Energianalys av Timmerhus - Jönköping Universityju.se/download/18.57cc603c1374b2ebec4da1/frojd_hugo.pdf · Postadress: Besöksadress: Telefon: Box 1026 Gjuterigatan 5 036-10 10

Postadress: Besksadress: Telefon:

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

551 11 Jnkping

Energianalys av Timmerhus Energy Analysis of Log Houses

Hugo Frjd

EXAMENSARBETE 2012

Byggnadsteknik

DRAF

T

1

Frord Jag vill brja med att tacka alla som hjlpt mig med att genomfra detta examensarbete. Frmst vill jag tacka Ronnie Karlsson och Aneby Timber som varit tillmtesgende och kommit med bra underlag fr mitt skrivande. Sedan vill jag tacka min handledare Kjell Nero som varit ett bra std under arbetets gng och mina studiekamrater som gett bra feedback. Jag hoppas att detta arbete skall komma alla som lser det till nytta och att det kan anvndas fr att utveckla timmerhusbranschen.

Detta examensarbete r utfrt vid Tekniska Hgskolan i Jnkping inom

mnesomrdet byggnadsteknik. Arbetet r ett led i den treriga

hgskoleingenjrsutbildningen i husbyggnadsteknik.

Frfattarna svarar sjlva fr framfrda sikter, slutsatser och resultat.

Examinator: Madjid Taghizadeh

Handledare: Kjell Nero

Omfattning: 15 hp

Datum: 2012-05-18

DRAF

T

Abstract

1

Abstract

Log homes have been built for a very long time and in many different designs. The development has historically meant that the energy performance of the log houses has been increased by putting more insulation in ceilings and floors and that the installations have been streamlined. The problem is that the energy requirements in recent years have been tightened and log houses therefore have a hard time living up to these requirements. The timber houses simply must improve its energy effectiveness if they are to be manufactured in the future. This problem has formed the purpose of this report that it will contribute to reduced environmental impact and energy consumption for log homes. The goal has been to investigate how a log home meets today's demands for energy consumption, and to suggest improvements to increase energy performance. To reach this goal the two questions "How energy efficient and how carbon dioxide efficient are today's log homes and how do they meet new energy requirements of BBR19?" and "How can the design of the timber houses be improved to reduce energy consumption" has been analyzed. The questions have been answered by applying the methods literature review, case study and calculations. First applied is the literature review with the purpose to obtaining methods and theories on how to do calculations on a building of this type. What followed was another literature review with the purpose to find buildings that could be used for comparison and to get ideas for improvements of the construction. Then, the calculation methods were applied on a case study, Brickarp 3:9, which contained a energy calculation and a lifecycle analysis. Following sketching revealed opportunities for improvement and ultimately, the impact of some of these improvements were calculated in a second energy calculation of Brickarp 3:9. The thesis shows that the log houses of today, have a hard time to meet the current energy demands of BBR 19, but that this is a misleading value on the house's environmental friendliness. It turned out that the log houses of today have a lower environmental impact considering carbon dioxide emissions than the usual framework building. The report also shows that the log house has a bright future because of the fact that there are a lot of improvements that could reduce the energy consumption and that one example in the calculations in this report show that the log house could have the potential to achieve passive house standard. DR

AFT

Sammanfattning

2

Sammanfattning

Timmerhus har byggts under alla tider och finns i mnga olika utfranden. Utvecklingen har genom historien inneburit att energiprestandan fr husen har kat bl.a. genom att tak och golv har blivit mer isolerade samt att installationerna har effektiviserats. Problemet r att energikraven de senare ren har skrpts och timmerhusen fr nu svrt att n upp till dessa krav. Timmerhusen mste helt enkelt frbttras om de i framtiden ska f tillverkas. Detta problem har format syftet att denna rapport ska frska bidra till en minskad miljpverkan och energikonsumtion fr timmerhus. Mlet har varit att underska hur ett timmerhus klarar dagens krav p energianvndning, samt att ge frslag till frbttringar fr att ka energiprestandan. Fr att n mlet har tv frgestllningar analyserats, Hur energieffektivt och koldioxideffektivt r dagens timmerhus och hur klarar timmerhusen de nya energikraven i BBR19? samt Hur kan timmerhusens konstruktion frbttras fr att minska energikonsumtionen. Frgorna har besvarats genom tillmpande av metoderna litteraturstudie, fallstudie samt berkningar. Frst tillmpades litteraturstudien med syfte att f fram berkningsmetoder och teorier kring hur man gr berkningar p en byggnad av denna typ. Fljande har ytterligare en litteraturstudie genomfrts fr att hitta jmfrelseobjekt och ider kring frbttringar. Drefter har berkningsmetoderna tillmpats p en fallstudie, Brickarp 3:9, vilket omfattade en energiberkning och en livscykelanalys. Drefter har berkningar visat p frbttringsmjligheter och slutligen har effekterna av ngra av dessa berknats genom att tillmpa dem p Brickarp 3:9. Arbetet visar p att timmerhusen av idag har svrt att uppfylla dagens energikrav i BBR 19 men att detta r ett missvisande vrde p husets miljvnlighet. Det visade sig nmligen att timmerhusen av idag har en lgre miljpverkan genom koldioxidutslpp n det vanliga regelverkshuset. Rapporten visar ocks p att timmerhuset gr en ljus framtid tillmtes d frbttringsfrslagen skulle kunna energieffektivisera dem och ett berkningsexempel i denna rapport visar t.o.m. att timmerhuset skulle ha potential att uppn passivhusstandard.

Nyckelord

Timmerhus Log House Energianvndning Livscykelanalys Specifik energianvndning Frbttring av timmerhus

DRAF

T

Innehllsfrteckning

3

Innehllsfrteckning

1 Inledning ................................................................................... 5

1.1 PROBLEMBESKRIVNING ................................................................................................................................. 5 1.2 SYFTE ML OCH FRGESTLLNINGAR ......................................................................................................... 6

1.2.1 Syfte .......................................................................................................................................................... 6 1.2.2 Ml .......................................................................................................................................................... 6 1.2.3 Frgestllningar ........................................................................................................................................ 6

1.3 METOD .............................................................................................................................................................. 7 1.3.1 Hur energieffektivt och koldioxideffektivt r dagens timmerhus och hur klarar timmerhusen de nya energikraven i BBR19? ............................................................................................................................................. 7 1.3.2 Hur kan timmerhusets konstruktion frbttras fr att minska energianvndandet? .................................. 7

1.4 AVGRNSNINGAR ............................................................................................................................................ 7 1.5 DISPOSITION .................................................................................................................................................... 8 1.6 FRETAGSBESKRIVNING ............................................................................................................................... 9

2 Bakgrund och frutsttningar .............................................. 10

2.1 STOCKEN ........................................................................................................................................................ 10 2.1.1 Trmaterialets egenskaper ....................................................................................................................... 10 2.1.2 Tr i ett livscykelperspektiv ..................................................................................................................... 11 2.1.3 Fuktinnehll i rtimmer ......................................................................................................................... 11 2.1.4 Fuktkrav fr timmermaterialet ............................................................................................................... 11 2.1.5 Fuktbetingade rrelser hos tr ................................................................................................................. 11 2.1.6 Sprickbildning och mrgspr ................................................................................................................... 12 2.1.7 Fuktavgivning, fuktupptagning ............................................................................................................... 12 2.1.8 Fukttransport ......................................................................................................................................... 13 2.1.9 Fuktrelaterade problem och orsaker ........................................................................................................ 13

2.2 STOMMEN ....................................................................................................................................................... 15 2.2.1 Timmervggens utformning ...................................................................................................................... 15 2.2.2 Kompletterande isolering .......................................................................................................................... 15 2.2.3 Timmerknuten ........................................................................................................................................ 16 2.2.4 Golv ........................................................................................................................................................ 18 2.2.5 Tak ........................................................................................................................................................ 18 2.2.6 Innervggar ............................................................................................................................................. 18 2.2.7 Fnster och drrar ................................................................................................................................... 18 2.2.8 Fljare .................................................................................................................................................... 19 2.2.9 Gt ......................................................................................................................................................... 19 2.2.10 Skarvning av stock ................................................................................................................................. 19 2.2.11 Dragstag ................................................................................................................................................. 19

2.3 SYSTEMET ....................................................................................................................................................... 20 2.3.1 Det brande systemet............................................................................................................................... 20 2.3.2 Sttningar ............................................................................................................................................... 20 2.3.3 Vggens vrmeegenskaper ....................................................................................................................... 21 2.3.4 Berkningsmetodik fr U-vrdeberkning ............................................................................................... 21 2.3.5 Kldbryggor ............................................................................................................................................. 22 2.3.6 Vrmelagringsfrmga och termisk trghet .............................................................................................. 22 2.3.7 Timmervggens praktiska U-vrde ......................................................................................................... 23 2.3.8 Placering av tillggsisoleringen ................................................................................................................. 24 2.3.9 Uppvrmningssystem och energitillverkning ............................................................................................. 25 2.3.10 Brandegenskaper ..................................................................................................................................... 25 2.3.11 Fuktbuffring ........................................................................................................................................... 26 2.3.12 Kondens .................................................................................................................................................. 26 2.3.13 Diffusionssprrens vara eller inte vara ..................................................................................................... 26 2.3.14 Fuktberkningar .................................................................................................................................... 28 2.3.15 Tthet och ventilation .............................................................................................................................. 28 2.3.16 BBR:s energiregler ................................................................................................................................... 29 2.3.17 Formler fr energiberkning .................................................................................................................... 30 2.3.18 Livscykelanalys ....................................................................................................................................... 31

DRAF

T

Innehllsfrteckning

4

2.3.19 Energioptimering ..................................................................................................................................... 31

3 Genomfrande ....................................................................... 32

3.1 HUR ENERGIEFFEKTIVT OCH KOLDIOXIDEFFEKTIVT R DAGENS TIMMERHUS OCH HUR KLARAR TIMMERHUSEN DE NYA ENERGIKRAVEN I BBR19? ........................................................................................... 32

3.1.1 Litteraturstudie ....................................................................................................................................... 32 3.1.2 Presentation av fallstudie Brickarp 3:9 ................................................................................................... 36 3.1.3 Ritningsunderlag fr Brickarp 3:9 .......................................................................................................... 38 3.1.4 Energiberkning av Timmerhus Brickarp 3:9 ........................................................................................ 39 3.1.5 Livscykelberknings av Brickarp 3:9 ...................................................................................................... 44

3.2 HUR KAN TIMMERHUSETS KONSTRUKTION FRBTTRAS FR ATT MINSKA ENERGIANVNDANDET? ........................................................................................................................................ 47

3.2.1 Litteraturstudie ....................................................................................................................................... 47 3.2.2 Utveckling av Timmerhuset Brickarp 3:9 genom berkningar ................................................................. 49 3.2.3 Energiberkning av Brickarp 3:9 med frbttringsfrslag ....................................................................... 53

4 Resultat och analys ................................................................ 57

4.1 HUR ENERGIEFFEKTIVT OCH KOLDIOXIDEFFEKTIVT R DAGENS TIMMERHUS OCH HUR KLARAR TIMMERHUSEN DE NYA ENERGIKRAVEN I BBR19? ........................................................................................... 57

4.1.1 Sammanstlld framtagen data ................................................................................................................. 57 4.1.2 Analys av tillverkningsenergi ................................................................................................................... 58 4.1.3 Analys av specifik energianvndning ....................................................................................................... 58 4.1.4 Analys av timmerhusets livscykelkonsumtion .......................................................................................... 59 4.1.5 Analys av koldioxidutslppet.................................................................................................................. 60 4.1.6 Summering .............................................................................................................................................. 60

4.2 HUR KAN TIMMERHUSENS KONSTRUKTION FRBTTRAS FR ATT MINSKA ENERGIKONSUMTIONEN? ....................................................................................................................................... 61

4.2.1 Frbttringar av konstruktionsdelar ....................................................................................................... 61 4.2.2 Frbttringsfrslag fr kldbryggor .......................................................................................................... 62 4.2.3 Lgesoptimering fr maximal solinstrlning ............................................................................................ 62 4.2.4 Frbttring av tthet ............................................................................................................................... 62 4.2.5 Tekniska frbttringar ........................................................................................................................... 63 4.2.6 Resultat av energiberkning av infrda frbttringsfrslag........................................................................ 63 4.2.7 Summering .............................................................................................................................................. 63

5 Diskussion ............................................................................... 64

5.1 RESULTATDISKUSSION ................................................................................................................................. 64 5.1.1 Hur energieffektivt och koldioxideffektivt r dagens timmerhus och hur klarar timmerhusen de nya energikraven i BBR19? ........................................................................................................................................... 64 5.1.2 Hur kan timmerhusens konstruktion frbttras fr att minska energikonsumtionen? ............................. 65

5.2 METODDISKUSSION ...................................................................................................................................... 66 5.2.1 Litteraturstudie ....................................................................................................................................... 66 5.2.2 Fallstudie ................................................................................................................................................ 66 5.2.3 Berkningar ............................................................................................................................................ 66

6 Slutsatser och rekommendationer ...................................... 67

7 Referenser .............................................................................. 68

7.1 FAKTAREFERENSER ...................................................................................................................................... 68 7.2 ILLUSTRATIONSFRTECKNING ................................................................................................................... 71 7.3 TABELLFRTECKNING ................................................................................................................................. 72

8 Skord ..................................................................................... 73

9 Bilagor ..................................................................................... 74

DRAF

T

Inledning

5

1 Inledning

Examensarbetet ingr som ett avslutande moment i Jnkpings Tekniska Hgskolas hgskoleingenjrsutbildning i husbyggnadsteknik. Arbetet r utfrt i samarbete med fretaget Aneby Timber utanfr Aneby. mnet och titeln fr examensarbetet r Energianalys av Timmerhus. Rapporten behandlar timmerhus och problemstllningar kring dessa.

1.1 Problembeskrivning

Timmerhus har byggts under alla tider och finns i mnga olika utfranden. Dessa hus har ofta ingen eller mycket lite vrmeisoleringsmaterial men klarar nd att hlla inne vrmen p ett frvnansvrt bra stt. Husen bygger p en konstruktion som lagrar vrmen i den tunga stommen under dagtid, som sedan vrmer huset nattetid. Detta system bygger p s kallad vrmetrghet. Frgan r hur lngt denna vrmetrghet kan utnyttjas utan att energitgngen blir alltfr stor. Studier har visat att uppemot 90 % av energitgngen under en byggnads livstid gr t under brukandet d.v.s. anvndandet1. Drfr stlls nu hgre krav p hur mycket energi som tillts g t under just brukandet av byggnaden, man energieffektiviserar konstruktionen. De senaste energikrav som infrs i och med att BBR 19 trder i kraft, 2012-01-01, medfr att timmerhusen kommer att mta nya utmaningar2. Dessutom har EU beslutat att samtliga hus som produceras efter 2020 ska vara s kallade nra-nollenergihus och betrffande dagens timmerhus klarar de inte dessa krav3. Ngot mste allts gras om timmerhuset ska kunna fortstta att produceras. Som underlag fr uppsatsen finns ett flertal olika studier och skrifter inom mnet. Bl.a. skriver Sverre Fossdal och Knut Ivar Edvardsen i deras artikel Energy consumption and environmental impact of buildings att Environmental study

shows that the log house has a smaller environmental impact than the timberframe house4. Henrik Nilsson skriver i sitt examensarbete Timmerstommens vrmelagringsfrmga om ett timmerhus frmga till att lagra energi i den tunga stommen samt berknar ett utfrt timmerhus ur energisynpunkt och jmfr detta med ett hus med regelstomme5. Detta examensarbete utfrdes p Jnkpings Tekniska Hgskola 2002 i samarbete med Aneby Timber, samma fretag jag samarbetar med. Dock har fretaget sedan dess bytt gare, regelverken har frndrats och byggmetoder frndrats vilket talar fr att en ny underskning r

1 Sofia Persson och Ester Veibck, Medvetenhet i energianvndning, 2007, s15. 2 Boverket, BBR 19, 9-energihushllning, Sverige, 2012. 3 Europaparlamentets och rdets direktiv 2010/31/EU av den 19 maj 2010 om byggnaders

energiprestanda. 4 Sverre Fossdal och Knut Ivar Edvardsen, Energy consumption and environmental impact of

buildings, Oslo, Norge, 1995. 5 Nilsson, Henrik, Timmerhusets vrmelagringsfrmga, Jnkpings Tekniska Hgskola, Jnkping, Sverige, 2002.

DRAF

T

Inledning

6

relevant. Dessutom finns utvecklingsmjligheter p den gamla rapporten genom att ge frbttringsmjligheter p den befintliga konstruktionen. Anna dling skriver i sitt examensarbete Timmerhusets historia och framtid. En studie av timmerhusets energianvndning om timmerhusets energianvndning och beskriver olika byggmetoder, gamla som nya, och ger frslag p frbttringar6. Dock har nya energikrav infrts sedan dess och en ny studie r relevant att genomfra. Pr Odn skriver i sin examensuppsats Tillggsisolering av timmerstommar med alternativa isoleringsmaterial om hur man p olika stt kan tillggsisolera en byggnad med alternativa isoleringsmaterial7. Samtliga av de lsningar han kommit fram till saknar ren timmerfasad och dr finns allts mjligheten att ska andra lsningar dr fasaden eller insidan av vggen kan hllas fri frn bekldnader. Studien r drmed relevant att genomfra d de rdande miljproblemen krver att nya och effektiva byggmetoder kan tas fram fr att f ner energianvndandet och kanske att timmerhus kan vara en del av lsningen d de byggs av frnyelsebart material.

1.2 Syfte ml och frgestllningar

1.2.1 Syfte

Syftet med denna rapport har varit att minska miljpverkan och energikonsumtion fr timmerhus.

1.2.2 Ml

Mlet med arbetet har varit att underska hur ett timmerhus klarar dagens krav p energianvndning, samt att ge frslag till frbttringar fr att ka energiprestandan.

1.2.3 Frgestllningar

Hur energieffektivt och koldioxideffektivt r dagens timmerhus och hur klarar timmerhusen de nya energikraven i BBR19? Hur kan timmerhusens konstruktion frbttras fr att minska energikonsumtionen?

6 Anna dling, Timmerhusets historia och framtid. En studie av timmerhusets energianvndning,

Gvle, Sverige, 2008. 7 Pr Odn, Tillggsisolering av timmerstommar med alternativa isoleringsmaterial, Gteborg, Sverige, 2010.

DRAF

T

Inledning

7

1.3 Metod

1.3.1 Hur energieffektivt och koldioxideffektivt r dagens timmerhus och hur klarar timmerhusen de nya energikraven i BBR19?

Frst och frmst har en litteraturstudie genomfrts med syfte att f fram berkningsmetoder och teorier kring hur man gr berkningar p en byggnad av denna typ. Dessa redovisas under kapitlet genomfrande d de r en grundfrutsttning fr mitt arbete. Fljande har ytterligare en litteraturstudie genomfrts fr att hitta jmfrelseobjekt fr att kunna svara p frgestllningen. Drefter har berkningsmetoderna tillmpats p en fallstudie dvs. en byggnad har valts ut och underskts. I detta fall har huset Brickarp 3:9 valts ut. Slutligen har den framtagna datan analyserats och jmfrts med de nya energikraven i BBR 19.

1.3.2 Hur kan timmerhusets konstruktion frbttras fr att minska energianvndandet?

Frst genomfrdes en litteraturstudie fr att f ider kring hur timmerhuskonstruktionen kan frbttras. Fljande genomfrdes berkningar p eventuella mjliga frbttringar och nya lsningar. Berkningarna rr frmst energi, temperatur och vergripande fuktberkningar. Fuktberkningar r genomfrda i programmet Risk18.

1.4 Avgrnsningar

Rapporten omfattar inte ekonomiska berkningar. Inte heller estetiska aspekter tas i hnsyn mer n att de kan nmnas som en anledning till att man t.ex. vljer en viss typ av utfrande. Rapporten innefattar inte hllfasthetsberkningar p huset d timmerhusets brande delar r starkt verdimensionerade. Historiska aspekter tas inte upp d mnga redan gjorda rapporter behandlar detta till den grad att frdjupning inom detta omrde vore meningslst. Dock kan vissa historiska aspekter nd nmnas om detta ses som ndvndigt fr att belysa ngot speciellt. Samt att jmfrelsen av energiprestandan sker med ngra ldre hus. Endast en byggnad behandlas i fallstudien och jmfrs med gllande krav fr svl klimatzon III som II och I med strst fokus p klimatzon III, d Aneby Timber jobbar mest i denna zon samt att huset ligger i denna zonen. Fuktberkningarna sker endast i Risk1 inga handberkningar fr fukt grs d dessa mste gras i icke stationrt tillstnd. Rapporten kommer frmst att inrikta sig p industriell produktion och nyproduktion samt p hus som utfrts som permanentboende.

8 Fuktcentrum, Risk1, Lunds universitet,

http://www.fuktcentrum.lth.se/verktyg_och_hjaelpmedel/pc_program/risk1/

DRAF

T

http://www.fuktcentrum.lth.se/verktyg_och_hjaelpmedel/pc_program/risk1/

Inledning

8

1.5 Disposition

Detta kapitel r en kort text som beskriver hur rapporten r uppbyggd. I nstkommande kapitel 1.6 redovisas en kort fretagsbeskrivning. I kapitel 2 Bakgrund och frutsttningar redogrs fr grundlggande teorier, fakta, lagar m.m. som omfattas och ligger till grund fr timmerhuset. En indelning har skett i tre delar, de tre S:en, Stocken, Stommen och Systemet. Kapitlet 2.1 Stocken redogr fr hur den optimala timmerstocken br vara samt parametrar ssom fuktkvoter och uttorkning som gller fr denna och allmnt fr tr som material. Kapitel 2.2 Stommen redogr fr hur timmerstommen ser ut med dess ingende delar. Kapitel 2.3 Systemet berttar om timmerhuset i sin helhet som ett system samt vilka parametrar som r viktiga och vilka lagar som gller fr huset. Genomfrandet, kapitel 3, visar p hur arbetet har gtt till fr att n resultatet, vilka berkningar som gjorts, vilka texter som har studerats och vad som har ftts fram. Genomfrandet r uppdelat p respektive frgestllning som behandlas separat. Fr frga ett Hur energieffektivt och koldioxideffektivt r dagens timmerhus och hur klarar timmerhusen de nya energikraven i BBR19? Har frst en litteraturstudie gjorts som visar p vad andra har kommit fram till inom samma frga. Nst fljer en fallstudie d huset Brickarp 3:9 berknas ur energisynpunkt. Fallstudien brjar med en energiberkning dr den specifika energianvndningen berknas fr huset sedan berknas huset ven ur ett livscykelperspektiv. I Resultat och analys, kapitel 4, redovisas svaret p frgestllningarna samt att datan anlyseras. I Diskussion, kapitel 5, delas i tv delar, Resultatdiskussion och metoddiskussion. Resultatdiskussionen visar p egna tankar och ider kring resultatet. Metoddiskussionen behandlar metodval och arbetsgng. I Slutsats, kapitel 6, summeras resultatet av arbetet.

DRAF

T

Inledning

9

1.6 Fretagsbeskrivning

Fretagsbeskrivningen r baserad p ett besk p Aneby Timber dr Ronnie Karlsson tog emot9. Aneby Timber har sin verksamhet i Barkng utanfr Aneby och gs av Mattias Eklund och Patrik Thure. P samma adress och med samma gare finns ocks Eka Skog som r ett sgverk varifrn allt virke kommer som anvnds vid tillverkningen av timmerstommarna. Fretagets kundkrets omfattar omrdet kring Stockholm och sderut dvs. frmst klimatzon III. Detta fr att det r stor konkurrens uppt norr. Fretaget har ven haft kunder i t.ex. Danmark. Verksamheten har pgtt sedan 2001 d fretaget anlitades av en arkitekt i samarbete med Aneby kommun med uppdrag att ka tranvndandet i kommunen. Det frsta timmerhuset tillverkades och d projektet blev lyckat har man fortsatt med verksamheten och tillverkar rligen ca 20 byggnader. Fretaget har inriktat sig p att frska genomfra en s pass miljvnlig konstruktionslsning som mjligt och anvnder frmst material som anses vara miljvnliga eller frnyelsebara. Kunderna r frmst privatpersoner med intentioner att bygga sig antingen ett fritidshus, en bod eller permanentboende. Det hnder ocks att freningar eller fretag kontaktar fretaget fr att genomfra olika projekt, t.ex. har fretaget tillverkat och monterat ett ttakantigt stall i timmer. Priset p en normalstor villa ligger idag p ca 0,7 miljoner fr stommen.

9 Karlsson, Ronnie, Aneby Timber, uppstartsmte/intervju, 2012-02-17.

DRAF

T

Bakgrund och frutsttningar

10

2 Bakgrund och frutsttningar

Detta kapitel r indelat i tre delkapitel med rubrikerna Stocken, Stommen och Systemet. Under dessa delkapitel redogrs fr viktiga egenskaper som gller fr timmerhusets ingende delar. Kapitlet Stocken handlar om viktiga egenskaper fr stockarna till timmervggen, kapitlet Stommen frklarar timmerhusets stomsystem samt ingende delar och slutligen kapitlet Systemet som behandlar huset som system.

2.1 Stocken

I detta kapitel redogrs fr vilka egenskaper som gller fr en bra stock fr timmerhusbyggnation samt de frmsta egenskaperna som tret som material har.

2.1.1 Trmaterialets egenskaper

Stockarna som timmerhusen byggs av r i trslaget furu d detta trslag visat sig vara fukttligt och rtbestndigt10. Stockarna br ha s stor andel krnved som mjligt. Detta pga. att krnveden innehller en strre andel hartser (i medeltal 3-5 % och uppemot 15 % i krnans nedre delar11) dvs. kda med svampddande egenskaper (kdan r en s kallad fungicid), dessutom fr att krnan har en mindre bengenhet att krympa vid fuktvariationer. Stockarna br ocks vara s kvistfria som mjligt d kvistarna tenderar att sprcka tret d dessa krymper betydligt mindre n t.ex. splintveden samt att de orsakar oordning i fiberstrukturen. Nedan i Figur 1redovisas trstammens uppbyggnad.

Figur 1 Trdstammens uppbyggnad.

10 Jansson, Jan-Ove, Knuttimring, en arbetsbeskrivning, 2005, s12. 11 Esping, Bjrn, Trtorkning: grunder i trtorkning, 1992, s42.

DRAF

T


11

2.1.2 Tr i ett livscykelperspektiv

Tr r ett frnyelsebart byggmaterial med lg klimatpverkan. Tret anses vara koldioxidneutralt dvs. under sin livscykel bidrar det inte till utslppet av koldioxid. Detta beror p att tret under sin levnadstid binder koldioxid i sin massa genom fotosyntesen, och som sedan frigrs igen vid frbrnning. Man talar om att tr r en koldioxidsnka12.

2.1.3 Fuktinnehll i rtimmer

Fukthalten har stor betydelse fr virkets egenskaper. Nr trdet avverkas kan fuktkvoten vara s hg som 30-40 % i krnveden samt 130-160 % i splintveden och d den s kallade fibermttnadspunkten, den mngd fukt som tret kan binda i sina cellvggar, ligger p ca 25-30 % betyder det att det finns fritt vatten i virket13. S lnge trdet r levande och kan transportera vattnet i stammen r inte vattnet av ondo utan det anvnds i fotosyntesen, men nr trdet huggs ner kan problem brja uppst d vattnet blir stillastende inne i tret. Trdet brjar brytas ned. Detta gr att virket mste torkas innan inbyggnad fr att inte mgelskador och ofrutsedd krympning ska intrffa.

2.1.4 Fuktkrav fr timmermaterialet

Materialet br ha en fukthalt p ca 15-20 % fr att minimera krympningen och sprickbildningen hos virket. Freningen Svenska Timmerhus FST som r timmerhusbranschens branschfrening tillhandahller normer och har angivit hgsta tilltna fuktkvot som 20 % fr blocksgade stockar samt 18 % fr lamellstockar och 22 % fr runda stockar 14. Enligt The International Log Builders Associations(Amerikanska och Kanadensiska normen) tillhandahllna branschnormer 2000 Log Building Standard tillts man bygga med svl torkat som vtt timmer (s kallat green timber) och grnsen gr d vid 19 % fuktkvot15. Bygger man med green timber gller dock strngare krav vad gller t.ex. sttningar, krympning och kvalitet p virket. En lng vntetid r att vnta fr att huset ska stta sig tillrckligt.

2.1.5 Fuktbetingade rrelser hos tr

D tr r ett anisotropt material har det olika egenskaper beroende p i vilken riktning det pverkas. Detta gller ven de fuktbetingade rrelserna dvs. tret svller/krymper olika mycket beroende p riktning. Man talar om den tangentiella, radiella och fiberriktningens svllning. Se Figur 2 och Tabell 1 nedan:

12 Fossdal och Edvardsen, s7. 13 Trguiden, Fuktkvot och mtning,

http://www.traguiden.se/TGtemplates/popup1spalt.aspx?id=1086&contextPage=4962 . 14 Freningen Svenska Timmerhus, branschnormer, 2010, s2. 15 ILBA Log Building Standard, 2000 Log Building Standard, 2000, s56.

DRAF

T

http://www.traguiden.se/TGtemplates/popup1spalt.aspx?id=1086&contextPage=4962


12

Figur 2 Tangentiell, radiell och fiberriktningen hos tr.

Tabell 1 Fuktrrelse hos furu och gran i procent mellan fibermttnadspunkten och absolut torrt tr.

2.1.6 Sprickbildning och mrgspr

De fuktbetingade rrelserna gr att det ltt uppstr stora spnningar i trmaterialet som med tiden gr att stora sprickor uppstr i tret16. Dessa gr i sin tur att den isolerande frmgan minskar (frmst hos helt naken timmerstomme) d sprickorna ger luften mjligheten att lttare ta sig genom vggen, ttheten minskar. En mjlighet att motverka dessa kan vara att sga ett spr i falsen p stockens versida17. Freningen Svenska Timmerhus FST skriver i branschnormerna att mrgsgning r aktuellt p sstockarnas versida men anger ingenting om vriga stockar18. Sven-Gunnar Hkansson anger i sin bok att mrgsgningen br sluta ca 0,5 m frn stockens ndar fr att inte sgningen ska synas i ndtret. Han skriver ocks att om stockarna r bjda ska stocken lggas med puckeln r uppt19. Om spnningarna skulle blir fr stora kommer d sgningen att jmna ut trycket och tvinga stocken att bilda sprickan dr spret r sgat och p s stt bildas sprickan i vertikal riktning och ger ingen frsvagning i klimatskalet. Vad som br kommenteras r att sprickorna inte helt kan undvikas. Sm sprickor kommer trots detta att uppst och beror p att trets utstts fr ssongsfrndringar.

2.1.7 Fuktavgivning, fuktupptagning

Tr har bra hygroskopiska egenskaper dvs. det r bra p att reglera och jmna fuktvariationer genom att fukten i luften tas upp av materialet. Tr har frmga att uppta och avge vatten i form av svl nga som fritt vatten. Fuktkvoten i tret

16 Court, Rosie, Log Homes: Linking our past to the present and future, 2012, s4. 17 Finsk timmerhusindustri, Planeringsgrunder fr timmerhus, 2001, s2. 18 FST, branschnormer, s7. 19 Hkansson, Sven-Gunnar, Frn Stock till Stuga, 2002, s17.

DRAF

T


13

strvar efter att jmna ut sig med omgivningen, dvs. den relativa fuktigheten. Frhllandet mellan fuktkvoten i tret och den relativa fuktigheten ser dock olika ut beroende p om tret r i ett stadium dr det ger ifrn sig fukt eller fuktas. Tester har visat att tr som avger vatten har en hgre fuktkvot n tr som tar emot vatten vid samma relativa fuktighet i den omgivande luften20. Se Tabell 2.

Tabell 2 Desorptionskurva (verst), absorptionskurva (underst).

2.1.8 Fukttransport

Fukttransport i timret sker genom diffusion om timret ej r fibermttat. Pga. den anisotropa uppbyggnaden kommer fukten att ha olika svrighet att ta sig genom tret beroende p riktning. Frhllandet brukar rknas som fiberriktning, radiellt och tangentiellt 20,2,1 allts vatten leds 20 ggr bttre i fiberriktningen n i tangentiell riktning osv.21. Eftersom fukttransporten mste ske radiellt och tangentiellt i timmervggen blir detta en lngsam process d antalet cellvggar som ska passeras r mnga22.

2.1.9 Fuktrelaterade problem och orsaker

Normalt sett r inte fukt ngot problem i en timmerstomme om den utfrs som ren timmerstomme23. Problemet r tyvrr att timret inte alltid rcker fr att ge tillrcklig isolerande frmga vilket medfr att man brjar tillggsisolera. Detta kan ge stora fuktproblem pga. kondensutfllning nr temperaturfallen blir fr snabba och kondensvattnet hamnar fr lngt in i vggen. Ett annat vanligt problem finns vid syllen. De nedre stockarna murknar och smulas snder, vilket kan ses p gamla hus. Timret fr inte ligga direkt mot betongplattan d byggfukt kan sugas upp och orsaka mgel. Avstndet till mark spelar ocks in, vatten fr inte kunna sugas upp ur marken eller skvtta upp vid hftiga regn. Detta lses

20 Trtek, Trbyggnadshandbok, Del 9 Material, 1991, s33. 21 Nevander, Lars-Erik, Elmarsson, Bengt, Fukthandboken, 1994, s38. 22 Trtek, Trbyggnadshandbok, s34. 23 Thurell, Sren, Vrd av trhus, 1998, s94.

DRAF

T


14

lttast med en syllisolering mellan plattan och syllen och tillrckligt hg syll samt en dropplt under syllen. Fukt i tret kan orsaka mnga olika problem. Nedan belyses ngra av dessa24. Missfrgning: Fr hg fukthalt kan ge problem med mgelpvxt och blnad av blnadssvamp. Biologisk nedbrytning: Rtsvampar angriper tret och bryter ned det vilket minskar brighetsfrmgan drastiskt. Lukt och allergi: ovanstende kan orsaka dlig lukt eller utbrott av allergier m.m. Fuktbetingade rrelser: En variation i fukthalt kar eller minskar trets volym vilket kan orsaka spnningar i konstruktionen som den inte r dimensionerad fr. Skadedjur och insekter: Tallbocken Vedstekeln Blhjonet Husbocken Myror av olika slag frmst hstmyran

Fr att undvika dessa problem handlar det om att hlla materialet tillrckligt torrt. I Tabell 3 nedan kan utlsas inom vilka intervall man br hlla sig fr att minimera risken fr problem med fukten. FK redovisar grnsvrden fr fuktkvoten i tret och RF redovisar grnsvrden fr den relativa fuktigheten i luften.

Riskniv

Ingen Liten - Mttlig Hg

Rta FK% < 16 16-25 > 25

RF% < 75 75-95 > 95

Mgel FK% < 15 15-20 > 20

RF% < 70 70-85 > 85

Tabell 3 versikt ver risk fr tillvxt av rta och mgelsvamp vid fr tillvxt gynnsam temperatur.

24 Nevander, Lars-Erik, Elmarsson, Bengt, Fukthandboken, 1994, s286.

DRAF

T


15

2.2 Stommen

I detta kapitel redogrs fr hur stommen i ett timmerhus ser ut och fungerar, vilka delar som ingr osv. Fnster, drrar och innervggar redovisas ocks hr.

2.2.1 Timmervggens utformning

Figur 3 Profil av timmervggen.

Stockens fasning kan utfras p mnga olika vis. Figur 3 visar hur Aneby Timber har valt att lsa sina stockars utformning med en eller tv sponter och drev25. Tapparna p stockens versida r ngot strre n skrorna p stockens undersida. Detta gr att nr tyngden p huset lggs p kommer stocken ver att pressas nert och gra att tapparna trycks in i skrorna och det blir helt ttt mellan stockarna. I fallet med tv sponter lggs drevet mellan tapparna dr en liten frdjupning hyvlats ut vilket ger kad isolerande frmga. I fallet till hger med en tapp r tappen ngot frkortad vilket ger utrymme fr isolering. Fr att undvika att vatten sugs in i de horisontella springorna mellan stockarna har dessa fasats av.

2.2.2 Kompletterande isolering

Harry Yost skriver i artikeln Insulating your log cabin att timmerhus br tillggsisoleras fr att gra dem mer energieffektiva och att timret har ett allt fr dligt vrmemotstnd fr att enbart timmer ska rcka fr att uppn god energiprestanda26.

25 Karlsson, Ronnie. 26 Yost, Harry, Insulating your log cabin, 1991, Issue 128, s72.

DRAF

T


16

Kompletterande isolering finns i en mngd olika utfranden och material. Frst och frmst mste man ta stllning till om isoleringen ska utfras i ett material som klassas som miljmssigt hllbart eller inte. Nr man gjort sitt val finns flera olika typer av material att vlja p, de nedanstende r utplockade ut Varis Bokalders bok Byggekologi och lmpar sig i ett timmerhus27. Observera d att inte alla isoleringsmaterialen klarar fukt i den utstrckning som krvs, varfr en underskning av fukttillstndet mste gras.

Grundkonstruktion: - Cellglas: isolering av teranvnt glas som helt eller delvis kan

erstta gjuten platta.

- Cellplast: oftast expanderad polystyren, d.v.s. plast.

- Frull: som stegljudsdmpning

- Kork som stegljudsdmpning

Vggar och tak: - Bomull

- Cellulosafibrer: teranvnda tidningar eller ny cellulosa.

- Frull

- Halm

- Hampafiber/industrihampa

- Kokosfibrer

- Kork: lmpar sig bttre fr vggar n tak

- Kutterspn

- Linfiber

- Mineralull: stenull eller glasull

- Torv: numer ovanligt

- Trfiber

Nr materialtypen r utvald ska man, fr vissa material, vlja om man ska ha lsull, skivor eller mattor. Fr vggar kan man vlja vilket som men fr takkonstruktionen underlttar ofta lsull pga. att r lttare att applicera i trnga utrymmen. Nr man bygger med parallelltak, som Aneby Timber ofta gr, underlttar dock skivisolering d isoleringsmomentet sker frn husets insida.

2.2.3 Timmerknuten

Knutarna r en av de viktigaste delarna i en timmerstomme. Dessa har till uppgift att binda samman huset s att inte vggarna tippar, de bildar en brande krans. Nedan listas ngra vanliga knutar:

27 Bokalders, Varis, Byggekologi, 2009, s58.

DRAF

T


17

Laxknut eller sltknut med laxning28: stockarna sgas och hakas ur i ndarna med vinkling i bda riktningarna vilket gr att husets egentyngd lser knutarna. Denna form av knut utfrs utan knutskallar, dvs. stockarna sticker inte ut frn knuten och bildar ett kryss utan stannar vid knuten. Kan ven utfras med ett utsgat hak eller trskel fr att ka stabiliteten i knuten, den blir d en Lsknut. Aneby Timber har valt att utfra majoriteten av sina knutar som laxknutar29. Se Figur 4. Rnnknut30: verstocken halsas p undersidan frn knuten till stocknden och passas in i ett urtag i den undre stocken. Stockarna gr omlott vilket bildar knutskallar som sticker ut. Om man fasar av stockarna ytterligare kan en sexkantig form erhllas p knutskallarna, en sexkantsknut eller Dalaknut. Se Figur 5. Dubbelkattsknut31: Halsningen i den vre stocken grs bara lokalt vid knuten samt att en ursparning grs p stockens undersida, som sedan passas ihop med en tapp p den undre stocken. Se Figur 6. Enkelkattsknut32: Liknar dubbelkattsknuten till stor del men i detta fall utfrs tappen och ursparningen med en snedstlld yta. Se Figur 7. Rak knut eller dubbelhaksknut33: Stocken hakas ur p svl versidan som undersidan och utfrs med knutskallar. Knuten han utfras med eller utan hak eller trskel. Se Figur 8.

28 Hidemark, Ove, S renoveras torp och grdar, 1988, s67. 29 Karlsson, Ronnie. 30 Jansson, Jan-Ove, Knuttimring, en arbetsbeskrivning, 2005, s14. 31 Ibid, s15. 32 Ibid, s15. 33 Hkansson, s22.

Figur 4 Laxknut. Figur 5 Rnnknut. Figur 6 Dubbelkattsknut.

Figur 7 Enkelkattsknut. Figur 8 Rak knut. DRAF

T


18

2.2.4 Golv

Golvkonstruktionen kan i teorin utfras med samma principer som normala regelverkshus(platta p mark, torpargrund, plintgrund och kllargrund). Men som erfarenheter har visat r risken fr fuktproblem stora i torpargrunder varfr Aneby Timber helt valt bort denna lsning. Den vanligaste lsningen r platta p mark34.

2.2.5 Tak

Taket kan utfras p en mngd olika stt men vanligtvis utfr Aneby Timber huset med ett parallelltak, detta fr att ge huset en knsla av rymd och volym. Konstruktionen bestr av limtrbalkar med mellanliggande isolering, vanligtvis 400mm, och med en luftspalt p minst 50mm. Den inre bekldnaden r ofta trpanel35.

2.2.6 Innervggar

Innervggarna utfrs i en mngd olika material. Dock frsker man i s stor utstrckning som mjligt utfra dessa s tunga som mjligt fr att kunna utnyttja vrmetrgheten (se mer om detta under Systemet). Timmervgg, plankvgg, tegelvggar, putsade vggar m.m. r inte ovanliga36. D innervggarna r i timmer fsts de i yttervggen med laxa. Se Figur 9.

Figur 9 Innervggsinfstning med "laxa".

2.2.7 Fnster och drrar

Fnster och drrar av idag skiljer sig avsevrt mot de fnster som man frn brjan brukade stta in i en timmerhusvgg. U-vrdet p fnster idag ligger omkring eller under 1,0 W/m2K och det finns fnster vars U-vrde r s lgt som 0,8 W/m2K, detta stlls mot de gamla fnstren med U-vrden p uppemot 3,0 W/m2K. Man

34 Karlsson, Ronnie. 35 Ibid. 36 Ibid.

DRAF

T


19

ser med stor ltthet att mycket har frndrats och att frndringen sker mot det bttre. Dock kan dessa extremt bra fnster ge upphov till nya typer av problem, t.ex. blir risken fr kondens p fnstren hgre ngot som kan skapa fuktrelaterade skador i angrnsande byggdelar samt skapa irritation hos de boende. Man mste allts tnka nr man vljer fnster.

2.2.8 Fljare

Om vggen r lngre n 5m br en vertikal regel monteras p var sida om vggen, en fljare, som hindrar stockarna frn att bukta ut eller tippa. Reglarna binds samman med genomgende bultar som spnns till erforderligt tryck37.

2.2.9 Gt

ppningar i vggen utfrs med en stende stock/planka/regel, en s kallad gt, som hller stockarna p plats s att de inte tippar eller buktar sig runt fnstret38.

2.2.10 Skarvning av stock

Eventuella skarvar utfrs principiellt med fyra olika system, samtliga med dymlingar p var sida om skarven39.

- Skarv med hak eller blixtskarv

- Skarv med tapp

- Omlottskarv med dymling eller skruv, (hr krvs ofta inte

dymlingar p var sida men man monterar dem i alla fall)

- V-skarv

Observera att skarvar br undvikas i strsta mjliga mn.

2.2.11 Dragstag

I vissa fall kan s kallade dragstag vara ndvndiga. Dragstagen, som ocks kan kallas dragjrn, r lnga stlstnger som dras vertikalt genom hela vggen och drar ihop den s att inte springor ska uppst mellan stockarna eller fr att frhindra att stockarna tippar. Dessa mste dras t med jmna mellanrum fr att inte trycket ska slppa40.

37 Hkansson, s38. 38 Ibid, s37. 39 Ibid, s37. 40 Ibid, s38.

DRAF

T


20

2.3 Systemet

2.3.1 Det brande systemet

Brigheten i timmerhuset bygger p att tyngdkraften frn stockarna och taket pressar ihop stockarna och verfr vertikala krafter till grunden genom vggarna. Taket ger emellertid ven upphov till en kraft som vill tippa vggarna utt. Dessa krafter fr genom bjning hos stockarna kraften till knutarna som med hjlp av de vertikala krafterna blir ngot momentstyva. Knutarna ger upphov till en brande krans, med drag i alla stockar, som tar alla horisontella krafter41. Detta gr att huset ofta kan utfras med tak som enbart vilar p yttervggarna och man kan stadkomma ett mycket effektfullt sjlvbrande tak nda upp i nock, ett parallelltak. Husets brighetsfrmga r avsevrt mycket strre n den erforderliga brigheten. Dock br man observera att den strsta pfrestningen finns i syllen och hammarbandet/remstycket vilket gr dessa mer knsliga fr ingrepp, ssom t.ex. att man sgar upp nya drrhl osv. i frhllande till vriga stockar i vggen42. Pga. timmerstommens sega beteende br inte andra typer av material blandas in i byggnadens stomme, t.ex. kan en stlpelare orsaka stora problem i sttningen om huset hnger sig p pelaren43. Som nmnts innan utfrs ibland innervggarna av andra material vilka krver noggrann utformning fr att ovanstende fenomen inte ska intrffa.

2.3.2 Sttningar

Noggrann utformning av knutarna mste gras inte bara fr den estetiska utformningen utan ocks fr att knutarna skall hlla ttt och hlla ihop huset. Om knutarna grs med fr liten krympmn kommer timmerhuset att rida p knutarna och d kommer springor och ottheter att uppkomma mellan stockarna i lngdraget samt att knutarna kommer att belastas av stora vertikala krafter som den inte r dimensionerad fr. Detsamma gller dymlingar och innervggar om dessa gjorts fr hga. Timmerhusen skall enligt branschnormerna, som FST ger ut, dimensioneras fr att kunna stta sig eller sjunka ihop 2 % (20mm/m) av sin ordinarie hjd utan att klimatskalet frsvagas eller att brister i konstruktion uppstr44. Obs att fuktkvoten d fr vara max 20 % (fr blocktimmer) annars mste en ny sjunkmn berknas. Normal sttning hos stockarna brukar vara mellan 10-15mm/m, man har allts tagit till lite extra och det beror frmst p att spnningar inte ska uppst i icke brande delar ssom innervggar, inredningar, fnster och drrar samt fr att sttningen kommer att blir strre med tiden dvs. huset sjunker sakta ihop. Om huset ska brdfodras br man vnta upp till fem r innan denna genomfrs fr att inte skador ska uppst45.

41 Karlsson, Ronnie. 42 Hidemark, s66. 43 Ibid, s66. 44 FST, branschnormer fr industriell produktion, s4. 45 Thurell, s67.

DRAF

T


21

2.3.3 Vggens vrmeegenskaper

En vggkonstruktion har till uppgift att bevara temperaturtillstnden p bda sidor om vggen, dvs. den ska slppa igenom s lite vrme som mjligt genom vggen. Nr det kommer till vrme kan denna transporteras p tre stt, genom ledning, strlning och konvektion. Vad betrffar vggar handlar det frmst om ledning i sjlva materialet och konvektion i porer och hlrum. Strlningen pverkar frmst vid vergngen frn luften till vggens yttre ytor46.

2.3.4 Berkningsmetodik fr U-vrdeberkning

Detta kapitel baseras p formler och modeller i Praktisk Byggnadsfysik47. Fr att underltta vrmeberkningarna och underltta analys av vggen anvnds en vrmegenomgngskoefficient. Vrmegenomgngskoefficienten (U-vrdet) i sin tur beror p vrmemotstndet (R-vrdet) och p varje materials specifika vrmekonduktivitet (-vrdet) och tjocklek(d). Frhllandet ser ut som fljer:

U = Vrmegenomgngskoefficient i

R = Vrmemotstnd i

d = materialtjocklek i m = Vrmekonduktivitet Frutom varje lagers vrmemotstnd tillkommer ett vrmemotstnd fr upptagningen av vrmen frn luften. Vrmevergngsmotstndet. Dessa redovisas som R-vrden med fljande vrden fr vrmeupptagning Rsi p insidan och Rse fr avgivning p vggens utsida, se Tabell 4. Vggar Rsi = 0,13 Rse = 0,04

Tak Rsi = 0,10 Rse = 0,04

Golv Rsi 0,17 Rse = 0,04

Tabell 4 Vrmevergngskoefficienter fr byggdelar.

U-vrdet fr vggen blir allts:

Nr vggen bestr av skikt med blandade material, t.ex. en regelvgg med cc600mm reglar och mineralull, blir berkningarna ngot mer komplicerade. Hr mste ett samlat U-vrde berknas och man anvnder sig av tv metoder, lamdavrdesmetoden och U-vrdesmetoden och berknar ett medelvrde p dessa.

46 Sandin, Kenneth, Praktisk Byggnadsfysik, 2010, s24. 47 Ibid, s39 fr.

DRAF

T


22

Lamdavrdesmetoden bygger p att man tar ut ett medelvrde p vrmekonduktiviteten hos material 1 resp. material 2 i skiktet utifrn hur stor procent av vggarean de tar upp och berknar sedan U. U-vrdesmetoden utgr frn att man berknar U-vrdet fr vggen med enbart material 1 resp. material 2 och berknar sedan ett medelvrde p Uu utifrn procentuell andel av skiktet. Medelvrdet p U berknas sedan med formeln:

Fr vissa typer av konstruktioner mste sedan ett visst tillgg lggas p U-vrdet, ett Ug, Uf eller Ur-vrde. Det korrigerade vrde blir d Ukorr. Dock kommer inte detta att blir aktuellt i denna rapport.

2.3.5 Kldbryggor

Kldbryggor r frsvagningar i klimatskalet dr vrmefldet r strre n i vriga vggen. Kldbryggorna kan finnas i grnsen mellan tv skikt eller i skarvar, linjekldbryggor, eller vid punktvisa genomfringar, punktkldbryggor. Avgrandet om kldbryggan r en frsvagning i klimatskalet r ibland svrt att veta medan det ibland r helt uppenbart48. Berkningarna genomfrs i denna rapport med handberkningar och grundar sig i Isolerguiden Bygg 06 dr berkningsmetoder fr olika standardkldbryggor redovisas49.

2.3.6 Vrmelagringsfrmga och termisk trghet

Grundtanken med en tung timmerstomme r att dess stora massa (400-500 kg/m3

fr furu) ska kunna lagra vrme i sin massa och p s stt jmna ut hastiga temperaturfrndringar ver tiden50. Timmerstommen vrms upp d den omgivande temperaturen r hgre n timrets temperatur och timret vrmer den omgivande luften d luften har lgre temperatur n timret. Detta ger en utjmnande effekt ver dygnet som t.ex. inte den ltta regelvggen har. Den traditionella regelstommen har allts lngre perioder d inneluften mste vrmas eller kylas pga. att det reagerar snabbare p temperaturfrndringarna, dock krvs ofta mindre energi per tidsenhet fr att vrma ett hus med regelvggar d vrmegenomgngen r lgre. Timmerstommen har s kallad hg vrmeeffusivitet d.v.s. bra frmga att jmna ut temperaturfrndringar51. Vrmeeffusiviteten beror frmst p typ av material men ocks p materialets tjocklek. Timret mste ha en viss tjocklek, eller frhllandet mellan omslutande area och volym mste vara tillrckligt stort, fr att vggen skall kunna lagra vrme i sin massa d vrmen

48 Sandin, s56. 49 Swedisol, Isolerguiden Bygg 06, 2006, Bilaga C. 50 Boverket, Bygg fr hlsa och milj-Ekologiskt byggande, frestllningar och fakta, 1998, s21. 51 Ibid, s23.

DRAF

T


23

annars kan avges alltfr snabbt. Tjockleken br enligt Boverket vara 100-200mm fr att tret ska kunna aktiveras fr vrmelagring52. Frutom tjockleken mste tret ven ligga i direkt anslutning till den luftvolym som den ska ha en utjmnande effekt p. Allts tret fr inte skiljas frn rummet med en isoleringsskiva eller liknande53. Vrmelagringsfrmgan uttrycks som den mngd energi som kan lagras per massa solitt mne. Vad gller materialet tr kan denna anses vara ganska hg, ca 1300

J/kg mot betongens ca 880 J/kg 54. Vrmelagringen kan ske svl aktivt som passivt. Passiv vrmelagring r den vrmelagring som sker d passiva vrmekllor vrmer stommen, t.ex. solvrme, personvrme och vrme frn hushllsapparater. Aktiv vrmelagring r den vrme som erhlls d t.ex. vrmesystemet vrmer stommen p dagen d den inte skulle behvas, som lagras till natten d den behvs. Med vrmelagringen vill man frmst frbttra fljande55:

- Man vill f ner energifrbrukningen.

- Man vill ka komforten, temperaturvariationerna minskar.

- Energifrsrjningssystemet kan dimensioneras fr en lgre effekt.

Byggnadens tidskonstant r ett mtt fr hur snabbt ett hus reagerar p temperaturfrndringar. Denna beror till stor den p husets vrmekapacitet men ocks av vggarnas konstruktion, som nmndes ovan har t.ex. isoleringens placering i vggen en stor inverkan. Tidskonstanten har inverkan frmst p vilken dimensionerande vinterutetemperatur som ska glla fr byggnaden.

2.3.7 Timmervggens praktiska U-vrde

Nr U-vrdet fr en timmervgg ska berknas r det inte bara att betrakta den som ett homogent skikt i tr med lamdavrde 0,14 W/m*K. Detta ger enligt Tema Tr ett missvisande vrde som inte tar hnsyn till timmervggens speciella egenskaper. Drfr har de i samarbete med SP, Sveriges Forskningsinstitut, gjort en provning och skrivit en rapport dr de ftt fram mer praktiska U-vrden fr timmerdelen i en husvgg56. Berkningar utgr frn lambda vrdet fr tr med fuktkvot 10 %. Se Tabell 5:

52 Boverket, Bygg fr hlsa och milj, s23. 53 Ager, Bengt, Berglund, Berndt, Utveckling av timmerhusbranschen, 2001, s12. 54 Trtek, Trbyggnadshandbok, s44. 55 Karlsson, Jonathan, Betydelsen av vrmetrga konstruktioner, 2010, Bygg och teknik 5/10. 56 Eriksson, Jan-Anders, Timmervggens praktiska U-vrde, 2003,

http://tematra.se/index.php?option=com_content&view=category&layout=blog&id=8&Itemid=14.

DRAF

T

http://tematra.se/index.php?option=com_content&view=category&layout=blog&id=8&Itemid=14http://tematra.se/index.php?option=com_content&view=category&layout=blog&id=8&Itemid=14


24

Lambda w/m*K

Densitet Fuktkvoter

Kg/m3 0 % 10 % 20 %

570 0,117 0,132 0,147

500 0,111 0,126 0,142

450 0,106 0,122 0,137

400 0,101 0,117 0,132

Tabell 5 Uppmtta lamdavrden fr tr vid olika densitet och fuktkvot.

Rapporten visar att -vrdet fr timmervggen kan minskas med 10-15 % fr att kompensera fr den vrmelagrande frmgan hos stommen och p s stt undvika att berkna huset med icke stationra vrmeberkningar. Dessutom visar provningen att ytterligare 3-5 % kan tas bort fr att vggen inte r av enbart tr. Drevningen minskar allts vggens u-vrde. U-vrdet berknas sedan som vanligt. I Tabell 6 kan resultatet av provningen utlsas vilket visar p att U-vrdet fr vggarna r betydligt lgre n vad U-vrdet hade blivit om vggen berknades som enbart tr.

6, 150mm Korr. 15 % 8, 200mm Korr. 15 %

Enl. BBR 0,81 - 0,63 -

Gran, 450 kg/m3 0,72 0,61 0,55 0,47

Fura, 500 kg/m3 0,74 0,63 0.57 0,49

Tabell 6 Praktiskt tillmpliga u-vrden vid berkning av ett timmerhus behov av uppvrmning.

2.3.8 Placering av tillggsisoleringen

Var och hur isoleringen i vggarna ska placeras rder delade meningar om. Ngra tycker att isoleringen ska placeras invndigt fr att behlla en synlig timmerfasad utvndigt och andra vill placera den utanfr av byggteknisk anledning. Valet r helt upp till kparen och Aneby Timber:s hus utfrs oftast med isoleringen p insidan. Ur byggnadsteknisk synvinkel r placering av isoleringen p utsidan av vggen att fredra. Detta av den anledningen att stommen hlls varm vilket minskar risken fr fuktproblem samt att den vrmelagrande frmgan hos tret utnyttjas maximalt. Svrigheten med denna konstruktionslsning blir att bygga p fasaden utanfr d det kan bli svrt att fsta in fasaden i stommen utan att orsaka kldbryggor samt att det r motstridigt ur estetisk synpunkt. Dessutom finns risk fr att ottheter uppstr57. Krympningen hos stommen kan medfra problem med fasaden. Ett plus r att fasaden kan utfras i princip helt efter bestllarens nskeml, ett exempel r t.ex. en fejkad timmerfasad som ger intrycket av att huset r utfrt med enbart timmer. Dock kommer knutbrdor att krvas fr att dlja att fasaden inte r riktig58. Placerar man isoleringen p insidan fr man frdelen att man fr en synlig timmerfasad p utsidan, men man tackar samtidigt ja till en ur fuktteknisk

57 Thurell, s92. 58 Karlsson, Ronnie.

DRAF

T


25

synvinkel mer komplicerad konstruktion. Placeras isoleringen p insidan gr det ocks att man frlorar stora delar av vrmelagringsfrmgan hos stommen d stommen utstts fr snabbare och strre temperatursviktningar n om den hade skyddats av ett isolerande skikt59. Ett plus med lsningen blir att isoleringen r lttare att utfra i efterhand och i etapper, samt att man kan gra det medan huset r uppvrmt60.

2.3.9 Uppvrmningssystem och energitillverkning

Val av uppvrmningssystem mste gras med hnsyn till miljn fr att f ner den negativa klimatpverkan som sker d klimatskalet r av smre konstruktion n vanliga hus med regelstomme. Ett exempel p ett vl fungerande system r en pelletspanna med tillhrande ackumulatortank som kompletteras med solfngare (varmvattentillverkande solpaneler) p taket och en vattenmantlad vedkamin i vardagsrummet. Systemet blir miljvnligt, energieffektivt och vedkaminen ger kad mysfaktor. Med hjlp av solfngarna kan dessa tillfredsstlla varmvattenbehovet och uppvrmningen sommartid (om sdan erfordras). Nr uppvrmningen sker med ved, vilket den ofta gr nr det kommer till timmerhus frn Aneby Timber, mste energin i denna berknas fr att kunna tas med i energiberkningarna. Energiinnehllet anges i energi per volymenhet solitt tr. I praktiska berkningar kan massan av 1 m3 staplad ved vara 65 % av massan hos 1 m3 solitt tr61. Energitillverkning innebr att byggnaden med ngon form av teknisk lsning tillverkar energi. Detta kan t.ex. ske med ett vindkraftverk, solpaneler, solceller m.m. Den tillhandahllna energin behandlas oftast som gratisenergi i berkningar.

2.3.10 Brandegenskaper

En aspekt som ofta gr att timmerhuset knns som en tveksamlsning r brandbestndigheten. Brandegenskaperna har ingen direkt anknytning till syftet med denna rapport men det tycktes nd viktigt att pongtera att bara fr att huset har en timmerstomme s r det inte dligt ur brandsynpunkt. Faktum r att obehandlat tr uppfyller kravet p brandskyddsklass III fr

vggbekldnader62. Tr antnds vid mellan 300-400 vid lga och 500-600 fr sjlvantndning vilket kan anses som bra. Tr brinner dessutom p ett stt som ger ett skyddande lager av kol p trets yta som drar ut p tiden fr frbrnningen. Vid fullt utvecklad brand r frkolningshastigheten hos tr vanligen ca 0,6-1,0mm/minut.63. Timmervggen med 190mm timmer skulle allts klara sig ganska lnge vid brand.

59 Ager och Berglund, s12. 60 Thurell, s92. 61 FST, Uppgradering av traditionellt byggsystem: Delprojekt 1, 2010, s28. 62 Trtek, Trbyggnadshandbok, s47. 63 Trguiden, brandegenskaper, http://www.traguiden.se/TGtemplates/popup1spalt.aspx?id=1115.

DRAF

T

http://www.traguiden.se/TGtemplates/popup1spalt.aspx?id=1115


26

2.3.11 Fuktbuffring

Likt vrmelagringsfrmgan har tr ocks en fuktreglerande frmga och en fuktbuffringsfrmga64. Tret kan ta upp fukt vid snabba fukttillskott i rummet och sedan slppa ut det d luften blivit torrare. Om man ser till dygnsvariationer har fuktbuffringsfrmgan en sort inverkan. Vid vldigt snabba variationer i rummet kan tret suga upp betydligt mer fukt n vad som kan transporteras bort i ventilationen men om man kollar p ssongsvariationen har ventilationen strst inverkan.

2.3.12 Kondens

Kondenserad fukt r fukt som utflls frn ngfas i luften till flytande vatten i eller p ett material. Att vattnet kondenserar beror p att luften har uppntt sin mttnadsnghalt dvs. fukten kan inte lngre innehlla eller bra mer vatten. Detta stller till problem av den anledningen att kall luft kan bra betydligt mindre nga

n varm luft. T.ex. kan luft vid 20 innehlla 17.28 g/m3 och -10 innehlla bara 2.14 g/m3 65. D luften strmmar frn varmt till kallt, som de fysikaliska lagarna sger, kommer denna att kylas. Luften som kommer i rrelse har ett viss nghalt och en viss ngkvot, dvs. nghalten i frhllande till mttnadsnghalten. Till slut kyls luften s mycket att nghalten i luften blir lika med mttnadsnghalten, luften r mttad. Kyls sedan luften ytterligare kommer kondensvatten att utfllas. Mngden utfllt vatten blir d den ursprungliga nghalten minus den aktuella temperaturens mttnadsnghalt66.

2.3.13 Diffusionssprrens vara eller inte vara

Dagens moderna byggsystem gr mot ttare byggnader med skikt i plast och med tryckprovningar och husttning med tejp och silikon. Detta ger extremt tta hus som drigenom inte frbrukar s mycket energi genom luftlckage i klimatskalet. Plastskiktet fungerar ocks som ngsprr och r till fr att skydda konstruktionen mot att fuktmttad luft tar sig in i konstruktionen och kondenserar67. Vad gller timmerhus rder delade meningar om diffusionssprrens vara eller inte vara. Hr pratas det om att huset mste kunna andas och att Med det torra inomhusklimat som idag r regel r faran fr kondensskador mycket liten ven i en vgg som inte r srskilt bra utfrd68. Man menar allts att fuktsprren inte skulle behvas i ett timmerhus, i alla fall inte i plast. Men allt r relativt, mnniskan av idag tenderar att duscha allt mer, ha hgre inomhustemperatur och de elektroniska apparaterna som alstrar vrme och avger vattennga blir fler. Varfr ett allt ttare hus skulle krvas fr att hlla energifrbrukningen lg och undvika

64 Boverket, Bygg fr hlsa och milj, s18. 65 Nevander, Lars-Erik, Elmarsson, Bengt, Fukthandboken, 1994, s238 samt s476. 66 Ibid, s265. 67 Thurell, s94. 68 Ibid, s94.

DRAF

T


27

kondensproblem i vggen. Man brukar som tumregel ange att diffusionssprren br vara 5ggr s tt som vindskyddet i en yttervgg och 10ggr s tt fr ett tak69. Diffusionssprren utfrs idag p timmerhus med plastskikt eller papp om huset har kompletterande isolering och helt utan diffusionssprr om huset utfrs som naken timmerstomme. Vad som frordas r att alla timmerhus med syfte att vara retruntboende br ha en diffusionssprr. Detta fr att det interna fukttillskottet blir mycket strre fr permanentboenden samt att fukttillskotten sker oftare vilket medfr att tiden fr uttorkning blir kortare. Om timmerstommen inte tillggsisoleras eller har max 50mm isolering p insidan krvs ingen fuktsprr fr vggen. r isoleringen tjockare r det dock ett krav med diffusionssprr70(behver dremot inte vara en plastfilm). Generellt br diffusionssprren placeras s nra vggens insida som mjligt. Isolerar man dremot p utsidan kommer ingen diffusionssprr att behvas d den fukt som eventuellt bildas i vggen d kommer i isoleringen samt att vggen blir ottare ju lngre ut i vggen man kommer och fukten tar sig d ltt ut frn vggen. Viktigt i detta fall r att isoleringen mste klara fukten samt att en luftspalt mellan isolering och den yttre vggbekldnaden mste gras fr att fukten inte ska pverka bekldnaden. Papp som diffusionssprr mjliggr viss fuktvandring i vggen vilket gr att den kan torka ur samt att den ger mjligheten att utnyttja timmerstommens fuktreglerande frmga och jmna ut hastiga variationer i luftfuktigheten. Man talar om att pappen inte br vara diffusionsttare n 5 ggr timmervggen i sig sjlv71. Detta fr att vggen ska kunna torka ut bde int och utt. Plasten ger ett helt ttt skydd mot ngtransport i vggen och frhindrar effektivt fukten att ta sig in i vggen. Detta ger tyvrr ven den motsatta effekten att fukten har svrare att ta sig ut, vilket r problematiskt. Plasten tar dessutom helt bort frmgan fr vggen att reglera fuktigheten i rummet, plus att vggen blir knsligare om plasten skulle vara bristflligt monterad eller skadad. Ett relativt modernt alternativ till ngsprrar i plast eller papp r ngbromsen72. Denna r gjord i ett material som liknar Gore-T.ex. och fungerar med bda de ovanstendes materialens frdelar. ngbromsen frhindrar fukt att ta sig in i vggen men tillter den att ta sig ut ur vggen. Den ger ocks en bra tthet i konstruktionen.

69 Malaki, Malaki Halotex produktinformation, 2012-04-03, s4. 70 Finsk timmerhusindustri, Planeringsgrunder fr timmerhus, s7. 71 Odn, s7. 72 Malaki, s4.

DRAF

T


28

2.3.14 Fuktberkningar

Fuktberkningarna fr timmerstommen r pga. sin fuktbuffrande frmga mycket komplicerade d de mste rknas i icke stationrt tillstnd. Dessa berkningar kommer drfr att berknas med datorhjlpmedel. I detta fall har programmet Risk1 valts ut d det finns tillgngligt i Jnkpings Tekniska Hgskolas datasystem.

2.3.15 Tthet och ventilation

Kravet p ventilationen r fr Timmerhus det samma som fr vanliga byggnader i BBR 19 Kap6 Hygien, Hlsa och Milj och har fastslagits till 0,35 l/s m2 vilket motsvara 0,5 omsttningar per timme vid normal takhjd 2,4m73. Ventilationen ska ocks skerstlla ett konstant undertryck i byggnaden som hindrar att fukt letar sig in i konstruktionen74. D ingen vistas i rummet kan ventilationsfldet tilltas att snkas till minst 0,1 l/s m2. Kravet p byggnadens tthet anges som fljer: Byggnadens klimatskrm ska vara s tt att krav p byggnadens specifika energianvndning och installerade eleffekt fr uppvrmning uppfylls.75 Tthetskravet beror allts p hur mycket man antar att energitgngen r inom vriga energifrbrukande instanser och mste allts klara mellanskillnaden mellan energitgngen fr dessa och energikravet fr byggnaden. Ett i vrigt energieffektivt hus gr att ttheten inte behver utformas s energieffektivt och vice versa. Dock r ttheten i ett hus ltt att pverka vid projekteringen och ger stor effekt p energifrbrukandet. Till skillnad frn Sverige har andra lnder satt en maxgrns fr ttheten. I Norge t.ex. har en rekommenderad maxgrns fastslagits till 4,0 luftomsttningar per timme fr timmerhus76. Husets tthet har inte bara en betydande pverkan p husets energianvndning. Beroende p hur mycket huset lcker mste ventilationen dimensioneras fr detta. Lcker huset mycket kommer kanske ingen ventilation att krvas fr att uppn det lgsta kravet p 0,5 luftomsttningar per timme. Dock kommer nd ventilationen att behva installeras fr att skerstlla luftfldet om 0,5 omsttningar uppns. Detta medfr att energitgngen blir hg. Dessutom kommer mer av fukten i inomhusluften att passera genom klimatskalet nr luften sipprar ut och d kan fuktproblem uppst. Detta r ofta inget problem d man verslagsmssigt brukar sga att ca 100 ggr mer av fukten sugs ut genom ventilationen n genom klimatskalet77.

73 Boverket, BBR19, 6:251, 2012. 74 Ibid, 6:255. 75 Ibid, 9:31. 76 FST, Uppgradering av traditionellt byggsystem, s28. 77 Boverket, Bygg fr hlsa och milj, s18.

DRAF

T


29

Figur 10 Sveriges indelning i klimatzoner.

Blir huset sin sida vldigt ttt kommer stora delar av luften att behva sugas ut med ventilationen vilket krver energi. Man har ven kommit med argumentet att luftkvaliteten blir dlig om byggnaden r fr tt. Detta r emellertid ett helt felaktigt argument d ventilationen kan tillfra minst lika frisk luft som den luft som genom ottheter kommer in78. Vad gller energitgngen finns det mnga bra tekniska lsningar. tervinning av vrmen i frnluften med ett FTX-system blir mjligt vilket kan spara s pass mycket energi att energin fr att driva ventilationen blir betydligt lgre n energitervinningen i vrmevxlaren. Uppemot 70-90% av energin i frnluften kan tervinnas. Den vertemperatur som kan intrffa under sommarmnaderna motverkas bst med persienner eller markiser. Kylning av tilluften i ventilationen, om FT-system eller FTX-system (frnluft-tillufts-system med vrmevxlare) finns, r ej att fredra d energitgngen d kar. Kylning av luft skall alltid undvikas eller minimeras.

2.3.16 BBR:s energiregler

Boverket har sedan 2012-01-01 utfrdat BBR19. Denna lag innehller bl.a. krav p byggnadens energianvndning (Kap9 energihushllning)79. Kraven som mste uppfyllas uttrycks som byggnadens specifika energianvndning och r ett mtt p hur mycket energi (kWh) som frbrukas per tempererad areaenhet(Atemp i m2) fr att driva huset. Dessutom skall byggnaden uppfylla kravet p maximala

genomsnittlig vrmegenomgngskoefficient Um (W/m2 ), dvs. medelvrdet p vrmegenomgngskoefficienten fr byggnaden. Kraven r indelade i klimatzoner fr att kompensera fr att variationerna i klimatet beroende p geografiskt lge. Dessa r tre: I, II, III, se Figur 1080. Eluppvrmning och vrmepump behandlas i BBR19 med separata, hgre stllda, krav. Kraven kan d bli svra att uppns fr timmerhus varfr dessa typer av uppvrmningssystem br undvikas. I Tabell 7 och Tabell 8 kan kraven ses i tabellform:

Tabell 7 Krav p bostder som har annan uppvrmning n elvrme.

78 Sandin, s23. 79 Boverket, BBR 19, Kap9-energihushllning.. 80 Isover, Sveriges klimatzoner, www.isover.se.

DRAF

T

http://www.isover.se/


30

Tabell 8 Krav p bostder med elvrme.

Undantag frn dessa regler r hus med en tempererad area under 100 m2 och hus som inte anvnds som permanentboende. Hus som inte anvnds som permanentboende har idag inga energikrav.

2.3.17 Formler fr energiberkning

Vrmegenomgngskoefficient Um berknas enligt:

visar p ytors inverkan p Um.

visar p linjekldbryggors inverkan p Um.

visar p punktkldbryggors inverkan p Um.

Byggnadens specifika energianvndning berknas med formeln:

Atemp = den golvarea som berknas vrmas till minst 10 .

Husets energianvndning kan berknas p mnga olika stt men vid manuell berkning har Jnkpings Tekniska Hgskolas avdelning fr byggnadsteknik tillhandahllit fljande formel, denna r en sammanstllning av bckerna Energieffektivisering av Samuel A Berg och Boverkets Energihushllning och vrmeisolering 81,82,83 :

=energibehovet pga. transmission.

=energibehovet pga. ofrivillig ventilation bl.a. ottheter.

=energibehovet pga. ventilation, reducerad med tervinningsgraden hos FTX-systemet.

=energibehovet pga. varmvatten.

= energibehovet pga. fastighetsel.

= energi som ger en energibehovsminskning, t.ex. solens inverkan, personvrme och hushllselens gratisenergi.

= tillverkad energi frn t.ex. solfngare, solpaneler och vindkraft.

81 Jnkpings Tekniska Hgskola, Formler och tabeller: Energi, 2009. 82 A Berg, Samuel, Energieffektivisering, 2008. 83 Elmroth, Arne, Energihushllning och vrmeisolering, Boverket, 2007.

DRAF

T


31

2.3.18 Livscykelanalys

En livscykelanalys r berkningar av ett hus ur ett livscykelperspektiv dvs. frn byggstart till rivning. Livscykeln kan omfatta alla mjliga olika omrden men handlar oftast om energi- och/eller koldioxidekvivalentanalys. Denna rapport kommer att omfatta en energianalys och en analys an koldioxidekvivalenter.

2.3.19 Energioptimering

Genom att optimera byggnadens placering p tomten och utformning, kan solinstrlningen nyttas fr att vrma huset. Vad gller utformningen handlar det frmst om att maximera andelen fnsterarea mot sder och minimera fnsterarean mot norr. Den omslutande arean kan man ocks arbeta med s att den blir s liten som mjligt. Enligt geometri har ett klot den absolut minsta mantelytan i frhllande till volymen men d det r svrt att bygga hus som klot r cylindern en bttre form att strva mot. Hr har Aneby Timber funnit och anvnt sig av en mycket effektfull lsning som tar steget nrmare cylinderform n de flesta husen idag och samtidigt skapar en estetiskt intressantare utformning. Man tillverkar mnga av sina hus som ttakantiga. Genom att ka antalet sidor p huset p detta stt minskar man den omslutande arean och p s stt minskar energitgngen. Detta frutstter att knutarna inte kan ses som en frsvagning av klimatskalet vilket de ofta r, en avvgning vad som gr strst effekt mste gras. Huset mste ven utformas s att vindpverkan r s lg som mjligt. Vinden har strre pverkan p timmerhus i relation till vanliga hus d dessa har ett ottare klimatskal som tillter att vinden tar sig igenom vggen nr det blser fr mycket.

DRAF

T

Genomfrande

32

3 Genomfrande

3.1 Hur energieffektivt och koldioxideffektivt r dagens timmerhus och hur klarar timmerhusen de nya

energikraven i BBR19?

3.1.1 Litteraturstudie

Fr att kunna ha ett bra teoretiskt underlag fr rapporten har en litteraturstudie gjorts. Fr att kunna besvara frgestllningen Hur energieffektivt och koldioxideffektivt r dagens timmerhus och hur klarar timmerhusen de nya energikraven i BBR19 har en mngd olika arbeten underskts och analyserats. Informationen har tagits fram genom skning via olika skmotorer fr vetenskapliga skrifter med skord som har ansetts relevanta, vidare har portalen DiVA anvnts fr skning ver genomfrda examensarbeten. Breddning av informationen har gjorts genom att underska varje framtaget arbetes kllor och underskt dessa, vilket bidragit till att en mngd andra arbeten funnits. Slutligen har Hgskolebiblioteket Jnkping samt Jnkpings stadsbibliotek genomskts fr ytterligare information. Skorden som anvnts har varit: Timmerhus, Energieffektivitet, Livscykelanalys, Tr, Timmer m.m. samt engelsk versttning. Tanken med denna studie har varit att f fram siffror p hur energiprestandan ser ut hos ngra olika hus, svl timmerhus som vanliga regelverkshus. Detta fr att kunna avgra hur energieffektivt dagens timmerhus r bde som byggnad i sig och hur energiprestandan frhller sig till andra byggnader. Dessutom har ngra lite ldre byggnader tagits fram fr att kunna se hur utvecklingen har sett ut fram till idag. Byggnaderna undersks ur ett livscykelperspektiv svl som ett perspektiv d den specifika energianvndningen undersks. Fr att underska husens miljvnlighet har valts att titta nrmare p koldioxidutslppet. De funna kllorna som har valts ut fr att besvara frgan redovisas nedan i separata kapitel. DR

AFT

Genomfrande

33

Timmerhusets historia och framtid. En studie av timmerhusets

energianvndning

Rapporten r frfattad av Anna dling 2008 och omfattar berkningar av ett timmerhus med tv olika typer av yttervggar och placerade p tv olika platser (Nordmaling och Jnkping)84. Berkningarna r endast utfrda fr den specifika energianvndningen och inte livscykelanalys. Hennes resultat visar p att timmerhuset enbart klarar energikraven i ett av de fyra olika utfrandena. Se bilaga 6. Energikraven som stlldes d var enligt BBR 12 d p 130 kWh/m2 r fr klimatzon norr och 110 kWh/m2 r fr klimatzon sder85. BBR16 som utkom december samma r behandla tre olika klimatzoner vilket placerar Nordmaling i klimatzon I och Jnkping i klimatzon III86. Nordmaling fick d ett mildare energikrav p 150 kWh/m2 r och bda husutfrandena klarade d kraven fr Nordmaling. Fr Jnkping kvarstod kraven och ett av husen klarade inte kravet. Dock hade inget av husen klarat dagens krav enligt 2.3.16.

Samtliga dessa fyra hus anvnds senare som jmfrelseobjekt.

Det traditionella timmerhuset i ett livscykelperspektiv

I rapporten Det traditionella timmerhuset i ett livscykelperspektiv berknar Petra Ensj Einarson fem olika hus ur ett livscykelperspektiv87. Hennes rapport visar p att produktionsenergin fr tillverkning av timmerhusen r betydligt lgre n fr regelverkshusen, men att den specifika energianvndningen r desto strre fr timmerhuset n fr regelverkshuset. ver hela livscykeln r drfr timmerhuset mer energikrvande n regelverkshuset d produktionsenergin r s pass liten i frhllande till hela energianvndningen. Vad gller koldioxidutslppet visar rapporten p att denna r lgre fr timmerhuset n fr regelverkshuset d timmerhuset byggs i miljvnligare material med mindre processutslpp. Kortfattat kommer hon allts fram till att timmerhuset r mer energikrvande men mindre miljpverkande n regelverkshuset. Fyra av byggnaderna som berknas har valts ut som jmfrelseobjekt. Dessa fyra hus sammanfattas med siffror i Bilaga 5. Husen har namngetts till Timmerhus 1, Timmerhus 2(oisolerat), Regelverk 1(cellulosafiber), Regelverk 2 (stenull), detta fr att namnen ska stmma verrens med husens namn i Petras rapport.

84 dling. 85 Boverket, BBR 12, 9-energihushllning, 9:2 Bostder, Sverige, 2006. 86 Boverket, BBR 16, 9-energihushllning, 9:2 Bostder, Sverige, 2008. 87 Ensj Einarson.

DRAF

T

Genomfrande

34

Energy consumption and environmental impact of buildings

Fr att f fram siffror p lite ldre hus har rapporten Energy consumption and environmental impact of buildings av Sverre Fossdal och Knut Ivar Edvardsen anvnds fr jmfrelse88 denna skrevs 1995 och behandlar ett timmerhus och ett regelverkshus. Slutsatsen i deras rapport blev att timmerhuset ger en lgre pverkan p miljn n huset med regelstomme genom att CO2 (koldioxid)och SO2 (svaveldioxid) utslpp r lgre. Men samtidigt visar rapporten att energitgngen fr tillverkandet av timmerhuset r ca 20 % hgre n huset med regelstomme. Timmerhuset r allts mer energikrvande men energin som frbrukas r mindre miljvidrig. Siffror om husens prestanda kan ses i Bilaga 6, husen kallas dr Regelhus Fossdal och Edvardsen samt Timmerhus Fossdal och Edvardsen.

Linking your past to the present and future

I artikeln Log Homes: Linking your past to the present and future skriver frfattaren att tester som utfrdes 1982 visar p att timmerhuset pga. av sin cellstruktur och vrmelagringsfrmga r ca 25 % mer energieffektivt n ett hus med regelstomme89. Vanliga hus isoleras idag betydligt mycket mer n de gjorde p 80-talet, en utveckling som inte timmerhuset gjort i samma utstrckning. Man kan enkelt frst att de vanliga husen, ur energisynpunkt, har passerat timmerhuset och nu ftt ett ordentligt frsprng. Anledningen till att denna artikel valdes att tas med var fr att visa p siffran att historiskt sett var timmerhuset en energieffektivare konstruktion n vanliga regelverkshus och att det dessutom var vetenskapligt faststllt.

Summering av framtagna data frn litteraturstudien

Nedan sammanstlls den framtagna datan som r resultatet av litteraturstudien. Timmerhus 6 klimatzon I Nordmaling

Timmerhus 8 klimatzon I Nordmaling

Timmerhus 6 klimatzon III Jnkping

Timmerhus 8 klimatzon III Jnkping

Atemp 120 m2 Atemp 120 m2 Atemp 120 m2 Atemp 120 m2

Golv u-vrde 0,173 Golv U -vrde 0,173 Golv

U -vrde 0,173 Golv

U -vrde 0,173

Yttervgg 6 timmer U-vrde 0,74 Yttervgg

8 timmer u-vrde 0,49 Yttervgg

6 timmer u-vrde 0,74 Yttervgg

8 timmer u-vrde 0,49

Vgg mot vind - Vgg mot vind - Vgg mot vind - Vgg mot vind -

Tak (snedtak + parallelltak) U -vrde 0,07




Fnster U -vrde 1,85 Fnster U -vrde 1,85 Fnster U -vrde 1,85 Fnster U -vrde 1,85

Um 0,32 Um 0,29 Um 0,32 Um 0,29

Energibehov

Energibehov Energibehov

Energibehov Brukande: 144 kWh/m2

r Brukande: 135 kWh/m2

r Brukande: 137,3

kWh/m2 r Brukande: 109,6

kWh/m2 r

Tabell 9 Resultat fr litteraturstudie av Timmerhusets historia och framtid. En studie av timmerhusets energianvndning.

88 Fossdal och Edvardsen. 89 Court, Rosie, Log Homes: Linking our past to the present and future, 2012.

DRAF

T

Genomfrande

35

Timmerhus 1 Klimatzon I, Srby

Timmerhus 2 (oisolerat) Klimatzon I, Srby

Regelverk 1 (cellulosafiber) Klimatzon I, Srby

Regelverk 2 (stenull) Klimatzon I, Srby

Energibehov: Tillverkning 206000 MJ 199000 MJ 246000 MJ 234000 MJ

Brukande 52000 MJ/r 96,5 kWh/m2 r

63200 MJ/r 117 kWh/m2 r

54200 MJ/r 100,5 kWh/m2 r

45400 MJ/r 84,1 kWh/m2 r

Totalt 2806000 MJ, 18707 MJ/m2 779444 kWh, 5196 kWh/m2

3359000 MJ, 22393 MJ/m2 933056 kWh, 6220 kWh/m2

2956000 MJ, 19707 MJ/m2 821111 kWh, 5474 kWh/m2

2504000 MJ, 16693 MJ/m2 695556 kWh, 4637 kWh/m2

Koldioxidutslpp: Tillverkning 6166 kg 5759 kg 15765 kg 18984 kg

Brukande 209 kg/r 254 kg 218 kg 183 kg

Totalt 16616 kg 18459 kg 26665 kg 28134 kg

Tabell 10 Resultat fr litteraturstudie av Det traditionella timmerhuset i ett livscykelperspektiv.

Regelhus Fossdal och Edvardsen Oslo

Timmerhus Fossdal och Edvardsen Oslo

Energibehov: Tillverkning 167705 MJ 134288 MJ

Brukande 65535 MJ/r 214,2 kWh/m2 r

72842 MJ/r 263 kWh/m2 r

Totalt 3444455 MJ, 40523 MJ/m2 956793 kWh, 11256 kWh/m2

3776388 MJ, 49044 MJ/m2 779444 kWh, 10123 kWh/m2

Koldioxidutslpp: Tillverkning 10176 kg 3849 kg

Brukande 0 kg 0 kg

Totalt 10176 kg 3849 kg

Tabell 11 Resultat fr litteraturstudie av Energy consumption av environmental impact of buildings.

DRAF

T

Genomfrande

36

3.1.2 Presentation av fallstudie Brickarp 3:9

Fallstudien omfattar ett timmerhus som analyseras i from av U-vrdeberkningar, kldbryggeberkningar, energianalys, livscykelanalys samt frbttringsfrslag. Huset som utvalts till fallstudie r ett 128,8 m2 timmerhus i Linders utanfr Trans i norra Smland, Brickarp 3:9. Huset bestr av ett plan med platta p mark, 190mm timmervggar och ett valmat tak med delvis parallelltak ver vardagsrummet och delvis kall vind. Se ritningar under 3.1.3. Huset har solfngare p taket fr att tillfredsstlla varmvattenbehovet sommartid. Huset r utrustat med ett FTX-system med tidsstyrd nedvarvning fr att spara energi, se drifteffekter i Tabell 12 nedan. Uppvrmning sker med vedeldning och distribueras till rummen med golvvrme och radiatorer via en ackumulatortank. D fakta inte har funnits har antagande gjorts i linje med Boverkets Indata fr energiberkningar i kontor och smhus90 och FEBY:s Kravspecifikation fr Passivhus91. Nedan redovisas ngra ytterligare grundvrden som antas glla fr huset.

Indata Beteckning Vrde Enhet

Antal personer 2 st.

Byggnadsarea BYA 128,8 m2

Atemp Atemp 121 m2

Omslutande area Aom 370 m2

Luftvolym V 360,8 m3

Inomhustemperatur

21 Ventilation 15-24 100 %

Ventilation 24-08 100 %

Ventilation 08-15 50 %

Verkningsgrad FTX V 0,85 %

Varmvattenvolym Vvv 18 m3/pers. r

Varmvattentemp Tvv 60 Ink vattentemp Tinkom 7 Energitillskott solfngare Etillv 1 600,0 kWh/r

Fnster och drrar U-vrde 1,2 W/m2

Tabell 12 Indata fr Brickarp 3:9.

Fr huset finns en energideklaration utfrd av Bravida sedan 2009 som anvnds som underlag fr jmfrelse, denna visar p en specifik energianvndning p 91,13 kWh/m2 och r. Varfr ett hus med redan utfrd energianalys har valts beror p

Documents

Energianalys av Timmerhus - Jönköping Universityju.se/download/18.57cc603c1374b2ebec4da1/frojd_hugo.pdf · Postadress: Besöksadress: Telefon: Box 1026 Gjuterigatan 5 036-10 10