Teknisk beskrivning av att bygga ett alternativt boende i form av camper van

Jonathan Wiberg

Blekinge Tekniska Högskola Institutionen för Maskinteknik

Karlskrona 2021

Följande arbete är utfört som en obligatorisk del av utbildningen på högskoleingenjör i maskinteknik, Blekinge Tekniska Högskola.

Teknisk beskrivning av att

bygga ett alternativt boende i

Sammanfattning

Föreliggande examensarbete behandlar ett alternativt boende i form av camper van. En camper van är en skåpbil som byggs om för att kunna leva eller semestra i. Det finns idag flera olika grupper på sociala medier som diskuterar byggen och reser tillsammans med sina vans, vilket tyder på att intresset för byggandet av desamma är stort.

Förslaget för examensarbetet uppkom efter att författaren själv byggde en camper van för att bo i under vintern 2019/2020. De tekniska detaljerna för det specifika bygget finns återgivet som designförslag 1 i rapporten. Ytterligare två designförslag finns att tillgå vilka behandlar en annan typ av inredning samt en skåpbil med mindre volym. De båda senare presenteras i form av layout med förslag kring designval. De tre designförslagen designades i 3D med hjälp av Autodesk Inventor.

Arbetet började med den fysiska byggnationen av det första förslaget och avslutades med rapporten, därav fanns grundad information om funktionaliteten på designförslag 1. De två följande förslagen uppnåddes med hjälp av brainstorming samt screening och scoring för att få fram nya idéer. Det första förslaget var tänkt kunna vara ett hållbart boende för en till två personer under ett år i södra Sverige. Designförslag 2 var riktat till två vuxna och ett barn för boende under sommarsemestern. Det sista förslaget riktades mot en person som sporadiskt lever och jobbar i fält.

För att samla information om isolering, kondens, konstruktion, värmekälla och elektricitet användes dels sociala medier, främst forum för övergriplig informationshantering. Kunskaper inom hållbarhet, konstruktion, CAD och ellära kunde användas från utbildningen för att bekräfta information samt för att komma med egna förslag.

takfläkt, kylskåp och lampor. Laddning av batterierna skedde via bilens generator, fasta elnätet samt 200 W solpaneler.

Då examensarbetet främst behandlar teori ska det inte ses som en manual för ett bygge men väl som en inspiration för möjliga lösningar. Avsnittet som behandlar installation av elektricitet ska läsas med extra försiktighet då stora konsekvenser kan fås vid feldimensionering, konsultera alltid en expert.

Nyckelord:

Abstract

Following thesis work has a take on alternative living in the form of a camper van. A camper van is a van with the interior rebuilt for the sake of living or vacation. Today there are numerous groups of people gathered on our social platforms where they discuss their builds and travel along with their vans. This indicates a big interest in the common population regarding these tiny moving houses.

The proposition for the thesis developed during the build of a camper van for year-round living during the winter of 2019/2020 in Sweden, by the author of the thesis. The technical aspect of that specific build is available as the first design proposition. There are two additional design propositions where one treats the same volume and the other is smaller. The later two propositions are presented only as layouts. All three propositions were designed in 3D using Autodesk Inventor.

The work started with the physical build of the first proposition and ended in this report, which made the functionality firmly grounded in the first proposition. The following two propositions were developed with tools such as brainstorming, screening and scoring. That is to be creative and think through each idea. The first proposition was made to support one to two persons in their daily living during one year in the southern parts of Sweden. The second proposition was made for holiday trips with a family of two adults and one child. In the last proposition focus was given on the lonely working person on the field, with an easy, comfortable bed and room for office products.

The information regarding isolation, condensation, construction, source of heat and electricity was gathered in forums on social media. Tools from education such as Design For Environment, construction, CAD and electrical principles were used to further and deeper develop an understanding.

chargers, refrigerator and lamps. To charge the batteries the generator of the car, the grid and 200 W solar panels were being used.

The thesis work foremost treats theory and is not meant to be used as a manual for a camper van build. It is meant as an inspiration to show possible builds and solutions. Regarding electricity work it is mostly recommended to read the owners manual and always consult experts in the field.

Key words:

Förord

Detta arbete är avslutningen på tre års studier till högskoleingenjör i maskinteknik vid Blekinge Tekniska högskola. Denna rapports innehåll speglar delar av utbildningens läromål.

Jag vill rikta ett stort tack till Peter Blaschke samt till Martin Magnevall på BTH för handledning och support.

Innehållsförteckning

Sammanfattning ... 3

Abstract ... 5

Förord ... 7

Innehållsförteckning ... 9

1

Inledning ... 11

2

Teori ... 13

2.3 Konstruktion och design ... 15

2.4 Värme ... 16 2.4.1 Dieselvärmare ... 16 2.4.2 Gasolvärmare ... 16 2.4.3 Elektriskt element ... 17 2.5 Elektricitet ... 17 2.5.1 Batterier ... 17 2.5.2 Laddning ... 18 2.5.3 Koppling... 18 2.6 Idégenering ... 19 2.6.1 Brainstorming... 19

2.6.2 Screening och Scoring ... 20

2.7 Design For Environment - DFE ... 21

1 Inledning

Som student på högskoleingenjörsprogrammet med inriktning maskinteknik görs ett slutarbete i form av examensarbete som beskrivs i denna rapport. Arbetet sker individuellt eller i grupper om två och visar delar av studenternas färdigheter som ingenjörer.

Planering och genomförande av ett bygge av en camper van skedde under vintern 2019/2020 där idén till att skriva om liknande projekt i ett examensarbete föddes. Med bakgrunden och vetskapen att detta var möjligt kunde ett antal olika utformningar tas fram, även bakgrund till nödvändig inredning kunde förankras i personliga erfarenheter. Ett Gantt-schema för arbetet presenteras i Bilaga 1

Ett ökande intresse av egen- och ombyggda camper vans ses på marknaden där det har formats grupper med likasinnade människor på olika sociala plattformar. Intresset har många delade meningar om vad som kan tänkas vara rätt eller fel och denna rapport reder ut möjliga tillvägagångssätt att bygga en camper vans själv.

Syftet med examensarbetet var att på ett enkelt sätt förklara vad som behövdes för ett bygge av en camper van då det kommer till bland annat material, isolering, värme och elinstallation. Även att ge förslag på ett antal designer som kan fungera för en eller flera personer som bor i en camper van under olika tidsperioder och med olika förutsättningar anses vara syftet med rapporten.

Boeing beskriver problematiken kring kondens i inkapslade utrymmen med främst människor inuti och varför dessa typer av konstruktioner kräver extra varsamhet då det kommer till kondens och mögel. Skillnaden är att flygplan frekvent utsätts för stora temperaturskillnader samt att elektroniken i ett flygplan är extra känsligt för systemfel orsakade av kondens. [1]

Ett litet boende ställde krav på ingenjörsmässiga lösningar samt kompenserat tänkande i form av bekvämligheter. Andra problem som skulle lösas innefattade följande:

• Dimensionera isolering i en för ändamålet komplicerad form på insidan av skåpet.

• Utforma inredningen med hänsyn till syftet med boendet, antal personer som lever där samt deras levnadsstandard.

Avgränsningar i rapporten inkluderar:

• Rapporten är ej en manual för hur ett bygge av camper van skall ske. • El-installationer kräver stor kunskap och erfarenhet för säker

installation, därför berör inte rapporten installationer utan bara delar av beräkning av ingående komponenter.

• Agremanger kan varieras med plats i förvaringsutrymmena och därför behandlas inte installation av exempelvis toalett, dusch eller kylskåp. • Presentationen av respektive designförslag sker utan att visa förarhytt

2 Teori

Här presenteras teori som används för att välja material och sätt att bygga camper vanen på.

2.1 Isolering

För att få en behaglig temperatur i en camper van behövs rätt isolering. Olika typer av isolering ger olika utfall av temperaturförändringar för in- och utsida. I tabell 2.1 visas λ-värden för olika isoleringsmaterial. Ett lägre λ-värde innebär bättre isoleringsförmåga.

Tabell 2.1. Ungefärliga Lambdavärden för olika material. [2]

Isoleringsmaterial λ (W/mK) Antaget värde för λ

Cellulosafiber 0,038-0,043 0,04 EPS 0,030-0,038 0,034 Fårullsisolering 0,038-0,045 0,041 Hampafiberisolering 0,038-0,045 0,041 Mineralull 0,034-0,040 0,037 Trä 0,12 0,12 Träfiberisolering 0,037-0,039 0,038 XPS 0,029-0,039 0,034 Stål 50 50

Ett materials isoleringsförmåga i förhållande till dess tjocklek avgörs med hjälp av R-värde. För att räkna ut ett materials R-värde används Ekvation (1) där kvoten mellan materialets tjocklek och λ-värde ger R. [3]

𝑅 = 𝑚

λ (1)

Där m är tjockleken i meter och λ fås från tabell 1.

För att ta reda på hur mycket energi som försvinner genom väggarna så används Ekvation (2), energiförlusten U är inversen av Rtot. där U är Watt för

en meter material med 1 grad Celsius skillnad på vardera sida. Det vill säga hur mycket effekt som behövs för att värma 1 meter av materialet 1 grad Celsius. Rtot är summan av R-värde för materialen som används på samma yta.

𝑈 = 1

𝑅𝑡𝑜𝑡 (2)

Då insidan på en van är ojämn och svår att isolera används Ekvation (3) för att bestämma hur mycket effekt, Q (W), som försvinner genom isoleringen med hänsyn till att olika material används på olika platser. Effekten är produkten av arean, energin och temperaturskillnaden för respektive del. [3]

𝑄_𝑛 = 𝐴_𝑛𝑈_𝑛ΔT (3)

För att till sist se hur mycket effekt som försvinner för de olika delarna summeras alla olika delars effekt enligt Ekvation (4). [3]

𝑄_𝑡𝑜𝑡= ∑𝑄𝑛 (4)

2.2 Kondens

Figur 2.1. Psykometriskt diagram. [5]

Ett alternativ är att montera en fuktspärr mellan insidan på isoleringen och panelen. Detta för att motverka att kondens bildas på plåtens insida, i kontakt med isoleringen. Nackdelen med detta förfarande är att i det fall fuktspärren monteras felaktigt eller om det på annat sätt kommer in kondens mellan fuktspärr och plåt så har vattnet svårt att ta sig ut. Resultatet är att rost bildas. Det är en avvägning att bestämma huruvida fuktspärr eller inte ska monteras. [6]

2.3 Konstruktion och design

2.4 Värme

Då värmeförlusten räknats ut ungefärligt med hjälp av avsnitt 2.1 Isolering, så kan lämplig värmekälla införskaffas. Nedan beskrivs tre möjliga värmekällor.

2.4.1 Dieselvärmare

Marknaden erbjuder flera bra märken på dieselvärmare med varierande prisklasser. Här presenteras en variant av värmare som är inköpt från Kina, de har ofta bra funktionalitet när de väl fungerar men leveranstiden är i regel relativt lång och om de inte fungerar vid leverans 12så kan det vara tidsödslande att returnera samt beställa en ny. Val av effekt på dieselvärmare fås efter beräkning av isoleringen. 3 kW eller 5 kW dieselvärmare - Dieselvärmaren har en dieselpump som kan kopplas via slang till separat tank eller, om bilen har diesel som bränsle, till bilens egen tank. Därifrån pumpas diesel in i värmaren där den förångas via en pilotlåga, blandas med luft och antänds till en låga. Värmen sprids sedan i bilen via en fläkt. Viktigt att tänka på vid montering är att de varma ytor som finns på dieselvärmaren (avgasröret och chassit på värmaren) inte ska vara i kontakt med något brännbart. Lämpligt är att använda stenull eller annat material som ej antänds som isolering kring värmaren. Dieselvärmaren använder mest el i uppstarten pga pilotlågan men är sedan relativt energisnål. Dessa värmare förbrukar ca 0,1-0,5 dl diesel per timme och 20-40 Wh under drift. [7]

2.4.2 Gasolvärmare

Viktigt vid val av gasolvärmare är att de kräver en stor mängd syre vid förbränningen. Därför är det av stor vikt att ha tillräcklig lufttillförsel vid installation av gasolvärmare. En så kallad koldioxidvakt varnar om halten koldioxid blir för hög och anses vara nödvändig. Val av effekt på gasolvärmare fås efter beräkning av isoleringen.

Gasolvärmare kräver gasoltuber och det finns i stort 3 olika typer av behållare:

- Stål, som är hållbara och har bra förångningskapacitet.

- Aluminium, som är en lättmetall väger ca hälften så mycket som stålflaskor och har bättre förångningskapacitet än stålbehållare.

2.4.3 Elektriskt element

Ett elektriskt element är ett bra komplement till mer portabel värme om tillgång till landel finns. Dagens el-element har relativt hög effekt (>1 kW) som batterierna vanligtvis inte klarar driva tillfredsställande länge. Mer om effekt och el i nästa avsnitt.

2.5 Elektricitet

Att välja elektriska komponenter till camper van beror på hur vanen ska användas och när. För el-installationer krävs alltid viss kunskap speciellt då överhettning kan leda till brand i camper vanen. Dock behövs i nuläget enligt lag inget certifikat för att installera elektriska komponenter i en camper van då den inte anses vara en fast installation (att jämföra med el-installation i hus). Det är av stor vikt att personen som installerar har kunskap inom området, konsultera alltid en expert. [9]

2.5.1 Batterier

För att veta hur kraftiga batterier som behövs avläses för olika laddares och apparaters ström (A) eller effekt (W), hur lång tid de avses användas samt hur lång tid det kan ta mellan två laddningar av bodelsbatterierna.

Effekt fås genom produkten av strömmen och spänningen (i fallet i rapporten, 12 V-system) enligt formel (5). [10]

𝑃 = 𝑈𝐼 (5)

Där effekten mäts i Watt (W), spänningen i Volt (V) och strömmen i Ampere (A). Laddningsbara batterier använder ofta amperetimmar som mått på styrkan i batteriet vilket är produkten mellan tiden i timmar (3600 s) samt strömmen enligt formel (6). [11]

𝐴ℎ = 𝐼𝑡 (6)

För att tillgodose behovet finns ett flertal batterier tillhanda:

- Gelé, likt AGM men binder istället vätskan i Gelé. Får ej understiga 40% kapacitet och håller för ca 400-600 laddcykler.

- Lithium, är dyrare men håller betydligt längre, upp till ca 2500 laddcykler. De kan även användas ner till 20% av sin kapacitet.

Viktigt att poängtera är att batterierna inte klarar laddas ur helt och hållet, därför ska det tas med i beräkningarna för kapaciteten som krävs. Vidare bör en indikator installeras för enkel kontroll av spänningsnivå. [12]

2.5.2 Laddning

För att ladda batterierna finns ett antal sätt att tillgå, följande är några vanliga exempel:

- Landel, detta är den el som finns i det fasta nätet, den ger 230 V och därför ska systemet vara anpassat efter det om det ska kopplas in på annat sätt än via laddning av batterierna.

- Solpaneler, för att ladda batterierna via solpaneler behövs en så kallad laddregulator, detta för att energin som utvinns via solen ger toppar och dalar (beroende på väder och solens position på himlen)

- Vindkraftverk, där även denna teknik är beroende av väder. - Elgenerator, som drivs av bensin eller diesel.

- Via bilens generator, där ett laddrelä krävs för att se till att inte bodelsbatterierna oönskat delar ström från bilens startbatteri om det i första hand inte är fullt laddat.

2.5.3 Koppling

Att koppla ihop olika apparater kräver en viss kabeltjocklek. Är kabeln för tunn blir motståndet högt och kabeln kan i värsta fall börja brinna. Är den för tjock kostar den onödigt mycket i inköp. Dessutom krävs rätt säkringar på rätt ställe, även om kablarna är rätt dimensionerade så kan kortslutning i systemet orsaka en brand. Det är viktigt att säkringen är den svaga länken och inte kabeln eller apparaten. Ju längre kabel som används desto högre blir spänningsfallet, därför ska kablarna väljas så korta som möjligt.

överhettad kabel får ett ökat motstånd med ökad temperatur, resultatet är snabb värmeutveckling. [13]

Tabell 2.2 presenterar rekommenderade kabeltjocklekar för belysning, annat (USB-laddare, radio och dylikt), dieselvärmare, mellan batterier och elcentral, mellan startbatteri och batterier samt solceller. Observera att det bara är rekommendationer och om leverantör rekommenderar annat ska det i första hand följas. [14]

Tabell 2.2. Användningsområde med dess kabelarea och säkringar. [14]

Användning Kabelarea (mm2_{) Säkring (A)}

Belysning 1,5 max 8

Annat (för flexibilitet) 2,5 max 10

Dieselvärmare 10 max 25

Mellan batterier och elcentral 16 max 50

Mellan startbatteri och batterier 16-30 max 50-100

Solceller 6 max 100

2.6 Idégenering

För att forma och utveckla idéer för design användes brainstorming samt screening och scoring som vidare presenteras.

2.6.1 Brainstorming

Brainstorm är en process där ett öppet sinne är en fördel, inga fördomar ska förekomma och alla idéer tas till ytan. En given frågeställning eller ett givet problem betraktas som utgångspunkt och alla idéer tas upp som är relevanta för problemet. Tidsmässigt bör inte processen ta mer än 2 timmar, detta för att inte trötta ut eller forcera fram idéer under för lång tid. När väl idéerna kommit fram ska de utvärderas med stor noggrannhet, allt utifrån dess begränsningar. Det finns olika varianter av brainstorming där de flesta med fördel används av en grupp individer. I rapporten användes start-stopp-metoden som innebar ca 3-5 minuters idégenerering följt av 3-5 minuters vila. [15]

Figur 2.2. Exempel på utfall från brainstorming.

2.6.2 Screening och Scoring

Screening och Scoring används för att poängsätta idéerna från brainstormingen. De delas upp i screening och scoring för att i två steg filtrera bort idéer som inte tillför tillräckligt mycket till produkten. Det finns tre nivåer i screeningstadiet, +, 0 samt -, se Tabell 2.3. I scoring (Tabell 2.4) delas betyg ut från 1 till 5 (väldigt dåligt till väldigt bra), där en viktfaktor spelar in på slutbetyget. Den idé som fått högst betyg är den idé som kommer att användas. En idé med lägre betyg kan även den komma att användas om den anses tillräcklig, oftast efter modifikation av idén för att få högre betyg. [15]

Tabell 2.3. Exempel på utfall från screening.

SCREENING Sekvensering Start-stopp Figurstorm

Tabell 2.4. Exempel på utfall från scoring.

SCORING Viktfaktor Sekvensering Figurstorm

Tid 30% 5 1,5 4 1,2

Plats 20% 5 1,0 3 0,6

Idékvalitet 50% 4 2,0 4 2,0

Totalt 100%

Antal poäng 4,5 3,8

2.7 Design For Environment - DFE

Under 1970-talet kom Design for Environment, DFE, att förändra synen på produktutveckling. De kommersiella intressena mötte de sociala och miljömässiga frågorna där en ny utmaning öppnades i form av att övertyga industrierna att producera mer hållbart ur miljösynpunkt. Att producera för att möta dagens behov utan att förstöra framtida generationers behov var huvudmålet. Green design, Eco design och Sustainable design är andra termer som idag är synonyma med DFE.

Figur 2.3. DFE i dess steg 1-7.

3 Metod

Tre olika designer för camper van togs fram. Den första, designförslag 1 presenteras i sin helhet med isolering, konstruktion,värme och elektriskt system. Designförslag 1 utvecklades för en till två personer som skulle sova i samma säng under ett år i södra Sverige. De nästkommande, designförslag 2 och designförslag 3 presenteras med respektive designer. Designförslag 2 utvecklades för två vuxna och ett barn på sommarsemester. Designförslag 3 har andra innermått (mindre) än de första två vilket gjorde att det förslaget skilde sig från de andra två i storlek. Det sista förslaget utvecklades för en person.

3.1 Designförslag 1

Designförslag 1 utvecklades för en till två personer för ett leverne under ett år i södra Sverige. Isoleringen beräknades för att klara en temperaturskillnad inne/ute på 40 grader. Värmekällan skulle klara effektförlusten vid den givna temperaturskillnaden med råge för att täcka svårberäknade förluster. Elsystemet beräknades för att klara ett dygn med normal elanvändning innan batteribanken laddas antingen via landelektricitet, bilens generator vid körning eller solpaneler under den soliga delen av året.

3.1.1 Isolering

För att beräkna R-värde användes Ekvation (1). R-värdena summerades till Rtot . Vid beräkning av R-värde användes 0,05 m tjock hampafiberisolering och 0,012 m tjock pärlspont till väggar och tak. Till golvet användes 0,05 m tjocka XPS-skivor och 0,02 m tjock råspont. Plåtens R-värde försummas då det var mycket högre vilket gav en mycket liten påverkan på Rtot . Värde för λ antogs enligt tabell 1, Hampafiberisolering 0,041 W/mK, Trä 0,12 W/mK, XPS 0,034 W/mK samt fårullsisolering 0,041 W/mK. Vidare användes Ekvation (2) för beräkning av energiförlusten per del (vägg/tak inklusive mellanväggens nedre del, mellanvägg och golv). Ekvation (3) användes för att räkna ut varje dels effekt där temperaturskillnaden inne/ute antogs vara 40 grader, detta för att klara av en yttertemperatur 19på -20°C. Effekten avrundades till närmsta övre 10-tal. I Ekvation (4) summerades alla delars effekt och en slutlig effekt antogs.

3.1.2 Kondens

För problematiken kring kondens lästes bruksanvisningen för en inköpt takfläkt med måtten 28 x 28 cm, den klarade på full effekt cirkulera ut 9 m 3 på ca 1 min vilket ansågs tillräckligt. Valet av isolering föll på hampafiberisolering vilket är ett material som andas. Därför ansågs fuktspärr vara ett sämre val. För att kontrollera kondens konstruerades två fickor under sängen för att kunna känna med handen i utrymmet mellan plåt och isolering.

3.1.3 Konstruktion/Design

Autodesk Inventor användes för att skapa designen av förslaget, där flera “parts” sammansättes i en “assembly”. Olika förprogrammerade färger valdes för att ge ett rent intryck av respektive detalj. Vita väggar och tak valdes för att ge det lilla utrymmet en känsla av öppenhet och pärlspont gav ett mönster. Golvet tilläts vara träfärgat för att bryta av det vita. Vissa delar placerades i Autodesk Inventor på olika ställen för att senare göras osynliga i vissa lägen för att kunna ta presentationsbilder i delarnas olika positioner. Presentationsbilderna togs direkt från assemblyn i Autodesk Inventor. Måtten för insidan som skapades var ungefärliga och kom från insidan på en Citroën Jumper-11 (L2H2). En grov förenkling gjordes av väggarnas form då syftet var att visa själva designen och inte tillvägagångssättet att bygga inredningen. I en verklig Citroën Jumper-11 är väggarna välvda och plåtreglarna således anpassade efter plåtens form.

3.1.4 Värme

Tabell 3.1. Screening för val av värmekälla.

SCREENING Dieselvärmare Gasolvärmare Elektriskt element

Effekt + + + Värmefördelning + + 0 Säkerhet + - + Portabilitet + + - Ljudnivå - + + Pris + - + Antal + 5 4 4 Antal - 1 2 1 Totalt 4 2 3

3.1.5 Elektricitet

För att välja elsystem krävdes begränsning kring årstid pga att värme-/kylbehovet ser olika ut beroende på väder. Valet föll på sommaren då både kylskåp och värme (nattetid) kan komma att behövas. Laddningsalternativen avvägdes i en sceeningtabell (tabell 3.2).

Tabell 3.2. Screening för val av eltillgång.

SCREENING Landel Solpaneler Vindkraft Elgenerator Bilgenerator

Effekt + 0 0 + + Säkerhet + + + + + Smidighet 0 + - - + Pris + - - - + Antal + 3 2 1 2 4 Antal - 0 1 2 2 0 Totalt 3 1 -1 0 4

Kabeltjocklekar och säkringar togs från tabell och ett kopplingsschema ritades i programmet SketchBook (iOS). Där kabeltjocklekar skrevs in på plussidan (röd). Främst pris och även kompabilitet med laddmöjligheter avgjorde valet av batterier.

3.1.6 Materialval ur miljösynpunkt

EPS-skivor och ett för hampafiber. Valet föll på dessa två material då EPS anses vara vanligt förekommande som isoleringsmaterial och hampafiber var av intresse att vidare undersöka.

3.2 Designförslag 2

Designförslag 2 utvecklades för två vuxna och ett barn på sommarsemester. Måtten för insidan som skapades var ungefärliga och kom från insidan på en Citroën Jumper-11 (L2H2). En grov förenkling gjordes av väggarnas form då syftet var att visa själva designen och inte tillvägagångssättet att bygga inredningen. I en verklig Citroën Jumper-11 är väggarna välvda och plåtreglarna är även de formade efter skåpets form. En start-stoppbrainstormning utfördes för att få inspiration till förslaget, se Figur 3.1.

Figur 3.1. Brainstormutfall av designförslag 2.

Tabell 3.3. Screening för val av bordslösningar.

SCREENING Bord Under säng Långbord I golv I tak

Platskrav + + + + Säkerhet + + + + Smidighet + + - - Pris - 0 - - Antal + 3 3 2 2 Antal - 1 0 2 2 Totalt 2 3 0 0

Tabell 3.4. Screening för val av sänglösningar.

SCREENING Säng Hängmatta I soffa Två våningar

Platskrav + + - Säkerhet + + 0 Smidighet + 0 + Pris + + - Antal + 4 3 1 Antal - 0 0 2 Totalt 4 3 -1

Tabell 3.5. Scoring för val av bordslösningar

SCORING Bord Viktfaktor Under säng Långbord

Platskrav 30 % 5 1,5 4 1,2 Säkerhet 20 % 5 1,0 4 0,8 Smidighet 30 % 4 1,2 4 1,2 Pris 20 % 1 0,2 3 0,6 Totalt 100 % 3,9 3,8 .

Tabell 3.6. Scoring för val av sänglösningar

SCORING Säng Viktfaktor Hängmatta I soffa

Platskrav 30 % 5 1,5 5 1,5

Säkerhet 20 % 5 1,0 5 1,0

Smidighet 30 % 5 1,5 3 0,9

Pris 20 % 4 0,8 4 0,8

Totalt 100 % 4,8 4,2

3.3 Designförslag 3

Designförslag 3 utvecklades för en person med arbetsmöjligheter via dator i bilen. Förslaget var tänkt kunna användas för transport av en person och spontana övernattningar med jobbmöjligheter ute på fält. Med det i åtanke skapades en brainstormkarta med start-stoppmetoden, Figur 3.2.

Figur 3.2. Brainstormutfall av designförslag 3.

4 Resultat

Följande är resultatet av tre designförslag till camper van. Det första, “Designförslag 1”, presenteras i sin helhet med val av isolering, konstruktion, värme och elsystem. De nästföljande förslagen presenteras med givna designer.

4.1 Designförslag 1

Förslaget grundar sig på ett enkelt leverne, med minimal påverkan på människa och miljö där en friluftsmänniska är tänkt kunna leva under minst ett år och med minimal bekvämlighet i södra Sverige. Materialvalet föll på så mycket levande material som möjligt, så som trä och hampafiberisolering. De levande materialen valdes på grund av deras möjlighet att enkelt monteras ner och tas om hand i återvinning eller återanvändning. Materialen andades till viss grad och ledde till en bekväm inomhusmiljö. Valet av färg på väggar och tak är vit ekologisk linoljefärg som kräver ett flertal strykningar men med en ljus, öppen interiör som resultat. Golvet stryks med ekologisk linolja för ökat motstånd mot slitage. Matlagning skedde via trangiakök varför inget fast kök behövde installeras.

4.1.1 Isolering

Isoleringen i designförslag 1 valdes med hänsyn till miljö. Därför användes naturmaterial i största möjliga mån. Valet av golv blev 0,02 m råspont samt 0,05 m XPS-skivor till isolering då de tål hög belastning. Till väggar och tak användes 0,012 m pärlspont med hampafiber till isolering. Mellanväggen mellan hytten och bodelen var en filt sydd med fårullsisolering samt en nedre fast del med pärlspont och hampafiberisolering. De olika isolerade delarna och dess värmeförluster presenteras nedan.

R-värden för väggar och tak (inklusive mellanväggens nedre del):

𝑅0,05 𝑚 ℎ𝑎𝑚𝑝𝑎 = 1,22 𝐾/𝑊

𝑅_{0,05 𝑚 𝑋𝑃𝑆}= 1,47 𝐾/𝑊 𝑅0,02 𝑚 𝑡𝑟ä = 0,27 𝐾/𝑊

𝑅_{𝑡𝑜𝑡,𝑔𝑜𝑙𝑣} = 1,64 𝐾/𝑊 R-värde för mellanvägg:

𝑅_{0,03 𝑚 𝑓å𝑟𝑢𝑙𝑙}= 𝑅_{𝑡𝑜𝑡,𝑚𝑒𝑙𝑙𝑎𝑛𝑣ä𝑔𝑔} = 1,22 𝐾/𝑊 Värmeförlust per del:

𝑈_{𝑣ä𝑔𝑔/𝑡𝑎𝑘} = 0,76 𝑊/𝑚2𝐾 𝑈𝑚𝑒𝑙𝑙𝑎𝑛𝑣ä𝑔𝑔 = 0,82 𝑊/𝑚2𝐾 𝑈_{𝑔𝑜𝑙𝑣} = 0,61 𝑊/𝑚2𝐾 𝑄_{𝑣ä𝑔𝑔/𝑡𝑎𝑘} = 670 𝑊 𝑄𝑚𝑒𝑙𝑙𝑎𝑛𝑣ä𝑔𝑔 = 82 𝑊 𝑄_{𝑔𝑜𝑙𝑣} = 150 𝑊 Total värmeförlust: 𝑄_𝑡𝑜𝑡= 1 𝑘𝑊

4.1.2 Kondens

Camper vanen fick tillräcklig luftgenomströmning genom att installera en takfläkt på angiven plats strax bakom hytten i mitten av taket. Inluft försågs via bak- och sidodörrarna som var relativt otäta i skarvarna. Kondensvatten mellan plåt och isolering kontrollerades ca 1 gång/månad under det första levnadsåret i vanen genom att känna med handen i två utrymmen under sängen. Ingen fukt kunde uppmärksammas stanna kvar i isoleringen.

4.1.3 Konstruktion/Design

Figur 4.1.1 Designförslag 1 - Överblicksbild från passagerarsidan.

Figur 4.1.3 Designförslag 1 - Överblicksbild bakifrån vänster.

Förslaget hade en 180x140 (längd x bredd) cm lång säng monterad i bilens bakre del som ses i bilaga B1. Under sängen, bilaga B2, fanns förvaring med åtkomst från de bakre dörrarna, vidare i Figuren visas de öppningar i skåp (höger) och soffa (vänster) som möjliggör luftgenomströmning. Batterierna är fastsatta i sin ram som ses i bilaga B3, de är i figuren inte ihopkopplade med kablar. Köksbänken visas i bilaga B4 där bordet är i uppfällt läge. bilaga B5 visar köksbänken utan skärbräda i diskho samt utan gardiner för hyllorna. Plats för vattendunk som kan lastas från utsidan, se bilaga B6 där även en låg mellanvägg mellan hytt och bodel syns. I bilaga B7 visas soffan med dess tre luckor öppna, luckan för invertern är öppen för åtkomst och dieselvärmaren är placerad till höger i soffan närmast förarstolen, längst nere till höger i figuren. Inget hål för dieselvärmarens varmluftslang finns då det med fördel kan användas ett grenrör som leder värmen till flera olika delar av vanen med luftström både i sovutrymmet samt under sängen. Bilaga B8 visar en närmre bild på dieselvärmaren där även batterierna går att se i bakgrunden. Bilagor B9 och B10 visar de två takhyllorna som båda har gardiner som håller saker på plats, de visas även utan gardiner i bilagorna B11 och B12.

4.1.4 Värme

Enligt resultatet i 4.1.1 behövdes 1 kW för att värma camper vanen från -20°C till 20°C, därför valdes en 3 kW dieselvärmare för portabel värme samt ett fast 2 kW el-element för tillgång till landel. Valet av två olika värmekällor kommer sig av att el-elementet går tystare medan dieselvärmaren ger camper vanen värme på platser utan tillgång till landel samt att det är möjligt att leda om och fördela värmen med rör-förgreningar.

4.1.5 Elektricitet

Tabell 4.1, olika apparater och deras effekt, arbetstid samt Ah.

Apparat Effekt (W) Ström (A) Användningstid/dygn (h) Ah

Fläkt 36 3 0,33 1 Värmare 24 2 8 16 Telefon 6 0,5 2 1 Dator 84 8 1 8 Kylskåp 36 3 24 72 Lampor 6 0,5 4 2 Totalt: 100

Valet av batterier föll på 2 st parallellkopplade 100 Ah 12 V AGM-batterier för att täcka elbehovet pga att de inte fick laddas ur till mer än 50%. Systemet krävde laddning åtminstone en gång per dygn. För att täcka elbehovet användes en laddregulator (inverter/charger) kopplad till solceller och landel. Laddregulatorn omvandlade den spänning som kom från fasta nätet samt solpanelerna till 12 V för laddning av batterierna.

Figur 4.1.5. Kopplingsschema med 2 x 100 Ah batteribank med laddrelä för laddning via startbatteri, 2 x 100 W solpaneler, lampor, 3 kW dieselvärmare

samt takfläkt.

4.1.6 Materialval ur miljösynpunkt

DFE-målen presenteras i punktlista: • Inga miljöfarliga material. • Inga hälsofarliga material.

• Material producerat med hållbarhet i fokus.

• Material producerat med en icke hälsoskadligt process.

Figur 4.1.6. Överblick av miljöpåverkan över livscykel för EPS-isolering I Figur 4.1.7 visas miljöpåverkan över livscykel för hampafiberisolering där påverkan anses vara betydligt mindre på stadierna material och

återanvändning med anledning att hampafiber är ett naturmaterial.

Figur 4.1.7.Överblick av miljöpåverkan över livscykel för hampafiberisolering.

4.2 Designförslag 2

Figur 4.2.1. Designförslag 2 - Överblicksbild från passagerarsidan.

Figur 4.2.3. Designförslag 2 - Överblicksbild bakifrån vänster.

Förslaget resulterade i en camper van med utdragbart bord under sängen, bilaga B13, som även kunde användas framåt som matplats (bilaga B14) eller bakåt som avställningsyta (bilaga B15). Sängen var av måtten 180 x 140 cm (längd x bredd), bilaga B16. Under sängen, bilaga B17, fanns ett utrymme för förvaring och till höger i Figuren ses placering av batterier och inverter (se även bilaga B18). Vanens soffa hade en lös del med förvaring där möjlighet fanns att flytta soffan, bilaga B19, samt att sätta upp ett fallskydd i form av ett räcke vid ombyggnad till säng med måtten 130 x 65 cm, bilaga B20. De två fästena till fallskyddet satt i köksbänkens kant samt i sidodörren. Det fanns även möjlighet att förlänga sängen in i ett av köksskåpen med en madrass på en hylla vilket inte presenteras. Förvaring i form av skåp vid sidan av

köksbänken, bilaga B21 som även visas utan gardiner och med öppna luckor i bilaga B22. Plats för kylbox fanns i den fasta delen av soffan och

dieselvärmare kunde monteras i något av köksskåpen längst ner. Hyllan över sängen hade en öppen del och två stängda, bilagorna B23 och B24 visar hyllan utan gardiner. En hängmatta kunde fästas innanför skjutdörren för andra fäste i exempelvis ett träd samt ytterligare ett fäste i bakre dörren, se bilaga B25. Hängmattan kunde även hängas invändigt mellan de två krokarna (ca 2,6 m mellanrum).

4.3 Designförslag 3

Figur 4.3.1. Designförslag 3 - Överblicksbild från passagerarsidan.

Figur 4.3.3. Designförslag 3 - Överblicksbild bakifrån vänster.

5 Diskussion

Här diskuteras de olika designförslagen. De tre designförslagens presentationsbilder togs direkt i assemblyn och inte i verktyget “Inventor Studios” då det antogs ta för lång tid att rendera samt att kvaliteten på bilderna blev sämre i avseendet att det inte syntes lika tydligt hur inredningen såg ut.

5.1 Designförslag 1

Designförslag 1 grundade sig på ett enkelt leverne, det var utrustat med minimal komfort men klarade av att livnära en person under ett år i södra Sverige. Matlagning var tänkt ske med hjälp av trangiakök utomhus för ökad säkerhet i vanen och toalettbesök och dusch även det utanför för bättre inomhusmiljö. Detta kan anses vara av låg levnadskvalitet och även tillräcklig beroende på förhållandena utanför bilen.

5.1.1 Isolering

Isoleringen valdes med hänsyn till miljö. Det fanns material med högre R-värde som hade gett en än mer tillfredsställande inomhusmiljö med bekostnad på tillverkning av materialet i form av utsläpp och gifter samt okänd påverkan på hälsa under lång tid. Det teoretiska R-värdet gav en fingervisning och det var av fördel att överdimensionera värmekällan, mer om det i 5.1.4 Värme

5.1.2 Kondens

Problematiken kring kondens har delade meningar, då valet av isolering föll på naturmaterialet hampafiberisolering valdes en fuktspärr bort. Detta

5.1.3 Konstruktion/Design

Valet att sätta sängen i bak medförde möjlighet att bygga en bred säng med mycket förvaring undertill med åtkomst från bakdörrarna. Det var av stor vikt att inte stänga inne luft under sängen då kondens lätt skapas om ovansidan är varm och undersidan kall, därför föll valet på att designa en öppen

planlösning för att luften skulle kunna cirkulera under säng och genom skåp. Det uppfällbara bordet med hål bakom gjorde att luftströmningen kunde förbättras ytterligare. Skåpet vid skjutdörren samt hyllorna över soffa och säng utgjorde även de bra förvaring av ändamålsenliga saker. Begränsningar i designen är platsen för flera personer. Det var möjligt att sova på soffdelen men det ansågs inte vara bekvämt. Dock var förslaget inte riktat till fler än två personer samt 36att det var tänkt att dessa två skulle kunna dela säng. Sängen var dessutom endast 180 cm lång vilket medförde att längre personer kunde komma att uppleva sängen som kort, dock fanns möjligheten att sova på tvären i sängen då den var relativt bred om det var en ensam person.

5.1.4 Värme

Med isoleringen som utgångspunkt behövde värmekällan överdimensioneras för att täcka alla brister som fanns i isoleringen. Dörrar och plåtar var värmetjuvar där värme överfördes till utsidan. Att få varmt på golvet under vintern ansågs inte rimligt men däremot i sängnivå. Viktigt att tänka på var att de teoretiska värdena kan komma att stämma dåligt överens med de praktiska, detta för att det var många olika skarvar, skrymslen och vrår som gjorde det svårt att isolera optimalt samt i vissa fall helt omöjligt.

5.1.5 Elektricitet

5.1.6 Materialval ur miljösynpunkt

Att välja material med hänsyn till miljö och hälsa ansågs vara av stor vikt. Att använda DFE-metoden ansågs vara ett tillräckligt verktyg för att förtydliga och komma fram till valet av material. Dock är metoden baserad på

antaganden såsom att EPS ger mer miljöpåverkan än hampafiberisolering. Det anses i sin tur rimligt att hampafiberisoleringen, som naturmaterial, är det bättre valet i jämförelse med EPS-skivor. Att bara ta med en jämförelse mellan EPS- och hampafiberisolering ansågs tillräckligt då tiden för arbetet inte var planerat till mer utförlig forskning om olika materials påverkan på miljön. Alla steg i DFE-metoden ansågs inte vara nödvändiga då metoden är anpassad för större organisationer.

5.2 Designförslag 2

Designförslag 2 designades med utgångspunkt att en till två vuxna och ett barn kunde ha vanen som semesterbil under sommarhalvåret. Därför las mer vikt på fler möjligheter till sängar samt ytor med flera användningsområden. Det utdragbara bordet ansågs ha bra flexibilitet med möjligheter att använda som matbord samt en avställningsyta baktill på bilen. Att montera ett stopp i båda riktningar medför ökad säkerhet och löses på ett enkelt sätt med pluggar som tar i vid rätt distans. Stort förvaringsutrymme undertill där exempelvis cyklar eller annan skrymmande utrustning kunde placeras. Många möjligheter till förvaring av köksartiklar i skåpen vid diskbänken samt kläder i hyllan över sängen. Det ansågs vara enkelt att sätta in kylskåp och med angivet mått på kylskåpet måttsätta skåp eller soffdel för placering. Även möjlighet att installera spishäll för matlagning. 37Begränsningar i designen är i de fall ytterligare personer skulle tillkomma, många skåpbilar är utrustade med max tre säten och att bygga inredning för fler än tre personer ansågs inte vara rimligt. Det tillkommer även möjligheter att förvara saker i vanens framsäte samt i ett fack över förarhytten som inte behandlas i rapporten.

5.3 Designförslag 3

delar av inredningen gjordes möjlig att ta bort. Hyllan över soffan kunde väljas bort för större objekt i detta avseende om hyllan anses vara överflödig.

6 Slutsats

Examensarbetet gick ut på att ta fram tre designförslag på möjliga lösningar för design av camper van. Det första förslaget utformades för en till två personer för året-runt-boende i södra Sverige. Förstag två utformades för att passa två vuxna och ett barn på sommarsemester. Det sista förslaget var utformat för att passa en person i en liten camper van för användande i jobbsituation ute på fält med sporadisk övernattning och kontorsbehov. Endast det första förslaget hade förslag på komplett isolering, värme och elinstallationer, vilket även kan ses passa in på de följande två förslagen. Utifrån problemställning och syfte togs tre designer ut för olika ändamål vilket alla uppfyller sin funktion till tillfredsställande grad. Begränsningarna kommer till individers komfortnivå samt till antalet personer som kan bo i camper vanen. Elförsörjning är beroende av behovet och att installera solpaneler på taket för användning sommartid kan ses som en stor fördel för “off grid”-leverne men ger inte tillräcklig ström under årets mörka månader, där anses laddning via landel eller generator vara ett måste. Resultaten av arbetet var att med hampafiberisolering i väggar och tak samt XPS-skivor som isolering i golvet så blir den totala värmeförlusten ca 900 W i en Citroën Jumper-11 (av storleken L2H2). En fast värmekälla som gav 2 kW i form av ett elektriskt element ansågs tillräckligt för att värma camper vanen då den skulle vara kopplad till det fasta elnätet samt en portabel 3 kW dieselvärmare ansågs tillräcklig för off-grid levene. För att behandla kondens användes en fläkt som kunde cirkulera ca 9 m 2 under ca 1 min. 2 st 100 Ah AGM-batterier ansågs tillräckliga för att driva LED-lampor, kylskåp, laddare, värmare samt fläkt under 24 h utan laddning. Laddningen skedde via landel, solpaneler samt från bilens generator. Fortsatt arbete inom området innefattar att mäta upp använt material för att senare använda informationen helt och hållet för att bygga en camper van. Att skapa en webshop med olika designer och inköpslistor skulle vara en stor vinst för många som inte har kunskap inom området men viljan att köpa färdigpackat material som monteras i lämplig bil. Hampafiber som val av isoleringsmaterial bör undersökas

7 Referenser

[1] P. Huber, K. Schuster, R. Townsend, ”Controlling Nuisance Moisture in Commercial Airplanes”. Boeing. [Online] Tillgänglig

https://www.boeing.com/commercial/aeromagazine/aero_05/textonly/m01txt. html

[Hämtad 17 maj 2021]

[2] Varis Bokalders, “Isoleringsmaterial från A till W”. Byggnadsvårdsföreningen, feb 2017. [Online] Tillgänglig

https://byggnadsvard.se/isoleringsmaterial-fran-a-till-w/

[Hämtad 2 feb 2021]

[3] D. V. Schroeder, An Introduction To Thermal Physics, United States: Addison Wesley Longman, (2000), s. 37-39.

[4] “Condensation and why it happens”. Far out ride, jan 2019. [Online] Tillgänglig

https://faroutride.com/condensation-moisture-van/?fbclid=IwAR3VX5j-aWaowaChIqX33ffN–Wntyz1fm0YUD9TJz1TEaeJmE0Pi1a7AvFI

[Hämtad 17 maj 2021]

[5] “Psychrometric charts”. Designing buildings wiki, sept 2020. [Online] Tillgänglig

https://www.designingbuildings.co.uk/wiki/Psychrometric_charts

[Hämtad 20 jan 2021]

[6] Greg Vigoe, “Vanlife Insulation Part 1- the things you need!”. Youtube, nov 2017. [Online] Tillgänglig

https://www.youtube.com/watch?v=hDZBJw7cV2U

[Hämtad 20 jan 2021]

[7] Kjell Hagen, Försäljare av importerade dieselvärmare, Karlskrona, 2021-02-09.

[8] “Flasktyper”. MyAGA. [Online] Tillgänglig

http://my.aga.se/gasol/flasktyper/

[9] “Allt du behöver veta om el i din husvagn eller husbil”. Husvagn och camping, jan 2017. [Online] Tillgänglig

https://www.husvagnochcamping.se/artiklar/artikel/20170116/el-i-husvagn-och-husbil-tips-br a-att-veta/

[Hämtad 15 feb 2021]

[10] L. Bergström, L. Nordlund, Ellära krets och fältteori, 3:e upplagan, Stockholm: Liber AB, (2012), s. 18.

[11] “Teknik kunskap”. Kraftenergi. [Online] Tillgänglig

https://www.kraftenergi.se/teknik-kunskap.html

[Hämtad 15 feb 2021]

[12] “Batterikunskap”. inverterbutiken. [Online] Tillgänglig

https://www.inverterbutiken.se/batterikunskap/

[Hämtad 15 feb 2021]

[13] “Kabelarea- och spänningsfallskalkylator”. 24Volt. [Online] Tillgänglig

https://24volt.eu/kalkyl_kabelarea.php

[Hämtad 25 feb 2021]

[14] M. Sterky “Elsystem för båtar, likström”. Batteknik. [Online] Tillgänglig

http://batteknik.se/2010/10133_nytt_elsystem.pdf

[Hämtad 25 feb 2021]

[15] S. Eklund, Arbeta i projekt -individen, gruppen, ledaren, 4:e upplagan, Lund: Studentlitteratur AB, (2011), s. 93-102.

Bilaga A

Bilaga B

Bilaga B1. Designförslag 1 - 180 x 140 cm säng monterad i bilens bakre del.

Bilaga B3. Designförslag 1 - De två batterierna fastsatta i ram, ej ihopkopplade. Bordsbenets (pinne framför batterierna) placering då bordet är

i nedfällt läge.

Bilaga B5. Designförslag 1 - Diskho utan skärbräda samt hyllor utan gardiner (bordet i nedfällt läge).

Bilaga B7. Designförslag 1 - Soffan med de tre luckorna uppfällda i olika nivåer. Inverterlucka öppen (mitten uppe) och dieselvärmaren längst nere till

höger i Figur.

Bilaga B9. Designförslag 1 - Hylla över soffa med två stängda fack och ett öppet.

Bilaga B11. Designförslag 1 - Hylla över soffa med borttagna gardiner.

Bilaga B13. Designförslag 2 - Bordet i dess läge under sängen.

Bilaga B15. Designförslag 2 - Bordet i dess längsta läge som avställningsplats bakåt.

Bilaga B17. Designförslag 2 - Förrådsutrymme. Luckan mellan förrådet och levnadsytan är öppen för möjlighet att förvara längre saker.

Bilaga B19. Designförslag 2 - Den fasta soffdelen (vänster) och den flyttbara (höger) med öppna luckor.

Bilaga B21. Designförslag 2 - Köksskåp (hela soffan borttagen för att bättre se hyllan)

Bilaga B23. Designförslag 2 - Hylla vid sängens fotända med två stängda och en liten öppen del.

Bilaga B25. Designförslag 2 - En av de två krokarna för fäste av hängmatta.

Bilaga B27. Designförslag 3 - Bordet placerat som skrivbord.

B29. Designförslag 3 - Hylla i vanens bakre del.

Bilaga B31. Designförslag 3 - Förrådsutrymme under soffan.

Bilaga B33. Designförslag 3 - All löst sittande inredning borttagen, bild tagen från bakdörrar.