Institutionen för Arkitektur Avdelning Byggnad CHALMERS TEKNISKA HÖGSKOLA Göteborg, Sverige 2016 Paroc-sandwichelement i bostadsproduktion. Går de lätta sandwichelementens fördelar att tillämpa i flerbostadshus? Examensarbete inom högskoleingenjörsprogrammet Byggingenjör SIMON GUNNELID & SIMON LARSSON Paroc-sandwichelement i bostadsproduktion Går de lätta sandwichelementens fördelar att tillämpa i flerbostadshus? SIMON T. GUNNELID SIMON I. LARSSON Avdelning Byggnad Institutionen för arkitektur CHALMERS TEKNISKA HÖGSKOLA Göteborg 2016 Paroc-sandwich panels for apartment housing Can the benefits of the lightweight sandwich panels be applied in apartment buildings? SIMON T. GUNNELID, 881203 SIMON I. LARSSON, 910328 © SIMON T. GUNNELID © SIMON I. LARSSON Division Building design Department of Architecture Chalmers University of Technology SE-412 96 Göteborg Sweden Telephone + 46 (0)31-772 1000 Omslag: Den framtagna principiella fasaden, ritad av författarna i AutoCAD. Chalmers Göteborg, Sweden 2016 I Sammandrag I Sverige och speciellt i storstäderna råder en stor bostadsbrist. Speciellt svårt är det för studenter och låginkomsttagare att finna billigt boende. Den sittande regeringen vill fram till år 2020 få fram minst 250 000 nya bostäder. För att lyckas med detta krävs det bland annat att nya idéer och okonventionella byggmetoder undersöks och används. De lätta sandwichelementens fördelar, ett kostnads- och tidseffektivt byggsystem för fasader, har länge utnyttjats för uppförande av större industri- och lagerfastigheter. Men dess användning för uppförande av flerbostadshus är i Sverige obeprövad. Däri ligger tanken och syftet med detta examensarbete, att se över och undersöka möjligheten att överföra dessa lätta sandwichelements fördelar, till byggnation av flerbostadshus med ett fokus mot billiga studentboenden. Kärnan i arbetet ligger i att ta fram konstruktionstekniska detaljer som klarar rådande krav och riktlinjer. Tillsammans med en producent av dessa sandwichelement, Paroc AB, samt arkitektbyrån White Arkitekter AB utreds om elementen lever upp till kraven ställda av Boverket och Svensk Standard. Genom fallstudier, referensobjekt samt litteraturstudier jämfördes sandwichelementens egenskaper mot de rådande krav och riktlinjer som innefattar fasader. dessa utredningar gjordes i delområden som innefattade fukt-, ljud-, brand- samt skalskyddskrav. Vidare behandlades sandwichelementens specifika egenskaper så som deras förmåga att böja sig vid för stora belastningar av exempelvis temperatur och vind. Resultatet visar att det går att använda sandwichelementen vid produktion av flerbostadshus. Dock krävs att vissa aspekter tas i hänsyn vid projektering och konstruktion av bostadsbyggnaden. Sandwichelementens orientorientering, tjocklek, spännvidd samt kulör påverkar risken för böjning. För att uppnå ljudkrav bör en regelvägg parallellt med fasaden uppföras med en luftspalt dem i mellan. De olika tekniska lösningarna lyfts sen samman i en och samma principbyggnad. För att ställa denna principbyggnad under rådande byggnadskrav tillgavs denna en tomt med tillhörande detaljplan. Nyckelord: bostadskris, studentlägenheter, fasad, sandwichelement, detaljlösningar. II Abstract In Sweden and especially in the big cities, there is a great shortage of housing. It is especially difficult for students and low-income groups to find cheap accommodation. By the year 2020, the current government wants to produce at least 250 000 new homes. In order to achieve this, it is required, that among other things, new ideas and unconventional constructions methods are examined and used. The benefits of lightweight sandwich panels, a cost- and time-efficient building systems for facades, has long been used for the construction of large industrials- and warehouse. But its use for the construction of apartment buildings in Sweden is untested. Therein lies the idea and purpose of this thesis, to review and examine the possibility of transferring the advantages of the lightweight sandwich panel, to the building of apartment blocks, with a focus on cheap student accommodation. The core of the thesis is to develop design technical details that meet current requirements and guidelines. Together with a producer of these sandwich panels, Paroc AB, and the architectural firm of White Architects AB, the sandwich panels are examined regarding whether or not they live up to the requirements of the Swedish National Board of Housing and to the Swedish Standard Institute. Through case studies, reference objects and literature studies, the properties of sandwich panels are compared against the prevailing requirements and guidelines concerning facades. These investigations were made in areas that included humidity-, sound-, fire- and physical security requirements. Furthermore, the sandwich panels specific characteristics were examined, such as their ability to bend at excessive loads, due to, temperature and wind. The result shows that it is possible to use the sandwich elements in the production of apartment buildings. However, it is required that certain aspects are taken into account during the design and construction of the residential building. The sandwich panels orientation, thickness, span and color affect the risk of bending. To achieve sound requirements a stud wall should be constructed parallel to the facade, with an air gap in between. The different technical solutions were later combined into one principal building. To expose this principle building under the current building requirements, it was given a building plot with its corresponding local plan. Keywords: housing shortage, student accommodation, facades, sandwich panels, III Förord Det här examensarbetet som är en del av byggingenjörsprogrammet på Chalmers tekniska högskola omfattar 15 högskolepoäng. Arbetet är gjort under våren 2016 på avdelningen byggnader, på institutionen för arkitektur. Syftet är att utreda om det är möjligt att i bakgrund till bostadskrisen i Sverige bygga billiga bostäder med lätta sandwichelement som fasadsystem. Att ta fram konstruktionstekniska detaljer som klarar de krav och riktlinjer som ställs på fasader. Vi vill tacka Martin Holmberg på Paroc AB för stöd och engagemang under arbetets hela process. Även Niclas Borg på Paroc AB skall ha tack för den konstruktiva kritik som delgavs på författarnas detaljer och tekniska lösningar. Vidare vill vi även tacka Tomas Angly på Paroc Danmark för intervjun och mailkontakten. Till sist vill vi tacka Jan Larsson, arkitekt på White Arkitekter AB, för all hjälp under de 8 veckor som spenderades på Whites kontor. Vi kunde inte ha bett om bättre stöd och vägledning av en handledare. Utan nämnda personer hade inte detta examensarbete blivit av, författarna tackar åter igen ödmjukast! Göteborg, 2016, Simon Gunnelid och Simon Larsson. IV Innehållsförteckning Sammandrag ...................................................................................................................... I Abstract ............................................................................................................................. II Förord .............................................................................................................................. III Innehållsförteckning ....................................................................................................... IV Figurförteckning ............................................................................................................. VI Tabellförteckning.......................................................................................................... VIII 1. Inledning ..................................................................................................................... 1 1.1. Bakgrund ................................................................................................................ 1 1.1.1. Syfte ..................................................................................................................... 2 1.1.2. Avgränsningar ..................................................................................................... 2 1.1.3. Metod ................................................................................................................... 2 2. Kort bakgrund om Paroc Group AB ........................................................................... 4 2.1. Materialbeskrivning av sandwichelementen .......................................................... 4 2.2. Paroc-elementens ytskikt, dess utformning och egenskaper. ................................. 5 2.3. Elementvariationer mellan de olika sandwichtyperna ............................................ 6 2.4. Miljö, livscykel, drift och underhåll ....................................................................... 7 2.5. Årliga kontroller av fasader .................................................................................... 8 3. Fallstudier och referensobjekt på olika problemområden. ......................................... 9 3.1. Fuktkrav .................................................................................................................. 9 3.1.1. Kort beskrivning av referensobjektet i Hillerød Danmark. ................................. 9 3.1.2. Vattenmättnad skalmur i Hillerød. .................................................................... 10 3.1.3. Skador uppkomna på muren av anledning till felaktig vattenavrinning ............ 11 3.1.4. Utformningen på detalj, möte skalmur och Paroc-element ............................... 13 3.1.5. Förslag på fasadkomplettering till Hillerød ....................................................... 13 3.1.6. Lösning i ett tidigare projekteringsskede för Hillerød....................................... 14 3.2. Ljudkrav. .............................................................................................................. 15 3.2.1. Kort beskrivning om fallstudieobjektet på Friggagatan i Göteborg. ................. 16 3.2.2. Byte av befintlig fasad mot Parocelement ur ljudkravsynpunkt........................ 18 3.3. Brandkrav ............................................................................................................. 19 3.3.1. Utdrag av brandkrav enligt Boverket berörande flerbostadshus. ...................... 19 Verksamhetsklasser ........................................................................................................ 20 Byggnadsklasser ............................................................................................................. 20 Klassificering på byggnadsdelar ..................................................................................... 21 Byggnadsmaterial ........................................................................................................... 21 3.3.2. Elementdata från Paroc berörande brandkrav. .................................................. 22 3.4. Böjning av sandwichelementen ............................................................................ 24 3.4.1. Böjning till följd av temperaturskillnader. ........................................................ 24 3.4.2. Utböjning till följd av vindlast. ......................................................................... 25 3.4.3. Sammanfattning av böjningsproblematiken. ..................................................... 26 3.5. Övriga problemområden ....................................................................................... 26 3.5.1. Täthet i fasaden .................................................................................................. 26 3.5.2. Regntäthet .......................................................................................................... 27 3.5.3. Skalskydd .......................................................................................................... 27 3.5.4. Skador på fasadelementen ................................................................................. 28 Byte av skadade Paroc-element ...................................................................................... 28 4. Fasadutformning med Paroc sandwichelement ........................................................ 29 4.1. Orientering av elementen...................................................................................... 29 4.1.1. Vertikalt montage .............................................................................................. 29 4.1.2. Horisontellt montage ......................................................................................... 29 4.2. Täckplåt ................................................................................................................ 29 V 4.3. Innerväggen innanför sandwichelementet. ........................................................... 30 4.4. Installationer, VVS, EL ........................................................................................ 31 4.5. Infästningen av elementen .................................................................................... 31 5. Beskrivning av principdetaljer.................................................................................. 33 5.1. Vertikalt montage, U-profil i bjälklag, generellt fönster ...................................... 33 5.1.1. V1 ...................................................................................................................... 33 5.1.2. V2 ...................................................................................................................... 35 5.1.3. V3 ...................................................................................................................... 35 5.1.4. H1 ...................................................................................................................... 36 5.1.5. H2 ...................................................................................................................... 37 5.2. Vertikalt montage, U-profil, IF-79-HI .................................................................. 37 5.2.1. V1 ...................................................................................................................... 37 5.2.2. V2 ...................................................................................................................... 37 5.2.3. H1 ...................................................................................................................... 38 5.2.4. H2 ...................................................................................................................... 38 5.3. Vertikalt montage, L-profil, generellt fönster ...................................................... 39 5.3.1. V1 ...................................................................................................................... 39 5.3.2. V2 ...................................................................................................................... 40 5.3.3. H1 ...................................................................................................................... 41 5.3.4. H2 ...................................................................................................................... 41 5.4. Horisontellt montage, fönster enligt Aluman IFS-79-HI...................................... 42 5.4.1. V1 ...................................................................................................................... 42 5.4.2. V2 ...................................................................................................................... 42 5.4.3. H1 ...................................................................................................................... 42 5.4.4. H2 ...................................................................................................................... 43 5.5. Förslag på möte fasad och tak .............................................................................. 44 5.6. Mötet mellan fasad och grundplatta ..................................................................... 46 6. Introduktion till Plejadgatan ..................................................................................... 47 6.1. Bakgrund Plejadgatan ........................................................................................... 47 6.1.1. Mark och vegetation .......................................................................................... 47 6.1.2. Krav och villkor nämnda i detaljplanen ............................................................ 47 6.2. White Arkitekters vinnande bidrag på Plejadgatan .............................................. 47 7. Plejadgatan med Parocelement som fasadutformning .............................................. 50 7.1. Fasadritning .......................................................................................................... 50 7.2. Detaljritningar ....................................................................................................... 50 7.2.1. V1 ...................................................................................................................... 51 7.2.2. H1 ...................................................................................................................... 51 7.2.3. V2 ...................................................................................................................... 52 7.2.4. H2 ...................................................................................................................... 52 7.2.5. V4, Takfot enligt detaljplan ............................................................................... 53 7.2.6. V5, Gavel ........................................................................................................... 54 7.3. Översiktsdetaljer ................................................................................................... 55 7.3.1. Planlösning Plejadgatan ..................................................................................... 55 8. Resultat ..................................................................................................................... 59 8.1. Hänsynsområden vid projektering med sandwichelement ................................... 60 8.2. Resultatdiskussion ................................................................................................ 60 9. Avslutning med övrig diskussion ............................................................................. 62 9.1. Metoddiskussion ................................................................................................... 62 9.2. Övrig diskussion ................................................................................................... 63 9.2.1. Materialval i intilliggande konstruktioner i kombination med Paroc-element .. 63 9.2.2. Användningen av Plejadgatan som referenstomt .............................................. 64 9.3. Fortsatta studier .................................................................................................... 65 10. Referenser ............................................................................................................... 66 VI 10.1. Litteratur ............................................................................................................. 66 10.2. Elektroniska källor .............................................................................................. 66 Bilagor Bilaga 1 A001 Bilaga 2 A002 Bilaga 3 A003 Bilaga 4 A004 Bilaga 5 A005 Bilaga 6 A006 Bilaga 7 A007 Bilaga 8 A008 Bilaga 9 A009 Bilaga 10 A010 Bilaga 11 A011 Bilaga 12 A012 Bilaga 13 A013 Bilaga 14 A014 Bilaga 15 Verksamhetsklass 2 samt 4 Bilaga 16 Brandceller och utrymningsvägar Bilaga 17 Certifikat skalskydd Figurförteckning Figur 1. Genomskärning av ett godtyckligt AST® sandwichelement där dess utformning kortfattat består av 1. Plåt 2. Lim 3. Stenull 4. Grundfärg 5. Brandsäker fog. (Paroc, 2008a). .......................................................................................................... 5 Figur 2. Visar en detaljbild över ytskiktet utformning för ett standardiserat Paroc- element. (Paroc, 2008a). ........................................................................................... 6 Figur 3. Vertikalsnitt som visar detaljutformning på mötet mellan skalmur och Parocelement i Hillerød Danmark. För skalenlig ritning se bilagor (T. Angly, 2016). ...................................................................................................................... 11 Figur 4. Möte skalmur och Parocelement över fasadöppning Hillerød Danmark. Foto: Författarna. ............................................................................................................. 12 Figur 5: Möte skalmur och sandwichelement vid rundat hörn. Foto: Författarna. ......... 12 Figur 6. Avritad detalj, av författarna, vid möte våning 1 med våning 2 i Hillerød, skala 1:10. Original se figur 3 (T. Angly, 2016).............................................................. 13 Figur 7. Kompletteringsförslag för Figur 6 för att undvika vattenmättnad i muren och de påföljande estetiska deformationerna. Skala 1:10. Ritad av författarna. ................ 14 Figur 8. Författarnas version av den projekterade lösningen i Hillerød. Skala 1:10. Ritad av författarna........................................................................................................... 15 Figur 9. Avritat förslag, av författarna, på fasadutformning från WSP till White Arkitekter. Skala 1:10 (White Arkitekter AB). ...................................................... 17 Figur 10. Visar horisontell genomskärning av den befintliga fasaden på loftgångshusen på Friggagatan i Göteborg. Avritad av författarna från White Arkitekters ritningar. Skala 1:10, (White Arkitekter AB). ........................................................................ 18 Figur 11. Paroc ytterväggslösning för Rw + Ctr = 45 dB. Skala 1:10. Figur är en avritad detalj av författarna där originalet går at hitta i Paroc Teknisk Handbok s.39, tabell 17 (Paroc, 2015). .................................................................................................... 19 Figur 12. Redovisar brandkurva enligt ISO 834 vid antändningsskeden för olika material beroende på temperatur och tid. (Paroc (2016) Protection Firesafe Construction s.7). .................................................................................................... 23 VII Figur 13. Schematisk gestaltning av böjningen av ett sandwichelement beroende på temperaturskillnader, d = utböjningen. Figur är ej i skala, ritad av författarna. ..... 25 Figur 14. Visar de tre olika infästningssystemen för fasaden som beskrivits ovan. Skala 1:10, ritad av författarna. ........................................................................................ 31 Figur 15. Författarnas förslag på utformningen av fasaden vid möte med bjälklaget, skala 1:20, ritad av författarna. ............................................................................... 34 Figur 16. Författarnas förslag på en fönsterdetalj, skala 1:20, ritad av författarna. ....... 35 Figur 17. Visar författarnas förslag på hur en fasad med två fönster i följd i vertikalled ser ut, skala 1:20, ritad av författarna. .................................................................... 36 Figur 18. Författarnas förslag på hur mötet mellan pelare och yttervägg ser ut, skala 1:20, ritad av författarna. ........................................................................................ 36 Figur 19. Visar det horisontella snittet genom fönstret från avsnitt 5.1.2, skala 1:20, ritad av författarna. ................................................................................................. 37 Figur 20. Författarnas förslag på en fönsterdetalj, med fönstret Aluman IF-79-HI, skala 1:20, ritad av författarna. ........................................................................................ 38 Figur 21. Visar det horisontella snittet genom fönstret från avsnitt 5.2.2, skala 1:20, ritad av författarna. ................................................................................................. 39 Figur 22. Visar författarnas förslag på mötet mellan fasad och bjälklag, vid bärning genom två L-profiler, skala 1:20, ritad av författarna. ........................................... 40 Figur 23. Visar författarnas förslag på en fönsterdetalj i en fasad med bärning av två L- profiler, skala 1:20, ritad av författarna. ................................................................. 41 Figur 24. Visar författarnas förslag på mötet mellan fasad och bjälklag, vid horisontellt montage av sandwichelementen, skala 1:20, ritad av författarna. .......................... 42 Figur 25. Visar författarnas förslag på en fönsterdetalj, vid användning av Aluman IFS- 79-HI, skala 1:20, ritad av författarna. ................................................................... 42 Figur 26. Författarnas förslag på hur mötet mellan pelare och yttervägg ser ut, här ses även bärningen av sandwichelementen, skala 1:20, ritad av författarna. ............... 43 Figur 27. Visar det horisontella snittet för fönstret Aluman IFS-79-HI, från avsnittet 5.4.2, skala 1:20, ritad av författarna. ..................................................................... 43 Figur 28. Visar författarnas förslag på schematisk takfotsutformning, skala 1:20, ritad av författarna........................................................................................................... 44 Figur 29. Visar en inzoomad detalj på takfoten, skala 1:5, ritad av författarna. ............ 45 Figur 30. Författarnas förslag på utformningen av gaveln, skala 1:20, ritad av författarna. .............................................................................................................. 45 Figur 31: Författarnas förslag på mötet mellan sandwichelement och bottenplatta. skala 1:20, ritad av författarna. ........................................................................................ 46 Figur 32: Inzoomad detalj på Figur 31, skala 1:5, ritad av författarna. .......................... 46 Figur 33. Planlösning ritad av White för Plejadgatan, figuren är ej i skala (White Arkitekter AB). ....................................................................................................... 48 Figur 34: 3D-vy av planlösningen i figur 20 (White Arkitekter AB). ............................ 49 Figur 35. Översiktsplan över Plejadgatan (White Arkitekter AB). ................................ 49 Figur 36. Principiell fasadutformning med snittlinjer på Plejadgatan. Ritad av författarna, skala 1:250, se bilagor för fullskalig ritning. ....................................... 50 Figur 37: Redovisar mönsterförklaringar till figur 36 ovan, bild ej i skala, ritad av författarna. .............................................................................................................. 50 Figur 38. Visar den slutgiltiga detaljen av fasadens möte med bjälklaget, skala 1:20, ritad av författarna. ................................................................................................. 51 Figur 39. Författarnas slutgiltiga förslag på hur mötet mellan pelare och yttervägg ser ut, skala 1:20, ritad av författarna. ............................................................................... 52 Figur 40. Visar författarnas slutgiltiga fönsterdetalj, skala 1:20, ritad av författarna. ... 52 Figur 41. Visar det slutgiltiga horisontella snittet för fönstret från avsnitt 7.2.2, skala 1:20, ritad av författarna. ........................................................................................ 53 Figur 42. Takfot enligt detaljplanen på Plejadgatan. Skala 1:20, ritad av författarna. ... 53 VIII Figur 43. Inzoomad version av figur 24, skala 1:5, ritad av författarna. ........................ 54 Figur 44. Gavel, skala 1:20, ritad av författarna. ............................................................ 55 Figur 45. Horisontellt snitt över våningsplan, skala 1:100, ritad av författarna. ............ 56 Figur 46. Horisontellt snitt över en väggutformning, skala 1:40, ritad av författarna.... 56 Figur 47. Horisontellt snitt över entrén, skala 1:40, ritad av författarna. ....................... 57 Figur 48. Vertikalt snitt över våningsplan, skala 1:80, ritad av författarna. ................... 57 Figur 49. Missfärgningar över portkodläsare. Foto: Författarna. ................................... 63 Figur 50. En större variant av planlösning, skala 1:100, ritad av författarna. ................ 65 Tabellförteckning Tabell 1. Beskriver Parocs fem olika sandwichelement med hänsyn till vikt och viktat U-värde och redovisas beroende på vald tjocklek för respektive Paroc-element typ (Paroc, 2016b). ......................................................................................................... 7 Tabell 2. Ljudnivå inomhus från trafikbuller och andra yttre ljud. Rekommenderade högsta värden för ekvivalenta ljudtrycksnivåer [dB] (Örnhall, 2012). ................... 16 Tabell 3. Riktvärden ljudnivåer kopplat till BFS och i enlighet med SS 025267 (utgåva 2). Tagit från PM mellan WSP till White. (WSP, 2006). ....................................... 16 Tabell 4. Ljudklasstandard SS 25267 utgåva 3, riktvärden trafikbuller inomhus. WSP i ett PM till White Arkitekter. (WSP, 12 juni, 2006). ............................................... 17 Tabell 5. Vägd ljudreduktion Rw för sandwichelement AST S vid olika dimensioner. Tabellen är omskriven från Paroc Teknisk Detaljhandbok s 39, tabell 16 (Paroc, 2016). ...................................................................................................................... 18 Tabell 6. Beteckningstabell över byggnadsklasser. Framtagen av författarna med hjälp av BBR22 5:22 (Boverket, 2015). .......................................................................... 20 Tabell 7. Beskriver brandfunktionsklasser med beteckning och betydelse. Framtagen av författarna med hjälp av BBR22 5:231 (Boverket 2015). ...................................... 21 Tabell 8. Förklaring av tilläggsbeteckningar för byggnadsmaterial. Framtagen av författarna med hjälp av BBR22. (Boverket, 2015). .............................................. 22 Tabell 9. Visar EI-klassificeringen för de olika elementen i kombination med antalet minuter. Omarbetad tabell av författarna där originalet innehåller U-värden och vikt (Paroc, 2016c). ................................................................................................ 23 Tabell 10. Visar utböjningen vid olika spännvidder och vid två olika elementtjocklekar vid T på 55 oC vid elementens yttemperatur på utsidan och insidan (Paroc, 2015). ................................................................................................................................ 24 Tabell 11. Visar utböjningen på grund av vindlast vid olika spännvidder för elementen och vid två olika elementtjocklekar. (Paroc, 2015). ............................................... 25 Tabell 12. Avser lufttätheten för konstruktioner med Parocelement vid en tryckskillnad på 50 [Pa] (Paroc, 2015). ........................................................................................ 27 Tabell 13. Avser regntätheten vid olika tätningsprinciper (Paroc, 2015). ...................... 27 Tabell 14. Visar U-värdet för olika kombinationer av tjocklekar på Paroc sandwichelement och mängden isolering i en innervägg med tre gipsskivor. Tabell skapad och framtagen av författarna. ..................................................................... 30 Tabell 15. Visar temperaturen på insida Paroc-element, vid olika sandwichelement- och mineralullstjocklekar i innerväggen. Vid en utetemperatur på -20OC och en innetemperatur på +20OC. Framtagen och skapad av författarna. .......................... 31 Tabell 16. Redovisa för och nackdelar med de olika infästningsprinciperna illustrerade i figur 14. Framtagen av författarna. ......................................................................... 32 1 1. Inledning Det här avsnittet innehåller bakgrunden till varför författarna utreder möjligheten att använda Paroc-sandwichelement i bostadsproduktion. Vidare beskrivs syftet med utredningen och vad författarna hoppas kunna delge med denna. I utredningen har avgränsningar gjorts och dessa redovisas näst efter. Avsnittet avslutas med metoden där det beskrivs hur författarna har gått till väga i arbetet. 1.1. Bakgrund I Sverige 2016 och speciellt i storstäderna råder en stor och växande brist på bostäder. Regeringen har genomfört satsningar och nya åtgärder har arbetats fram för att angripa problemet. Det övergripande målet med boende- och samhällsfrågor är att alla människor i Sverige skall ges en, från social synpunkt, god livsmiljö. I siffror översätts detta till att fram till och med år 2020 skall det byggas minst 250 000 nya bostäder i Sverige. Bostadspolitikens mål för byggandet är långsiktighet med hållbara byggnader. Detta skall ske genom effektivt regelverk i kombination med andra styrmedel som skall tas fram utifrån ett livscykelperspektiv. Perspektivet skall ligga på hela byggsektorn, från resursanvändning till förvaltning. Vidare skall byggande styras genom en väl fungerande konkurrens i hela sektorn där utbudet av bostäder efterfrågas av marknaden (Regeringen, 2014). Enligt Boverkets bostadsenkät för 2015 så var utfallet att 183 av Sveriges 290 kommuner ligger med underskott av bostäder. Enkäten låg i grund för den nya byggbonus som regeringen fattade beslut om under april 2016. Bidraget som kommunerna kan söka till är indelat i två potter där ena delen gäller byggnationer för nyanlända och den andra för byggnationer till resterande. Fördelningen mellan de två potterna är 60 % respektive 40 % fördelning av det totala statsbidraget på 1,85 miljarder kr. Bostadsbonusen ställer dock inga krav på vilken boendeform som nybyggnationen skall ha. (Regeringen, 2016). Arbetet med bostadssituationen i Sverige har pågått i över ett decennium. År 2006 avskaffades den dåvarande fastighetsskatten och en ny plan- och bygglag införskaffades för att göra det enklare vid ansökan om bygglov. Det utrycktes ett mål om att ha en god variation av bostäder som underlättar människors valmöjlighet på bostadsmarknaden. Det man såg var att denna balans av olika boendeformer inte fanns på marknaden. Speciellt på bostadsmarknaden i storstäderna, i universitetsstäderna och i högskoleorterna hade unga svårt att komma in på bostadsmarknaden. Bostadsbristen sågs till och med som en begränsande faktor både för arbetsmarknaden och för tillväxten i allmänhet (Regeringen, 2012). 2012 gick dåvarande regering ut och sa att en ny satsning på hyresrätter och billigare boende var tvunget att ske. Förslag för att hjälpa bostadsmarknaden diskuterades så som förändrade regler för privata hyresbostäder, sänkta avgifter i flerbostadshus samt en förlängning av avgiftsfriheten vid nybyggnation. Med detta som utgångspunkt och det stora behovet av bostäder är det därför en rimlig tanke att undersöka och titta på nya lösningar. Att i svensk bostadssynpunkt titta på möjligheterna till oprövade produktion- och konstruktionslösningar (Regeringen, 2012). Inom industribyggnader, idrottshallar och kommersiella fastigheter är användningen av sandwichelement, i utförandet mineralull täckt i plåt, utbredd och vanlig. Anledningen är huvudsakligen på grund av att appliceringen av dessa sandwichelement är fördelaktig sett till inköpspris, produktion samt konstruktionslösningar. Sammanfattningsvis alltså ett billigt och snabbt fasadsystem inom industrisektorn. En stor del av den ekonomiska 2 fördelen för dessa sandwichelement hittas främst i den korta produktionstiden. Monteringen är förhållandevis enkel med standardiserade och upprepande moment, där även de konstruktionstekniska lösningarna i många fall är standardiserade. De flesta problemen har behandlats i tidigare projekt vilket gör att återanvändandet av tekniska lösningar är möjlig tack vare att sandwichelementen utformning är den samma (Strandberg, 2015, sid 178). 1.1.1. Syfte Utreda om fördelarna med Paroc-element kan återfås i bostadsproduktion och då specifikt i produktionen av flerbostadshus. Kärnan i arbetet är att utreda om fasadsystemet med Paroc-element kan appliceras på flerbostadshus. Och om detta kan genomföras inom rådande bostadskrav och riktlinjer. Där det främsta målet är att ta fram detaljlösningar som uppfyller dessa krav men även de arkitektoniska kraven som ställs på bostäder. 1.1.2. Avgränsningar Utredningen kommer att ske på bostadsformen studentbostäder med dess krav och riktlinjer. Vidare behandlar utredningen ett fasadsystem och avgränsas där efter. Någon hänsyn till markförutsättningar kommer inte att behandlas. Vidare kommer inte någon framtagning av dimensionering av VVS, el samt stomsystem att utredas. Dessa dimensioner kommer att tas schablonmässigt från liknande projekt. Inga beräkningar, för vind- och snölaster, för dimensionering av sandwichelementen kommer att utföras. Planlösning tas från aktuella projekt tillhandahållna av White Arkitekter AB. Antaganden görs att dessa klarar rådande krav och riktlinjer sett till tillgänglighet. Där eventuella ändringar kommer kontrolleras med hjälp av Boverkets Byggregler, BBR22 2015:3, Svensk Standard, Europa standard samt tillkommande standarder. Arbetet behandlar inte någon produktions- eller ekonomianalys och alla eventuella jämförelser görs med hänseende på sandwichelementens mer traditionella användningsområden. 1.1.3. Metod Utredningen startade i ett flertal möten för att få en djupare kunskap om sandwichelementen. Dessa möten hölls med Martin Holmberg på Paroc Panel System AB och även med Jan Larsson, författarnas handledare, på White Arkitekter AB. Här diskuterades eventuella problemområden med sandwichelementen i bostadsproduktion. Dessa delområden är ljud-, skalskydds-, fukt- samt brandkrav. Detta i kombination med sandwichelementens kända problemområden låg till grund för utredningen. Ett studiebesök genomfördes, den 4:e mars 2016, till Hillerød i Danmark. Det byggda ungdomshuset där har Paroc-sandwichelement som fasadsystem. Under studiebesöket upptäcktes fuktproblematik som togs upp under det efterföljande mötet med Paroc Danmark. Fuktproblemet omfattade inte sandwichelementen men dessa var en av orsakerna till problemet. Thomas Angly ställde upp för en kort intervju om Hillerød under samma datum som studiebesöket. Projektet valdes ut för att användas som underlag i utredningen om Paroc-elementens egenskaper inom delområdet fukt. Ljudkraven utreddes genom att studera detaljplaner och kommunikation om Friggagatan mellan WSP och White. Projektet var Whites ritade loftgångshus på Friggagatan och den problembild med ljud och buller som finns i detta område. WSP var intagna som akustikkonsulter åt White i projektet. Deras PM och rapporter till White användes som underlag för att genomföra en fallstudie i hur Paroc-elementen hade klarat ljudproblemen på Friggagatan. 3 För att utreda brandkrav och skalskyddskrav har det gjorts litteraturstudier i Parocs olika produktblad som hänvisar till standarder och tester gjorda på deras sandwichelement. Övriga problemområden utreddes även dessa genom litteraturstudier. Med informationen från de olika studierna genomfördes olika typer av konstruktionstekniska lösningar. Lösningarna infattades av sockel, elementorientering, fasadöppningar, takfot samt gaveln. Författarna lät utvalda detaljlösningar studeras av branschfolk för att sedan säkerhetsställa att deras utformning uppfyllde tillfredställande nivåer sett till produktion, konstruktion samt ekonomi. De lösningar som diskuterades fram som de mest tillfredställande sammanställdes i en tänkt byggnad på Plejadgatan i Göteborg. White Arkitekters ritade studentboende på Plejadgatan användes som referens i hänseende på utformning och planlösning. Detta för att kunna ställa byggnaden under bostadsriktiga krav sett till en detaljplan och utreda hur detaljförslagen lyckats samexistera i ett byggprojekt. 4 2. Kort bakgrund om Paroc Group AB Parocs produktionen av stenull startade år 1937 i Sverige. Under 1940-talet så lanserades Paroc som Europas första företag att leverera formstabila isoleringsprodukter. Produkten bestod av isolering med bindemedel i form av skivor och filt och låg som grund till mineralullen. I början på 1950-talet startade produktionen i Finland. Under samma tidsperiod introducerades de första produkterna för industrin och dess behov av god isolering. Under 1960-talet började den första framtagningen av akustisk isolering i Skövde. I kombination till akustikproduktionen uppfördes ett av Europas förnämsta akustiska laboratorier. År 1986 slår den finske och svenska varsamheten ihop och det är även detta år som de första sandwichelementen introduceras. Under de kommande 7 åren expanderar Paroc och man har 1993 säljkontor både i Baltikum och Ryssland. 1997 startar tillverkningen av stenull i Litauen och året därpå startar en i Polen. 1999 blir Paroc Group ett självständigt företag och under 2000-talet sker en rad ägarbyten. Idag är huvudägaren av Paroc ett antal institutionella investerare. Tillverkningen sker idag i sju stycken fabriker i Norden och Baltikum och säljkontor är placerade i 14 länder. (Paroc, 2016a) 2.1. Materialbeskrivning av sandwichelementen Sandwichelementen består av en kärna av isoleringsmaterial i form av strukturerad stenull, produkttypen heter PAROC AST®. Benämningen AST® står för Advanced Structural Technology och är en kvalitetsmärkning från Paroc för att påvisa att produkten uppfyller de viktigaste kraven. Märkningen sker både genom interna egenkontroller enligt produktstandarden EN 14509 för sandwichelement. Det görs även externa kontroller av auktoriserade institut. Kvalitetssystemet skall kontrollera och behandla, kontroll hos leverantör, kontroll vid mottagning, kontroll av tillverkningskvalitet samt hållfastighetskontroll i full skala av färdiga Paroc-element. Med avseende på hållfasthet, åldersbeständighet, regntäthet, termiskisolering och brandskydd skall elementen ha svenskt typgodkännande. Då de uppfyller A2-s1-d0 klassificering i Euroklass betyder detta att de är obrännbara, mer om detta i avsnitt 3.3 som behandlar brandkrav. Den minsta draghållfastheten mellan plåtbeläggningen och isoleringskärnan skall ligga på 100 kN/m2. Ser man på medelvärdena på draghållfastheten för elementen ligger dessa mellan 130 kN/m2 och 350 kN/m2 beroende på Paroc- elementets typ och dimension. Vid eventuella dragbrott skall dessa alltid ske i kärnan samtidigt som hållfasthetsegenskaperna skall vara jämnt fördelade i elementen. Paroc-elementen har en helt täcklimmad yta, i kombination med lamellorientering över alla tvärsnitt, vilket medför en jämn hållfasthetsorientering. Limmet är speciellt framtaget för att klara de hållfasthetskrav som ställs på draghållfastheten mellan ytskikt och isoleringskärnan. Kärnan av stenull är vattenavstötande och icke hygroskopisk. Den är helt fri från kapillärsugande egenskaper vilket medför att vatten inte kan tränga in och vidare in i elementen. Skulle fukt komma in i elementen kommer denna inte att påverka varken plåten, stenullen eller limmets egenskaper. I Figur 1 kan en genomskärning av ett AST®- element studeras där man kan se uppbyggnaden av dessa (Paroc, 2008a). 5 1. Förzinkad stålplåt med tillhörande ytskikt.1 2. Specialutvecklat lim, heltäckande mellan plåt och stenull, brandklassat enligt A2- s1,d0.2 3. Stenull i utförande med lamellmönster för jämnt fördelad hållfasthet. 4. Grundfärg i flera skikt säkerhetsställer vidhäftning med limmet och den förzinkade stålplåten. 5. En brandsäker fog som utformas på ett sådant sätt att rökgaser och eldslågor inte tränger igenom under 4 timmar. Alltså ett brandmotstånd enligt EI240.3 (Paroc, 2008a). Figur 1. Genomskärning av ett godtyckligt AST® sandwichelement där dess utformning kortfattat består av 1. Plåt 2. Lim 3. Stenull 4. Grundfärg 5. Brandsäker fog. (Paroc, 2008a). 2.2. Paroc-elementens ytskikt, dess utformning och egenskaper. Utanför den isolerande kärnan finner man en 0,6 mm tjock varmförzinkad belagd stålplåt. Standardtjockleken är 0,6 mm men går att få även i 0,5 samt 0,7 mm. Denna stålplåt, i sitt standardutförande, har en egenvikt på 275 g/m2 och har en ytbeläggning med 27 m tjock PVDF. Ytskiktets uppbyggnad är i enlighet med rådande miljökrav (Paroc, 2013). Då sandwichelementens ytskikt är av PVDF skall även alla beslag runt sandwichelementen också ha detta. PVDF står för polyvinylidenfluorid som framställs genom polymerisation av vinylidenfluorid. PVDF är kemiskt beständigt mot halogener, frätande syror och detta även vid höga temperaturer. De stora tekniska fördelarna med PVDF är dess lätta bearbetning i kombination med dess beständighet. Brand-, UV-, strålning-, mikrobiologisk tillväxt- samt nötningsbeständighet är en del av dessa (Resinex Group, 2016). Ytskikten i elementen skyddas genom primer och täckfärg som skyddar mot korrosion och säkerhetsställer draghållfastheten. Korrosionsskyddet finns alltså för att även undvika korrosion inuti elementen. Glans och kulör vid utomhusbruk av elementen fastställs 1 Standardtjocklek 0,6 [mm]. 2 Brandklass A2-s1,d0 förklaras senare i rapporten i avsnittet med brandkrav 3 EI240 betydelse förklaras och behandlas senare i utredningen. 6 genom PVDF som standardbeläggning. Detta ger ytskiktet uppbyggnaden enligt figur 2 nedan. (Paroc, 2008a). Figur 2. Visar en detaljbild över ytskiktet utformning för ett standardiserat Paroc-element. (Paroc, 2008a). 2.3. Elementvariationer mellan de olika sandwichtyperna Elementen finns i de olika typerna AST® L, AST® T, AST® S, AST® F och AST® E. Där AST® L uppfyller extremt höga krav på värmeisolering, AST® T höga krav på värmeisolering. Vid normal användande och medelhöga krav på brand använder man sig av AST® S och vid högre krav på brand AST® F. AST® E används främst i innertak eller i väggar med höga krav på hållfasthet. Elementen finns i tjocklekarna 80 mm till 300 mm där AST® E även finns med tjockleken 50 mm. Nedan kan man se tabell 1 tagen från Paroc som visar på skillnaderna mellan elementens U-värden och vikt vid olika elementtyper och dimensioner (Paroc, 2016b). 7 Tabell 1. Beskriver Parocs fem olika sandwichelement med hänsyn till vikt och viktat U-värde och redovisas beroende på vald tjocklek för respektive Paroc-element typ (Paroc, 2016b). Element typ Egenskaper Tjocklek [mm] 80 100 120 150 175 200 240 300 AST® L U-värde [W/m2K] 0,45 0,37 0,30 0,24 0,21 0,18 0,15 0,12 Vikt [kg/m2] 15 17 18 21 22 24 27 31 AST® T U-värde [W/m2K] 0,47 0,39 0,31 0,25 0,22 0,19 0,16 0,13 Vikt [kg/m2] 16 17 19 21 23 25 28 33 AST® S U-värde [W/m2K] 0,48 0,38 0,32 0,26 0,22 0,19 0,16 0,13 Vikt [kg/m2] 17 19 21 23 24 28 32 37 AST® F U-värde [W/m2K] 0,53 0,43 0,36 0,29 0,25 0,22 0,18 0,14 Vikt [kg/m2] 19 21 24 27 30 33 38 45 AST® E4 U-värde [W/m2K] 0,53 0,43 0,36 0,29 0,25 0,22 0,18 0,14 Vikt [kg/m2] 19 22 24 28 30 34 39 46 Värt att notera är att vid alla nämnda U-värden har skarvarna mellan elementen viktats in. Egentyngden som är redovisad är vid den standardiserade ytskiktet och redovisas per kvadratmeter (Paroc, 2016b). 2.4. Miljö, livscykel, drift och underhåll Paroc Group och deras stenull är miljöklassade enligt ISO 14 001 (Paroc Group, 2012). ISO 14 001 är en standard som riktar in sig till företag och organisationer i deras arbete med miljöfrågor och ledningen av detta arbete. Standarden används för att minska den negativa påverkan på miljön och för att hjälpa till att kartlägga denna påverkan. Att få företagen att sätta upp miljömål och på ett strukturerat och återkopplade sätt arbeta mot dessa mål (Swedish Standard Institute, 2015). På fasadväggar, speciellt i storstäder, kommer luftföroreningar och andra föroreningar att fastna på fasaderna. I kombination med fukt kan dessa föroreningar producera syror som fräter på fasaden. Exempelvis kan svavel, kväve och saltlagringar på fasaden utvecklas till svavel-, kväve- och saltsyra. Dessa syror skadar fasaden om denna står oskyddad. Smuts hjälper alltså till att binda fukt på fasaden vilket är en viktig del i korrosionsprocessen. Regn och nederbörd fungerar som det naturliga sättet att tvätta fasaderna. Genomförs en rutinmässig rengöring av elementen kommer deras livslängd att öka. Särskilt de partier som inte är åtkomliga av regnvattnet är viktiga att rengöra. I kustområden med stora mängder salt i luften är det än viktigare att tvätta elementen ofta. 4 AST® E med tjocklek 50 [mm] har U-värde 0,77 W/m2K och vikt 16 kg/m2. 8 Övriga naturliga slitageskador på ytskikten kommer från UV- och värmestrålning som mattar av elementen. Även utomhustemperaturen kan vid höga temperaturer nöta på elementen varvid mörka färger gör dem mer utsatta. Mörka kulörer kan ha yttemperaturer på +80oC jämfört med ljusa väggar ligger på runt +55oC. Livslängden för en oskadad originalbeläggning är ungefär 25-40 år. Faktorer som påverkar livslängden är typen av beläggning, byggmetod och klimatförhållanden. Men när skyddsförmågan hos beläggningen upphör skyddas elementet ändå av zinkskiktet. Av underhållsskäl bör PVDF-beläggningar målas om efter 15-20 år vilket ger ytan nästan nya egenskaper. Den kan även målas om ytterligare en gång vilket ger ytbeläggningen livslängd på över 50 år (Paroc, 2008b). 2.5. Årliga kontroller av fasader Byggnaden och fasadernas livslängd kan optimeras om det rutinmässigt sker årliga kontroller på fasaden och dess delar. Vidtagna åtgärder bör registreras så återkontroller på berörda områden kan genomföras. Kontrollerna bör innefatta: • Smuts på målade ytor; vid behov skall fasaden tvättas. • Tillstånd målade ytor; bättring alternativt ommålning vid behov. • Repor och bucklor; bättringsmåla och reperara bucklor. • Elementinfästningar; kontrolleras var 10:e år, kontrollera dess tillstånd angående korrosion. • Beslagsskruvar; kontrollera grepp och byt ut lösa skruvar som inte går att greppa om. • Korrosion på beslagens klippta sidor; Vid korrosion på klippta ändar, vidta åtgärder så som borttagning, rengöring och skyddsmålning. • Täthet vid beslag; kontrollera om beslagen sluter tätt mot elementen, tillämpa fler beslagsskruvar som åtgärd vid lösa beslag. (Paroc, 2008b). 9 3. Fallstudier och referensobjekt på olika problemområden. Olika krav på fasaden som kommer att påverka dess utformning, dessa krav innefattar fukt-, ljud-, skalskydds- samt brandskyddskrav. Beroende på problemområdets omfattning samt möjlighet att utvärdera problematiken i en studie, kommer utredningen innefatta antingen fallstudie, referensobjekt eller utredning av data. Vattenavrinningen behandlas med hjälp av en studie av referensobjektet, ungdomslägenheterna i Hillerød Danmark. Ljudkraven utreds genom fallstudie på loftgångshusen på Friggagatan. Resten av problemområdena utreds genom datajämförelse mellan standarder och materialegenskaper. 3.1. Fuktkrav Boverket (2015) redogörelse för byggnaders utformning med avseende på fukt säger att ”Byggnader skall utformas så att fukt inte orsakar skador, elakt lukt eller hygieniska olägenheter och mikrobiell tillväxt som kan påverka människors hälsa (BFS, 2014:3).” (sid. 165). Byggnader skall ha en sådan utformning att de inte utsätts för varken skador på konstruktion eller skador på utrymmen till följd av fukt. Fukttillståndet i en byggnadsdel skall alltid vara lägre än byggnadsdelens tillåtna fukttillstånd, undantag kan göras när detta anses orimligt på grund av byggnadsdelens specifika användning. Vid beräkning skall denna göras utifrån de förutsättningar som anses vara mest ogynnsamma för konstruktionen. Med kritiskt fukttillstånd menas materialets högst tillåtna fukttillstånd och denna skall tas i beaktning med hänsyn till osäkerhet vid beräkningsparametrar vid modellen för fuktberäkning. Dessa osäkerheter kan bland annat vara ingångsdata för materialet som inte överensstämmer med den verkliga data för materialet. När bestämning av det kritiska fukttillståndet tas, skall hänsyn visas till olika tillstånd hos materialet. De fuktskador som behandlas och som kan appliceras på Parocelement är, oacceptabla kemiska- och elektrokemiska reaktioner i elementen samt riskerna med instängd fukt i elementen. Vidare måste beaktning läggas för fukttransporter, ändring av mekaniska och termiska egenskaper i elementen (Boverket, 2015). Paroc-sandwichelementens ytskikt består av plåt vilket innebär att ytskikten kan anses vara täta med avseende på vattengenomsläpplighet. Det är enbart i skarvarna mellan elementen som eventuell fukt skulle kunna tränga in i byggnaden. Lösningarna på dessa skarvar är standardiserade enligt Parocs handbok. Vid rätt installation skall lösningarna i handboken uppfylla de täthetskrav som ställs på dessa skarvar. Vilka av dessa fukttekniska lösningar som blir aktuella och hur de appliceras redovisas senare i detta arbete. I en intervju med T. Angly, på Paroc Danmark, (personlig kommunikation, 4 mars, 2016) berättar han att det inte inkommit några rapporter om fuktproblem invändigt i lägenheterna i referensobjektet på Hillerød. Således kommer detta avsnitt enbart behandla de fuktrelaterade skador som kunde upptäckas när objektet studerades. Dessa skador fanns ej på elementen utan var på intilliggande byggnadsdelar. Sandwichelementens egenskaper har dock medfört vissa av dessa skador och det är därför som dessa utreds i kommande kapitel. 3.1.1. Kort beskrivning av referensobjektet i Hillerød Danmark. T. Angly (personlig kommunikation, 4 mars, 2016) beskrev projektet i Hillerød, utanför Helsingør i Danmark, på följande sett. Referensobjektet består av en byggnad innefattande ungdomslägenheter med en fasadutformning i Paroc sandwichsystem. 10 Ledande arkitektfirma för detta projekt var Zeso Architects ApS. Detta projekt var från början inte planerat att ha en fasad med Parocelement. Det var först när den tänkta fasaden visade sig vara för dyr som Paroc kontaktades. I detta skede hade en del av produktionen redan startat och projektet var igång. Från det att Paroc kontaktades tills att deras sandwichelement installerades på stommen var tidsfristen två månader. Detta medförde en för Paroc stressad projektering där arkitektens idéer inte alltid gick hand i hand med de lösningarna som togs fram. Detta medförde att Paroc löste detaljerna för sina sandwichelement och de övriga detaljerna i projektet sköttes av Zeso. Vad som förbisågs, eller hamnade mellan stolarna, var tekniska lösningar för att ta hand om vattenavrinning från fasaden. 3.1.2. Vattenmättnad skalmur i Hillerød. Enligt T. Angly (personlig kommunikation, 4 mars, 2016) är Paroc-sandwichelementen, genom sitt utförande, helt vattenavskärmande. Detta medför att allt regnvatten som träffar fasaden kommer att rinna ner längs denna. Projektets nedersta våning valdes att beklädas med en slammad skalmur som placerades framför Paroc-elementen, denna skalmur ligger i liv med de ovanstående sandwichelementen. Mötet sandwichelement och skalmur täcks med en horisontell plåtlist i samma utförande som mötet mellan två Parocelement. De skarvar som blir i denna plåtlist gör sig tydliga i skalmuren under. Regnvatten letar sig ner i dessa skarvar vilket medför att under dessa ser man tydliga spår på koncentrerad vattenavrinning i murverket. Estetiskt leder detta till kraftig vattenmättad puts vilket på vissa ställen medfört missfärgningar samt organisk påväxt i form av mögel. Värst utsatt blir muröppningar i form av dörrar och fönster. På dessa ställen har putsen blivit så utsatt att den till och med släppt och lossnat från murverket, se figur 4 och figur 5. Detta medför dock ingen problematik för konstruktionen mer än den estetiska problembilden. Bakom muren ligger som tidigare beskrivits Paroc-sandwichelement som har den konstruktionstekniska uppgiften att skydda innemiljön mot fukt. Denna tekniska detaljutformning kan studeras i figur 3 där skalmuren tydligt kan ses stå utan kontakt med bakomvarande sandwichelement. 11 Figur 3. Vertikalsnitt som visar detaljutformning på mötet mellan skalmur och Parocelement i Hillerød Danmark. För skalenlig ritning se bilagor (T. Angly, 2016). Figuren visar tydligt att den skyddande skalmuren och ovanstående våningar i sandwichelement står i liv med varandra. Plåtlisten nederkant kan ses hänga ner en bit över skalmuren. Droppblecket är alltså väldigt nära placerat skalmurens putsade yta. T. Angly (4 mars, 2016) menar att detta är ett exempel på den utformning av plåtdetaljer som uppkom på grund av den korta projekterings- och produktionstiden. Men han poängterar igen att det inte är några konstruktionsmässiga risker med den mättade skalmuren. Muren har ingen bärande- eller fukttäthetsfunktion och de skador som uppkommit på muren är enbart estetiska. Dock hade dessa kunnat undvikas genom en mer omfattande projektering med vattenavrinningen i fokus. 3.1.3. Skador uppkomna på muren av anledning till felaktig vattenavrinning I figur 4 visas utförande av mötet mellan skalmur och sandwichelement när byggnaden studerades i mars 2016. Man ser tydligt resultatet på de problemområden som tidigare diskuterats vid utförandet av mötet mellan skalmur och sandwichelement på Hillerød. Vid öppningarna i skalmuren placeras skarvarna i den omslutande plåtlisten. Detta skapar en koncentrerad vattenavrinning på grund av skarvens utförande. Följden av detta kan, som tidigare nämnts, studeras i figur 4 i den tydliga organiska påväxten över murens kant. 12 Figur 4. Möte skalmur och Parocelement över fasadöppning Hillerød Danmark. Foto: Författarna. I figur 4 syns den påväxt som skett på muren. Påväxten har sin utbredning rakt under plåtlistskarven och denna korrelation mellan plåtlistskarv och påväxt kunde studeras på flera ställen på byggnaden. I Figur 5 syns ett mycket tydligt exempel på skarvarnas påverkan på den putsade skalmuren. I den del av byggnaden som formgivits med ett rundat hörn utformades plåtlisten med ca 300 mm långa plåtlängder som skarvades ihop. I detta avsnitt av skalmuren var putsen så skadad att den släppt och påvisade teglet under. Figur 5: Möte skalmur och sandwichelement vid rundat hörn. Foto: Författarna. 13 Skadorna i figur 5 påverkar varken bärförmågan eller tätheten för byggnaden. Men detta är estetiska skador som inte skall finnas på fasaden enbart tre år efter de boendes inflyttning. Om inget annat är detta en framtida kostnad att putsa om muren. En kostnad som kommer återkomma så länge som vattenavrinningen har, i kombination med putsad skalmur, bristfällig utformning. 3.1.4. Utformningen på detalj, möte skalmur och Paroc-element I figur 6 kan man se en avritad detalj av figur 3, avritningen är gjord av författarna. Figuren visar tydligare utförandet av utformningen på mötet mellan skalmur och sandwichelement. Figur 6. Avritad detalj, av författarna, vid möte våning 1 med våning 2 i Hillerød, skala 1:10. Original se figur 3 (T. Angly, 2016). Sandwichelementen fästs i vinkeljärnen som vilar på bjälklaget. Enligt M. Holmberg (personlig kommunikation, våren 2016) på Paroc är detta att föredra då inget förarbete krävs. Vid infästning i betongbjälklaget behövs förborrade skruvhål att fästa elementen i vilket kräver ett ytterligare produktionsmoment. Vidare har skalmuren murats nästan hela vägen upp till det fästa elementet och skarven mellan dessa har täckts med isolering. De tåls att påpeka att elementet på inget sätt får stöd eller vilar på skalmuren. Nämnda har alltså ingen som helst bärande funktion i byggnaden utan bär endast sig själv. 3.1.5. Förslag på fasadkomplettering till Hillerød Genom att montera droppnäsa under kantbeskyddsprofilen i fasaden hade den värsta mängden vatten kunnat ledas bort från skalmuren. För att kunna tillgodose att droppnäsan uppfyller sitt mål med att leda bort regnvattnet måste denna i alla fall ligga i liv med kantskyddsprofilen. Men vid ett kompletteringsarbete som detta kan det vara för omfattande arbete att genomföra detta stora plåtarbete. Den känsliga putsen skulle kunna 14 undvaras allt fasadvatten även genom att installera en rektangulär hängränna under kantprofilen. Vid rätt dimensioner och rätt kulörer skulle denna hängränna kunna smälta in i fasadutformningen. Detta hade möjliggjort att undvara, den putsade skalmuren, den värsta mängden regnvatten från ovanstående våningar. Enbart det vatten som direkt träffat muren skulle således belastat den och resterande mängd regnvatten hade kunnat ledas direkt ner i dagvattenbrunnarna i marken. Dessa förslag på ändringar kan studeras närmare i figur 7 nedan. Figur 7. Kompletteringsförslag för Figur 6 för att undvika vattenmättnad i muren och de påföljande estetiska deformationerna. Skala 1:10. Ritad av författarna. Som tidigare nämnts skulle användandet av en kvadratisk hängränna, med samma kulör som kantbeskyddsprofilen, skulle medföra att denna smälte in i fasaden. Diameter på hängrännan och stupröret skulle beräknas fram för att tillgodose godtycklig vattenavrinning. I figuren har en schematisk dimensionering av dessa diametrar ritats in. 3.1.6. Lösning i ett tidigare projekteringsskede för Hillerød Vad man kunde ha gjort vid utformningen av mötet mellan skalmuren och Paroc- elementet är att i ett tidigare skede i projekteringen löst en ordentlig droppnäsa. I figur 8 kan man studera författarnas förslag på utformning av denna droppnäsa. 15 Figur 8. Författarnas version av den projekterade lösningen i Hillerød. Skala 1:10. Ritad av författarna. Genom att fästa plåten i vinkeljärnet skulle plåten kunna fästas med samma skruvar som fäster elementen. De viktiga skulle vara att se till att droppnäsan minst drogs ut i liv med den horisontella plåtlisten. Denna utformning skulle säkerhetsställa att vattnet från plåtlisten leddes ut 70 mm från skalmuren. Eventuell vind skulle kunna trycka fasadvattnet tillbaka till skalmuren samt att denna utformning ställer krav på vattenavledningen på marken från byggnaden. 3.2. Ljudkrav. Boverkets författarsamling (2013:14) redovisar ljudkrav i bostäder enligt Byggnader som innehåller bostäder, deras installationer och hissar ska utformas så att ljud från dessa och från angränsande utrymmen likväl som ljud utifrån dämpas. Detta ska ske i den omfattning som den avsedda användningen kräver och så att de som vistas i byggnaden inte besväras av ljudet. (sid. 32). Som vägledning till att skapa en god bostadsmiljö ur ljudaspekt används den svenska standarden SS 25267. Den behandlar ljudklassning av bostäder och ger rekommenderade värden för olika klassificeringar. De fyra klasserna som behandlas kallas A, B, C och D. Klasserna går i fallande ordning sett till vilka riktvärden de ställer på bostaden. Ljudklass A motsvarar högklassiga ljudförhållanden, klass B är väsentligt bättre ljudmiljö än minimikrav, klass C skall tillämpas som minimikraven för svenska bostäder och klass D behandlar de fallen där klass C inte kan uppnås, exempelvis vid ombyggnationer. Vid nybyggnationer är alltså klass C den lägsta som kan väljas som riktvärde (Örnhall, 2012). Ljud och buller i lägenheter och bostäder kan bero på olika anledningar. Det kan innefatta ljud från installationer, hissar, trafik samt omkringliggande verksamheter. Dessa ljud 16 brukar beskrivas som buller och mäts på olika sätt beroende på källan till bullret. Trafikbuller mäts med en så kallad dygnsekvivalent ljudtrycksnivå, även kallad medelljudsnivå. När trafiken är sporadisk kan man tillgodose sig 10 dB mer än vad som kan avläsas i tabell 2 nedan. (Örnhall, 2012, s. 96) Tabell 2 är en sammanställning, av tabell 5 i SS 25267 samt tabell 7:21c i BBR22, och visar de riktlinjer i dB för de olika ljudklasserna. Tabell 2. Ljudnivå inomhus från trafikbuller och andra yttre ljud. Rekommenderade högsta värden för ekvivalenta ljudtrycksnivåer [dB] (Örnhall, 2012). Ljudklass A B C D Bostadsrum 22 26 30 30 Kök 27 31 35 39 Senare i denna rapport tas enbart hänsyn till de ljudkraven som är kopplade till fasadväggarna. Då rapporten utreder ett fasadsystem kommer buller från installationer och stegljud inte att behandlas. Stegljudet kommer ha en viss påverkan på byggnadens utformning, i form av bjälklagets tjocklek och utformning, men behandlas inte i detta avsnitt. 3.2.1. Kort beskrivning om fallstudieobjektet på Friggagatan i Göteborg. På Friggagatan i Göteborg gjordes mätningar av WSP på bullernivåerna från den intilliggande vägen, busstråk samt spårvägen. De uppmätta värdena vid fasad avlästes till 62-67 dB, mätningarna vid busstråket uppgick till 54-60 dB och buller på grund av spårvagnstrafik uppgick till 58-61 dB. Kravet på konstruktionen specificerades enligt standarden SS 25267 och till ljudklass C vilket medför en ekvivalent nivå på 30 dB samt en maximal ljudnivå 45 dB i boendedelen. De ljudkrav som var rådande vid projekteringen av Friggagatan kan ses i tabell 3 nedan. (WSP, 2006) Tabell 3. Riktvärden ljudnivåer kopplat till BFS och i enlighet med SS 025267 (utgåva 2). Tagit från PM mellan WSP till White. (WSP, 2006). Utrymme Ljudnivå Ljudklass A Ljudklass B Ljudklass C Ljudklass D Utomhus Utanför minst hälften av bostadsrummen i varje lägenhet Ekvivalent 46 dB (A) 50 dB (A) 54 dB (A) 58 dB (A) Maximal 5 51 dB (A) 55 dB (A) På minst en balkong/ute utrymme i anslutning till lägenheten Ekvivalent 46 dB (A) 50 dB (A) 54 dB (A) 58 dB (A) Inomhus Bostadsrum Ekvivalent 22 dB (A) 26 dB (A) 30 dB (A) 34 dB (A) Maximal 37 dB (A) 41 dB (A) 45 dB (A) 49 dB (A) Kök Ekvivalent 27 dB (A) 31 dB (A) 35 dB (A) 39 dB (A) 5 Det maximala värdet får överskridas 5 gånger per natt (22:00-06:00). 17 Enligt WSP har Boverket utfärdat möjligheter till avsteg från riktvärdena i stadsmiljöer där det kan vara svårt att uppnå dessa riktvärden utomhus. Därför finns avsteg från riktlinjerna att tillgå med vissa grundkrav, bland annat att inomhuskraven alltid skall uppnås. Tabell 3 visar alltså de gällande riktvärdena enligt BBR, BFS och enligt SS 025267 (utgåva 2) vid tidpunkten för Friggagatans projektering. Utvecklingen av den nya utgåvan av standarden SS 25267 var dock långt gången vid denna tid. Och det hade blivit praxis i Göteborg att använda den som underlag då den troligtvis skulle bli kopplad till BBR. WSP skriver till White att den kommande svenska standarden SS 25267 (utgåva 3), då den än inte är kopplad till BBR, kommer ligga som underlag för ljudprojekteringen på Friggagatan. (WSP, 12 juni, 2006). I tabell 4 ser man ett utdrag ur SS 25267 (utgåva 3). Tabellen behandlar riktvärden för trafikbuller utomhus. Man kan direkt se att riktvärdena i denna tabell stämmer väl överens med dem i tabell 3. Tabell 4. Ljudklasstandard SS 25267 utgåva 3, riktvärden trafikbuller inomhus. WSP i ett PM till White Arkitekter. (WSP, 12 juni, 2006). Lägsta tillåtna sammanvägda ljudisolering skall fastställas genom beräkning utifrån dimensionerande ljudtrycksnivåer utomhus så att tabellens värden på ljudtrycksnivåer inte överskrids i utrymmen: Dimensionerande ekvivalent ljudtrycksnivå från trafik LpAeq24h eller från andra yttre källor, LpAeq [dB] Dimensionerande maximal ljudtrycksnivå nattetid LpAFmax [dB] - sömn, vila och daglig samvaro 30 45 - matlagning och hygien 35 - Ovan givna riktvärden var alltså det som låg till grund för WSP ljudprojektering av Friggagatan. Som konsulter åt White Arkitekter i projektet återkom WSP med utformningsförslag på fasader som skulle klara ljudkraven. Som underlag låg ljudmätningar och beräkningar av ljudnivåerna. Utformningen på dessa förslag kan studeras i figur 9 som är en gestaltning av författarna av de förslag som WSP skickade till White. Enligt WSP uppfyllde dessa de ljudkrav som ställdes på fasaderna. (WSP, 12 juni, 2006). Figur 9. Avritat förslag, av författarna, på fasadutformning från WSP till White Arkitekter. Skala 1:10 (White Arkitekter AB). 18 Fasadernas utformning vid Friggagatan blev dock inte i något av de två utförandena som föreslogs ovan från WSP (WSP, 12 juni, 2006). Den fasad som kom att användas hade istället utförandet med en tung skalvägg från företaget Con-Form med isolering och puts innanför denna. Enligt J. Larsson (personlig kommunikation, VT 2016) på White ansågs det nödvändigt att använda en tung fasadvägg med tilläggsisolering för att klara ljudkraven. Väggens utformning kan studeras nedan i figur 10. Figur 10. Visar horisontell genomskärning av den befintliga fasaden på loftgångshusen på Friggagatan i Göteborg. Avritad av författarna från White Arkitekters ritningar. Skala 1:10, (White Arkitekter AB). 3.2.2. Byte av befintlig fasad mot Parocelement ur ljudkravsynpunkt. Sedan Friggagatan byggdes och projekterades har alltså standarden SS 25267 (utgåva 3) kommit att innefattats i BBR. I skedet av den här utredningen har en fjärde utgåva av standarden införts i BBR. Denna utgåva ligger till grund för rapportens följande utredningar och redovisningar av ljudkrav. Parocs sandwichelement har förhållandevis bra ljuddämpande förmåga för att vara ett lätt fasadsystem. Ur tabell 5 kan man utläsa att den ljuddämpande förmågan nästan helt är oberoende av tjockleken på elementen. Vidare behandlar Rw + Ctr bullerstörningar från stadstrafik. Tabell 5. Vägd ljudreduktion Rw för sandwichelement AST S vid olika dimensioner. Tabellen är omskriven från Paroc Teknisk Detaljhandbok s 39, tabell 16 (Paroc, 2016). Ljuddämpning Elementtjocklek [mm] 50 80 100 120 150 200 240 300 Rw [dB] 29 30 30 30 30 29 29 29 Rw + C [dB] 27 27 27 27 27 28 28 28 Rw + Ctr [dB] 26 25 25 25 26 26 26 26 Från tabell 5 kan man utläsa att enskilda elements ljuddämpning inte är tillräckligt för att klara ljudkraven på Friggagatan. Enligt, 67 – 26 = 41 [dB], uppfyller inte ljudkrav C enligt BBR22 och SS 25267 (utgåva 4). 19 Paroc har dock några certifierade och testade förslag på flerskiktskonstruktioner där deras sandwichelement i kombination med regelvägg har högre ljuddämpande förmåga. En av dessa utformningar kan studeras i figur 11 där kombinationen av Paroc-element, luftspalt och inre akustikisolering får en klart bättre ljuddämpande förmåga än ett ensamt Paroc- element. Figur 11. Paroc ytterväggslösning för Rw + Ctr = 45 dB. Skala 1:10. Figur är en avritad detalj av författarna där originalet går at hitta i Paroc Teknisk Handbok s.39, tabell 17 (Paroc, 2015). Utformningen i figur 11 är certifierad och testad för att klara en ljuddämpande förmåga på 45 dB inom kategorin Rw + Ctr. Med rådande ljudkrav på 67 dB så medför detta alltså, 67 – 45 = 22 dB och klarade ljudkrav enligt BBR22 ljudklass C. Jämför man värdet så ser man faktiskt att ljudklass A har riktvärde på 22 dB. Dock så är dessa klassificeringar inget som räknas ut, utan den slutgiltiga ljudklassificeringen görs via fältmätningar. Vidare har denna utredning inte tagit hänsyn till fönstrens och ventilers inverkan på ljudkraven, analysen har enbart gjorts på fasadväggens utformning. WSP, som var ljudkonsulter för White på Friggagatan, har i sin rapport föreslagit fönstermodeller som klarar över 65 dB men dessa har alltså inte viktats in i fasadutformningen i denna utredning. Så vad fallstudien säger är att en fasad med utformningen sandwichelement, luftspalt och regelvägg utan fönster och ventiler rent matematiskt precis skulle klara ljudklass A. Men detta är omöjligt att utreda utan aktuella fältmätningar samt att i byggnadens färdiga utformning skall fönster, ventiler och andra fasadöppningar viktas in i konstruktionen och dess ljudutredning (Paroc, 2015). 3.3. Brandkrav Örnhall (2012) redovisar PBF 3:8 enligt De grundläggande funktionskraven finns i PBF, plan- och byggförordningen och anger att byggnadsverk (byggnader och anläggningar) ska vara projekterade och utförda så att byggnadens bärförmåga vid brand kan antas bestå under en bestämd tid, utveckling och spridning av brand och rök inom byggnaden begränsas, personer som befinner sig i byggnaden kan lämna den eller räddas på annat sätt, räddningsmanskapets säkerhet vid brand beaktas. (sid.123). 3.3.1. Utdrag av brandkrav enligt Boverket berörande flerbostadshus. Byggnaden och dess delar bör redovisa sina brandtekniska klasser, brandcellsindelning, utrymningsvägar, utrymningsstrategi, brandskydd av installationer och en plan för underhåll i brandskyddsdokumentation för byggnaden. Det är ett krav att en sådan 20 dokumentation upprättas för att redovisa utförandet av brandskyddet samt dess utformning. Det är byggnadsnämnden som sätter dessa krav och dess omfattning genom byggsamrådet. Vid större byggnationer och höga, fler än 16 våningar, kan även en riskanalys erfordras (Boverket, 2015). Hur en byggnad används påverkar brandskyddsutformning då användningsområdet styr hur bra lokalkännedom personerna i byggnaden kan antas ha. Detta med flera andra faktorer behandlas genom att gruppera in byggnader i olika verksamhetsklasser. En byggnad kan vara uppdelad i flera olika verksamhetsklasser beroende på att olika delar kan används på olika sätt, och då ställs olika krav på dessa sinsemellan (Boverket, 2015). Verksamhetsklasser De olika verksamhetsklasserna, Vk, är beroende på vilka olika verksamheter och aktiviteter som antas innefattas i lokalen. Klassificeringarna har beteckningarna Vk1 till och med Vk6 och innefattar olika byggnadstyper samt ytterligare faktorer. Dessa faktorer redovisas som bland annat lokalkännedom, hur kännedomen är för personerna i byggnaden, lokalens utformning och vilka möjligheter det finns för utrymning. Vidare behandlas om utrymningen kan anses ske på egen hand eller inte, om personerna i lokalen kan anses vara i vaket tillstånd eller förväntas sova. Till sist bemöts riskerna till uppkomsten av brand och det eventuella brandförloppets hastighet och omfattning. (Boverket, 2015). Då utredningens byggnad inte innefattas av alla verksamhetsklasser så görs ett urval av dem som är eller kan vara aktuella i den typ av byggnad som utredningen berör. Nedan redovisas enbart den verksamhetsklass som innefattas på Plejadgatan, för övriga aktuella klasser, se bilagor. Vk 3 omfattar bostäder där personerna i byggnaden anses ha god kännedom om byggnadens utformning och antas kunna sätta sig själva i säkerhet vid en eventuell brand. Dessa personer kan förväntas att sova i byggnaden och innefattar flerbostadshus, småhus, fritidsbostäder och seniorboende m.m. (Boverket, 2015). Byggnadsklasser Byggnadsklasser används för att dela in byggnaderna efter deras skyddsbehov beroende på deras utformning. Vid bedömningen av byggnadsklassificeringen skall beaktande tas till det troliga brandförloppet, vilka konsekvenser en eventuell brand medför och vidare hänsyn till byggnadens utförande. Klassificeringen innebär olika krav på utförandet av brandskyddet. I tabell 6 nedan redovisas byggnadsklasserna (Boverket, 2015). Tabell 6. Beteckningstabell över byggnadsklasser. Framtagen av författarna med hjälp av BBR22 5:22 (Boverket, 2015). Beteckning Skyddsbehov Br0 Mycket stort skyddsbehov Br1 Stort skyddsbehov Br2 Måttligt skyddsbehov Br3 Litet skyddsbehov Klassificeringen placerar bygganden i en av de fyra kategorierna ovan beroende på skyddsbehoven. Br0 innefattar byggnader med utformning så som byggnader med fler än 16 våningsplan alternativt vissa typer av samlingslokaler. I Br1 innefattar byggnader med tre eller fler våningsplan (Boverket, 2015). 21 Klassificering på byggnadsdelar Klassificering finns även på byggnadsdelar och även dessa delas in i olika grupper beroende på deras egenskaper. De uppnådda funktionskraven redovisas genom de olika beteckningarna, eller som en kombination av flera beteckningar. De enskilda beteckningarna och deras kombinationer framgår i tabell 7 som är gjord av författarna för en snabb och enkel överblick av den paragraf som behandlar ämnet i BBR22. Tabell 7. Beskriver brandfunktionsklasser med beteckning och betydelse. Framtagen av författarna med hjälp av BBR22 5:231 (Boverket 2015). Beteckning Innefattar R Bärförmåga RE Bärförmåga och integritet, täthet REI Bärförmåga, täthet och isolering E Integritet EI1 och EI2 Integritet och isolering på brandavskiljande fönster och branddörrar M Mekanisk påverkan Sa och Sm Brandgastäthet för dörrar C Dörrar med dörrstängare Beteckningarna i tabell 7 ovan kombineras vid sin redovisning med ett nummer som syftar på den tid, i minuter, som konstruktionen uppfyller de berörda klassificeringarna. Exempelvis kan en fasad ha betäckningen REI60, vilket då syftar på att fasaden är klassificerad att klara att bibehålla sin bärförmåga, täthet och isoleringsförmåga, vid brand, i 60 minuter (Boverket, 2015). Byggnadsmaterial Enligt Europaklasserna delas även byggnadsmaterial in i klassificeringar. Dessa har fallande beteckning från A till F beroende på materialets egenskaper sett till förhindrande eller påskyndande av brandförlopp. De bäst förhindrande materialen har klassificeringen A1 eller A2 och dessa material har egenskaper som förhindrar bland annat övertändning. Övertändning är namnet på den process i brandförloppet i vilken brandröken och brandgaserna antänder, vilket påskyndar brandspridningen och spridningen sker okontrollerbart. Klass A2 och sämre måste även redovisas med en tilläggsbeteckning som beskriver materialet ur två mer specifika områden. Klasserna kombineras med tilläggsbeteckningar vilka är redovisade i tabell 8 (Boverket, 2015). 22 Tabell 8. Förklaring av tilläggsbeteckningar för byggnadsmaterial. Framtagen av författarna med hjälp av BBR22. (Boverket, 2015). Beteckning Betydelse s1 Mycket begränsad mängd brandgaser s2 Begränsad mängd grandgaser s3 Inga krav på brandgaser d0 Inga droppar/partiklar får avges d1 Begränsad mängd droppar/partiklar får avges d2 Inga krav på droppar/partiklar Ett exempel på ett materials fullständiga klassbeteckning kan alltså vara A2-s1,d0. Ytterväggar i byggnader med klassificering Br1 skall utformas så att den avskiljande funktionen upprätthålls mellan byggnadens olika brandceller. Begränsningar skall ske gällande brandspridning inuti väggarna och längs med fasadytan samt att risken för personskador vid fallande delar av fasaden begränsas. Ytterväggar som enbart innehåller material av lägst klass A2-s1,d0 uppfyller kriterierna angående brandspridning inuti dessa väggar. För byggnader som ingår i Br2 samt Br3 bör kraven D-s2,d2 vara uppfyllda för att säkerhetsställa en begränsning av brandspridning längs med fasadytan, (Boverket, 2015). En kortare beskrivning av brandceller och utrymningsvägar går att finna i bilagorna. 3.3.2. Elementdata från Paroc berörande brandkrav. Paroc sandwichelement består av stenull täckt i plåt. Stenullen som elementen är uppbyggda av består av 96-98% av sten som smälts och som sedan spinns till fibrer. Den resterande delen består av organiskt bindemedel. Egenskaperna för den färdiga produkten resulterar i elementens brandisolerande egenskaper. Eftersom stenullen är ett oorganiskt material brinner denna inte. Paroc sandwichpaneler ingår i klassen A2-s1, d0, vilket enligt EN ISO 13501-01, innebär att dessa inte bidrar till brand. Alltså uppnår sandwichelementen den klassificering som ställs på ytterväggar för byggnader med klassificering Br0. Ytskikten på elementen uppnår som redovisat de strängaste tilläggskraven, s1 och d0, vilket medför att elementen kan användas i alla delar av byggnaden, inklusive utrymningsvägar och luftslussar. Smältpunkten för sandwichelementen ligger på över 1000 oC så panelerna hjälper även till att skydda konstruktionen under en längre tid. Under hela sin livslängd lever elementen upp till sin standard då stenullen behåller sin form även vid höga temperatur- och fukthalter. Sandwichelementkonstruktionerna är klassificerade enligt EN 13501-1 och beroende på vilken typ av Paroc-sandwichelement och vilken tjocklek på elementet uppnår dessa olika brandklasser (Paroc, 2012). 23 I figur 12 kan ett standardiserat brandförlopp studeras med hänseende på temperatur och tid. Standardiseringen ISO 834 behandlar en vanlig brand sett till dess temperaturutveckling och rumsutrymme. Figur 12. Redovisar brandkurva enligt ISO 834 vid antändningsskeden för olika material beroende på temperatur och tid. (Paroc (2016) Protection Firesafe Construction s.7). Trä antänds vid cirka 500 oC och denna temperaturutveckling går på enbart några minuter. Glas smälter redan vid 700 oC och denna temperatur uppnås vid cirka 7 minuter. Stenullen klarar alltså temperaturer som är dubbelt så höga än vad som behövs för att antända träet, och 300 oC mer än glas. Det som gör intryck är stenullens brandegenskaper med hänseende på tiden, 120 min, som stenullen klarar att behålla sina egenskaper vid brand. (Paroc, 2012). I tabell 9 kan Paroc sandwichelements egenskaper sett till brand studeras närmare. Olika elementtyper och dimensioners inverkan på sandwichelementens brandegenskaper redovisas. Den är en omarbetad version av Parocs materialtabell om sandwichelementen. Tabell 9. Visar EI-klassificeringen för de olika elementen i kombination med antalet minuter. Omarbetad tabell av författarna där originalet innehåller U-värden och vikt (Paroc, 2016c). Element-typ Brandklass [EI] Verklig tjocklek [mm] 53 79 99 120 151 173 202 243 305 AST® L - - - - 180 180 180 180 180 AST® T - 30 45 90 120 180 180 240 240 AST® S - 30 60 90 180 180 240 240 240 AST® S+ - - 120 120 - - - - - AST® F - 90 120 120 240 240 240 240 240 AST® F+ - - 120 120 - - - - - AST® E 45 90 120 120 120 240 240 240 240 24 Slutsatserna som kan dras är att elementtypen och dimensionen har påverkan på sandwichelements isoleringsförmåga och integritet i händelse av brand. Där Parocs sandwichelement för högst brandskydd, AST® F, redan vid 150 mm klarar EI240. 3.4. Böjning av sandwichelementen Enligt M. Holmberg (personlig kommunikation, VT 2016) kan det förekomma en viss problematik med böjning av sandwichelementen. Detta på grund av utformningen av Paroc-sandwichelementen som består av två stålskivor med mellanliggande stenull. Detta medför att sandwichelementen är förhållandevis flexibla om de jämförs med exempelvis en betongvägg. Hänsyn till böjningen bör således tas med vid projektering. Normalt brukar detta inte innebära allt för stor problematik då sandwichelementen huvudsakligen används till industribyggnader, idrottshallar och kommersiella byggnader. Vilka generellt sett inte har så många invändiga konstruktioner som är känsliga mot den böjning som kan ske. Men vid användning av sandwichelementen i flerbostadshus kan detta medföra problem då invändiga konstruktioner, så som innerväggar, är i kontakt med ytterväggen. Dessa kan skadas när fasaden buktar in eller ut. Detta kan dock åtgärdas genom att ha den eventuella rörelsen av fasaden i åtanke vid projekteringen. Utböjning kan ske till följd av två naturliga drivkrafter, temperaturskillnader samt tryckskillnader mellan in och utsidan. Men böjningen är även starkt beroende på hur lång spännvidden är och tjockleken på sandwichelementen, där längre och/eller tunnare sandwichelement medför en större böjning. 3.4.1. Böjning till följd av temperaturskillnader. Beroende på sandwichelementens ytskiktsbeläggning kommer yttemperaturen på elementen att variera, mellan +55 och +80 oC under sommarmånaderna. Där mörkare kulörer bidrar till högre yttemperatur hos sandwichelementen. På vintern kan yttemperaturen bli så lågt som -30 oC. Beroende på temperaturen på insidan av sandwichelementet kan temperaturskillnaden bli uppemot 55 oC, mellan in- och utsida på elementen (Paroc, 2015). Tabell 10 är ett utdrag ur en tabell i Parocs tekniska handbok, tabellen i sin helhet kan studeras i källan. Tabell 10 visar böjningen till följd av temperaturskillnader, för olika elementtjocklekar och spännvidder. Tabell 10. Visar utböjningen vid olika spännvidder och vid två olika elementtjocklekar vid T på 55 oC vid elementens yttemperatur på utsidan och insidan (Paroc, 2015). Spännvidd [m] Temperaturgradient [°C] Böjning [mm] Elementtjocklek [mm] 80 240 3 55 9 3 4,5 55 21 7 6 55 38 12 9 55 85 28 Tabell 10 visar hur mycket böjningen är beroende av spännvidden på sandwichelementen. Tjockleken har också betydelse, men i jämförelse med spännvidden är denna betydelse inte lika stor. Om man ökar spännvidden med en faktor tre, från 3 till 9 m, leder till en procentuell ökning på över 800 %. En ökning av tjockleken med en faktor 3, från 80 till 25 240 mm leder till en förändring på runtomkring 200 %. Så korrelationen mellan spännvidd och tjocklek på sandwichelementen är ungefär 4:1. Böjningen av sandwichelementen till följd av temperaturskillnader, sker alltid mot den varma sidan, alltså böjs sandwichelementen utåt på sommaren och inåt på vintern. Detta visas i figur 13 där en schematisk figur har ritats upp av författarna som visar den mekaniska gestaltningen av böjningen. Figur 13. Schematisk gestaltning av böjningen av ett sandwichelement beroende på temperaturskillnader, d = utböjningen. Figur är ej i skala, ritad av författarna. Figuren visar de två möjliga versionerna av böjningen hos ett horisontellt sandwichelement. Vid vertikala orienteringen av sandwichelementen är principen den samma, för illustration av detta kan figur 13 får roteras 90o. 3.4.2. Utböjning till följd av vindlast. Då vindlastens omfattning är beroende av var byggnaden är lokaliserad, dess utformning, höjd samt andra faktorer, kommer vindlasten att variera. Nedan följer ett utdrag från en tabell ur Parocs tekniska handbok, tabellen i sin helhet kan studeras i källan. För att sätta vindlasterna i tabell 11 i kontext kan det nämnas att en orkan som har en vindhastighet på 33 m/s genererar en last på 0,70 kN/m2. Eller att en kuling med en vindhastighet mellan 14 och 17 m/s genererar en last på 0,15 kN/m2 (Paroc, 2015). Tabell 11. Visar utböjningen på grund av vindlast vid olika spännvidder för elementen och vid två olika elementtjocklekar. (Paroc, 2015). 26 Spännvidd [m] Vindlast [kN/m2] Utböjning [mm] Elementtjocklek [mm] 100 240 3 0,6 3 1 3 1,0 5 2 4,5 0,6 10 3 4,5 1,0 17 4 Även i denna tabell, jämfört med tabell 10, så är spännvidden den betydande faktorn med hänsyn till böjning av elementen. Det tåls dock att påpeka igen att den lägsta vindlasten i tabell 12, 0,6 KN/m2, är strax under en orkan i styrka (Paroc, 2015). 3.4.3. Sammanfattning av böjningsproblematiken. Enligt de två problemområden som gåtts igenom i 3.4.1 och 3.4.2, kan slutsatsen dras att det dominerande problemet är temperaturskillnaderna. Dels då de ger större böjningar, men även då det är det mest förekommande fenomenet i Sverige. För att ta väl hänsyn till denna problematik, bör så korta spännvidder samt så tjocka sandwichelement som möjligt väljas. Dessa aspekter påverkar hur kraftig böjningen av sandwichelementen blir. Men en luftspalt bör även placeras bakom sandwichelementen för att eliminera risken för skador på bakomvarande konstruktioner (Paroc, 2015). 3.5. Övriga problemområden Utredningen av övriga områden, som berör fasaden, påverkas inte i samma utsträckning av faktorer berörande byggnadens placering utan mer av elementen och deras utformning. Dessa utredningar kommer således inte att viktas genom en jämnförning eller utföras med hjälp av en fallstudie. Nämnda områden kommer att redovisas genom vilka råd, förordningar och krav som ställs i BBR. Dessa kommer att jämföras med den certifierade indata som finns för elementen och installationsmetoderna för dem. 3.5.1. Täthet i fasaden Boverket (2015) skriver i BBR22 att ”Byggnadens klimatskärm ska vara så tät att krav på byggnadens specifika energianvändning och installerad eleffekt för uppvärmning uppfylls.” (sid.243) och vidare konstaterar Boverket (2015) att ”För att undvika skador på grund av fuktkonvektion bör byggnadens klimatskiljande delar ha så god lufttäthet som möjligt.” (sid. 168). Ett siffervärde på lufttätheten har varit borttaget sedan BFS 2006:12 och ersatts av rekommendationer enligt citaten ovan. Men i äldre utgåvor av BFS kan ett siffervärde hittas. Siffervärdet för bostäder låg då på 0,8 l/sm2 vid en tryckskillnad på 50 Pa (Larsson, 2002). Det bör dock understrykas att detta värde i skrivande stund snart är 15 år gammalt, således bör det ses som ett absolut maxvärde. Lufttätheten i skarvarna mellan sandwichelementen är av stor vikt för att klimatskalet ska vara effektivt, dels med avseende på den energiförlust som otätheter medför, men även med avseende på den fukttransport som uppstår vid otätheter. Därför är det viktigt att tätningen av skarvarna mellan elementen utförs på ett tillfredställande sätt. I skarven mellan två Paroc-element finns det två huvudsakliga sätt att täta. Dels där endast den invändiga sponten tätas, samt varianten där båda sponterna tätas. Vid vertikal orientering måste båda sponterna tätas, vid horisontell montering finns det en möjlighet att endast täta en av sponterna, men för att uppnå en god täthet bör man även i detta fall använda tätning i båda sponterna (Paroc, 2015). I tabell 12 nedan visas inverkan på lufttätheten för 27 olika tätningsmetoder och elementorienteringar, för en konstruktion med Paroc sandwichelement. Tabell 12. Avser lufttätheten för konstruktioner med Parocelement vid en tryckskillnad på 50 [Pa] (Paroc, 2015). Montage och tätning Klassificering, m3/m2h Horisontellt montage, tätning i fogens båda sponter < 1.0 Horisontellt montage, tätning endast i fogens invändiga spont < 1.5 Vertikalt montage, tätning i fogens båda sponter < 1.0 Värdena i tabell 12 är angivet med enhet m3/m2h som kan omvandlas till enheten l/sm2 om man dividerar det med 3,6. Med hjälp av denna omvandling kan en jämförelse göras mot det tidigare maxvärdet enligt BFS 2002:19. För fasader av Paroc sandwichelement med tätning i båda sponterna blir tätheten då < 0,278 l/sm2 eller lite drygt en tredjedel av maxvärdet, vilket i sammanhanget får ses som en fingervisning om att fasaden kan ge en god täthet vid korrekt utförd tätning i båda sponterna. 3.5.2. Regntäthet När man ser till regntäthet i skarven mellan två Paroc-element, avses samma tätningar som i avsnittet 3.5.1 om ”Täthet i fasaden”. Det vill säga att endast den invändiga eller att både den invändiga och utvändiga skarven förses med tätning (Paroc, 2015). I tabell 13 nedan visas de olika tätningsprincipernas inverkan på regntätheten vid de olika tätningsprincipera. Tabell 13. Avser regntätheten vid olika tätningsprinciper (Paroc, 2015). Tätningsprincip Regntät upp till Tätning i invändig spont (endast horisontellt montage) 0,6 kN/m2 Tätning i båda sponter, vertikalt eller horisontellt montage 1,2 kN/m2 Som det framgår i tabell 13 och som rekommenderas av Paroc, bör konstruktioner konstrueras med tätning i båda sponterna om vindlasterna överskrider 0,6 kN/m2 eller om byggnaden planeras med vertikalt orienterade Paroc-element. (Paroc, 2015). 3.5.3. Skalskydd Parocs sandwichelement är testade och certifierade enligt svensk Brand- och Säkerhetscertifiering AB, förkortad SBSC. I utförandet av sandwichelementen AST® S och AST® E med tjockleken 240 mm, som testerna är utförda på, kommer dessa sandwichelement upp till skalskyddsklass 2. Gällande certifieringsnummer är 10-575 samt 10-576 och regelverket för båda sandwichelementen följer SSF 1047, utgåva 2. (Stöldskyddsföreningen, 2016). I en kommunikation med SSF (17-05-2016) berättar de att enligt dem så räcker skalskyddsklass 1 för bostäder. Detta är också det svar författarna fick av J. Larsson (personlig kommunikation, VT 2016) på White Arkitekter. Således kan slutsatsen dras att Paroc sandwichelement mer än nödvändigt klarar de krav som ställs på fasaden. För att se certifikaten som gäller för Parocs sandwichelement se bilagor. 28 3.5.4. Skador på fasadelementen På grund av Parocelementens utformningen, med tunna stålplåtar utvändigt, och invändigt, finns en viss risk att synliga och eventuellt farliga skador kan uppkomma, till följd av olyckor eller avsiktligt våld mot fasaden. För att försöka undkomma detta bör de mer utsatta elementen på bottenvåningen antingen ersättas med något tåligare eller skyddas. Anledningen till att sandwichelementen på nedersta våningen kan anses vara mer utsatta är på grund av att rörelsen av människor och fordon. Cyklister, mopedister och övriga trafikanter som kan antas röra sig i närheten av fasaden och detta utgör en risk för olyckor. Dessa skulle lätt kunna skada fasaden. Sandwichelementen ovan första våningen kan anses vara utom räckhåll för dessa olyckor. I Hillerød var bottenvåningens element skyddade bakom en skalmur av murat tegel, detta gav dock andra problem, se avsnittet 3.1.2. En alternativ lösning på problemet skulle vara att betongsockeln dras upp, så att antingen hela första våningen eller att en del av den består av en betongvägg. Dock bör risken för fuktproblematik, likt Hillerød, beaktas vid denna utformning. Vidare medför detta att man får en fasad med blandad utformning och såldes fler produktionsmoment. Detta skulle kunna påverka byggtiden för projektet och medföra att sandwichelementens fördelar med snabbt montage frångås. Byte av skadade Paroc-element Om ett Paroc-element skulle erhålla så pass mycket skador att det behöver bytas ut finns det möjlighet att göra detta. Sandwichelement med tjocklek upp till 240 mm kan bytas ut enligt Martin Holmberg (personlig kommunikation, VT 2016) på Paroc. Tillvägagångssättet för detta finns beskrivet i den tekniska handboken som tillhandahålls av Paroc. 29 4. Fasadutformning med Paroc sandwichelement I detta avsnitt redovisas de generella tankegångar som diskuterats mellan författarna gällande utformningen av fasadsystemet. Med utgångspunkten att de tidigare avsnitten i utredningen har lett till en fördjupad kunskap om sandwichelementen, kan appliceringen behandla de mer generella aspekterna i fasaden. Detta innefattar orienteringen av sandwichelementen, vertikalt och horisontellt. Vidare behandlas täckplåtens inverkan på fasaden och innerväggarnas utformning med tanke på fasadens eventuella böjning. 4.1. Orientering av elementen Vid användning av sandwichelement finns det två sätt att orientera elementen, vertikalt eller horisontellt. De olika orienteringarna erbjuder sina för- och nackdelar, om man ser till möjligheten att använda sandwichelementen vid flerbostadshusproduktion. Då centrumavståndet mellan bjälklag oftast är mindre än centrumavståndet mellan de lägenhetsskiljande väggarna, ger det en fördel att planera för vertikalt orienterade Paroc- element, detta då det genererar en elementhöjd på runt 3 m. Jämfört med en elementlängd på väl över 4 m vid horisontellt montage, beroende på hur stor lägenheten är. Som behandlat i kapitel 3.4 om böjning framgår det att lägre elementlängd är att föredra för att minimera problematiken som annars uppstår. Vid vertikal orientering av elementen skapas en horisontell skarv mellan elementen. Utöver skarven är monteringsskruvarna placerade ovan respektive under skarven. Skarven och skruvarna måste döljas för att göra fasaden tätare och för skydda skruvarna från väderlek, dessa skyddas genom att man fäster en täckplåt runtom dem, storleken på den beror dock på hur långt isär monteringsskruvarna blir placerade. 4.1.1. Vertikalt montage Lägenhetsbredden Då sandwichelementen kommer i bredder av 1,2 m mellan sponterna, ställer detta krav på hur man kan utforma byggnaden och lägenheterna däri. Det faller naturligt att de lägenhetsskiljande, och de ofta tillhörande bärande delarna, i huset bör ha ett centrumavstånd som är en multipel av 1,2 m för att få en underlättad konstruktion. Lägenhetshöjden Vid vertikalt montage spelar höjden på lägenheterna mindre roll om man ser till sandwichelementen, så länge som böjningen av sandwichelementen tas i hänsyn. 4.1.2. Horisontellt montage Lägenhetsbredden Vid horisontellt montage spelar bredden på lägenheterna mindre roll om man ser till sandwichelementen, så länge som böjningen av sandwichelementen tas i hänsyn. Lägenhetshöjden Då sandwichelementen kommer i bredder av 1,2 m mellan sponterna, ställer detta lite krav på hur man kan utforma byggnaden och lägenheterna däri. Det faller naturligt att bjälklagen bör ha ett centrumavstånd som är av en multipel av 1,2 m för att få en underlättad konstruktion. 4.2. Täckplåt Skarven som blir mellan elementen måste som nämnts tidigare täckas och skyddas från väderlek, detta görs med hjälp av täckplåten. Beroende på om fasaden utförs med vertikal eller horisontell orientering av elementen, kommer man få en horisontell respektive vertikal täckplåt. 30 Oavsett täckplåtens orientering, bör täckplåten ha konstanta dimensioner utefter hela sin längd, detta för att undvika extra plåtarbete i övergångarna. Detta tankesätt har medfört begränsningar då alla skarvar och infästningsskruvar måste placeras inom täckplåten. Med dessa två lärdomar inses att med en liten täckplåt ges liten marginal att placera infästningar för våningsspännande fönster på en mer fördelaktig distans från bjälklag. Samtidigt som stora täckplåtar ger större spelmöjligheter med detta resulterar det i kraftiga beslag och mer omfattande plåtarbete vid varje skarv. 4.3. Innerväggen innanför sandwichelementet. Att det behövs en vägg innanför sandwichelementet har redan motiverats med hänsyn till böjningen men även med hänsyn till ljudkrav, se avsnitt 3.4.3 och 3.2. Men det finns ytterligare anledningar. En vägg innanför sandwichelementen möjliggör att dra vissa installationer längs ytterväggen. De estetiska aspekterna med att dölja plåtväggen bör inte underskattas. Utöver detta kan hänsyn tas till skaderisken som finns mot sandwichelementen, om de skulle stå oskyddade på insidan av lägenheten. Precis som i kapitel 3.5.4 där skaderisken på b