Zonindelning på grund av temperaturrörelser

Transkript

1 Fakulteten teknik- och naturvetenskap Byggteknik Jonas Jonsson Zonindelning på grund av temperaturrörelser Bandtäckning med färgbelagd plåt Zoning due to temperature movements Long strip roofing with prepainted steel sheet Examensarbete 22,5 hp Byggingenjörsprogrammet Datum/Termin: Mars 2011 Handledare: Carina Rehnström Examinator: Malin Olin Karlstads universitet Karlstad Tfn Fax

2 Sammanfattning Byggnadsplåtslagare ställs ofta inför problemet att själva få utföra en zonindelning på tak när de ska montera bandplåt. Detta trots att de saknar rätt kunskaper och att det inte finns någon komplett arbetsbeskrivning att tillgå. Zonindelningen utförs på grund av temperaturrörelser i bandplåten. Examensarbetet ska undersöka på vilket sätt zonindelningen bör utföras i Karlstad. Resultat ska kunna användas som underlag när byggnadsplåtslagare ska indela taket i zoner. Arbetet avgränsar sig till bandtäckning utförd i lackad varmförzinkad stålplåt. Arbetet ledde fram till ett resultat som kan användas för att lägesplacera den fasta zonen. Placeringen utgår från taklutningen och på hur bandplåten sammankopplas med detaljer vid takfoten eller språnget. Fasta klammer ska endast användas i fasta zonen och glidklammer på övriga ytor. Beroende på utförande vid anslutningar till bandplåten kan rörelser hindras eller möjliggöras. De flesta hinder och genomföringar kan utformas så att de inte hindrar bandplåtens rörelser. Rörelsemånen som behövs kring hinder och genomföringar beräknades. Det finns detaljer som kan hindra rörelser bl.a. fotränna och vinkelränna. Men i en del fall kan det finnas alternativa lösningar på anslutningar som tillåter rörelser och även beaktar kravet på täthet. Enligt beräkningar kan plåtens temperatur uppgå till + 76 C under sommaren och -36 C på vintern. Bandplåtens längd ökar när den blir varmare och minskar när den blir kallare. Temperaturen då bandplåten monteras avgör hur längden kommer att förändras från sin ursprungliga längd när det blir varmare eller kallare. Den maximala bandlängden är 15 m från centrum av den fasta zonen. Den bestäms av temperaturrörelserna och möjligheterna att ta upp dessa rörelser. i

3 Abstract Sheet metal workers often face the problem of zoning on a roof for themselves when mounting the long strip roofing. This despite the fact that they lack the right skills and that there is no available job description. The zoning is carried out due to temperature movements of the strip plate. The Degree Project will investigate how the zoning should be performed in Karlstad. Results will provide support to the sheet metal workers when dividing the roof into zones. The project is limited to long strip roofing made of painted galvanized sheet steel. This work led to a result that can be used to locate the fixed zone. The location is based on the roof pitch and the types of connection that exists at the eaves. Fixed clips should be used only within the fixed zone and sliding clips in other areas. Depending on the design of connections to the long strip roofing movements can be prevented or made possible. Most of the details and roof obstacles can be designed not to restrict movements of the strip. Expansion allowance for details and roof upstanding are calculated. There are details that can impede movements including eaves gutter and valley. But in some cases there may be alternative solutions which are not impede movement and also taking into account the requirement of leakproofness. According to calculations, the temperature of the long strip roofing in the summer may be up to 76 C while in the winter it could be as low as -36 C. The sheet length increases when it warms up and decreases when it gets colder. The temperature of the sheet steel at the time of the installation determines how the length will change from its original length when it becomes warmer or colder. The maximum strip length is 15 m from the centre of the fixed zone. It is determined by the thermal movement and the facilities provided for taking up these movements. ii

4 Detaljförklaringar Figur 1 Takplan med förklaring på detaljer som ingår i rapporten (Baserad på Lindab 2010c). iii

5 Innehållsförteckning Sammanfattning... i Abstract...ii Detaljförklaringar... iii Inledning Bakgrund... 1 Syfte och mål... 2 Problemformulering... 2 Avgränsning... 2 Genomförande... 3 Temperaturförhållande... 3 Längdutvidgning... 3 Zonindelning... 4 Detaljer i taktäckningen... 4 Teori... 5 Bandplåt och klammer... 5 Fast och rörlig zon... 6 Temperaturen på taket... 9 Längdutvidgning Detaljer i taktäckningen Vad kan konsekvenserna bli om zonindelning utförs på ett felaktigt sätt Resultat Temperaturförhållanden Längdutvidgning Zonindelning Diskussion Slutsats Referenslista iv

6 Inledning Bakgrund Ett plåttak med bandtäckning utsätts för stora och växlande temperaturer under ett dygn men även under ett helt år. Infästningar och anslutningar till andra byggnadsdelar samt fria kanter måste utformas på ett sådant sätt att temperaturrörelserna begränsas eller tas upp utan att det uppkommer skador. För att kontrollera och styra temperaturrörelserna i plåten indelas taket i olika typer av zoner. En zon ska löpa tvärs de stående ståndfalsarna för att rörelserna i längsriktning ska ske i samma omfattning för hela bandtäckningen. Där inga rörelser kan eller ska tas upp införs en fast zon vilket låser plåtens rörelser i längsriktningen. En rörlig zon tillåter bandplåten att röra sig i dess längsriktning. För att skapa olika zoner används två olika typer av infästningar. Zonindelningen är bl.a. beroende av maximala temperaturskillnader i bandplåten som bestämmer storleken på rörelserna i plåten. En bandtäckning kan innehålla en mängd olika detaljer som kan inverka på bandens rörelsemöjlighet. Beroende på typ av detalj och placering på taket påverkar det zonindelningen på olika sätt. Bandplåt monteras av byggnadsplåtslagare och de tillhör en yrkeskategori med rötterna i gammalt hantverk. Byggnadsplåtslagare får ofta själva utföra en zonindelning på tak när de monterar bandplåt. Beskrivningar och bygghandlingar saknas ibland och de som upprättas är i många fall bristfälliga eller felaktiga. Den fasta zonens läge på takfallet saknas ofta. Ett stort problem är att de flesta byggnadsplåtslagare saknar de kunskaper som behövs för att utföra en zonindelning. Bristande kunskap kan leda till att fel utformning på detaljer väljs. Det utförande som går snabbast kan välja före det som är lämpligast med tanke på rörelsemöjligheten för bandtäckningen. Det finns inga utförliga arbetsbeskrivningar eller någon komplett handbok att tillgå om det saknas bygghandlingar. Många byggnadsplåtslagare har en skeptisk inställning till zonindelning. Det kan vara svårt att förstå vad som ligger till grund för temperaturrörelser om man inte känner till förutsättningarna. En återspegling på problemet kan vara att zonindelning ofta är felaktig eller saknas helt vid besiktningar. Efter samtal med byggnadsplåtslagare och arbetsledare på Kraft ventilation & byggplåt AB i Karlstad togs initiativet till examensarbetet. Examensarbetet ska bidra till att öka kunskapen om zonindelningen för de som monterar bandplåt. 1

7 Syfte och mål Syftet med arbetet är att ta fram underlag som hjälper byggnadsplåtslagare i deras arbete med zonindelning. Målet är att utarbeta ett förslag på hur zonindelning ska utföras i Karlstad. Problemformulering Hur ska indelningen av fasta- och rörliga zoner utföras på tak i Karlstad när dubbelfalsad bandplåt ska monteras? Avgränsning Arbetet avgränsar och behandlar endast zonindelning och klamring på grund av termiska rörelser. Zonindelningen gäller för dubbelfalsad och lackad varmförzinkad stålplåt som monteras på träpanel. 2

8 Genomförande Examensarbetet bygger på information hämtad från internet och en litteraturstudie av utgivet material från branschföretag samt Plåtslageriernas Riksförbund. Beräkningarna har utförts i Excel och använda formler och indata är presenterade i teoridelen. Teoridelen inleder med grundläggande information om bandplåt och klammer innan huvudområdet börjar. Arbetet är uppbyggt kring fyra huvudområden nämligen temperaturförhållande, längdutvidgning, detaljer i bandtäckningen och zonindelning. Zonindelningen är beroende av hur stor den beräknade längdutvidgningen kommer att vara. Storleken på längdutvidgningen beror på hur stor den beräknade temperaturskillnaden kommer att vara i bandplåten. Detaljer i taktäckningen har olika inverkan på bandplåten beroende på om de hindrar rörelser eller inte. Avslutningsvis undersöks vilka konsekvenserna blir vid felaktigt utförande. Det görs för att få en bättre förståelse för temperaturrörelser. Temperaturförhållande Den maximala temperaturskillnaden som bandplåten förväntas utsättas för har fastställts med hjälp av approximativa beräkningar. Högsta lufttemperatur och lägsta dygnsmedeltemperatur i Karlstad har används. Beräkningarna tar ingen hänsyn till taklutning eller vädersträck. Yttemperaturens högsta extremvärde har baserats på lufttemperaturen uppmätt per timme. Det antas att den högsta lufttemperaturen infaller mitt på dagen då solinstrålningen är som störst. Yttemperaturens lägsta extremvärde har beräknats med hjälp av riktvärden. Extremvärdena av yttemperaturerna har använts för att beräkna längdutvidgningen i bandplåten. Längdutvidgning Rörelsemånen i de vanligaste glidklamrar som finns på marknaden har fått bestämma hur stor längdutvidgning som maximalt kan upptas i den rörliga zonen. Gliddelen centrerades i klammern och maximal rörelseupptagningsförmåga uppmättes med linjal, figur 2. Glidklammer som undersökts är Glidklammer No 1(Lindab 2010a) och Räkan galv (Bjarnes System AB 2010). Figur 2 Mätning av rörelseupptagningsförmåga. Bandplåtens maximala längdutvidgning innan upptagningsförmågan i en glidklammer överskrids beräknades. Temperaturen som råder när bandplåten läggs på taket påverkar 3

9 längdutvidgningen. Längdutvidgningen beräknas i olika fall beroende av läggningstemperaturen. Resultatet används för att se om någon av längderna understiger rekommenderad maximal bandlängd på 15 m. Den kortaste längden i beräkningen väljs som den maximala bandlängden från rörelsecentrum till en ände. Med samma formel har den viktiga rörelsemån som behövs mellan bandplåten och olika anslutningar beräknats. Beräknade extremvärden av bandplåtens yttemperatur används som maximal temperaturskillnad. Den kulör som bäst absorberar solinstrålning används i beräkningarna. Temperaturen som råder när bandplåten läggs på taket påverkar längdutvidgningen. Läggningstemperaturen antas vara mellan 10 C och 30 C. Zonindelning Zonindelningen har i första hand följt rekommendationer hämtad från häftet Rörelser och rörelsefogar (Osterling 2008) som ingår i teknikhandboken Byggnadsplåt, Material - utförande (Plåtslageriernas riksförbund 1999). Rekommendationen har kompletterats utifrån den egna grovanalysen av detaljer. Resultatet av grovanalysen och zonindelningen visualiseras i en figur som visar den fasta zonens läge på takfallet vid olika typfall. Detaljer i taktäckningen Vanligt förekommande detaljer som kan ha en inverkan på bandplåtens möjligheter till rörelser har analyserats. Om en anslutning bedöms hindra rörelser har alternativ sökts. Detaljerade utförandebeskrivningar av detaljer presenteras inte utan hänvisas till plåttillverkarnas handböcker. Resultatet har sammanförts i en grovanalys där rörelseförmågan och täthet antas vara avgörande faktorer tillsammans med taklutningen. 4

10 Teori Bandplåt och klammer Vid bandtäckning sker bearbetningen av bandplåt i två steg. Slätplåt förs in i en falsupptagare som förbockar plåtens sidor enlig figur 3. En falsförslutare färdigställer falsen, figur 4, men innan det kan göras ska bandplåten klamras. Plåt som används till bandtäckning kan bearbetas ner till 10 C. Vid lägre temperaturer kan skador uppstå i färgskiktet när materialet bearbetas. Maximal användningstemperatur för plåten är ca 100 C (Lindab 2010b). Figur 3 En falsupptagare är upplyft på ställningen och förbockar bandplåt innan montage (Lindab 2010c). En klammer har till uppgift att förankra plåtbandet till underlaget och förhindra att de lossnar, t.ex. när de utsätts för sugkrafter från vindlaster. I detta arbete behandlas endast hur man åstadkommer olika zoner genom att använda olika typer av klammer. Klammer som används vid bandtäckning är anpassad för att passa falsen som formas i en falsupptagningsmaskin. De hakas på lågfalsen och den kant som sedan bildar den inre plåten i den färdiga falsen, figur 5. Figur 4 En falsförslutare färdigställer falsen. Figur 5 Montage av klammer (SSAB 2010a). Klammer för infästning skall vara tillverkade av metallbelagd stålplåt, alternativt rostfri plåt och ha en brotthållfasthet av minst 1 kn. Klammern skall ha rätt höjd i förhållande till falsens 5

11 utformning. Det finns en mängd klammer för olika underlag men vanligast är träunderlag. Klammer kan delas in i två huvudgrupper, fasta och glidklammer. Fasta klammer ska monteras i den fasta zonen och glidklammer på övriga ytor (SSAB 2010a). Glidklammer består av två delar en som fästas i underlaget och en gliddel som fäst i bandplåten, figur 6. Om temperaturrörelserna tillåts att bli för stora kan gliddelen lossna från den andra delen. På grund av detta är det viktigt att veta hur stor längdutvidgningen kommer att bli för bandplåten. Vid montage av glidklammer måste gliddelen vara mittcentrerad för att rörelsen hos banden skall kunna tas upp åt båda håll. En vanlig missuppfattning är att rörelserna tas upp i ståndfalsen genom att bandplåtarna glider var för sig. Efter att ståndfalsen försluts kommer inga rörelser vara möjliga mellan bandplåtarna. Gliddelen sitter fast i bandplåten och taktäckningen kan röra sig i förhållande till underlaget. Fasta klammer har ingen gliddel utan haken som är fäst i ståndfalsen är förbunden med den del som skruvas eller spikas i underlaget, figur 7. Bandplåt som är fastsatta med fast klammer har ingen möjlighet att röra sig mellan klammarna. De ska endast användas i den fasta zonen och förhindra att bandplåten rör sig. Figur 6 En typ av glidklammer. Figur 7 En typ av fast klammer. Fast och rörlig zon Vid användning av bandplåt på tak är det nödvändigt att ta hänsyn till de rörelser som kan uppstå i plåten på grund av temperaturväxlingar. Rörelserna i sidled tas upp av det inbyggda basavståndet i de stående ståndfalsarna, figur 8. Kännedomen om hur materialet rör sig liksom behovet av rörelsefogar är grundläggande för utformningen av tak. Med rätt utformning är det möjligt att klara de påkänningar som kan uppstå samtidigt som kravet på täthet upprätthålls. 6

12 Basavstånd Figur 8 En falsupptagare tar upp falsar med inbyggt basavstånd i ståndfalsen (baserad på Hus AMA 08). Fast zon har fast klammerinfästning där inga rörelser kan eller skall tas upp. Den fasta zonen skall placeras på samma höjdnivå i takfallet för att bandplåten ska fungera som en hel enhet. Fasta klammer medger ingen rörelse av banden i dess längsriktning. Med hjälp av den fasta zonen kan man fördela rörelserna till t.ex. språng och nock. Beroende på var den fasta zonen placeras ändras också rörelsebehovet för olika anslutningar till bandplåten. Placeringen ska utgå från taklutningen enligt figur 9. Figuren tar ingen hänsyn till takets utformning och övriga detaljer vilket alltid måste beaktas. Figur 9 Den fasta zonens läge (SSAB 2010a). Längden på den fasta zonen bestäms av antalet fasta klammer som behövs, tabell 1. Är underlaget isolering måste man beakta snölasten och plåtens egentyngd. Annars kan plåten och isoleringen ändra läge. 7

13 Tabell 1 Längden på fasta zonen styrs bl.a. av antal klammer och underlaget till bandplåten (SSAB 2010b) Underlag Villkor Beskrivning Träpanel Den fasta zonens längd ska vara ca 2 m. Isolering Isolering Isolering Takfallslängd 15 meter och taklutning <7 Takfallslängd >15 meter och taklutning <7 Takfallslängd >15 meter eller taklutning >10 Den fasta zonen placeras mitt på takfallet med 5 st. fasta klammer i varje fals inom en sträcka av 3 meter. Den fasta zonen placeras mitt på takfallet och antalet fasta klammer som behövs beräknas, dock är minsta antalet 5 st. Fasta zonen placeras enligt figur 9 och antalet fasta klammer som behövs beräknas, dock är minsta antalet 5 st. Längsta rekommenderade bandlängd från rörelsecentrum till ände med rörelsemån är 15 m. Den är baserat på praktiska erfarenheter med hänsyn till friktion mot underlaget, klammer med mera. I de fall handlingarna upprättas enligt Hus AMA ska den fasta zonen lägesplaceras före infästning av taktäckningen med hänsyn till rörelser. Beskrivningar som upprättas är i många fall bristfälliga och felaktiga och ger inget stöd (Osterling 2010a). Byggnadsplåtslagaren har rätt att välja utförande i Hus AMA om det finns alternativ och beskrivningen saknar föreskrift. Det flesta bandtäckningar utförs utan någon beskrivning eller bygghandling. De gäller främst mindre byggnader och till privatpersoner. Felaktig zonindelning är en av de av mest förekommande anmärkningarna vid besiktning (Rosén 2009). Säkerhetsanordningar med genomgående infästning och vissa detaljer som t.ex. ränndalar hindrar bandens rörelser. Sker det en låsning av bandplåten på mer än en punkt i takets längsriktning måste en rörelsefog placeras mellan punkterna. En rörelsefog behövs även när den maximalt tillåtna bandlängden med hänsyn till längdutvidgningen överskrids. I de fall rörelsefogar används i bandtäckningen kan zonindelningen utföras enligt figur 10. Figur 10 Fasta och rörliga zoner i bandtäckning med rörelsefog (Osterling 2008). 8

14 Temperaturen på taket Ett tak med bandtäckning utsätts för stora och växlande temperaturer under ett år samt under ett enskilt dygn. Plåtens yttemperatur kan avvika från uteluftens, den kan vara både högre och lägre. Största yttemperaturskillnaden i plåten per dygn uppnås under klara sommardygn med stark solinstrålning under dagen och kraftig nattutstrålning. Yttemperaturen beror av flera olika faktorer där de viktigaste är: Lufttemperaturen Solinstrålning Långvågig nattutstrålning Värmeövergångsmotstånd, beror bland annat av lufthastigheten vid ytan. Absorptionsfaktorn, plåtens kulör och struktur För zonindelning och beräkning av maximala bandlängder är det framför allt extremvärdena för högsta och lägsta temperatur som är intressanta (Osterling 2008). Lägsta yttemperatur erhålls under kalla nätter med stor nattutstrålning. Högsta yttemperatur fås på sommaren med stark solinstrålning. Extremvärden för uteluftstemperaturen i Karlstad anges i tabell 2 och visar skillnaden mellan några andra orter för jämförelse (Harderup 1999). Tabell 2 Extremvärden på lufttemperaturen (Harderup 1999). Lägsta dygnsmedeltemperatur [ C] Högsta temperatur [ C] Luleå Karlstad Skurup En del av den infallande solstrålningen absorberas av bandplåtens yta vilket resulterar i att plåten värms upp. Det höjer yttemperaturen på bandplåten som därmed blir högre än luftens temperatur. På sommaren kan total solinstrålningen mot en slät bandtäckning i Sverige uppgå till ca 1000 W/m 2. Solinstrålningens intensitet är beroende av infallsvinkeln mot taket och den är som störst när den faller i rät vinkel mot taket. Hur mycket av solinstrålningen som omvandlas till värme beror på plåtens förmåga att absorbera. Absorptansen för kortvågig solstrålning är beroende av plåtens färg och struktur. En plåt som är svart absorberar mer värme än en som är ljus. I tabell 3 visas olika absorptionsfaktorer för olika kulörer. Tabell 3 Absorptionsfaktor för olika kulörer av slätplåt (Osterling 2010a). Kulör, yta Absorptionsfaktor Nya material Åldrande material Grå, mörkgrön 0,7 0,7 Ljus 0,4 0,5 Mörk, svart 0,9 0,9 Vit 0,2 0,4 9

15 För att beräkna maximal temperatur på bandplåten måste en ekvivalent utetemperatur beräknas enlig ekvation 1 (Petersson 2007). Det är en fiktiv uteluftstemperatur som är korrigerad med hänsyn till solstrålningseffekten mot bandplåtens yta. Högst uppmätta uteluftstemperatur används för att få ett extremvärde. Den ekvivalent utetemperaturen används för att beräkna bandplåtens yttemperatur. Ekvation 1 Beräkning av den ekvivalenta utetemperaturen (Petersson 2007). Bandplåtens varmaste yttemperatur beräknas enligt ekvation 2. Inomhustemperaturen har antagits till 21 C. Takets totala värmemotstånd antogs till ett rimligt värde först efter att olika alternativ beräknats. Alternativen kontrollerades med hänsyn till värmemotståndets påverkan på yttemperaturen hos bandplåten. Under klara och kalla nätter kan det ske nattutstrålning från taket. Den motstrålande temperaturen från himlavalvet är lägre än lufttemperaturen. Bandtäckningen kyls ner av ett långvågigt strålningsutbyte med himlavalvet. Plåtens yttemperatur blir då betydligt lägre än utomhustemperaturen. Yttemperaturen vintertid kan approximeras till 10 C under dygnsmedeltemperaturen för horisontella tak (Statens planverk 1980). Lägsta och högsta yttemperaturen behövs för att beräkna bandplåtens maximala längdutvidgning. Ekvation 2 Beräkning av bandplåtens yttemperatur sommartid (Petersson 2007). 10

16 Längdutvidgning Stål expanderar vid uppvärmning inom ett temperaturområde då ingen fasomvandling sker. Den tillförda värmen ökar den kinetiska energin hos atomerna i stålet, vilket i sin tur ökar avståndet mellan atomerna (Walker et al. 2008). Om stålet istället kyls sker det omvända och stålet drar ihop sig. I ett isotropiskt material sker längdförändringen linjärt i alla riktningar. Längdförändringen beror på längdutvidgningskoefficienten som anger ändringen som uppstår vid 1 C temperaturskillnad. Längdutvidgningskoefficienten för olegerat stål visas i tabell 4 och jämförs med de vanligaste legeringar som används på plåttak. Tabell 4 Längdutvidgningskoefficient för olegerat stål och olika legeringar (Osterling 2008). Material Längdutvidgningskoefficienten α Koppar 16 x 10-6 Olegerat stål 12 x 10-6 Rostfritt stål 16 x 10-6 Titanzink 22 x 10-6 Längdutvidgning för bandplåten beräknas med ekvation 3. Vid ett positivt beräkningssvar utvidgar sig bandplåten och vid ett negativt svar krymper den. Ekvation 3 Beräkning av längdutvidgning (Osterling 2008). = längdförändring = längdutvidgningskoefficient L 0 = ursprungslängd T = temperaturförändring 11

17 Detaljer i taktäckningen Tak med många hinder som t.ex. skorstenar, takluckor, stosar och takkupor är olämplig för bandplåt. Bandtäckning ska endast utföras på tak lämpade för detta ändamål (Hasselgren 1975). Vid enstaka hinder ska dessa i första hand placeras i den fasta zonen. En byggnadsplåtslagare har liten möjlighet att påverka var hindren hamnar på taket. Men vid rätt utförande kan ett hinder vara placerat i den rörliga zonen utan att hindra bandplåtens rörelser, figur 11. Figur 11 Rörelsemån kring hinder (Hus AMA ). Rörelsefogar Rörelsefogar kan utföras på olika sätt beroende på taklutningen. Fogar måste bli täta mot inträngande vatten. Det är viktigt att beräkna den förväntade längdutvidgningen när rörelsefogar ska utformas. Rörelsemånen skall vara så stor att anslutningen är tät även vid största längdutvidgning av banden och samtidigt inte vara så liten att bristningar uppstår i bandet vid sammandragning. Rörelsefogar förlagda vinkelrätt mot bandriktningen kan utföras enligt figur 12. Förhöjningen innebär att vatten måste stiga 100 mm innan anslutningen blir otät. Det finns två varianter en enligt figuren och en där takfallet istället är nedsänkt. Nackdelen med varianten enligt figur 12 är att den inte är lämplig vid låga taklutningar. Lutningen vid uppbyggnaden får inte bli för låg, det problemet uppstår inte när takfallet i stället är nedsänkt. Den allmänna benämningen på de två varianterna av rörelsefogar är kälkbacke. Vid taklutningar över 18 behövs ingen nivåskillnad i form av uppbyggnad eller nedsänkning. Då finns det andra enklare anslutningar som blir täta med hjälp av den högre taklutningen. 12

18 En fotplåt kan falsas fast och avslutas med en drivvattenhake, figur 13. Metoden fungerar bra för lackad plåt som är olämplig att löda. Vid branta tak där taklutningen överstiger 30 är risken begränsad för att vatten ska tränga in i rörelsefogen. Då kan rörelsefogen utformas som en enkel förstorad hakfals, figur 14. Figur 12 Rörelsefog av typen kälkbacke även lämplig på låglutande tak (Hus AMA ). Figur 13 Rörelsefog med infalsad fotplåt (Osterling 2008). Figur 14 Enkel förstorad hakfals (Osterling 2008). Rörelsefogar vid nock En fals vid nock eller en snednock vid t.ex. valmade tak kan ta upp bandplåtens rörelsebehov om den utförs rätt. Vid lägesbestämning av den fasta zonen behöver ingen hänsyn tas till en förhöjd nockfals. Den förhöjda nockfalsen fungerar bra i en rörelsezon då den inte hindrar rörelser. Utformningen påverkar inte tätheten och den kan utföras även om inget rörelsebehov finns t.ex. om den fasta zonen placeras vid nock. Den maximala längdutvidgningen måste fastställas och höjden på nockfalsen utförs 3 gånger högre än beräknad rörelsemån, figur

19 Figur 15 Förhöjd nockfals (SSAB 2010a). Rörelsefogar vid språng och kanter Anslutningar av fria kanter vid taksprång, hängrännor, gesimsrännor eller försänkta ränndalar ska utföras med rörelsemån (Osterling 2008). Bandlängden och placering av den fasta zonen avgör storleken på rörelsebehovet. Med längre bandlängder ökar rörelsebehovet vid anslutningar. Genom att flytta den fasta zonen kan rörelsebehovet minska eller öka beroende på avståndet mellan rörelsecentrum och ändarna på bandplåten. Figur 16 visar hur anslutningen ska utföras i språng med hängränna. Rörelsemånen skall vara så stor att bandtäckningen griper tag om språnget även vid största längdutvidgning av banden och inte vara så liten att bristningar uppstår i banden vid sammandragning. Det krävs att arbetet utförs noggrant för att inte bandplåten ska knäckas dikt mot fotplåten när plåten viks runt. Vid språng kan taktäckningen avslutas antingen med knuten ståndfals enligt figur 16 eller med kullslagning. Vid kullslagning slås ståndfalsen omkull och avslutas i likhet med figur 16 skillnaden är att hela ståndfalsen viks runt språngblecket. Språnget ska inte knäckas nedåt för att skapa en droppkant vilket var vanligt förekommande tidigare. Då kan rörelsemöjligheten för bandplåten hindras. Figur 16 Utförande av språng vid bandtäckning (Hus AMA ). 14

20 Rörelsefogar vid ståndskivor Ståndskivor används vid anslutningar kring huskroppar och uppbyggnader, figur 1. Ena kanten ansluts till bandtäckningen och den andra bockas upp mot t.ex. en vägg. En ståndskiva som ligger parallellt med taklutningen följer bandplåtens rörelser. Den får inte fästas med genomgående infästningar. Ståndskivan och bandplåten har samma zonindelning. Ståndskivor vinkelrätt mot takfallet har en tvärgående dubbelfals. Den får inte klamras för då hindras bandplåtens rörelser. Det måste finnas rörelsemån mellan ståndskivan och mot t.ex. en anslutande vägg. Vid rätt utförande hindras inte bandplåtens rörelser. Taksäkerhet Taksäkerhetsinfästningar som t.ex. takstegar med genomgående infästning bör placeras i den fasta zonen. Det finns speciella infästningar som monteras på falsen utan att plåten perforeras och då kan taksäkerhetsinfästningar även monteras i den rörliga zonen. Information om taksäkerhet finns hos Taksäkerhetskommittén (TSK 2010). Detaljer som kan medföra att bandplåtens rörelser hindras Vinkelrännor ansluts till taktäckningen med en vinkelrännsfals, figur 1. Vinkelrännsfalsen är i princip en stående ståndfals som utförs för hand. Den är klamrad och dubbelfalsad samt avslutas alltid stående. Vinkelrännan klamras för att den ska hållas på plats och det medför att den endast kan röra sig längs med rännan. Rörelserna i vinkelrännan kan gå vinkelrätt mot de anslutande banden. Bandplåtens möjlighet att röra sig är begränsad. För att öka rörelseförmågan ska vinkelrännan utföras i skivformat och inte i långa band. Anslutningen till banden görs med sneda bitar (Hus AMA ), figur 17. Figur 17 Anslutning mellan vinkelränna och bandplåt. Pilarna visar rörelserna 15

21 Figur 18 Omkullslagen rännfals vid anslutningen mellan bandplåten och fotrännan. Anslutning mellan en fotränna och bandplåt sker oftast med en dubbelfalsad rännfals som slås omkull mellan ståndfalsarna, figur 18. Rännfalsen är den enda tvärgående falsen som ska klamras i en bandtäckning, figur 19. Rännfalsen hindrar bandplåtens rörelser och zonindelning måste utgå från att ta bort rörelsebehovet vid falsen. Det kan åstadkommas genom att placera den fasta zonen vid rännfalsen. Rörelsebehovet kan tas upp i en rörelsefog längre upp på takfallet. Figur 19 Rännfalsen klamras innan bandplåten läggs och anslutningen dubbelfalsas. Om taklutningen tillåter finns det alternativa anslutningen till rännfalsen enligt figurer 12, 13, 14. Vid dessa utföranden hindras inte bandplåtens rörelser och anslutningarna förblir täta. Då kan den fasta zonen placeras längre upp på takfallet eftersom det finns möjlighet för bandplåten att röra sig vid anslutningen. 16

22 Vad kan konsekvenserna bli om zonindelning utförs på ett felaktigt sätt Växlingen mellan kallt och varmt gör att plåten hela tiden påfrestas och kan utmattas om den inte har tillräcklig rörelsemån. Om bandplåten utsätts för temperaturändringar och är förhindrad att expandera eller dra ihop sig uppstår spänningar i plåten. Detta kan leda till plasticering eller spröda brott i plåten. Om zonindelningen utförs fel och bandplåtens rörelser hindras brukar det märkas som bulor och veck i plåten i första skedet. Vecken kan utvecklas till sprickor på grund av upprepade rörelser som beror på temperatursvängningar. Sprickor i bandplåt kan feltolkas som skador från t.ex. snöskottning då det ser ut som huggmärken, figur 20. Om inte glidklammer används utan enbart fasta klammer kan plåten och även infästningen skadas, figur 21. Figur 20 Utmattningsskada i bandplåt orsakad av en tvärgående dubbelfals utan rörelsemån (Osterling 2008). Figur 21 Taktäckning där enbart fast klammer används. Rörelser i plåten har medfört att skruven dragits upp och orsakat hål i bandplåten (Osterling 2010b). Språnget vid takfoten har flera uppgifter. En viktig är att hindra att vind kommer in under bandplåten. Om ingen fast zon används finns det en risk att all rörelseutvidgning förs ned till taksprånget med följd att falsen går ur, figur 22. Med en fast zon minskas den risken (Rosén 2007). Haken vid språnget kan även utmattas av upprepade sammandragningar om det inte finns en tillräcklig rörelsemån enligt figur 16. Många tak har blåst av på grund av att bandplåten släppt i språnget och börjat rulla ihop sig (Johansson et al. 2004). Figur 22 Haken kan glida ur om hela längdutvidgningen tillåts hamna vid språnget. Genomgående infästningar kan leda till läckage i taket om de placeras i den rörliga zonen på grund av temperaturrörelser som förstorar hålen i plåten. Även anslutningar till andra 17

23 material, t.ex. puts, kan skadas om inte bandplåtens rörelser beaktas. Garantier En viktig anledning till varför zonindelningen ska utföras rätt är för att uppfylla villkor för garantier. Plåttillverkarna lämnar garantier på plåten och den omfattar genomrostning, kulörbeständighet och färgflagning. För att garantin ska vara giltig krävs att flera åtagande är uppfyllda. Utförandet av klamring ingår i punkten om att plåten ska monteras efter tillverkarens råd och avvisningar (Plannja 2010). Utförs bandtäckningen utan en korrekt zonindelning och med felaktiga detaljer kan garantin bli ogiltig. Plåttillverkarna tillhandahåller enklare broschyrer med allmängiltiga råd och anvisningar. Broschyrerna innehåller några konstruktionsritningar men är dock endast avsedda att vara typlösningar. De bör från fall till fall modifieras och anpassas till aktuella förutsättningar. Då broschyrerna inte är kompletta ställs det höga krav på den som ska utforma bandtäckningen. 18

24 Resultat Temperaturförhållanden Utomhustemperaturen i Karlstad förväntas i extremfall variera mellan + 32 C och 36 C. Maximal yttemperatur inträffar på sommaren då solinstrålningen höjer bandplåtens yttemperatur till ca +76 C. Lägsta yttemperatur på vintern är ca 39 C. Bandplåtens maximala längd och zonindelningen ska dimensioneras för en temperaturskillnad på 115 C. Längdutvidgning En glidklammer har en maximal rörelseförmåga på 15 mm åt vartdera hållet innan haken riskerar att lossna från den del som är fäst i underlaget. Maximal bandlängd har beräknats utifrån en maxrörelse av 15 mm. Resultatet visas i tabell 5 och visar skillnaden beroende på den rådande temperaturen då bandplåten läggs på taket. Storleken på den rörelsemån som behövs vid anslutningar, t.ex. vid beräknig av höjden på nockfalsen, visas i tabell 6. Den visar hur stor rörelsemån det behövs per löpmeter bandplåt från rörelsecentrum. Tabell 5 Maximal bandlängd utifrån en maxrörelse av 15 mm. Utomhustemperaturen då bandplåten läggs på taket [ C] Maximal bandlängd från rörelsecentrum [m] Längdförändring [mm] Vinter Sommar [ -39 C] [+76 C] Tabell 6 Storleken på den nödvändiga rörelsemånen vid anslutningar till bandplåt. Läggningstemperatur Behov av rörelsemån [ C] [ mm/m] 10 1,0 0 0,9 10 0,8 20 0,7 30 0,8 Zonindelning Zonindelningens utförande är till stor del bundet till taklutningen och figur 9. Figuren har omarbetats efter en grovanalys, tabell 7. Placeringen av den fasta zonen framgår av figur 23 som gäller för underlag av träpanel. Bedömningen är att tak med isolering kräver mer kunskaper av den som ska utföra zonindelningen, då även skjuvkraften måste beräknas för att förhindra så inte isolering och plåt ändrar läge. 19

25 Figur 23 Fasta zonens läge på takfallet. 20

26 I grovanalysen har anslutningar och detaljer analyserats utifrån bra och dålig rörelseförmåga samt bra rörelseförmåga men med risk för läckage. Resultatet används vid placering av den fasta zonen. Fotränna är en vanlig detalj vid bandtäckning och anslutningen kan hindra rörelser. Olika alternativa anslutningar kan användas beroende på taklutningen. Om takfallet är långt och den maximala bandlängden inte räcker till måste banden skarvas. Det görs med en eller flera rörelsefogar beroende på förutsättningarna. Anslutningen i språnget förutsätter att ingen droppkant viks ner. Vinkelrännor påverkar rörelserna och måste bedömas utifrån varje enskilt fall. Utförande med sneda bitar har bedömts som ett bra alternativ av Hus AMA 08. Men om det finns många rännvinklar eller om de är långa begränsas rörelserna i bandplåten. Detaljer som t.ex. skorstenar kan utföras så de inte hindrar rörelser. Förhöjd nockfals som är minst 50 mm hindrar inte rörelser till skillnad mot en som utförs med standardhöjden 25 mm. 21

27 Tabell 7 Resultat av grovanalysen. 22

28 Diskussion Resultatet av hur zonindelningen ska utföras i Karlstad presenteras framförallt i figur 23. Den är enkel att förstå och använda för en byggnadsplåtslagare. Men den ska inte förväntas passa för alla typer av taktäckningar. Vid komplicerade takytor kan det t.ex. vara motiverat att minska på bandlängden. Då kan rörelserna delas upp på fler rörelsefogar. Det kan finnas rörelsefogar i stålstommen som även måste utformas i bandplåten. Det bästa vore om zonindelningen utförs av någon som är inblandad i byggprocessen i ett tidigt skedde. Då är det lättare att påverka utformningen av taket. Arbetet med att ta fram en bra strategi för zonindelning handlade oväntat mycket om att hitta alternativa anslutningar till bandplåten. Det är främst tak med fotränna som skapar problem för bandplåtens rörelser. Anslutningar som utförs med rörelsemån måste bli täta. Taklutningen spelar en viss roll men även att bryta gamla traditioner. Att utföra rörelsefogar kräver oftast en större arbetsinsats än att göra på traditionellt sätt. En enkel förstorad hakfals är enklare att utföra men kräver en taklutning som överstiger 30. Men den möjligheten utnyttjas sällan. Även när det skulle fungera utförs den istället som en rännfals. Rörelsefog av typen kälkbacke rekommenderas av plåttillverkarna. Den brukar användas längre upp på takfallet men väldigt sällan vid en fotränna. Det finns mycket arbete kvar med att finna och konstruera alternativa anslutningar. Byggnadsplåtslagare med sin erfarenhet kanske kan bidra med nya lösningar. Den beräknade maximala bandlängden skiljer 7 m mellan kortaste respektive längsta resultatet beroende på när den monteras. Det kortaste resultatet valdes för att få en säkerhetsmarginal och den överensstämde även med den rekommenderade bandlängden. Bandplåt monteras ofta över en längre tidsperiod och temperaturen kan variera under arbetets gång. Arbetet med anslutningar pågår under en kortare period. Då går det att vara noggrannare vid beräkningen och välja aktuell läggningstemperatur. Rörelsemånen blir då inte onödigt stor och anslutningen kan bli enklare att utföra. Beräkningarna bygger på en maximal rörelse av 15 mm och kan vara ett bra riktmärke på rörelsemån där inte tätheten försämras. Den beräknade maximala bandlängden kan variera mellan olika geografiska områden och måste beräknas med aktuell klimatdata. Detta arbete gäller bara Karlstad. Områden med större temperaturskillnader kan få en kortare maximalbandlängd. Skillnaden i temperaturrörelser på flera platser i Sverige hade varit intressant att beräkna. Extremtemperaturen på bandplåtens yta fastställdes med beräkningar. Det hade varit intressant om mätutrustning varit monterad och yttemperaturen gick att mäta samt följa under en längre tid. I början av arbetet fanns idéer på att försöka mäta den verkliga längdutvidgningen i någon form av rutnät på taktäckning. Detta för att se att zonindelningen får önskad effekt och verkligen fungerar. Då kanske trovärdigheten i arbetet hade höjts för de som tvivlar på temperaturens inverkan på bandplåten. Under arbetets gång har det kommit fram under diskussioner med byggnadsplåtslagare att många tvivlar på att bandplåten verkligen påverkas. Det verkar finnas en undermedveten tilltro till att plåten måste hettas upp tills den glöder innan den utvidgar sig. Att bandplåten krymper när den blir kallare kan också vara svårt att förstå. Bedömningen är att beräkningarna i arbetet ska ge tillräcklig trovärdighet och kan följas upp genom lämnade källor. 23

29 Det finns väldigt lite litteratur utgivet om bandplåt och byggnadsplåt vilket försvårade arbetet. Samtidigt var det en av anledningarna till att detta arbete gjordes. Den enda som är att betrakta som komplett är Byggnadsplåt, material och utförande. Pärmen innehåller 14 st. häften som behandlar varsitt specialområden och målgruppen är konsulter och arkitekter. Men den är intressant även för byggnadsplåtslagare då de utformar mycket av sitt arbete själva. Häftet Rörelser och rörelsefogar från pärmen är mest utförlig angående zonindelning. 24

30 Slutsats När indelningen av fasta och rörliga zoner ska utföras är anslutningar till bandplåten, taklutningen och maximal bandlängd de viktigaste delarna att tänka på. Fasta zonens placering på taket framgår av figur 23, som gäller för underlag på träpanel. Den antas gälla för okomplicerade tak där det inte finns några detaljer som är svårbedömda. Vid oklarheter ska zonindelningen inte utföras av en byggnadsplåtslagare. I Karlstad är den maximala bandlängden från rörelsecentrum till en ände 15 m. När den maximala bandlängden överskrids krävs att bandplåten skarvas med en rörelsefog. Sker det en låsning av bandplåten på mer än en punkt i takets längsriktning måste en rörelsefog placeras mellan punkterna. Bandlängden kan behöva vara kortare än den maximala då den måste anpassas till hur temperaturrörelserna kan tas omhand vid anslutningar. Om bandplåten ska kunna röra sig i rörelsezonen krävs att fria ändar och anslutningar utformas så att rörelserna inte hindras. De flesta hinder och genomföringar kan utformas så de inte hindrar rörelserna. Rörelsemånen som krävs vid anslutningar kan beräknas med hjälp av tabell 6. Vinkelrännor ska anslutas med sneda bitar mot bandplåten för att inte hindra rörelserna. Vid en fotränna hindras rörelserna om anslutningen sker med en rännfals. Beroende på taklutning finns alternativa anslutningar. Det finns ett komplett sortiment av taksäkerhetsinfästningar som inte hindrar rörelsen hos bandplåten. De kan monteras både i den fasta och rörliga zonen. 25

31 Referenslista Bjarnes System AB (2010). Komplett system för klammerinfästningar av planplåtstäckningar. [Elektronisk]. Tillgänglig: [ ]. Harderup, Eva (1999). Klimatdata för fuktberäkningar [Elektronisk]. Tillgänglig: [ ]. Hasselgren, Göran & Blixt, Hans (1975). KUNNA Plåt. Stockholm: Byggandets samordning Hus AMA 08: allmän material- och arbetsbeskrivning för husbyggnadsarbeten. (2009). Stockholm: Svensk byggtjänst Johansson, Gert., Larsson, R. & Olsson, H. E. (2004). Vindlaster på falsade plåttak. Bygg och teknik, 4, Lindab (2010a). Lindab tillbehör: plåt & metaller. [Elektronisk]. Tillgänglig: [ ]. Lindab (2010b). Lindab Nova: Färgbelagd stålplåt för plåtslageriarbeten. [Elektronisk]. Tillgänglig: [ ]. Lindab (2010c). Lindab bandtäckning: Handbok. [Elektronisk]. Tillgänglig: nd=22217&langref=4&area=2&topid=3&menuid=195&expandid=4589&articleid=22217& T=39&P=22216#[ ]. Osterling, Torbjörn (2008). Byggnadsplåt: material - utförande. 8, Rörelser och rörelsefogar. Stockholm: Plåtslageriernas riksförbund Osterling. (2010a). Besiktning vanligaste felen Del 2: Beställarens fel [Elektronisk version]. Bygginfo PM: Aktuellt om teknik och regelverk för byggsverige, Osterling. (2010b). Besiktning vanligaste felen Del 3: Entreprenörens fel [Elektronisk version]. Bygginfo PM: Aktuellt om teknik och regelverk för byggsverige, Petersson, Bengt-Åke (2007). Tillämpad byggnadsfysik. 3, [rev.] uppl. Lund: Studentlitteratur Plannja (2010). Garanti [Elektronisk]. Tillgänglig: %20och%20Alu% pdf [ ] Plåtslageriernas riksförbund (1999). Byggnadsplåt: material - utförande Stockholm: Plåtslageriernas riksförbund. 26

32 Rosén, C. (2007). Bandplåt, klammer och zoner. Plåt & Vent Magasinet, [Elektronisk], 11, 25. Rosén, Claes (2009). 14. Återkommande fel. [Elektronisk]. Tillgänglig: [ ]. SSAB (2010a). Handbok för planplåtstäckning med Prelaq: Del 1 - Underlag av trä. [Elektronisk]. Tillgänglig: ng%20med%20prelaq.pdf [ ]. SSAB (2010b). Bandtäckning med Prelaq PLX för isolerade tak [Elektronisk]. Tillgänglig: A5ll%20av%20f%C3%A4rgbelagd%20pl%C3%A5t.pdf [ ]. Statens planverk. (1980). Svensk byggnorm: [The Swedish building code]: SBN Stockholm: LiberFörlag/Allmänna förl. TSK. (2010). Taksäkerhetskommittén. Hämtad , från Walker, J., Halliday, D. & Resnick, R. (2008). Fundamentals of physics. (8. ed.) Hoboken, NJ: Wiley. 27