Klimatförändringarnas effekter inom byggnader och byggnadskonstruktion samt möjliga åtgärdsbehov

Klimatförändringarnas effekter inom byggnader och byggnadskonstruktion samt möjliga åtgärdsbehov Slutrapport Arbetsgrupp för klimatanpassning inom byggnader och byggnadskonstruktion (augusti 2011 februari 2012) Deltagare: Gustav Enander, Länsstyrelsen (sammankallande) Benny Hunemark, Nässjö kommun Christopher Stock, Jönköping kommun Jan-Åke Johansson, Vetlanda kommun Kajsa Mörner, Länsstyrelsen 1

Inledning Det pågår globala klimatförändringar. Detta kommer att få konsekvenser för Jönköpings län. Det bedrivs två parallella arbeten med att hantera klimatförändringarna. Det som har haft mest fokus i medierna på senare år är arbetet med att hindra klimatförändringarna. Det arbetet går ut på att minska utsläppen av växthusgaser som driver klimatförändringen. Resultatet som presenteras här fokuserar på att lindra effekterna av klimatförändringarna, även kallat klimatanpassning. Resultat här tar upp effekterna på byggnader och byggnadskonstruktioner. Under hösten 2011 sammanträde en arbetsgrupp med representanter från Länsstyrelsen, Jönköpings kommun, Nässjö kommun och Vetlanda kommun för att diskutera effekter från klimatförändringarna på byggnader och byggnadskonstruktioner. Vidare diskuterades vilka åtgärder som behöver genomföras för att säkerställa en god bebyggd miljö. Klimatförändringarna i Jönköpings län medför ökande temperaturer och ökande nederbörd (figur 1). Totalt kommer temperaturen att öka med 3-5 C och nederbörden öka med 10-30% till slutet av seklet. Figur 1. SMHI. Till Vänster visas temperaturutvecklingen i Jönköpings län fram till 2100. De röda och blå stapplarna visar medeltemperaturens avvikelse från referensperiodens (1961-1990) medelvärde. Den svarta linjen visar medianen av 16 körda scenarier. De ljusgrå fälten visar det högsta respektive lägsta scenariot. Det mörkgrå fältet visar 25% respektive 75% percentilen av scenarierna. Till höger visas nederbördsutvecklingen. De gröna och gula stapplarna visar medelnederbördens avvikelse från referensperiodens (1961-1990) medelvärde. I övrigt samma symbologi som för den vänstra figuren. Nedan följer en redogörelse för hur diskussionerna gått för respektive befintlig och ny bebyggelse och därefter förslag på ett antal åtgärder för respektive område. Även om det inte nämns vid alla åtgärder så är klimatförändringar en parameter man ska beakta. Denna rapport beskriver endast problematiken på en övergripande nivå. Länsstyrelserna har gemensamt tagit fram en skrift om klimatanpassning och fysisk planering som rekommenderas för den som vill fördjupa sig ytterligare. 2

Befintlig bebyggelse Klimatförändringarna kommer att påverka den befintliga bebyggelsen. Hur och var effekterna kommer att slå är svårt att förutsäga och det är därför viktigt att utreda det. Risker för den befintliga bebyggelsen som behöver beaktas är ansamlande ytvatten vid kraftig nederbörd som ökar risken för översvämning. Ytor där vatten ansamlas brukar kallas instängda områden och dessa går att identifiera med datasimuleringar. Även vattennivåerna i sjöar och vattendrag kan periodvis vara höga och översvämningsrisken ökar. Nederbörden påverkar också markens bärighet vilket kan medföra att bebyggelse hotas av ras, skred och erosion. En höjning av grundvattennivån kan leda till fuktskador. Den direkta påverkan från både ökande temperatur och nederbörd medför krav på ökat underhåll. Generellt kan man säga att högre temperaturer och intensivare nederbörd bidrar till ökat slitage. Särskilt extremvädret som kommer att bli vanligare, både den kraftiga nederbörden och de högsta temperaturerna (Figur 2), ökar slitaget. Figur 2. SMHI. Till vänster: Beräknad utveckling av antal dygn per år med nederbörd > 10 mm i Jönköpings län baserat på samtliga klimatscenarier i tabell 4-1. Observerade värden presenteras som gröna staplar då de överstiger referensperiodens medelvärde och som gula staplar då de understiger medelvärdena. De skuggade partierna avser maximivärdet, 75:e percentilen, 25:e percentilen och minimivärdet av årsmedelnederbörden från samtliga klimatberäkningar. Medianvärdena presenteras som svart linje. Till höger: Beräknad utveckling av antal dygn per år med dygnsmedeltemperatur över 20 C i Jönköpings län baserat på samtliga klimatscenarier i tabell 4-1. Observerade värden visas som röda staplar. Årsmedeltemperaturen 1961-1990 visas som en horisontell linje. De skuggade partierna avser maximivärdet, 75:e percentilen, 25:e percentilen och minimivärdet av årsmedeltemperaturen från samtliga klimatberäkningar. Medianvärdena presenteras som svart linje. Ökade krav på underhåll kommer att medföra att man behöver investera mer på att upprusta byggnaden. Vid dessa renoveringar är det viktigt att man väljer klimatanpassade lösningar. Fukt i byggnader är redan idag ett problem som troligen kommer att bli värre i framtiden. För att motverka det är det viktigt med ventilerade konstruktioner och bra luftomsättning inomhus. Fasaderna på byggnaderna kommer troligen att slitas snabbare och frekvens på underhåll kommer att öka. Vid målning är det viktigt att tänka på att välja en färg som är hållfast i ett förändrat klimat samtidigt som den är skonsam mot miljön. 3

Värme kommer att bli ett problem. Man kan göra vissa saker ganska enkelt som att montera solmarkiser eller installera luftkonditionering. När temperaturen ökar så ökar temperaturen mer i tätbebyggda områden. Detta kallas värmeöeffekt och bygger på att värme lagras bättre i bebyggda områden samt att avsaknad på växlighet minskar evapotranspirationen som har en kylande effekt på lokalklimatet. Man kan motverka denna effekt genom en väl planerad grönstruktur i tätorten. Dessa gröna ytor kan även användas som utjämningsmagasin vid kraftig nederbörd. Sådana ytor kallas också mångfunktionella ytor och som höras av namnet bygger det på att en yta kan användas till flera ändamål. Gröna tak och väggar är andra exempel på mångfunktionella ytor. När man genomför åtgärder kan konflikt med andra intressen uppstå, så som estetisk utformning och förtätningsstrategier. Det är i det skedet viktigt att man har förvaltningsöverskridande kontakter för att tillgodose så många intressen som möjligt. Det är viktigt att ha denna kontakt i ett tidigt skede. Det är bra om man pekar ut riktlinjer för samarbete i ett styrande dokument samt att man fördelar ansvar mellan förvaltningar. Det är svårt att påverka en byggnads placering så när behov av att skydda en byggnad uppstår behöver man genomföra åtgärderna på byggnaden eller på omgivande mark. Omgivande mark kan man använda till att göra estetiskt tilltalande grön områden som också fungerar som fördröjning av dagvatten vid kraftig nederbörd. Att minska andelen hårdgjord yta kan också bidra till en bättre lokalmiljö. I vissa extremfall kan det bli aktuellt att uppföra vallar för att skydda bebyggelsen. Detta är inte att rekommendera eftersom det bara är en temporär läsning på ett problem. Vallen kan också ge en falk trygghet samt att den riskerar att man bygger nytt på en plats där det redan är olämpligt att bygga. Det kan också bli aktuellt att utföra förstärkningsåtgärder i marken för att skydda befintlig bebyggelse i områden med risk för ras och skred. I slutändan är det dock förutsättningarna på platsen som styr hur man kan skydda eller anpassa en byggnad så det mest primära är att göra en analys var man har sin sårbara bebyggelse. Nedan följer förslag på ett antal åtgärder man kan genomföra för att skydda den befintliga bebyggelsen. 1. Utred sårbarhet på befintlig bebyggelse Den befintliga bebyggelsen kan på flera olika sätt påverkas av klimatförändringar. Man bör utreda var man har bebyggelse som kan översvämmas, dels från kraftig nederbörd och dels från höga flöden. Särskilt byggnader med källare i dessa områden hotas. Det är också viktigt att peka ut byggnader som hotas från ras och skred. Effekt: Hittar sin såbara bebyggelse så man vet var man ska sätta in åtgärder. Kostnad och finansiering: Genomför: 4

2. i omgivande mark Ett sätt att skydda bebyggelsen är att utföra åtgärder i omgivande mark. T.ex. kan det röra sig om att ändra höjden eller lutningen på en vägsträcka som gör att vatten tar en annan väg ner till ett grönområde eller det kan röra sig om att ändra omgivande underlag så det blir genomsläppligt. Effekt: Kostnad och finansiering: Genomför: 3. på byggnaden I vissa fall kan man göra åtgärder på byggnaden för att minska utsattheten för effekter från klimatförändringar. Man kan säkerställa att en byggand inte översvämmas vid extrema väderhändelser. Olika färger absorberar och reflekterar solljus olika. Ljusa färger reflekterar mer solljus och minskar temperaturen. Ett annat väldigt enkelt sätta att skydda sig mot direkt solstrålning är att installera solmarkiser. Solceller kan också minska påverkan från direkt solljus genom att energin i ljuset används till att producera energi viket också bidrar till förnyelsebar energi som kan användas lokalt i byggnaden. Effekt: Kostnad och finansiering: Genomför: 4. Anlägg gröna miljöer Gröna miljöer eller mångfunktionella ytor som de också kallas kan användas till flera saker. Det bidrar till att hålla temperaturen nere i tätorter. Det kan ge skugga vid värmeböljor. Vid kraftig nederbörd kan de användas som magasin där vatten får ansamlas. Man kan också anlägga gröna tak och väggar för att hitta lösningar till lokalt omhändertagande av vatten samtidigt som man kan skapa estetiskt välkomnande miljöer. Planering för detta behöver göras i planeringsskedet. Den övergripande policyn för anläggande av grönområden bör göras i översiktplanen för att sedan fastslås i detaljplanen. Effekt: minskar den urbana värmeöeffekten och bidrar till områden där vatten kan samlas vid kraftigt regn. Kostnad och finansiering: Genomför: Kommunerna 5

5. Reinvesteringar T.ex. kommer träfasader att ta mer stryk i ett varmare klimat vilket medför att man behöver måla om oftare. Det är då viktigt att överväga färgval utifrån miljöaspekter och skydd av byggnaden långsiktigt så man inte behöver måla om så ofta. Vid renoveringar bör man beakta materialval utifrån materialets hållbarhet och livslängd i ett förändrat klimat. Behöver ta fram information till den enskilde villaägaren hur dennes skötsel av sitt hus påverkas. Effekt: Bidrar med information till hur man kostnadseffektivt kan sköta sitt hur i ett förändrat klimat. Kostnad och finansiering: Fastighetsägaren Genomför: Fastighetsägaren 6. Minska luftföroreningar Genom att minska luftföroreningar kommer värmeökningen skada befintlig bebyggelse lika mycket. Luftföroreningar bidrar till ökande kemisk vitring på bebyggelsen vilket accelereras av högre temperaturer. 6

Ny bebyggelse Utgångspunkten vid byggnation av ny bebyggelse är att säkerställa så att den byggs på en plats där klimatförändringar inte påverkar livslängden negativt, att byggnaden uppförs på ett sådant sätt att konstruktionen inte tar skada från effekter förknippade med klimatförändringar, och att inomhusmiljön garanteras i ett förändrat klimat. Förutsättningarna att bygga klimatanpassat är med andra ord goda om man tar hänsyn till klimatförändringarna. Risker som behöver beaktas är ansamlande ytvatten vid kraftig nederbörd som ökar risken för översvämning. Ytor där vatten ansamlas brukar kallas instängda områden och dessa går att identifiera med datasimuleringar. Även vattennivåerna i sjöar och vattendrag kan periodvis vara höga och översvämningsrisken ökar. Nederbörden påverkar också markens bärighet vilket kan medföra nya risker för ras, skred och erosion. Tillfälligt eller permanent förhöjda grundvattennivåer bör också beaktas. Nederbördens direkta påverkan på bebyggelsen bör också vägas in. Risker förknippade med högre temperatur behöver också tas in i beaktande. Både vad gäller vinter och sommartemperaturer. Kombinationen av ett fuktigare och varmare klimat kan bidra till ökade risker för svamp och mögeltillväxt. I och med att kommunen har planmonopol kan kommunen styra över var det är läppligt att placera bebyggelsen. Även i bygglovprocessen kan kommunen styra över byggnadens lämplighet. Som markägare har kommunen också stora möjligheter att påverka mot ett klimatanpassat byggnadsbestånd. Genom att reglera krav på byggnation vid försäljning av mark kan man tvinga ägaren att utföra klimatanpassade åtgärder. En möjlighet som kommunen har att ställa krav på hur en byggnad får upphöras är vid försäljning av mark där man kan skriva in i avtalet riktlinjer för byggande med avseende på klimatförändringar. Lokalisering När man planerar för lokalisering av bebyggelse är det viktigt att beakta geologiska faktorer som markens genomsläpplighet samt grundvattennivå. Det är bättre att bygga på mark med bra dräneringsförmåga. Man bör undvika platser med högt stående grundvatten eller i alla fall inte bygga med källare på dessa platser. Jordarten och markens lutning påverkar risken för ras och skred. Vid kraftig nederbörd förändras markens portryck risken frö ras och skred ökar. Det är viktigt att helt undvika att bebygga sådana platser. Även topografin påverkar var det är lämpligt att placera bebyggelsen. Byggnader bör placeras på en lämplig höjd i förhållande till vattendrag och sjöar. Man kan förenklat säga att i områden med stor sannolikhet att översvämmas bör ingen bebyggelse uppföras. I områden som översvämmas vid ett 100-årsflöde kan man eventuellt uppföra mindre byggnader med karaktär av sommarhus. Inom det högsta dimensionerade flödet an man 7

placera bostadshus. Samhällsfunktioner av vikt bör dock byggas ovanför högsta dimensionerande flöde. Troligen ökar mängden insekter i ett varmare och fuktigare klimat så det kan vara lämpligt att ha det i åtanke när man planerar bebyggelse i nära anslutning till stillastående vatten. Hur topografin ser ut påverkar var man ska placera bebyggelsen. Genom att ta hänsyn till det kan man undvika, ras, skred, erosion och översvämningar. Vegetation ger ju en kylande effekt så hur man lokaliserar bebyggelsen i förhållande till vegetation är viktigt. Vegetationen kan t.ex. ge naturlig skugga eftersom även solförhållanden påverkar bebyggelsen. Solexponering medför ökat slitage. 1. Översvämningskarteringar För att undvika att bygga i översvämningsfotade områden krävs översvämningskarteringar som tar hänsyn till flöden i ett förändrat klimat. Enklare karteringar kan göras med hjälp av den nya nationella höjdmodellen men önskar man göra detaljerade karteringar behöver man anlita konsulter som kan vara dyra. 2. Ras och skred karteringar För att säkerställa att man inte bebygger ras och skred känsliga områden behöver det karteras. SGI och MSB gör översiktliga karteringar. Har de pekat ut något område bör man göra en detaljerad utredning innan man bebygger det området. 3. Översiktsplanen Var tydlig med att peka ut områden där risk för översvämning, ras, skred och erosion råder både i nuvarande och framtida klimat. Dessa områden bör inte bebyggas. Undantag kan göras för bebyggelse av karaktär sommarstuga. Länsstyrelsen behöver granska så att detta har beaktats i tillräckligt stor utsträckning. 4. Reglera försäljning av tomter Ställ krav på vilken teknisk utformning som krävs för att få köpa marken och upprätta ny bebyggelse. Exempel på saker man kan reglera; lokalt omhändertagande av dagvatten, värmelagringsförmåga, form, höjdsättning. Utformning av tomt och omgivande mark På tomten och omgivande mark kan man göra några av de viktigaste åtgärderna för att skydda bebyggelsen. Genom att säkerställa att byggnaden uppförs så att frånlut garanteras minskar man risken för översvämning betänkligt. Man bör särskilt undvika att bygga i anslutning till instängda områden. Att reglera andelen hårdgjord yta medför också mindre risker för översvämningar särskilt om man uppför olika typer av dagvattenlösningar för att hantera dagvattnet lokalt eller utjämningsmagasin. Man kan minska andelen hårdgjord yta genom att anlägga gröna tak och väggar. Hårdgjorda ytor ökar inte bara risken för översvämningar de har också en värmelagrande effekt. Tät bebyggelse med mycket hårdgjorda ytor bildar vad man kallar värmeöeffekt, 8

alltså att temperaturen blir högre inom bebyggelsen än i omgivande landskap. Detta kan man lösa genom grönstruktur, det vill säga att man anlägger gröna områden i regelbunden anslutning till bebyggelsen. Vegetation har en avkylande effekt genom sin transpiration och bidrar även med skugga. 1. Begränsa andelen hårdgjord yta. Reglera andelen hårdgjord yta antingen i detaljplanen eller genom att ställa krav på hur stor del av tomten som får hårdgöras vid försäljning av tomter. 2. Undvik instängda områden Byggnader bör inte uppföras i instängda områden. Vid dessa platser bör man istället uppföra grönområden som kan fungera som utjämningsmagasin vid kraftig nederbörd. 3. Planera gröna ytor För att motverka värmeöeffekter är det viktigt att det planeras in gröna ytor. Grönstrukturen bör övergripande beskrivas i översiktsplanen samt att det beaktas i varje detaljplan. De gröna ytorna fungerar också som fördröjningsmagasin vid kraftig nederbörd. 4. Höjdsättning Reglera höjdsättning på ny bebyggelse så att frånlut från byggnaden säkerställs. Lämpligt reglera höjdsättning på gatan också så att vatten ansamlas på gatan. Grundläggning Vid uppförande av byggnad börjar man med grunden. Det är viktigt att man väljer en grundläggning som är förenlig med platsen i ett förändrat klimat. Finns det risk för översvämning eller högt stående grundvatten bör källare undvikas. Ett eventuellt undantag skulle kunna vara vid temporärt högt stående grundvatten om man säkerställer att ytterväggen har ett fuktskyddande tätskikt. Källare har dock en positiv effekt ut värmesynpunkt. Temperaturen i en källare varierar mindre över året och erbjuder ett svalt inomhusklimat under sommaren. Om markförhållandena tillåter det kan byggnation av källare vara lämpligt. Vid byggnation av platta på marken är det viktigt att säkerställa dränering och kapillärbrytande material under plattan. Dränering är alltid viktigt att beakta så att fuktskador inte uppstår. 1. Reglera grundläggning i detaljplan Där källare är olämpligt bör det framgå i detaljplanen att byggnader med källare inte får uppföras. 2. Rådgivning Rådgivning om hur man ska bygga sitt hus i ett förändrat klimat behövs (se också åtgärd 2 under utformning av byggnaden). 9

Utformning av byggnaden En byggnad har en livslängd på 50-100 år alltså hinner klimatet ändras och man behöver anpassa material och utformning av byggnaden så att dens hållfasthet och livslängd säkerställs. Det finns en rad olika aspekter man behöver beakta. Byggnadens orientering är den första. Det kan t.ex. vara lämpligt att byggnaden uppförs med långsidan i nord-sydlig riktning så att södersidan som utsätts för mest solexponering blir mindre. En planlösning med sovrum åt norr är också föredra. Allt material expanderar och komprimeras när temperaturen skiftar. Beroende på materialval är detta olika märkbart. Materialvalet behöver stå emot ökade laster från expansionsrörelser. Materialet bör också ha en hög specifik värmekapacitet vilket fördröjer uppvärmning av byggnaden samtidigt som den lagrar värme bättre. För att skydda byggnaden mot översvämningar bör man utvärdera var an placerar öppningar på en höjd som inte riskerar översvämmas. Alternativt kan man göra det möjligt att täppa till öppningarna. Höjdsättning är återigen viktigt. Bygg byggnaden tillräckligt högt så ingen risk för översvämning råder. I ett fuktigare klimat ökar risken för fuktskador i byggnaden. Man behöver därför beakta risken för fuktinträngning i konstruktionen Det är därför nödvändigt med fungerade fuktspärrar i väggar och tak. Viktigt också undvika material som kan drabbas av mögel. Både snölaster och vindlaster kan komma att ändras i ett framtida klimat, även om bedömningen idag är att det förblir relativt oförändrat, så är det viktigt att tänka på detta vid konstruktionen. 1. Materialval 2. Rådgivning Det behövs rådgivning till hur man ska bygga ett hur i ett förändrat klimat. Tak, fasader, fönster och solavskärmning Utvändigt på byggnaden kan man göra en del för att skydda den mot ett förändrat klimat. Taket kan användas på flera olika sätt. Man kan bygga med stora taksprång vilket fungerar både som solavskärmning och regnskydd. Man kan också anlägga gröna tag för att lokalt kunna ta hand om dagvatten. Det är dock viktigt att man säkerställer att vattnet kan rinna av från taket. Platta tak är inte lämpligt. Vattnet bör heller inte rinna utmed fasaden samt att det är viktigt att dräneringen fungerar så att vattnet från taket inte ansamlas intill byggnaden. Även fasaderna kan man göra gröna genom att t.ex. plantera murgröna. Färgval kan också reglera värmekomforten med. Ljusa färger reflekterar mer solljus än möra vilket medför en lägre temperatur. Dock påverkar andra effekter som partikelhalt i luften samt ytans jämnhet 10

hur mycket ljus som reflekteras. Färgval kan ha en viss effekt men är inte lika effektivt som grönstruktur. Vid riktigt varma dagar kan solavskärmning sänka temperaturen delvis. Det kan vara enkla lösningar som markiser eller så kan man bygga permanenta lösningar. T.ex. kan man bygga fönster så att solljus inte strålar rakt in när solen står högt på sommaren men där solen när den står lågt går in i huset och på det sättet fungerar som värmekälla vintertid. Det är också viktigt att fönster är täta så att ventilation i byggnaden fungerar som den ska. Tonande fönster kan också vara aktuellt. Värmekomfort och isoleringsförmåga är dock det som bör styra. 1. Anlägg gröna tak och väggar Aktivt arbete bör ske för att öka andelen gröna tak och väggar. Isolering och ventilation Fungerande ventilation och isolering är väldigt viktigt för att anpassa byggnaden till ett förändrat klimat. Isolering bör väljas så att komfort såväl vintertid som sommartid uppnås. När man väljer isolering bör man ta hänsyn till fuktvandring i väggen. Det är viktigt att den hinner torka ut i perioder. Ventilationen bör väljas utifrån temperaturökningen. Ett fuktigare klimat medför att det kommer att bli viktigare med luftomsättning i konstruktionen för att undvika fuktskador. Risken för svamp och mögelangrepp ökar annars. Det är viktigt att konstruktionen är tät för att ventilationen ska fungera optimalt. Uppvärmning, kylning och inomhusklimat Behovet för kylning kommer att öka i ett förändrat klimat och behovet för uppvärmning kommer att minska (figur xx). Globalt är energiåtgången till kylning en lika stor energibov som uppvärmningen även om det ser annorlunda ut i Jönköpings län. Det finns dock en möjlighet att vi går mot mer användning av luftkonditionering vilket kommer att öka energianvändningen. 11

Figur 3. SMHI. Till vänster: beräknad utveckling av behovet av kylning (antal graddagar) i Jönköpings län baserat på samtliga klimatscenarier i tabell 4-1. Observerade värden visas som röda staplar. Årsmedeltemperaturen 1961-1990 visas som en horisontell linje. De skuggade partierna avser maximivärdet, 75:e percentilen, 25:e percentilen och minimivärdet av årsmedeltemperaturen från samtliga klimatberäkningar. Medianvärdena presenteras som svart linje. Till höger: beräknad utveckling av behovet av uppvärmning. Samma symbologi som för behovet av kylning. Risk för fukt i byggnader ökar vilket kan påverka behovet av uppvärmning. Viktigt att man kan motverka ökad fuktighet genom en effektiv uppvärmningsmetod. Täta byggnader med en bra ventilation är återigen viktigt. Vid behov kommer det vara nödvändigt att installera kylning. Man får utgå från tillgänglig teknologi och behovs för att hitta optimal kylning. Om möjligt bör man hitta energisnåla alternativ. Fukt i byggnaden påverkar också inomhusmiljön. Det blir då viktigare att ventilera för att undvika mögel och svamp angrepp eller angrepp från andra skadegörare som påverkar inomhusmiljön negativt. En fungerande luftomsättning i huset blir i detta fall extra viktigt. 12