).

52

6. I nästa kolumn, ”Temp ϑ” ska varje materials temperatur framräknas. I rutan bredvid gränsskikt 0 väljs innetemperaturen (antag 20°C). Temperaturen för gränsskikt 1 blir då 20 – Δϑ.

7. vs är, som tidigare nämnts, mättnadsånghalten som varierar med temperaturen.

Gå in i tabellen och sök upp rätt värde.

8. δ är ånggenomsläppligheten för material. Rsi och Rse får värdet 0.

9. Z är ånggenomgångsmotstånd hos skiktmaterial och kan antingen fås ur tabell eller beräknas om man vet materialets tjocklek och ånggenomsläpplighet. Samtliga materials Z-värden summeras. Rsi och Rse får värdet 0.

10. Δv är skillnaden i ånghalt. Här behöver man veta det aktuella materialets ång-genomgångsmotstånd (Zi), det totala ånggenomgångsmotståndet (ZTOT),

ång-halt inomhus (vi) och ånghalt utomhus (vu). Skillnaden mellan inne- och

ute-ånghalt (vi – vu) sätts till 6 g/m3.

11. Den relativa fuktigheten (RF) ute antas vara 85 eller 90 %.

12. v är ånghalten i respektive materialskikt och räknas fram genom att multiplice-ra vs med RF för det aktuella gränsskiktet. Börja med att beräkna v för

uteluf-ten. Sedan adderas v-värdet med Δv hela vägen upp till innelufuteluf-ten. 13. RF beräknas genom att dividera v med vs.53

Nu när hela blanketten är ifylld ska värdena kontrolleras. Inget RF-värde får vara över 100 % eftersom det då teoretiskt föreligger kondensrisk. För organiska material, såsom trä, bör RF vara högst 85 % då temperaturen är högst 5°C. Vid 90 % lossnar de flesta limmade plastmattor.54

53

Andersson, Lars (2007-09-17). Byggteknik 1. Föreläsning Kondensriskberäkning på Jönköpings Tekniska Högskola.

54

4.1.2 Energi

Dagens byggande handlar mycket om att spara resurser. Följande kapitel handlar där-för om teorin bakom energibesparing.

4.1.2.1 Användning i Sverige

Ett populärt samtalsämne idag handlar om energi. Med all rätt. De flesta energikällorna idag påverkar vår miljö på ett negativt sätt och energifördelningen över världens befolk-ning är orättvis. Det är med andra ord mycket stor skillnad i energiåtgång mellan rika och fattiga länder. Därför behöver vi lära oss hur man minskar sitt energibehov. Sverige är jämförelsevis ett miljömedvetet land, men även vi kan bli mycket bättre.

Sektorn bostäder och service står för cirka 35 % av den totala energianvändningen i Sverige. År 2007 uppgick användningen till 143 TWh.

Elanvändningen inom bebyggelsesektorn har legat på ungefär samma nivå under fem-ton år, enligt Figur 9. Under 70- och 80-talen ökade elanvändningen kraftigt.55

Figur 9. Bebyggelsesektorns elanvändning sedan 1970 56

För att få en inblick i hur mycket en kWh egentligen är kommer här en beräkning. Energin E [Ws] beräknas enligt:

t P

E 

där P = effekt, W

t = tid, s

Men energin E kan även beräknas genom:

h g m E   där m = massan, kg g = tyngdacceleration, m/s2 h = höjd, m 55 <www.swedishenergyagency.se/web/biblshop.nsf/FilAtkomst/2053.pdf/$FILE/2053.pdf?OpenElement> 2009-01-15 56 <www.ekonomifakta.se/sv/Fakta/Energi/Energibalans/Elanvandning_inom_bebyggelsesektorn> 2009-01-15

Alltså, om en bil, som väger 1200 kg ska lyftas upp till toppen av Eiffeltornet, som är 300 m går det åt följande mängd energi:

kWh 1 kWh 3600 3530 kWs 3530 300 82 , 9 1200        m g h E

Med andra ord går det i teorin åt en kWh att lyfta en bil till Eiffeltornets topp.57

4.1.2.2 Värmeförluster

För att behålla värmen i huset isolerar man i väggar, runt fönster och dörrar, vid mar-ken och vid tak. Värmeförluster uppstår då det finns en temperaturdifferens mellan inne- och utetemperatur. Naturen vill alltid jämna ut skillnaderna. Värmetransmission (överföring av värme från varm till kall sida) kan ske på fyra olika sätt:

 Ledning: fortplantning av värme genom material.

 Konvektion: förflyttning av värme genom rörelse i gaser och vätskor, till ex-empel skorstensverkan.

 Strålning: överföring av värme genom elektromagnetiska vågor. Värmeförlusterna beräknas ofta för en kvadratmeter och har då enheten W/m2.

Ledning

Värmeledning innebär att värmen hos ett ämne överförs till ett annat ämne utan att materia behöver flyttas. Tänk att änden av en järnstång sticks in i en eld. Den andra änden blir då varmare och varmare. Mikroskopiskt kan det till exempel förklaras på så sätt att varma atomer vibrerar. De överför i sin tur vibrationerna till grannatomerna som då också blir varma på grund av att deras rörelseenergi ökar.58

Värmemängden ql [W] beräknas enligt följande:59

L A T ql     där λ = materialets värmeledningsförmåga, W/(m∙K) A = materialskiktets area, m2 ΔT = temperaturskillnad, K d = materialskiktets tjocklek, m Konvektion

Här överförs värmen av en vätska eller en gas. Vätskan eller gasen strömmar förbi en yta och värmer upp den. I bastun, till exempel, avger den varma luften värme till hu-den. På grund av att luften ligger relativt stilla i en bastu är konvektionen där låg och 57 <www2.hig.se/miljo/visste_du_att.htm> 2009-04-06 58 <www.kurswebbplats.mdh.se/kurser/mf1070/kursdokument/mf1070-2005-2006-laboration2b-period3.pdf> 2009-01-18 59

det är möjligt att stanna kvar länge i bastun, trots att temperaturen kan vara 90°C. Om man blåser på huden ökar luftens hastighet och det känns mycket varmare.60

Konvektionsutbytet qk [W] mellan en yta och en gas (till exempel luft) beräknas enligt:61

) ( _{y g} k k A T T q     där αk = konvektionsvärmeöverföringskoefficient, W/(m2∙K) A = konvektionsytans storlek, m2 Ty = ytans temperatur, K Tg = gasens temperatur, K

Här beror αk på bland annat material och dess struktur och temperatur samt om ytan är

stående eller liggande. Här följer ett par exempel på hur αk kan beräknas.  För egenkonvektion:



 För påtvingad konvektion: (inneryta)



78 , 0 5 , 7 u k    för u > 5 m/s där u = lufthastighet (m/s) Strålning

Värmestrålning kan ske utan att det finns något medium emellan. Detta kallas elek-tromagnetisk strålning och kan spridas av vilken föremål som helst. När man står vid ett fönster kan det kännas kallt och anledningen till det är att ens egen värme strålar till fönstret, som är kallt. 62, 63

Värmestrålningen qs [W/m2] beräknas enligt följande:64, 65, 66

     4 svart T q_s där ζsvart = 5,7∙10-8 W/(m2∙K4), proportionalitetskonstant T = kroppens temperatur, K ε = emissionstal

Emissionstalet ε beror bland annat på yttemperatur, material, nedsmutsning och oxide-ring hos en kropp. För i princip alla byggmaterial förutom metaller och glas är ε ≈ 0,90. Följande lista visar ungefärliga emissionstal för andra material.

60

<www.energihandbok.se/x/a/i/10158/Allmant-om-konvektion.html> 2009-01-18

61

Mårdberg, Bo. (1995) Byt 1. ISBN 91-88104-21-4. s. 44

62

<www.energihandbok.se/x/a/i/10166/Allmant-om-stralning.html> 2009-01-18

63

<www.varmahus.se/energiskola/varmeoverforing.php> 2009-01-18

64

Mårdberg, Bo. (1995) Byt 1. ISBN 91-88104-21-4 s. 45-47

65

<www.sgc.se/rapporter/resources/SGC079.pdf> 2009-04-06

66

Material/yta ε Aluminiumplåt 0,01 Koppar, polerad 0,04 Bra lågemissionsglas 0,03-0,05 Aluminiumfolie, blank 0,05-0,08 Förzinkat stål 0,25 Glas 0,84

Absolut svart kropp 1,0

Värmestrålningen qs mellan parallella ytor i till exempel en vägg beräknas enligt

föl-jande:67





där T1 = det ena materialskiktets temperatur, K

T2 = det andra materialskiktets temperatur, K

ε12 = kombinerat emissionstal för de två ytorna

Emissionstalet ε12 beräknas enligt följande:

1 1 1 1 2 1 12      

där ε1 = det ena materialskiktets emissionstal

ε2 = det andra materialskiktets emissionstal

4.1.2.3 Värmeisoleringsmaterial

De material som används för värmeisolering är porösa, se Figur 10. Eftersom luft leder värme dåligt ska materialen innehålla myck-et luft samtidigt som den ska stanna kvar i materialet. Värmekonduktiviteten (λ) visar hur bra ett material är på att isolera värme. Ju lägre värde desto bättre.

Figur 10. Isoleringsskivor av stenull från en välkänd tillverkare 68

4.1.2.4 Förenklad Ukorr-beräkning69

Det är möjligt att göra en förenklad beräkning av isoleringsförmågan hos en vägg med hjälp av en beräkningsblankett. Isoleringsförmågan hos de olika skikten i till exempel en vägg beräknas var för sig för att sedan adderas med varandra, se Bilaga 3. För vär-den på värmeledningsförmåga, värmeövergångsmotstånd, korrektionstermer och lik-nande, se Bilagor 6-9.

67

Mårdberg, Bo (1995) Byt 1. ISBN 91-88104-21-4 s. 48f

68

<www.bygghandlaren.se/bilder/Roxull%20flexib.jpg> 2009-01-18

69

1. Skriv ned samtliga material, inifrån och ut. Det inre respektive det yttre vär-meövergångsmotståndet (Rsi och Rse) ska sättas som innersta respektive

ytters-ta material.

2. Ange tjockleken på respektive materialskikt. 3. Ta fram rätt λdekl för varje material.

4. Δλw är en korrektionsterm.

5. λber är summan av λdekl och Δλw.

6. Värmemotståndet R kan nu beräknas och byggnadsdelarnas värmemotstånd summeras till RT.

7. ΔRw är en korrektionsterm.

8. Uber kan nu beräknas.

9. ΣΔU beräknas genom att summera nedanstående korrektionstermer.

 Korrektion för springor och spalter

2 " _         T i g R R U U

ΔU” är basvärdet för korrektionen

Ri är värmemotståndet för isolerskikt med springor och/eller spalter

RT är konstruktionens totala värmemotstånd  Korrektion för köldbryggor Uf f nf Af

α är en koefficient

λf är värmekonduktiviteten för fästena

nf är antal fästen per m2

Af är arean i m2 för varje fäste

 Korrektion vid omvända tak

2 5 , 1 _         T i x r R R f U fx är en koefficient

Ri är värmemotståndet för isoleringens ovanför tätskiktet

RT är totalt värmemotståndet för konstruktionen

10. Ukorr är summan av Uber och ΣΔU.

4.1.2.5 Energiberäkningar

När man pratar om energibehov för hus används ofta enheten kWh, vilket direkt säger att energi är effekt, som mäts i watt (W), multiplicerat med tid, som mäts i timmar (h). Det totala energibehovet för ett hus benämns Etotalt (Wh) och beräknas enlig följande

formel.70 gratis vv vent trans totalt E E E E E    

där Etrans är energibehovet för energin som gått förlorad genom transmission,

värmeförluster, genom bland annat väggar, golv och tak.

t A

U

E_trans  (_i _u)

där U = en byggnadsdels eller hela husets U-värde

A = en byggnadsdels eller hela husets area _i = Temperatur inomhus

_u= Temperatur utomhus (årsmedeltemperatur, Bilaga 4)

Event är energibehovet för energin som gått förlorad genom ventilation.

t V n E_vent 0,33  (_i _u) där N = Antalet luftväxlingar _i = Temperatur inomhus u

 = Temperatur utomhus (årsmedeltemperatur, Bilaga 4)

Evv är energibehovet för energin som gått förlorad genom varmvatten.

) ( 1160 _{vv vv inkom} vv V E      där Vvv = Mängd varmvatten vv  = Varmvattnets temperatur inkom



Egratis är ”gratis” energi, som fås från solstrålning, kroppsvärme, apparater osv.

) 22 2200 ( 8 , 0 Algh Egratis    där Algh = Bostadens area 70

Nero, Kjell (2008-08-26). Byggteknik 2. Föreläsning 1 Energihushållning på Jönköpings Tekniska Högskola.

b

d

d

d

w

h

R

R

Med köldbrygga menas en byggnadsdel som är i förbindelse med en kallare och en varmare del av konstruktionen så att värmen inne i huset leds ut i kylan. För att utreda köldbryggor beräknas koefficienten för linjära köldbryggor ψ (W/m∙K), vilket är komplicerat. Dessa värden kan beräknas på olika sätt. Nedan visas ett par exempel.

Köldbryggor vid fönster och dörrar 71

Här finns fyra parametrar, b, d1, d2 och d3, se Figur 11, som visar ett fönster med dess

karm uppifrån. Normalt ligger ψ-värdet mellan 0,2 och 0,55.

6 , 1 1 3 4 4 , 0 2 3 2 4 , 0 2 2 2 2 6 2 10 456 , 6 10 342 , 1 10 263 , 6 10 447 , 6 10 358 , 2                                           d d d d d b d 

Figur 11. Beräkning av ψ-värden vid fönster och dörrar 72

Köldbryggor vid betongplatta 73

Här finns sju parametrar, A,

P, h, w, λ, Rk och Rf, varav

några visas i Figur 12.

Figur 12. Parametrar vid beräkning av ψ-värden 74

2 , 0 4 , 0 4 , 1 09401 , 0 01856 , 0 1514 , 0 1558 , 0 1062 , 0   _                h b d R   17 , 0  R_f R 71 <www.swedisol.se/sw991.asp> 2009-06-01 72

Egen bearbetning, enligt <www.swedisol.se/graphics/Synkron-Library/pictures/ig_bilder/e2.gif> 2009-06-01

73

<www.swedisol.se/sw1010.asp> 2009-06-01

74

Egen bearbetning, enligt <www.swedisol.se/graphics/Synkron-Library/pictures/ig_bilder/f9.gif> 2009-06-01

037 , 0  R_k d P A b

där A = betongplattans invändiga area (m2)

P = omkrets på yttersidan av konstruktionen (m)

h = avstånd mellan markyta och kantbalksisoleringens undersida (m) λ = markens värmekonduktivitet (W/m∙K)

w = total väggtjocklek (m)

Rk = värmemotstånd för kantbalksisolering (m2K/W)

Rf = värmemotstånd för betong, isolering och ytskikt (m2K/W)

Användning av ψ-värden

När köldbryggornas ψ-värden beräknats kan dessa användas för att ta reda på hur mycket energi Ekb (Wh) som släpps ut på grund av köldbryggor. Eftersom ψ-värderna

är linjära ska de multipliceras med köldbryggans längd.

t l

E_kb  (_i_u)

där ψ = koefficient för linjära köldbryggor (W/m∙K) l = köldbryggans längd (m) i  = temperatur inomhus (K) u  = temperatur inomhus (K) t = tid (h) 4.1.2.6 Energideklaration

Genom Europaparlamentet har energideklarationerna tagits fram för att minska Euro-pas beroende av energiimport. Detta för att kunna minska koldioxidutsläppen. Cirka 40 % av Sveriges totala energikonsumtion går åt till att värma upp våra bostäder. 75, 76

Bestämmelser

En energideklaration visar husets energianvändning och förslag till hur ägarna kan sänka energikostnaderna. Energideklarationen ska utföras av en certifierad energiex-pert.

Småhus

Från och med 1 januari 2009 ska alla hus som inte hyrs ut ha en energideklaration senast vid försäljningstillfället. Detta gäller villa, kedjehus eller parhus där ägaren själv bor. 75 <www.boverket.se/Global/Webbokhandel/Dokument/2007/energideklaration_for_byggnader_2.pdf> 2009-04-16 76

Småhus som hyrs ut eller är bostadsrätter ska ha en energideklaration senast 31 de-cember 2008.

Flerbostadshus

Senast 31 december 2008 ska alla flerbostadshus med hyres- eller bostadsrätter ha en energideklaration.

Nybyggda hus

Dessa ska deklareras senast två år efter att slutbevis utfärdats och byggnaden tagits i bruk.77

Tillvägagångssätt

Energiexperten utför deklarationen, men husets ägare kan själv göra en del arbete för att minska kostnader och snabba på arbetet.

Boverket räknar upp ett antal punkter som visar ungefär hur en energideklaration tas fram och används.

 Samla alla uppgifter som har med din byggnads energianvändning att göra.

 Kontakta ett företag som är godkänt att utföra energideklarationer. På www.swedac.se finns en lista med ackrediterade företag.

 Energiexperten går igenom uppgifter som lämnats och utför energideklaratio-nen.

 Om ägaren inte lämnat tillräckligt med uppgifter kan det behövas en besikt-ning. Denna besiktning kan även bli aktuell för att kunna ta fram förslag till kostnadseffektiva lösningar.

 Energiexperten skickar in deklarationen till Boverket.

 Ägaren till huset bör spara energideklarationen. Vid en försäljning måste äga-ren visa upp en aktuell energideklaration, annars kan köpaäga-ren begära att en så-dan görs på ägarens bekostnad en såså-dan inom sex månader efter kontrakt-skrivning.

 Energideklarationen är giltig i tio år.

Villaägaren kan lämna följande uppgifter till energiexperten, enligt Boverket:

 Fastighetsbeteckning

 Ritningar över byggnad och installationer

 Nybyggnadsår

 Gjorda förbättringar

 Isolering, typ och tjocklek

 Golvarea som är uppvärmd över 10° C

 Fönster, typ och area

 Ventilationssystem

77

<www.boverket.se/Global/Webbokhandel/Dokument/2007/energideklaration_for_byggnader_2.pdf> 2009-04-16

 Inomhustemperatur

 Byggnadens energianvändning det senaste året

 Om radonmätning är gjord, och i så fall värde och tidpunkt

Viktigt att tänka på är att energideklarationen är till för att minska kostnaderna för energi med hjälp av godkända energiexperter.78 Energideklarationen kan kosta mellan 4000 och 6000 kr, beroende på hur lång tid det tar för energiexperten, som tar betalt per timme. Ju mer information som husägaren kan få fram själv desto billigare kan det bli.79 78 <www.boverket.se/templates/Page.aspx?id=3948&epslanguage=SV> 2009-02-16 79 <www.vlt.se/artikelmall_bostad.asp?version=739105> 2009-02-16