Vær og klima

1. Vær og klima Forelesning i Byggteknikk Høgskolelektor Liv Torjussen Høgskolen i Gjøvik

2. Klima og byggteknikk • Bygningsfysikk, - læreboka • Klimaets relevans for bygninger • Byggedetaljer • Hvordan bygge i praksis, for å unngå skader

3. Krav • Statlige krav står i Plan- og bygningsloven og i forskrifter, først og fremst Byggteknisk forskrift (TEK10) og Byggesaksforskriften (SAK10). • Kommunale krav står i kommune- og reguleringsplaner og som vilkår i byggetillatelser.

4. Byggforskserien • Noen ytelser står i TEK. De skal oppfylles. Andre ganger har TEK funksjonskrav. • Veiledningen skal da vise preakseptert ytelse. Den kan man følge, eller man kan dokumen-tere et tilsvarende sikkerhetsnivå. • Byggforskserien kan være dokumentasjon.

5. Klima kontra vær • Definisjoner • Klima= tilstanden et bestemt sted over lengre tid • Vær= tilstanden her og nå

6. Klimaet i Norge • Langt mot nord • 60° nordlig bredde • I vestavindsbeltet • Fuktig luft fra vest, -nedbør • Ved Golfstrømmen • Relativt høg temperatur • Arktisk klima uten Golfstrømmen!

7. Klimaet i ulike soner • Kyst klima • Vindkrefter, - bæreevne og forankring • Slagregn og fukt, - tetting • Innlandsklima • Kulde, - isolasjon • Kondensfare, - tetting • Snø, - bæreevne og tetting • Polarklima og høgfjellsklima • Kulde, - isolasjon, • Kondensfare, - tetting ”Ambolt” • Snø og snødrev, - bæreevne og tetting • Vindkrefter, - bæreevne og forankring • By og land?

8. Vær - tilstanden her og nå • Temperatur • Nedbør: regn, slagregn, snø • Fukt, RF i lufta • Vind • Lufttrykk • Stråling • Støv, partikler • Lydfenomener • Hva er relevant for bygg?

9. Temperatur • Middeltemperatur Θm • Gjennomsnittlig temperatur over en normalperiode på 30 år • Målt årlig eller månedlig • Minimumstemperatur Θ3 • Laveste snitt i en 3-døgns periode Rimfrost • Effektbehovet i bygningen • Frostmengde • Summen av (0°C – Θm) time for time (h°C) • Teledybde (tabell 2.1) og frostsikring 451.021 - Klimadata for termisk dimensjonering og frostsikring 521.811 - Telesikring av uoppvarmede bygninger og konstruksjoner 521.011 - Valg av fundamentering og konstruksjoner mot grunnen Se også nettsidene til Meteorologisk institutt

10. Lokalklimatiske forhold • Vind • Tabell 2.2: Vindavkjøling og følt temperatur • Planlegge for lune uteplasser • Luftfuktighet • Høy fuktighet forsterker både hete og kulde • Inversjon • Vanlig: kaldest høyere oppe Morgentåke • Inversjon: kaldest nærmest bakken, i klarvær

11. Nedbør • Nedbørsmengder regnes i mm pr tidsintervall • Nedbør er: • Yr • Regn • Sludd • Snø • Hagl • Slagregn Nedbørsmåler • Se tabell 2.3 om Nedbørsmengder i Norge

12. Regn • Vertikal nedbør • Taket tåler nedbør • Mye regn er kritisk for: • Takrenner og nedløp • Kummer og avløpssystemer • Veger og plasser 451.031 – Klimadata for dimensjonering mot regnpåkjenning

13. Flom • Middelflom: Gjennomsnittet av den største vannføringen hvert år. • 5-årsflom: Flom med gjentaksintervall 5 år. Det er 20% sannsynlighet, hvert år, for en flom av denne størrelse vil overskrides. • 50-årsflom:  Flom med gjentaksintervall 50 år. Det er 2% sannsynlighet, hvert år, for at en flom av denne størrelse vil overskrides.

14. Takformer

15. Regnskygge

16. Slagregn • Kombinert regn og vind • Trenger inn i bygningen i alle vinkler • Krever gode tettedetaljer

17. Slagregn på fasade

18. Tett takfot

19. Snø • Løs nysnø • Vannverdi 0,1 • 30 cm veier 30kg/m2 • Tung snø • Vannverdi 0,4 • 1m veier 400kg/m2 • Fokksnø • Driver i fonner • Driver inn i åpninger • Lekkasjeskader når snø smelter

20. Vekten av snø 1mm vann på 1m² flate veier 1 kg • Tørr nysnø, - vannverdi 0,1: 50cm nysnø veier: 1 kg/(m²·mm)·500mm·0,1 = 50kg/m² • Gammel grov våt snø, - vannverdi 0,4: 80cm veier: 1 kg/(m²·mm)·800mm·0,4 = 320kg/m²

21. Snø

22. Vind • Vindkrefter, trykk • Vindhastighet v i m/s • Vindtrykk= v²/1,6 Pa 1 Pa=1N/m² ~ 0,1kg/m² • Frisk bris har v= 9m/s • Vindtrykk p= 9²/1,6= 50,6Pa • Belastningskurver • Se fig. 2.7 og NS 3479 Laststandarden • Vindkrefter på tak • Avkjølende effekt 321.020 Plassering og utforming av mindre bygninger på værharde steder

23. Eksempel på hvordan bygninger splitter vinden, slik at det oppstår sugvind eller virvler på taket, ved hjørner og langs bakken

24. Forankring av tresvill til fundament med ekspansjonsbolter.

25. Vindforankring Byggdetaljblad nr. 520 241: Vindforankring av trehus og nr. 520 243: Stormsikring av lette trebygninger

26. Kryssavstiving av vegg

27. Kryssavstiving av vegg

28. Vinden avkjøler • Stillestående luft isolerer • Utvendig varmeovergangsmotstand • Trykkforskjell gir trekk inn eller ut • Varmetap pga infiltrasjon (NS 3031) • Infiltrasjonstap: • mellom 0,1 og 0,5 luftvekslinger i timen Mer om dette i kap. 4: Varmeisolering

29. Sjekke lokale forhold Regn: Vertikal regn Kombinasjon vind – regn: Slagregn Snø: Snølaster Kombinasjon vind – snø: Fokksnø • Temperatur: • Middeltemperatur • Teledybde • Vind: • Dominerende retning • Forankring • Kombinasjon: • Trekk - tetthet • Lune uteplasser

30. Stormer på Jæren: • Sandstorm Når det f.eks. varsles full storm 25 m/s er det ikke uvanlig med enkelte vindkast opp i orkan styrke • Stormen Tjuva i 2008 Orkan kalles det ikke før middelvinden er 33m/s eller mer

31. Solstråling • UV-stråling • Bryter ned overflater • Varmestråling - Synlig lys • Varmeeffekt på 900W/m² i klart vær. • 30 – 50 % av oppvarmingsbehovet i boliger • Skjerming • Ventilasjon/kjøling NBI-blad: 472.411 "Solstrålingsdata for energi- og effektberegninger"

32. UV-stråling • Ultrafiolett lys • Bryter ned materialer • Tørker ut • Blir sprø • Mister funksjonsevne • Bryter ned fargepigmenter • Fargede fasade/takplater i metall • Vanlig maling

33. Solskjerming

34. Virkning av solskjerming

35. Varme fra sola • Beregning av energitilskudd • Strålingsintensitet mot ruta • Tabeller i NS 3031 • Direkte og indirekte stråling • Blå kortbølget diffus stråling, 40% • Direkte stråling, 60% • Drivhuseffekt • Kortbølget stråling slipper inn gjennom vindu • Absorberes og omdannes til langbølget, og slipper ikke ut igjen Byggdetaljblad: 472.411 "Solstrålingsdata for energi- og effektberegninger"

36. Teknisk forskrifts krav til dagslys i bygninger    Alle rom skal ha tilfredsstillende tilgang på lys uten sjenerende varmebelastning. Rom for varig opphold skal ha tilfredsstillende tilgang på dagslys, med mindre oppholds- og arbeidssituasjonen tilsier noe annet.

37. Veiledningen til teknisk forskrift • Det kreves at gjennomsnittlig dagslysfaktor skal være minimum 2 % i oppholdsrom. • Kravet anses oppfylt ved: • Dokumentasjon ved beregning • Ved å bruke den gamle 10%-regelen • Ved bruk av svensk standard SS 92 41 01

38. Den gamle 10%-regelen • Hvis man ikke ønsker å beregne, regnes dagslyskravet å være oppfylt hvis glassarealet er minst 10% av gulvarealet, forutsatt at horisonten ikke er mer avskjermet enn 20o.

39. Valg av vinduer • Vinduer karakteriseres ved sin U-verdi, solfaktor og lystransmisjonsfaktor. • U-verdien beskriver vinduets varmegjennomgangskoeffisient i W/(K∙m2). • Solfaktoren beskriver varmetransmisjonsevnen i forhold til varmestråling • Lystransmisjonsfaktoren beskriver lystransmisjonsevnen i forhold til synlig lys.

40. Solstråling gjennom ulike glass • Rutassolfaktor, tab. 2.12 • Glassareal=75% av vindusareal • Avskjerming, reduserer • Beregningsperiode • Måned (720 til 744 timer) • År (8 760 timer) Gå gjennom eksemplene 2.4 a, b, c og d: Solstråling • Utnyttelsesgrad • Funksjon av forholdet mellom oppvarmingsbehov og innstrålt energi

41. Gass fra grunnen • Radon • Radioaktiv gass • Bequerel pr. kubikkmeter luft • Radonmengde • Snittverdi i boliger: 110 Bq/m³ • Anbefalt grense < 100 Bq/m³ • Radon finnes i Alunskifer og granitt • I grunnen • I byggematerialer • I vann • I løsmasser Byggdetaljblad nr. 520.706 Sikring mot radon ved nybygging

42. Strålevernets anbefalinger for radon: • Alle bygninger bør ha så lave radonnivåer som mulig og innenfor anbefalte grenseverdier: • Tiltaksgrense på 100 Bq/m3 • Så lave nivåer som mulig – tiltak kan også være aktuelt under tiltaksgrensen • Maksimumsgrenseverdi på 200 Bq/m3 • Alle bygninger bør radonmåles regelmessig og alltid etter ombygninger. • Radonmålinger bør utføres som langtidsmålinger i vinterhalvåret med sporfilmmetoden. Radonreduserende tiltak i eksisterende bygninger bør være årsaksspesifikke, rettet mot identifiserte radonkilder og søke å oppnå så lave radonnivåer som mulig. For nybygg stiller byggteknisk forskrift krav til forebyggende radontiltak og grenseverdier.

43. Kart fra 2003 som illustrerer hvor stor andel av målingene i hver kommune som viser radonkonsentrasjoner over tiltaksnivået på 200 Bq/m3. Om lag halvparten av landets kommuner har utført målinger.

44. Fra ”Byggmesterkontoret as”: • Tiltaksgrensen er 100 bq/m3 • Alle bygninger anbefales målt regelmessig og i tillegg ved ombygging. • I Norge dør ca 300 mennesker årlig på grunn av Radon. • Ca 70% av Radondødsfallene skyldes Radonnivåer under 200 bq/m3. • For å redusere antall radonrelaterte krefttilfeller, må derfor alle radonnivåer senkes, ikke bare de høye nivåene.

45. Dette gjelder alle boliger, bygninger og lokaler. • Inhalasjon fører til bestråling av luftveiene. • Radon trenger ikke gjennom huden. • Strålevernet anbefaler langtidsmåling med sporfilmmetoden i vinterhalvåret (minst 2 mnd) • Minst 2 sporfilmer per bolig og minst en pr etasje. • Grenseverdier gjelder for hvert enkelt oppholdsrom. • Nybygg beregnet for varig opphold skal ha radonsperre mot grunnen.

46. Tiltak i nye bygninger • Tetting mot grunnen • Folie eller membran på kjellergolv av betong • Tette godt langs ytterkant • Ventilering av grunnen • Drensrør i pukklag, med perforeringen ned • Samlekanal til fri luft, over tak • Samlekanal med vifte • Generell ventilasjon • System som skaper overtrykk overalt

47. Tiltak i eksisterende bygg • Måle konsentrasjonen, hvis over 100 Bq/m³: • Ikke benytte til oppholdsrom • Utbedre kjellergolv • Tette kjellergulv • Ventilasjon • Evt. fjerne gammelt gulv, nytt betonggulv med radonsperre

48. Drensrør under plate på mark

49. Radonbrønn • Eksempel på radonbrønn montert i golvkonstruksjon. Ved aktivering kobles brønnen til et rør som føres til friluft, eventuelt med vifte. Rundt brønnen må massene være grove nok til å sikre fri åpning til rørets perforering.

50. Radonsperre i golv på grunnen med ringmur. Tett godt rundt alle gjennomføringer. Alle skjøter må klebes med spesielle klebebånd og tettes med fugemasse eller sveise