Natursten Roll och förutsättningar som fasadmaterial inom byggproduktion Natural Stones Capacity and conditions as a façade material within building construction Ev bild Författare: Handledare: Examinator: Examensarbete: Amal Benchenaa, Jean Touma Sten Hebert, KTH ABE Per Roald, KTH ABE 15 högskolepoäng inom Byggteknik och Design Godkännandedatum: 2015-03-05 Serienr: 2007-218 3
Förord Föreliggande rapport är ett högskoleingenjörsexamensarbete inom utbildningen Bygg och Design på KTH i Stockholm. Arbetet hör till ämnet byggteknik och är skrivet på C-nivå. Examinator för arbetet är Per Roald. Ett stor tack till vår handledare på KTH, Sten Hebert, som med goda råd och synpunkter, hjälpt till på vägen fram mot ett färdigställt examensarbete. Författarna vill även rikta ett stort tack till Sveriges Stenindustriförbund, Kurt Johansson, professor, för att han med sitt stora engagemang väglett oss med både tid och expertis inom sten. Ett sista tack till de som medverkat i våra intervjuer: CBI, Björn Shouenborg, stenforskare på CBI Jananders Consulting AB, Jan Anders Brundin, forskare och konsult Sveriges Stenindustriförbund, Kai Marklin, ordförande Fischer Sverige AB, Max Beechey, teknisk projektledare Omniplan, Staffan Schartner, arkitekt Herrljunga Terrazzo, Fredrik Sten, stensättare Södermalms Sten, Thomas Raudsepp, VD Valter Eklund, Mikael Stjernborg, VD Halfen Deha, Sture Eng, Martin Ljungberg, tekniker och säljare Stockholm 2014-11-13 Amal Benchenaa och Jean Touma 4
Sammanfattning I rapporten har vi skrivit om naturstenens roll och förutsättningar som fasadmaterial inom byggproduktion. Målet med undersökningen var att belysa nya tekniker som finns på marknaden. Metoder som har använts för att undersöka infästningstekniker är genom intervjuer och studiebesök. Den stora frågan var att ta reda på hur dem nya teknikerna kan påverka vår arbetsmiljö, miljö samt estetik. En annan fråga var hur den nya tekniken kan uppfylla de nya kraven? Natursten är ett naturligt material som är inhomogen och därför förekommer det färgskiftningar och variationer i stenskivorna. En beställare ska därför vara väldigt specifik när stenen utses. Det finns en stor risk med att förankra stenskivor utan mekanisk förankring. Utan förankringen kan stenen lossna från fasaden. Idag bygger vi vanligen med tekniken ventilerad luftspalt, mellanrum mellan stenskivor och stomme. På det sättet kan alla stenskivor röra sig utan spänningar samtidigt som luftspalten ventilerar och dränerar ut fukten bakom stenskivorna. Genom att välja lämpliga stendimensioner och ankare i standardutförande kan kostnaderna minskas. Denna rapport tar upp ny teknik. FZP, Fischer Zykon Panel, är ett undercut ankare. Detta är en valmöjlighet om en beställare vill erhålla skivor som är 20 mm i tjocklek. Björn Shouenborg har designat ett program som gör det möjligt att dimensionera sten på fasader. Programmmet visar om dimensioneringen är ok med hänsyn till säkerhetskraven. Med tanke på de stora miljökraven som ställs är det både lönande att undersöka möjligheter och ny teknik. Stommen byggs med mer isolering vilket kräver en längre expanderbult eller ankare mellan stenen och stommen. I denna rapport framkommer det att en arkitekt och stenentreprenör är positiva till ACTsystemet. Den här rapporten har belyst att den nya tekniken har en positiv påverkan på arbetsmiljön, miljön, estetik och tid. 5
Summary The report talks about the capacity and conditions as a façade material within building construction. The goal with the research was to shed light on the new technique available today. The methods used to examine the mechanical anchoring techniques were through interview and fieldstudies. The main question was to find out how those new technologies can affect our health and safety, environment and aesthetics. Another question is how the new technology can meet the new requirements? Natural stone is a natural material that is inhomogeneous and therefore there are color variations and variations in stone tiles. A client should therefore be very specific when the stone is appointed. There is a great risk to anchor stone tiles without mechanical anchoring, without it the stone can detach from the façade. The technology most commonly used in anchoring stone is using a ventilated air gap, a space between the stone tiles and facade. In this way, all stone tiles move without tension and furthermore the air gap ventilates and drains the moisture behind the stone tiles. It is possible to cut costs by choosing the appropriate stone dimensions and tiles in the standard execution. New technology opens up new possibilities. An alternative is FZP, Fischer Zykon Panel which is an undercut anchor. This could be used as an option if a client wishes to have 20 mm thick tiles. Bjorn Shouenborg, researcher, has designed a program that makes it possible to dimension stone facades.the software that shows if the design is ok with regard to safety requirements. Given the large environmental requirements imposed today, it is conceivable both be worthwhile to explore the possibilities and new technologies. The façade is built with more insulation which requires a longer expansion of anchors. In this report, it appears that an architect and stone contractor is positive for the ACT system. This report has highlighted that the new technology has a positive impact on the work environement, the environment, aesthetics and time. 6
Innehåll 1 INLEDNING... 9 1.1 Bakgrund... 9 1.2 Syfte och mål... 10 1.3 Metoder och material... 10 1.4 Avgränsning... 10 2 STENPRODUKTION... 11 2.1 Förutsättningar... 11 2.1.1 Bergarternas uppkomst... 11 2.2 Stenbrytning och bearbetning... 12 2.2.1 Svensk stenbrytning... 12 2.2.2 Ytbearbetning... 12 3 TEKNISKA PARAMETRAR... 14 3.1 Tekniska krav... 14 3.2 Olika stentyper... 14 3.2.1 Hårda stentyper... 14 3.2.2 Mjuka stentyper... 15 3.2.3 Porösa stentyper... 15 3.3 Tekniska egenskaper... 15 3.4 Olika stentypers lämplighet... 17 3.4.1 Design... 17 3.4.3 Svensk Diabas... 18 3.4.4 Gnejs-Hallandia Bårarp... 19 3.4.5 Orsasandsten... 19 3.4.5 Ljus Ekeberg... 20 4 TEKNIK OCH STENMONTERING... 22 4.1 Stenväggstyper och deras utveckling.... 22 4.1.1 Massivväggar-fram till 1800-talet... 22 4.1.2 Skalväggar från 1800-talet... 22 4.1.3 Beklädnadsväggar från 1900-talet... 23 4.1.4 Äldre- (från 1900-talet), nya stenfasader och alternativa fasadmaterial... 25 4.2 Teknik-Den moderna beklädnadsväggen... 33 4.2.1 Ventilerad luftspalt... 33 4.2.2 Anslutning mot sockel och mark... 33 4.2.3 Rörelsemöjligheter... 35 4.2.4 Fuktdiskussion... 36 4.2.5 Plattdimensioner... 37 4.3 Metoder för förankring av fasadplattor... 38 4.3.1 Traditionell montering med kramlor/ankare... 38 4.3.2 Förankring med skensystem... 41 4.3.3 Exempel på infästningar i stenen... 43 5 STENANVÄNDNINGEN IDAG... 49 5.1 Importen - ett dilemma för oss i Sverige... 49 5.2 Vad säger byggregler idag om stenbeklädnad?... 50 5.3 Miljö... 51 5.4 Trender... 52 5.4.1 Utveckling inom naturstensbrytning... 53 6 STENENTREPRENADER... 54 7 RISKANALYS... 55 8 Exempel på en ventilerad fasadbeklädnad... 57 8.1 Oslo Opera... 57 9 Intervjuer... 59 9.1 Intervju med ett lokalt stenentreprenad företag... 59 9.2 Intervju - exempel på ett företag som valde att bygga med Fischers skensystem... 60 10 DISKUSSION... 62 Referenser... 63 Index 1... 65 Index 2... 66 Index 3... 67 Index 4... 68 7
8
1 INLEDNING 1.1 Bakgrund Natursten används för byggande. Som byggmaterial är svensk natursten en kvalité produkt inom arkitektur och stenhandel både i Sverige och internationellt. Svensk sten är känd för mycket goda tekniska egenskaper och för alla nyanser som erbjuds. Stenens långa livslängd och naturliga skönhet gör att förfrågan av natursten ökar i världen. Minst 80 % av granitlika stentyper (granit, diabas, gabbro, gnejs) exporteras. Stenindustrin i Sverige är inte så stor. Antalet personer som arbetar i stenbranschen är ca 1200. I Sverige arbetar de flesta i stenbrotten och sedan transporteras stenblocken till bland annat Italien, Spanien, Kina och Polen för att ytbearbetas, skäras till skivor med mera. Det finns många stenbyggnader i landet, koncentrerat till vissa stadskärnor och särskilt i Stockholms innerstad. Dessa stenhus har spelat en stor roll i samhällets utveckling och är en del av Sveriges arkitekthistoria. De flesta stenhus upprättades från åren 1880-1920, för ca 100 år sedan. Många byggnader har efteråt fått rivas men 200 000 bostäder av sten, tegel och puts finns kvar. 100 000 av dessa finns i Stockholm och 100 000 i resten av landet. Ungefär 10 000-12 000 lägenheter är renoveringsobjekt varje år, vilket i praktiken betyder att under en 10 årsperiod stod många fasader färdigrenoverade runt år 2000. Med dagens teknik har minst 98 % av alla stenfasader en god funktion och hållbarhet. Med rätt stenmaterial och rätt teknik kan en stenfasad hålla i hundratals år i Sverige att jämföras med exempelvis Bohus fästning i Kungälv byggd 1308. Även i modern tid kan vissa stenfasader snabbt bli renoveringsobjekt. Att välja olämplig stensort eller monteringsmetod vid uppförande av stenfasad kan ge omfattande konsekvenser. Stenfasaden på Södertörns högskolebibliotek har stensorten som valts spruckit och lossnat vilket har lett till att hela fasaden har fått bytas ut. Av sådana skäl är det av intresse för kunden att byggherren har rätt kunskap om sten. Då många parametrar ska beaktas vid projektering av stenfasad är det viktigt för konsulten att ha kunskap om allt från olika stentyper och dess egenskaper till dimensionering, fukt och olika monteringssystem. Trenden att bygga i natursten ökar. Det finns storslagna byggnader med stenfasader, då Gert Wingårdh, en av landets anlitade arkitekter, väljer natursten som fasadmaterial. Clarion Hotel Sign, på Norra Bantorget i Stockholm, är ett praktexempel där Wingårdh valde att kombinera skiffer, granit och glas på fasaden. I många artiklar står det om att bygga i natursten blir alltmer populärt i vårt miljömedvetna samhälle och därför är natursten ett sådant aktuellt byggmaterial. 9
1.2 Syfte och mål Målet är att ta reda på naturstenens roll och förutsättningar som fasadsten samt att få kunskap om tekniken att uppföra stenfasader på lämpliga sätt. Författarna hoppas att rapporten kan ge en inblick i stenindustrin och inspirera byggindustrin och arkitekter till att bygga mer i natursten. 1.3 Metoder och material Val av metodik är att skriva en rapport från ax till limpa dvs. att skriva om hur stenarna tas från stenbrotten till stenfirman och vidare till entreprenaden för att få en större förståelse för stenens livscykel. De metoder som använts för denna rapportskrivning är inläsning från böcker och häften, studiebesök hos entreprenörer samt intervjuer med branschkunniga. 1.4 Avgränsning Det utredande problemet i rapporten är infästningen av natursten och att jämföra gamla med nya byggmetoder i Sverige. 10
2 STENPRODUKTION 2.1 Förutsättningar Vad är en natursten? Enligt Sveriges Stenindustriförbund (SFI) är det En produkt tillverkad av natursten tagen som ett helt stycke från ett helt block ur berggrunden. 2.1.1 Bergarternas uppkomst Hur har bergarterna skapats? Den fasta berggrunden består av olika bergarter 1, deras bildningssätt visas i index 4. Bergarterna delas in i magmatiska, sedimentära och metamorfa bergarter. Magma bildas i jordens inre kärna och är en flytande smälta. Genom eruption, vulkaniska utbrott, kommer magman upp till markytan där den avkyls och kristalliseras till en magmatisk bergart. Ett exempel på en magmatisk bergart är granit. Med tiden kommer de magmatiska bergarterna vittra och erodera för att senare kunna transporteras bort och beblandas med döda organismer och jordarter. När denna beblandning utsätts för ett stort tryck påbörjas en sedimentation. Exempel på sedimentära bergarter är sandsten och kalksten. De sedimentära eller de magmatiska bergarterna kan ombildas till en metamorf bergart, om den utsätts för mycket högt tryck samt hög temperatur. Exempel på denna bergart är marmor som omvandlats från sedimentär kalksten och gnejs som omvandlats från granit. Sediment Sedimentär berg Magmatisk begart Metamorf bergart Magma Figur 1. Bergartscykeln, bergarternas kretslopp. 1 Bergart och stensort har samma betydelse. Den stenindustriella benämningen är stensort. Stensorterna uppkallas efter geologisk formation, brytningsort eller landskap. (Källa: Handboken Bygg-Material, Produkter och arbetsteknik, 1984.) 11
2.2 Stenbrytning och bearbetning 2.2.1 Svensk stenbrytning I Sverige finns det många orter för naturstenstäkter av blocksten och plattor. I tabellen från SGU:s Bergverk statistik (Sveriges Geologiska Undersökning) framgår det var de olika stentyperna bryts och alla företag som bryter naturstenen, se index 1 och 2. Totalt under året 2010 registrerades 53 täkter och 39 företag som bryter 868 k ton, index 3. I Sverige bryts naturstenen i markytan i så kallade stenbrott. Det är marknaden och efterfrågan som styr var stenbrytningen sker och att det ska vara rätt färg och struktur på stenarna. Innan brytningen påbörjas måste en teknisk undersökning göras. En provbit undersöks för att se om stenen har den rätta kvalitén. Dagens industri kräver stora råblock som ska vara helt sprickfria. Det är svårt att få fram fina och sprickfria block, upptill 30% kan gå till spillo. Grundprincipen för att frigöra stenblock är att borra hål som placeras efter varandra. I dessa hål placeras detonerande stubin eller rörladdningar som sprängs. Även diamantlinsågning används för att frigöra blocken från det fasta berget. De stora blocken som utvinns ur berget sågas till skivor i ramsågar, diamantklingsågar eller diamantlinsågar. Diamantsågarna har en diameter av 1300-3000 mm. Efter sågningen bearbetas den yta på stenen som ska vara synlig. Flamning, krysshamring, slipning eller polering är olika vanliga ytbehandlingar. Därefter formatsågas skivorna till de ytmått kunden beställt. 2.2.2 Ytbearbetning En fasadstenskiva ytbearbetas för att få en viss estetik. Vilka slags ytbearbetningar en stentyp kan få beror på dess egenskaper. De hårda stentyperna har så bra egenskaper att i princip alla slags ytbearbetningar är lämpliga. Kalksten däremot bleks av den sura nederbörden och bör därför inte erhållas i polerad eller slipad yta. Ytbehandlingen på en kalksten och marmor fasad brukar vara finslipad. Kalksten och marmor etsas av den sura nederbörden och bör därför inte erhållas i polerad yta. **Lämplig Fasad Marksockel * Användbar Granit Polerad ** ** Slipad ** ** Krysshamrad ** ** Flammad ** ** Klovyta, råkilad yta ** ** Kalksten Polerad Slipad * Hyvlad ** * Låger-, tandhuggen ** * Maskinlågrad, -tandad ** * 12
Randsågad ** * Klovyta ** * Marmor Polerad Slipad * Diamantfräst ** * Maskinlågrad, -tandad ** * Sandsten Slipad * Blästrad * Krysshamrad * Skiffer(kvartsit) Klovyta ** ** Slipad ** ** Polerad ** ** Tabell 1. Ytbearbetningar som är lämpliga/användbara för olika stentyper i fasad och marksockel. (Källa: Stenhandboken häfte: Allmänt, s.46) 13
3 TEKNISKA PARAMETRAR 3.1 Tekniska krav Sten är ett av de mest beständiga byggnadsmaterialen som finns, dock har stentyper olika förmågor att stå emot påkänningar från den omgivande miljön. Vid val av stensort ska hänsyn tas till stensorternas egenskaper samt vilka påfrestningar som fasaden kommer utsättas för. Viktiga tekniska parametrar vid val av stentyp som ska beaktas: kemisk resistens (motstånd mot luftföroreningar, salt och rengöringsmedel) mekanisk resistens (motstånd mot nötning, repor och övrig mekanisk påverkan) porositet/vatten absorption (exempelvis frostsprängning, smutsupptagning) hållfasthet (böjdrag, utspjälkning etc.) Stensorterna grupperas efter dess beständighet som fasadsten. 3.2 Olika stentyper 3.2.1 Hårda stentyper - med god kemisk resistens Granit Gnejs (omvandlade graniter) Diabas (svarta graniter) Kvartsit (omvandlad sandsten) Skiffer (ej lerskiffer) Dessa stensorter består av hårda silikatmineral och har god resistens mot mekanisk påverkan Dessa stensorter har även god beständighet mot surt nedfall, vittring och frostspräng. Gnejs är, ur byggnadsstenssynpunkt, identisk med graniten. I Sverige bryts Hallandsgnejs och har fått spridning i Europa. Granit och gnejs kan vara svåra att urskilja, eftersom båda bergarterna har kvarts och fältspat som huvudmineral. Det är kvarts- och fältspaten som gör att stenarna blir hårda och de andra mineralerna ger stenen dess färg. Diabas är en granitliknande stentyp och är liksom graniten en magmatisk bergart. I jämförelse med graniten består den hårda diabasen inte av kvarts, utan av huvudmineralerna plagioklas och pyroxen. Underordnade mineral är exempelvis olivin och magnetit, men det som gör att diabasen får sin mörksvarta färg är mineralet pyroxen. Skiffern (glimmer/kvartsitskiffern) är viktig och intressant som fasadmaterial. Den får dock inte förväxlas lerskiffer, som är en helt annan stentyp. 14
3.2.2 Mjuka stentyper - med begränsad kemisk resistens. Kalksten Marmor I regel har dessa stensorter inte lika god beständighet som de hårda stensorterna, trots detta är de vanliga som fasadmaterial eftersom de är estetiskt tilltalande. Ute i Europa skiljer man inte på marmor och kalksten särskilt noga. De kallas ofta båda för marmor. 3.2.3 Porösa stentypermed begränsad kemisk resistens. Sandsten Sandsten tar åt sig smuts mycket lätt och är svår att göra ren. Den är därför mindre lämplig som byggnadssten, speciellt olämplig är den karbonatbundna. Gruppen sandsten kan delas in i två undergrupper, med mycket olika egenskaper: Kvartbunden sandsten Stensorter inom denna grupp påverkas ej av sura medel och är i övrigt motståndskraftiga mot kemisk påverkan. Exempel på stensorter inom denna grupp är Orsasandsten. Karbonatbunden sandsten (Denna får inte förväxlas med den fabrikstillverkade kalksandsten ) Stensorterna inom denna grupp påverkas av sura medel, vilket har negativa effekter då den utsätts för surt nedfall. Exempel på stensort i denna grupp är Gotlandsandsten. 3.3 Tekniska egenskaper En natursten är inte homogen och därför kan de tekniska egenskaperna variera hos en stensort. Variationer inom en stensort kan ibland vara större än mellan olika stentyper. Ett exempel är att Ekebergsmarmor inte har samma egenskaper som Carraramarmor. Det är alltså de egenskaper för just den specifika stenen som ska beaktas. Dessutom behöver inte alla egenskaper beaktas vid stenval, i vanliga fall beaktas till exempel inte densitet och tryckhållfasthet ifall de inte avviker nämnvärt från normen. Det är miljön där stenen blir monterad som avgör vilka parametrar som bör beaktas. Då det gäller sten som fasadmaterial är kemisk resistens, böjdraghållfasthet, vattenabsorption, utspjälkningshållfasthet och mekanisk resistens viktiga parametrar. I många miljöer är vattenabsorptionen (smutsbenägenhet, frostbeständighet) viktig att beaktas. På Södertörns högskolebiblioteks fasad i Flemingsberg var utspjälkningshållfastheten det stora problemet. Stenen sprack vid infästningen av klammerdubben. 15
Stentyp/Stennamn Densitet Tryckhåll- Böjdrag- Vattenabsorption Utspjälkningshållkg/m3 fasthet Mpa fasthet Mpa % fasthet N Granit Röd Bohus Broberg 2620 244 18,4 0,1 3700 Skiffer Offerdalsskiffer 2730 306 42,1 0,1 4346 Kalksten Ljusgrå Borghamn 2660 160 18,1 0,5 2200 Marmor Kolmårdsmarmor OX 2720 168 17,9 0,1 3000 Sandsten Orsasandsten 2250 115 5,7 4,5 - Tabell 2. Tekniska egenskaper för några stentyper. Värdena har bestämts enligt svenska provningsmetoder. (Källa: Stenkartoteket, www.sten.se) Ju större vattenabsorption en sten har desto mer vatten och smuts kan den ta upp. Vattnet kan förvandlas till is när det är tillräckligt kallt. När vatten i vätskefas förvandlas till is ökar volymen med 9 %. Denna volymökning behöver utrymme, vilket annars gör att isens tryck kan spränga stenen inifrån. Detta fenomen kallas för frostsprängning. När vattenabsorption är < 0,5% är stenen vanligen frostbeständig. Över denna gräns bör stenen frostprovas. Frostresistensen beror och på porernas utformning. 16
3.4 Olika stentypers lämplighet 3.4.1 Design Här visas några exempel på stentyper samt deras tekniska egenskaper. Sten är ett naturmaterial med varierande färg och textur och därför kan en bild inte ge full rättvisa. Dessa bilder ska därför endast betraktas som endast vägledning vid val av sten. 3.4.2 Kulla granit Stentyp: Granit Tekniska egenskaper Data Stennamn:Grå Kulla Densitet kg/m3 2660 Ytbearbetning: Polerad Tryckhållfasthet, MPa 218 Böjdraghållfasthet, MPa 18,3 Vattenabsorption, vikt % 0,2 Utspjälkningshållfasthet N 3600 Tabell 3. Tekniska data för Kulla granit (Källa: Stenkartoteket, www.sten.se) Stentypen är lämplig som fasadmaterial, de tekniska värdena för densitet, tryck- /böjdraghållfasthet avviker inte nämnvärt från normen. Dessutom har stenen bra värden för vattenabsorption och avnötning. Bild 1. Banken SEB:s kontor på Sveavägen i Stockholm i Kulla granit. 17
3.4.3 Svensk Diabas Stentyp: Diabas Tekniska egenskaper Data Stennamn: Svensk diabas, Brännhult Densitet kg/m3 2970 Ytbearbetning: Polerad Tryckhållfasthet, MPa 244 Böjdraghållfasthet, MPa 26,5 Vattenabsorption, vikt % <0,1 Utspjälkningshållfasthet N 4350 Tabell 4. Tekniska data för Svensk diabas. (Källa: Stenkartoteket, www.sten.se) Stentypen är lämplig som fasadmaterial, de tekniska värdena för densitet, tryck- /böjdraghållfasthet avviker inte nämnvärt från normen. Dessutom har stenen bra värden för vattenabsorption och avnötning Bild 2. Svenska Riksbanken, Brunkebergstorg 11, inklädd i svart råkilad diabas från Gylsboda i Skåne. Byggnaden uppfördes 1968-76. Den skrovliga ytan är den obearbetade råkilade ytan. Vissa partier i stenarna har en linssågad yta vilket gör att stenen får ett mycket speciellt utseende Fasaden har monterats mot en betongstomme med ingjutna specialkramlor. Bild 3. Riksbanken i Stockholm. Byggår 1975. Monteringsprincip vid fönsterpelare med specialkramlor. (Källa: Handboken Bygg- Material, Produkter, Arbetsteknik, s 48.) 18
3.4.4 Gnejs-Hallandia Bårarp Stentyp: Gnejs Tekniska egenskaper Data Stennamn: Hallandia Bårarp Densitet kg/m3 2680 Ytbearbetning: polerad Tryckhållfasthet, MPa 191 Böjdraghållfasthet, MPa 21,7 Vattenabsorption, vikt % 0,1 Utspjälkningshållfasthet N 4350 Tabell 5. Tekniska data för Gnejs-Hallandia Bårarp. (Källa: Stenkartoteket, www.sten.se) Stentypen är lämplig som fasadmaterial, de tekniska värdena för densitet, tryck- /böjdraghållfasthet avviker inte nämnvärt från normen. Dessutom har stenen bra värden för vattenabsorption och avnötning. 3.4.5 Orsasandsten Stentyp: Sandsten Tekniska egenskaper Data Stennamn: Orsasandsten Densitet kg/m3 2250 Ytbearbetning: Slipad Tryckhållfasthet, MPa 115 Böjdraghållfasthet, MPa 5,7 Vattenabsorption, vikt % 4,5 Utsjälkningshållfasthet - Tabell 6. Tekniska data för Orsasandsten. (Källa: Stenkartoteket, www.sten.se) Stentypen är icke lämplig som fasadmaterial, de tekniska värdena för densitet, tryck- /böjdraghållfasthet avviker nämnvärt från normen. Dessutom har stenen väldigt dåliga värden för vattenabsorption och avnötning. Dock finns det ett hundratal fasader och detaljer i Sverige monterade med Orsasandsten. 19
3.4.5 Ljus Ekeberg Stentyp: Marmor Tekniska egenskaper Data Stennamn: Ljus Ekeberg Densitet kg/m3 2860 Ytbearbetning: Slipad Tryckhållfasthet, MPa 176 Böjdraghållfasthet, MPa 19,9 Vattenabsorption, vikt % 0,1 Utspjälkningshållfasthet N 3250 Tabell 7. Tekniska data för Ekbergsmarmor. (Källa: Stenkartoteket, www.sten.se) Stentypen är lämplig som fasadmaterial, de tekniska värdena för densitet, tryck-/ böjdraghållfasthet och vattenabsorption är bra. I jämförelse med granit nöts marmor med tiden, vilket innebär mer underhåll och kortare livslängd. Dock är avnötningsvärdet bra. Ekebergsmarmor kan med tiden gulna på grund av oxidation. Bild 4. Kungliga Dramatiska Teatern, Östermalm, byggdes 1901-08. Ekebergsmarmorn är från Glanshammar i Närke. Sockeln är av Stockholmsgranit. Bild 5. Gamla centralposthuset i Stockholm med fasad av Övedsandsten. Övedsansten bryts inte längre. Brytningen upphörde i början av 1900-talet. Vid restaureringar ersätts idag Övedsandsten med Orsasandsten. Orsasandsten är kvarsbunden medan Övedsandsten är karbonatbunden. 20
Svensk sten är väldigt hård jämfört med många stenar i utlandet. Ekebergsmarmorn och Brännlyckemarmorn är betydligt äldre än Carraramarmorn på grund av att den svenska marmorn har kompakterats under en längre tid och är hårdare, se index 4. I Sverige inhandlas mycket sten från utlandet på grund av att den svenska stenen är dyrare och även för att det finns andra stenar med rätt arkitektoniskt utseende. Carrara är en vit marmor med grå ådringar som finns i Carrara området i Italien. Denna sten är mycket populär och är relativt billig om man jämför med ljus Ekebergsmarmor. Carrara marmorn är en mycket populär sten och har brutits sedan urminnes tider. I Sverige rekommenderas inte väldigt ljus Carrara som fasadsten då plattorna kan krökas utåt med tiden. Ljus Ekebergsmarmor är från början vit, dock inte lika vit som Carraran. Med tiden kan Ekebergsmarmorn påverkas av oxidation i ytskiktet vilket gör att stenen får gula ränder. De svenska hårda stensorterna, granit, diabas, gnejs, kvartsit etc., exporteras till 80 % till Asien, U.S.A, Europa och används som fasadplattor. 21
4 TEKNIK OCH STENMONTERING Naturstensfasader utförs vanligen som en tunn beklädnad med bakomliggande luftspalt och isolering. Vid rätt utförande blir väggen beständig och långvarig, vilket är önskvärt vid val av natursten. Stenförankringen ska också vara anpassad till dagens energikrav, vilket vanligen innebär att det blir ett stort avstånd mellan fasad och bakstomme. Detta kapitel behandlar i huvudsak beklädnadsväggens uppbyggnad, teknik, stenmått, aspekter kring energieffektivisering samt förankring av stenplattor. 4.1 Stenväggstyper och deras utveckling. Hur naturstensväggar byggs har förändrats genom tiden. I princip finns det tre stenväggstyper, massiv-, skal- och beklädnadsväggar. 4.1.1 Massivväggar-fram till 1800-talet Massivväggar har byggts antingen med oformade hällar eller formade block, staplade i 1-sten eller tjockare utförande. Mindre stenar eller bruk var utfyllnadsmaterial mellan de större stenarna. Väggen kunde även byggas upp utan utfyllnadsmaterial, så kallade kallmurar. Bild 6. Stenar staplades på varandra. (Källa: Stenhandboken häfte: Fasader s.4) Väggtypen har ett lågt värmemotstånd, vilket är positivt ur fuktsynpunkt då väggen hålls varm. Massivvägen anses vara tät om den är utförd med formade block med utfyllnadsmaterial i bruk. 4.1.2 Skalväggar från 1800-talet På 1800-talet byggdes många stenstäder. Då natursten blivit relativt dyrt i förhållande till andra material blev skalväggar nästa naturliga steg i utvecklingen. Väggtypen är uppbyggt av en yttre fasadmur i natursten och en bärande innermur i annat material, exempelvis tegel, betong, lättbetong eller trä. På så sätt kunde hus byggas med stenfasader med en lägre åtgång av dyrt stenmaterial. 22
Bild 7. Stenen fungerade som en integrerad del i byggnadens stomme. Bild till vänster: Stenhandboken häfte: Fasader s.4. Bild till höger: Stenhandboken häfte: Restaurering s.13) Oisolerade skalväggar har lågt värmemotstånd, vilket är positivt ur fuktsynpunkt då väggen hålls varm. Väggtypen förekommer även med isolering placerad mellan inner- och yttermuren, vilket håller yttermuren varmare än om isoleringen placerats invändigt. Skalväggen anses vara tät. Innermurar med träregelstomme tätas invändigt med diffussionsspärr. 4.1.3 Beklädnadsväggar från 1900-talet Under 1900-talet utvecklades sågningstekniken och därmed kunde stenleverantörerna producera stenskivor med 30 mm tjocklek på fasaden mot en tung bakstomme. Stenskivorna utjorde endast en beklädnad och hade ingen bärande funktion. Den tunnare skivbeklädnaden blev populär då materialåtgången minskade i jämförelse med skalväggen och på så sätt blev de betydligt enklare och mer prisvärt att bygga naturstensfasader. Tekniken var att alla plattor monterades för sig. Till en början fästes stenplattorna till bakstommen med bruk. Följden var ras av enstaka stenar på en hel del fasader. Många konstruktioner har dock säkrats i efterhand med mekaniska förankringar. Med dåtidens bruksinfästning saknades en luftspalt, dock fungerade det dock bra ur fuktsynpunkt då värmemotståndet var lågt. Med tiden har många av dessa hus tilläggsisolerats och/ eller fått ett annat ventilationssystem med påverkade tryckförhållanden vilket har lett till fukt- och frostskador. Senare under 1900-talet började plattorna sättas med en ventilerad luftspalt och med förankring. En mekanisk förankring är en förutsättning för att erhålla en luftspalt, vilket har blivit allt viktigare i och med att att värmemotståndet har ökat. Luftspalten hade en dränerande och ventilerande funktion. Förankringskramlorna var utförda i antingen i koppar eller mässing, vilka visade sig vara korrosionsbenägna. Idag är det krav enligt Eurokod 6 på att infästningar ska utföras syrafasta, undantag är galvaniserat stål för hus som är högst 5 meter höga. 23
Bild 8. Principskiss av monterade skivor i bruk. Till höger visas montering av en stenskiva mot tegelmur på 1940- talet. ( Källa: Stenhandboken häfte: Restaurering, s.15) Bild 9. Skivorna är monterade i bruk och f t.h. visas synliga infästningar för att motverka att stenen inte lossnar. Fastighetsbolaget Hufvustaden har sitt kontor i denna byggnad belägen på Biblioteksgatan i Stockholm. Bilden till vänster visar en principskiss av stenskivor monterade i bruk. Bilderna till höger visar en fasad med plattor med genomgående fästningar som har säkrats i efterhand p.g.a. rasrisk. ( Källa: Stenhandboken, häfte Fasader s.5) Bild 10. Beklädnadsväggens uppbyggnad vid anslutning fönster. Pilen illustrerar luftspaltens öppning. 24
Bild 11. En ventilerad fasadbeklädnad med kramlor som förankrats i betongen. (Källa: Stenhandboken häfte: Restaurering, s.17) Bild 12. Ventilerad fasad. (Källa: Stenhandboken, häfte Fasader s.5) 4.1.4 Äldre- (från 1900-talet), nya stenfasader och alternativa fasadmaterial På 1900-talet uppfördes den största andelen byggnader med natursten i Sverige och det beror framför allt på att staden utvidgades. Stadsdelar växte upp på mycket kort tid. Stenindustrin utvecklades och stentransporterna förenklades genom att järnvägarna byggdes ut och det gick att transportera sten med ångbåtarna. Under sekelskiftet började naturstenen sättas upp som plattor, som en beklädnad på fasaden. Tidigare hade naturstenen en bärande konstruktion i en byggnad. 25
Byggnader från sekelskiftet Bild 13. Byggnad från sekelskiftet. Nationalmuseum, uppfört under åren 1846-66, med en fasadbeklädnad av kalksten från Borghamn. a Bild 14. Hallwylska palatset, Hamngatan 4 i Stockholm, uppfördes 1893 98. Fasaden är av Roslagssandsten och sockel och portal av Vätögranit. Bild 15. Kungliga Teatern i Stockholm. Operan stod klar 1898. Fasaden är av Vätögranit. 26
Bild 16. Information Rosenbad på Drottninggatan 5 i Stockholm. Uppfördes 1897-1900. Sandstensfasaden är från Övedkloster i Skåne. Bild 17. Marmorbyggnaden på Smålandsgatan på Östermalm är uppförd på 1900-talet. Svenska Lifvförsäkringbolagen står det på byggnaden. 1900-1910 Arkitekter i Sverige inspirerades av Jugendstilen, som var en reaktion mot det historiska tänkandet. Byggnaderna uppfördes med ett mjukare formspråk och smyckades med naturalistiska ornament i den släta putsen och kakel, glas och tegel dekorerade fasaden. Socklar uppfördes av kalksten och även portalerna dekorerades med samma material, ibland fanns det även stendekor över andra delar av byggnaden. Fasaderna var ljusa och putsades oftast i gula klara färgtoner. Ovanför sockeln var murytorna slätputsade. Det monterades glaserade kakelplattor vid fönster och glaserade tegelstenar eller grön kopparplåt på de höga och brutna taken. 27
Bild 18. Svenska Handelsbanken, Kungsträdgårdsgatan 4, med fasad av Bohusgranit från Bohuslän. Byggnaden uppfördes 1902-05. Under det tidiga 1900-talet var det fortfarande vanligt att utsmyckningar och statyer kläddes på husväggar. Carl Eldh var en känd svensk skulptör som har gjort flera fasadutsmyckningar runtom i Sverige. Bild 19. Nordiska museet, Stockholm, byggd 1907. Portalutsmyckning; tympanonfris, friskulpturer och reliefer i sandsten. Konstnär: Carl Eldh. Under tidigt 1900-tal var det många byggkonstruktioner som bestod av armerad betong. Fasaden bekläddes med skivor i natursten. Stenplattorna monterades sedan i cementbruk mot betongstommen. För att förhindra risk för ras av stenplattorna borrades hål i betongstommen och trådkramlor av koppar göts in. Hållarkramlor monterades i hål i stenens plattkanter, det vill säga på ovan- och undersidan av stenskivorna. 1910-tal Flertalet byggnader murades med rödbrunt tegel. Byggnaderna var oftast bruna, brunrosa, beige eller gråvita. Fönstersnickerierna var i samma nyanser. Under nationalromantiken byggdes många tegelfasader med skulpterad huggen granit i anslutning till ytterportar och burspråk eller balkonger. De höga socklarna, som tog upp nivåskillnaderna i gatan, uppfördes i råhuggen granit. Entrédörrarna var ofta uppförda i ek. Taken var höga och branta och anlades med färgat glaserat tegel. En viktig inspirationskälla, under tidsepok, var arkitekten Ragnar Östbergs imponerande byggnad av Stockholm stadshus, uppfört 1911-1923. Bild 20. Fasadreliefer i granit föreställande Kappspringande gossar och Gossar vid badstället 1910, Östra Real i Stockholm. (Källa: Fotograf Andrzej Olas, konstnär Carl Eldh, http://www.eldhsatelje.se/offentliga_verk.html.) 28
Bild 21. Fasad av Grännasandsten på Kungsgatan i Stockholm byggt 1910. Bild 22. Nordiska Kompaniet, Hamngatan 18 20 byggdes 1912-15. Fasaden är av Västkustgranit. 1920-tal Under Klassicismen putsades fortfarande fasaderna stramt och jämnt med kalkputs och hade klassiska motiv. Konststen ersatte natursten. Detaljer som exempelvis lister fick blå och grön färg. I slutet av 1920-talet minskades användningen av huggna stenar som dekoration vid fasader. Endast vid vissa portaler och fasader kan det finnas vissa hårda stensorter som vanligtvis är helt plana eller något rundade. 1930-tal Funktionalismen var ett helt nytt formspråk som byggde på att hus skulle byggas och utformas efter sin funktion. Arkitekter runt om i världen avfärdade de traditionella och 29
historiska stilarna. Fasaderna putsades släta, avfärgades och fick gråa, gula och vita toner. Bild 23. Ploggatan 6, Stockholm, byggnadsår 1930. Sockel och portal av Vätögranit. Stenarbetare fogar runt skifferplattorna på fasaden bredvid. 1940- och 50-tal Under andra världskriget var tillgången på fasadmaterial begränsad och det uppstod ett behov av andra fasadmaterial än tegel. Kalkputsen var det vanligaste fasadmaterialet och fasaderna putsades i starka färger. Från 1950-talet finns det flera fasader med rutmönster eller diagonalmönster i olika färger och putsytor med tydligt mönster. Äldre fasader från 1800-talet renoverades vid ombyggnader. Fasadstenen togs bort helt när nya fönsters sattes in. Funktionalismens och nationalromantikens ideal dominerade. Under åren 1950-70 gick stenen från att vara en integrerad del i den bärande stommen till att bli en beklädnad. Stenens tjocklek minskades därefter till 30 mm och detta medförde ny teknik för montering, kramling och fogning. Stenen kunde på vissa ställen ersättas av stenimitationer. 1960- och 70-tal Byggindustrin utvecklades snabbt efter kriget då byggherrar och arkitekter ville gå från hantverk till industriell massproduktion. På så sätt kunde de bygga snabbare, billigare och med mindre arbetskraft och på så sätt kunde de minska boendekostnaderna och förbättra boendestandarden. Den industriella produktionen ledde till nya fasadmaterial som exempel betongelement, skivmaterial och lättmetallplåt. Den traditionella byggnadsmetoden med fasadtegel och puts var fortfarande den vanligaste byggmetoden. Det traditionella lamellhuset med två till hyra våningar var den vanligaste byggnadstypen. Det var stor bostadsbrist i Stockholm och politikerna beslöt att det skulle byggas cirka 1 006 000 bostäder. Arkitekturen blev väldigt varierad. De flesta hus fick putsade fasader, men det byggdes även många fasader av prefabricerade betongelement. I Stockholm blev arkitekterna inspirerade av en ny stil, brutalismen, där konstruktioner och tekniska installationer skulle synas. Man skulle även betona materialen och i 30
Stockholmsområdet kan man se fasader på ofärgad betong. I Stockholm fick byggnaderna oftast en putsad fasad med sadeltak, burspråk och detaljer kring entréer. I Göteborg användes nya fabrikstillverkade fasadmaterial och i Skåne var tegel det mest förekommande fasadmaterialet. Under 1960-talet dominerade mörka färger som gick i grått eller brunt. Under 1970-talet hade fasaderna skarpa toner som röd, rödbrunt, grönt, orange, gult eller blått. Bild 24. PK-huset, Hamngatan 10 14 byggdes 1971 74 med sandsten från Mångsbodarna i Dalarna. Från 70-talet började sten köpas in från utlandet. Många stenar hade egenskaper som inte kom till sin rätt i vårt kalla klimat. Stenarna buktades, utspjälkades och missfärgades. Det fanns inte tillräcklig kunskap om importerad sten, då man tidigare bara byggt fasader av sten i Sverige. 2000-tal Trots naturstenens goda egenskaper har inte stenen blivit utvald som fasadmaterial så mycket under de senaste 30 åren på bekostnad av nya och konstgjorda material. Under 2000-talet monteras stenen allt oftare på olika sekundära bärverk som överför lasterna från beklädnaden till stommen. Bild 25. Fasaden på Clarion Hotel Sign, Norra Bantorget. Byggnaden blev färdigställd 2008. 31
Bild 26. Hotell Park Inn i Hammarby Sjöstad monterad med stenen Serpentino Verde från Italien. Byggnaden färdigställdes 2010. Fasaden är monterad med infästningssystemet, ACT-System, Avancerad Curtain Wall teknik. Fasadmaterial som kan konkurrera med sten är glas. Glas och natursten har i flera avseenden liknade egenskaper. Det är dessutom väl utprövat som fasadmaterial. 32
4.2 Teknik-Den moderna beklädnadsväggen Bild 27. Ventilerad fasadbeklädnad. En ventilerad naturstensbeklädnad är en förutsättning för en beständig fasad. I Stenhandboken står det att det är viktigt att ta hänsyn till tre grundprinciper: Principer: Ventilerad luftspalt Dränering av fukt bakom stenen Rörelsemån Varje stenskiva bärs för sig 4.2.1 Ventilerad luftspalt Om en stomme ska hålla en livslängd minst lika lång som fasadstenen är luftspalt rekommenderat. Luftspaltens uppgift är att dränera ut vatten och ventilera ut fukt. Luftöppningar görs vid anslutning till tak och fönster samt vid sockel. Luftspalten bör göras 30 mm tjock, dock ej under 10 mm. Luftspalten har även en förmåga att motverka krökning, vilket kan förekomma för mjuka stentyper pga. ensidig anfuktning. En del stentyper verkar ha en förmåga att buktas även med luftning, till exempel Carrara marmor. 4.2.2 Anslutning mot sockel och mark Fasader som byggs idag avslutas i underkant ofta ett stycke ovanför marknivå, stenfasader däremot har i alla tider avslutats under mark. 33
Bild 28. Beklädnadsväggens uppbyggnad i anslutning till sockel. Pilen illustrerar luftens inlopp. Bilden föreställer väggens anslutning till marknivå. Den nedersta stenplattan ställs på källarmuren alternativt sockel. För att bryta köldbryggan kan upplaget göras med ett fast isoleringsmaterial, till exempel foamglas eller lecablock. Rörelsemöjligheten finns mellan gångbaneplatta och bekädnad. Den nedersta stenplattan är bakgjuten vid marknivå som motstöd av marktryck och stötar. Bakgjutningen utförs i bruk med antingen dränerande eller icke dränerande egenskaper. Används dränerande bruk avleds vatten ut under mark. Dräneringsöppningar anordnas mellan upplag och stenplatta för att avleda vatten ut till husets dränering. Rörelsefogen över den nedersta stenplattan tjänstgör som ventilationsöppning för väggens luftspalt. Om icke dränerande bruk används kommer rörelsefogen att tjänstgöra både som dränerings- och ventilationsöppning för luftspalten. För att vattenavledningen ska fungera avslutas bruket i överkant i nivå med fogöppningen. Bakom bakgjutningen väljs cellplast då mineralull innerhåller fenorhaltser som via bruket kan vandra till stenen och missfärga den. Beklädnadslivet kan även ställas utanför underliggande sockel eller mur, hänsyn måste dock tas till tjällyftning. 50 mm tjock isolering eller 100 mm tjock isodrän under markbeläggning närmast fasad motverkar markfrysning. Upplag kan utföras av betongkonsol som är godkänd för användning under mark. Alternativt kan förankring i muren utföras med kemankare som ger ett skydd mot vatteninträngning. Syrafasta infästningar ska användas. 34
4.2.3 Rörelsemöjligheter Rörelser i stenbeklädnaden och bakkonstruktionen orsakade av yttre faktorer såsom fukt, temperatur, sättningar stommen etc. är ett fenomen som inte kan undvikas. Rörelser i natursten Natursten är ett material som har mycket små rörelser till följd av värmeutvidgning och fukt, men dess höga elasticitetsmodul gör att små rörelser ger stora spänningar, vilket kan leda till utspjälkningar. Rörelser i konstruktionen Det förekommer rörelser i konstruktionen som bär stenskivorna. Dessa rörelser beror på temperatur- och fuktskillnader i konstruktionen och dess omgivning. När exempelvis en nygjuten betongkonstruktion torkar krymper den. Om stenfasadmonteringen sker kort tid efter att betongen gjutits kan det leda till utspjälkningar i stenplattans kanter. Även väggstommar med stål- eller träkonstruktioner skulle kunna ge skador på beklädnaden p.g.a. stål kan svaja och trä kan få fuktrörelser. Skador som uppstår av spänningar och rörelser förhindras genom att låta varje stenskiva bära sig själv och dessutom lämna fri rörelsemån mellan varje stenskiva. På det sättet kan varje stenskiva röra sig fritt oberoende av varandra. Rörelser ska ges möjlighet att tas upp i rörelsefogar för att inte utspjälkningar och sprickor i beklädnaden ska uppstå. I allmänhet är rörelser hos sten små, den höga elasticitetsmodulen däremot orsakar stora spänningar av små rörelser. Fog Det måste finnas fogar mellan stenplattorna för att medge rörelse mellan plattor och mellan stomme och plattor. Fogen är därför mycket viktig. Rörelser upptas genom att antingen: Utföra fasaden med rörelsefogar mellan stenplattor. Rörelsefogar fylls med mjukfog, annat eftergivligt material, alternativt lämnas öppna. Sand i valfri kulör kan appliceras på mjukfog innan härdning för att efterlikna bruk. Då rörelsefogar inte kan räknas överföra krafter ska varje stenplatta utföras självbärande. Rörelsefogen bör vara minst 10 mm bred, dock minst 3 mm bredare än ankarets tjocklek. Med infästning med dubbar i beklädnadens baksida kan fogbredden minskas något. Utföra fasaden med stumma fogar. Rörelsefogar ska dock läggas in och på ett största avstånd på 4 meter horisontellt och vertikalt. Utförandet förekommer ur estetiskt synpunkt då beklädnaden ska delas upp i etapper, till exempel våningsvis. Bärning finns vanligen endast vid rörelsefogar, stumfogar för vidare last till underliggande sten. Alternativt kan stenskivor göras självbärande genom infästningar med dubbar i beklädnadens baksida, vilket kan tänkas göras när stommen inte klarar av punktlaster från flera stenplattor. Rörelsefogar ska dessutom läggas vid anslutning till dörrar, fönster samt andra material, samt där rörelsefogar i bakstomme finns. Rörelsefogar läggs även i ev. bakgjutning. Fogmaterial och fogbredd på rörelsefogar enligt 35
ovanstående utförande. Infästningar ska fällas in i stenskivan, vilket innebär att urtag i stenkant ofta behöver göras, alternativt med dubbar i stenskivornas baksidor. Bild 29. Ritning på infästning med tillhörande ankare och dubbar samt rörelsefog. Rörelsemöjlighet ska även finnas mellan fasad och hårda markbeläggningar, som till exempel markplattor. Markplattorna kan trycka mot fasaden och orsaka skador, 20 mm sandfog eller annat eftergivligt material mot fasaden ger ett gott skydd. Bild 30. Sandfog eller annat eftergivligt material mellan hård markbeläggning och beklädnadsfasad. 4.2.4 Fuktdiskussion Fukt kan skada konstruktionen. Skador som kan uppstå p.g.a. fukt är om skivorna monteras utan luftspalt vilket leder till fukt i konstruktionen och leder till fukt/mögelproblem t.ex. i isoleringen. Vissa stensorter påverkas även estetiskt av fuktgenomslag. En ventilerad luftspalt tillsammans med dränering motverkar fuktskador. Krökning kan ske ändå t.ex. Carrara marmorn på Finlandiahuset i Helsingfors som har utmärkt ventilation men ändå buktar sig plattorna beroende på stenens egenskaper. 36
Det sker en fukttransport när det finns någon slags potentialskillnad, till exempel fukthalt. Normalt är fukthalten inomhus högre än utomhus, därför blir det en fuktvandring från husets insida till utsida. En ventilerad luftspalt tar emot denna fukt och för ut den via dess ventilation. Luftspalten har även i uppgift att ta emot slagregn, som tränger in genom otätheter och öppningar, och dränera ut det via dess luftintag. Resterande fukt som blir kvar när regnet upphört ventileras bort. Luftspalten ska ha öppningar, både upptill och nedtill, för att få en väl fungerande ventilation. Luftintag kan till exempel vara vid sockeln och över fönster. Luftutsläpp kan exempelvis vara under fönster, vid takfoten och under fönsterbleck. Bakgjutning kan behövas för sockelskiftet där det finns risk för påkörning t.ex. i samband med snöröjning. Bakgjutning längre upp på fasaden bör ej förkomma. Bakgjutning ska ha dränerande karaktär, ett exempel på detta är cementbunden lättklinker eller cementbruk med engraderad ballast. Trots sin dränerande funktion fungerar den inte lika bra som en ventilerad luftspalt. 4.2.5 Plattdimensioner Det finns tre faktorer som bestämmer stenplattornas dimensionering, dessa faktorer är: Produktionsmetoder Hanterbarhet Infästningsdimensioneringar Dessa tre faktorer gör att en stenskivas yta inte bör överstiga 1,1 m2. Längden bör heller inte överstiga 3 gånger bredden. Maxhöjd bör begränsas till 1,8 m respektive bredd till 1,2 m. Figur 2. Vägledning vid val av plattdimensioner. Y-axeln visar stenens längd, X-axeln visar stenens bredd. (Källa: Jan Anders Brundin, Stenhandbokens häfte: fasader s.14) Stenskivans storlek bör hålla sig inom det markerade området. Ekonomisk storlek ger vanligen det billigaste utförandet. Större plattor än ekonomisk storlek kräver lyftredskap 37
vilket medför ökade kostnader. Mindre storlekar kräver fler infästningar vilket även ökar totalkostnaden. 4.3 Metoder för förankring av fasadplattor Då det gäller naturstensfasader i Sverige idag tillämpas i de flesta fall ventilerad fasadbeklädnad. De två vanligaste metoderna för att förankra fasadplattor i Sverige i dag är Traditionell montering med ankare/kramlor Hål borras i skivans kant för dubbar (5 6 mm i diameter), som fästs i stenplattan och i ankaret. Ankaret gjuts in i borrade hål i betongen. Detta system är flexibelt och billigt. Skensystem med aluminiumprofiler I stället för dubbar sågas ett spår i stenen för en ca 5 mm där en skena, vanligen aluminium träs in. Principskiss på ett skensystem med aluminiumprofiler. Tillverkarna har detaljerna. 4.3.1 Traditionell montering med kramlor/ankare 4.3.1.1 Dimensionering av ankare För att dimensioneringen ska bli korrekt är det viktigt att varje stenskiva bärs av två bärankare för att stenens tyngd ska fördelas lika på de två bärankarna. Det är i Nybyggnadsreglerna som bestämmelserna finns för dimensionering av ankare. Tabellerna visar högsta tillåtna last för ankare vid olika hävarmar. Högsta tillåtna last i KN för ankare Bv vid olika hävarmar. Tvärmått Last i KN Hävarm L i mm h x t i mm 50 90 100 125 150 170 200 210 230 250 20 x 4 0,8 0,8 0,75 0,6 0,5 0,45 0,35 - - - 20 x 5 0,8 0,8 0,8 0,75 0,6 0,55 0,45 0,4 0,3 0,2 25 x 5 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 Tabell 8. Dimensionerande mått i mm för ankare Bv, bärankare vertikal. L=hävarmen, h=ankarets största tvärmått, e=ingjutningslängd (vanligen min 80. (Källa: Stenhandboken häfte: Fasader, s.24) Högsta tillåtna last i KN för ankare Bh vid olika hävarmar. Tvärmått Hävarm Last i KN h x t L Hävarm L i mm i mm i mm 50 90 100 125 150 170 200 210 230 250 20 x 4 28 0,8 0,8 0,75 0,6 0,5 0,45 0,35 - - - 20 x 5 28 0,8 0,8 0,8 0,75 0,6 0,55 0,45 0,4 0,3 0,2 25 x 5 30 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 38
Tabell 9. Dimensionerande mått i mm för ankare Bh, bärankare horisontell. L= hävarmen, h= s= ankarets största tvärmått. L1=L2+0,4s, e= ingjutningslängd (vanligen min 80), t= ankarets tj. (Källa: Stenhandboken häfte: Fasader, s.24) Faktorer som dimensionerar bärankarna är: Bärankarnas infästningsplacering. Hävarmen. Stenplattans tyngd Stenskivans tjocklek. Möjligen kan dubbhålsdiametern anpassas till plattans tjocklek, men inte bärankaret i sig. Ur ekonomisk synvinkel ska bärkramlor i standardutförande väljas. Stentyp Rekommenderad tjocklek Rekommenderat kantavstånd Granit 30 mm 10 mm Marmor 30 mm 10 mm Kalksten 30 mm 10 mm Sandsten 40 mm 15 mm Tabell 10. Rekommenderat kantavstånd och tjocklek på sten. (Källa: Sveriges Stenindustriförbund) Bild 31. Stenkanten visar minsta rekommenderade kanttjocklek och avstånd för olika stensorter. För klent kantavstånd kan leda till stora lokala spänningar som i sin tur leder till utspjälkningar. Anledningen till att sandsten kräver tjockare kantavstånd är dess reducerade utspjälkningshållfasthet. Dornhål bör ha diameter på minst 10 mm. 39
4.3.1.2 Bärankarnas infästningsplacering Om ankaret monteras vid sidan av skivan blir infästningen vertikal. Om ankaret monteras under skivan blir infästningen horisontell. Vid vertikal montering används fyra ankare för 2 stenplattor. Varje ankare bär. Fyra ankare bär vikten av en hel platta+ vikten av två halva plattor. Varje ankare bär halva plattvikten Om bärankarna placeras horisontellt bär två bärankare upp en skiva d.v.s. varje bärankare bär upp en halv stenskiva. Samtidigt tjänstgör dessa två ankare som hållarankare för stenskivan under. Varje ankare bär halva plattvikten. I båda fallen: Varje ankare bär halva plattvikten. Bild 32. Vertikal montering Bild 33. Horisontell montering 40