FASADER När 200 av 600 lägenheter rustats upp klagade de boende över kalldrag. Klimatskalet läcksöktes och visade att problemet låg i själva konstruktionen. Renoveringen gjorde halt och expertis togs in för att ta fram effektivare åtgärder. Läckande klimatskal krävde effektivare åtgärder Av per karnehed, Karnehed Design & Construction AB När det finns ett underhållseller renoveringsbehov för tak, fönster, fasad eller ventilation kan det vara ekonomiskt fördelaktigt att göra en grundläggande analys av fastigheten innan någon åtgärd genomförs. Genom att provtrycka, termografera, fuktmäta och sedan använda de uppmätta värdena i ett beräkningsprogram, som VIP-Energy eller IDA ICE, kan utvecklingspotentialen för fastigheten på allvar diskuteras. I nyproduktion sker detta regelmässigt, medan det för renoveringsprojekt endast förekommer i undantagsfall. I denna artikel ska vi presentera ett antal goda exempel där teorierna visar sig fungera även i praktiken. Nya balkonger monterades Under år 2008 projekterades en omfattande upprustning av cirka 600 lägenheter byggda omkring år 1970 i Västerhaninge. Husen är i två till fyra plan där stommen är platsgjuten av betong medan fasaderna har stående lättbetongplank och utfackningsväggar med träreglar vid balkongpartierna. Några fastigheter har platta på mark medan andra har källare. Genom tilläggsisolering med 100 mm respektive 150 mm EPS och tunnputs, kompletterande utfackning med isolering vid balkongpartier, fönsterbyte från tvåglas till treglas med U=1,1 W/m 2 K, lösull på vindarna och justering av ventilation och uppvärmningssystem, visade de teoretiska beräkningarna att energibehovet skulle minska från drygt 190 kwh/kvm år till drygt 100 kwh/kvm år. Åtgärderna utfördes omsorgsfullt. Köldbryggor såsom indragna balkonger med tillhörande balkongskärmar kapades av i fasadlivet samtidigt som vardagsrummets yta utökades med den kvarvarande balkongen som därmed blev uppvärmd bostadsyta. Nya balkonger med köldbryggebrytande infästningar monterades med pelare i framkant. Kallt drag vintertid Under åren 2009 och 2010 renoverades cirka 200 lägenheter på detta sätt. Problemet var bara att i vissa lägenheter var det riktigt kallt eftersom det vid golvlister, taklister, runt fönster och mot ytterväggar drog kallt under vintern. För att tillgodose hyresgästernas komfortbehov justerades framledningstemperaturen till radiatorerna upp vilket resulterade i att vissa lägenheter hade övervärme som de ventilerade bort genom att öppna fönster, medan andra fortfarande hade låga temperaturer inomhus trots fullt öppna termostater i radiatorerna. De inblandade parterna i byggprojektet enades i detta läge om att tillkalla en oberoende expert på klimatskal för att försöka hitta orsaker och ta fram åtgärdsförslag för de resterande 400 lägenheterna. Helt trapphus provtrycktes Under vintern 2010/2011 utfördes en omfattande inventering av området där fokus lades på de kvarvarande fastigheterna som stod i tur för renoveringen. Genom att läcksöka klimatskalet kunde ett antal avgörande faktorer för värme-, fukt- och komfortproblematiken kartläggas. Med en kraftig provtryckningsutrustning kunde hela trapphus med upp till nio lägenheter undersökas i ett svep. Tiden på plats och störningen för hyresgästerna kunde på så sätt hållas så låg FÖRFATTAREN Per Karnehed är civilingenjör vägoch vatten, Chalmers. Idag driver han en egen konsultfirma med inriktning på energieffektivitet, fuktsäkerhet och tester av klimatskal. som möjligt, samtidigt som generella brister kunde registreras relativt snabbt. Förståelse fanns Sedan vidtog ett svårare jobb, nämligen att omvandla de teoretiska kunskaperna gällande U-värden, köldbryggor, lufttäthet och fuktsäkerhet till användbara instruktioner för hantverkarna. Eftersom projektet var mitt uppe i produktion och alla kostnader redan var budgeterade var det ett delikat problem att hitta produktionsmetoder och arbetssätt som var kostnadseffektiva. Men alla inblandade parter hade även insett att resultatet från den första etappen med 200 lägenheter inte var något som kunde upprepas i de kvarvarande 400 lägenheterna. Därför fanns engagemanget och förståelsen för de föreslagna lösningarna när de presenterades. Teoretiska beräkningar Teoretiska beräkningar för diffusion av vattenånga och transport av värme, U- värden, förutsätter att den betraktade konstruktionsdelen är lufttät. Lufttätheten benämns ofta som konvektionsspärr. Sedan drygt 40 år har i Sverige den in- Fortsättning s. 26 P 24 husbyggaren nr 4 B 2012
Låghusen i Västerhaninge. Foto: Per Karnehed Tornhusen i Västerhaninge. Foto: Per Karnehed P vändiga plastfolien betraktats som typlösning för att bygga diffusions- och konvektionstätt. PE-folien hamnar då på den varma sidan i konstruktionen när vi bygger bostäder som har en genomsnittlig inomhustemperatur på 20 22 grader Celsius. Av bara farten hamnar då även konvektionsspärren på samma ställe. Detta fungerar och är helt korrekt byggnadstekniskt. Om ångspärren täcker 99 procent av ytan, kommer den att bromsa 99 procent av fukttransporten. Bristen på en (1) procent brukar i regel inte medföra några problem betraktat som ren diffusion av vattenånga. Däremot blir dessa en (1) procent hål i klimatskalet ofta ett problem ur konvektionssynpunkt, eftersom tryckskillnaden mellan inomhus- och utomhusklimat under den kalla årstiden är betydande. Och konvektion är en masstransportör av fukt i en konstruktion. När varm och fuktig luft läcker ut i klimatskalet kan vattenångan kondensera på kalla delar och på kort tid kan denna fukt orsaka skador i konstruktionen. Undertryck i lägenheter Vanligtvis är ventilationssystem i Sverige inställda för att ge 5 10 Pa undertryck i lägenheterna. Undertrycket motiveras med att vi inte vill riskera att fuktig luft trycks ut i konstruktionen. Detta synsätt gör däremot att utomhusluft ofrivilligt läcker in genom otäta byggnadsdelar och filtreras genom byggmaterialet. Det kan vara intressant att fundera hur stor del av inomhusluften som vi andas in som faktiskt filtreras genom isoleringen i klimatskalet. Under uppvärmningssäsongen kommer därför kall utomhusluft att sugas in genom sprickor, glipor och otätheter i klimatskalet. Blåser det en medelvind på 4 m/s uppstår ett tryck på fastighetens lovartssida om +10 Pa vilket gör att ännu mer kall luft trycks in genom otätheterna. På läsidan läcker samtidigt varm, fuktig luft ut genom konstruktionen eftersom suget utomhus beroende på vinden uppgår till -10 Pa. Vid kraftigare byar ökar krafterna kvadratiskt och vid 9 m/s är trycket orsakat av vinden 50 Pa respektive -50 Pa, det vill säga samma som normalt används vid provtryckning av fastigheter. Färdig otät innersmyg. Foto: Per Karnehed Problem med konstruktionen I fallet med Akelius fastigheter byttes fönstren ut och de nya flyttades ut cirka 100 mm för att behålla det ursprungliga smygdjupet på fasadens utsida. Även köldbryggorna minskar när fönsterkarmens anliggningsyta mot lättbetongen minskar. Infästningen av fönstren skedde därför med stålvinklar och hålband utanpå den gamla fasaden. Under fasadrenoveringen tätades sprickor och skarvar i lättbetongplanken med mjukfog innan cellplastisoleringen helklistrades mot fasaden. Fogskum, isoleringsdrev, fogband, svällister och andra hjälpmedel användes i stor omfattning redan under originalrenoveringen. Vid den första inventeringen kunde vi däremot konstatera att klimatskalets lufttäthet var bristfällig trots alla hjälpmedel och att ett omvälvande angreppssätt behövdes. Det var inte små detaljer i montering eller handhavandet som var orsaken utan ett konstruktionsproblem som projektörer och fastighetsägare inte hade kalkylerat med. Erfarenhet av plusenergihus Under år 2009 genomfördes ett pilotprojekt i Linköping, Finnängen, med att omvandla ett ordinärt enfamiljshus, ett enplans Myresjöhus från år 1976 med källare, boyta 90 + 90 kvm, till ett plusenergihus. Under projektet tillkom även ett åttakantigt vardagsrum/uppehållsrum med ny entré på drygt 50 kvm. Uppvärmningsbehovet för fastigheten var 30 000 kwh/år, tappvarmvatten 5 000 kwh/år och hushållsel inklusive fastighetsel cirka 6 000 kwh/år. Eftersom varken diffusionsskyddet eller konvektionsspärren i form av en plastfolie på insidan var tät, användes ett lufttätt, diffusionsöppet stomskydd på utsidan av den befintliga stommen samt ovansidan på takets äldre utsida för att Fortsättning s. 28 P 26 husbyggaren nr 4 B 2012
Fönster invändigt med fogskum. Foto: Per Karnehed Fönster utvändigt med fogskum. Foto: Per Karnehed P sänka luftläckaget i klimatskalet från 3,00 l/s m 2 till 0,15 l/s m 2 @50Pa. Efter att ha kontrollerat lufttätheten med provtryckning enligt EN-13829 med tillhörande läcksökning, tilläggsisolerades huset med 300 mm EPS λ=0,031 W/ mk under mark och ovanpå takstolarna samt 250 mm på fasaden. Levererar överskottsel Genom en sinnrik ackumulatortank kopplad till en värmepump (COP 4,5) med markslinga, ett roterande FTX-aggregat, 15 kvm solvärme och 70 kvm solkraft på taket, har energibehovet sjunkit till 7 500 kwh/år inklusive hushållsel medan elproduktionen uppgår till 9 000 kwh per år. Huset har under år 2011 levererat ett överskott på 1 500 kwh i form av elektricitet som den lokala leverantören Utsikt köper. Fastigheten ges månadsnettodebitering som i praktiken tar bort behovet av att ha en egen batteribank för att utjämna dygnsvariationen i elkonsumtion och elproduktion. Elsystemet gynnas eftersom ett högre elbehov föreligger dagtid då solen lyser samtidigt som värdet på solelen för kunden blir cirka 1,4 kronor per kwh när elpris, energiskatt, nätavgift och moms räknas in. Förbrukning och prestanda motsvarar de teoretiska beräkningar som utfördes innan projektstart och fastigheten är Sveriges andra plusenergihus efter Karin Adalberths egna Villa Åkarp, och det nordligaste, samt det första plusenergihuset i Sverige som skapats genom en energirenovering. Projektet erhöll även ett miljöpris 2010 av Bixia som stödjer småskalig elproduktion. I artikeln Äldre hus blir energisnåla med välkända åtgärder i Husbyggaren nr 5 2010 beskrivs tankarna i projektet och utförandet under byggskedet. Invändiga sprickor. Foto: Per Karnehed Simuleringsprogram ger värden Metoderna som användes för Finnängen har använts i Nordamerika för att fuktskydda träregelstommar sedan år 2001. Omfattande tester på klimatskal med fönster, genomföringar och anslutningsdetaljer utfördes även på SP i Borås, i Trondheim hos Sintef samt i laboratorier i Tyskland åren 2007 2011. Fokus hos dessa tester låg inte på lufttäthet, men lufttäthet visade sig vara nyckeln till att få vädertäta och fuktsäkra konstruktioner. Beräkningsprogrammet Wufi har även det sitt ursprung i Nordamerika där Oak Ridge National Lab saknade ett verktyg för att göra dynamiska fuktberäkningar i väggkonstruktioner under 1990-talet. Uppdraget att ta fram ett beräkningsverktyg gavs därför till Fraunhofer Institut i Tyskland som utan att riktigt förstå tilllämpningsområdet löste de matematiska formler som amerikanarna inte fick till. Resultatet blev Wufi, som nu finns i sin 5:e upplaga samt även i tredimensionell form där hela fastigheter kan simuleras. Detta starka simuleringsprogram gör att värme och fukt kan beräknas i konstruktioner baserat på en mängd parametrar. Simuleringen sker sedan under till exempel en femårsperiod där byggnadens geografiska läge samt exponering mot sol, väder och vind beräknas i tidssteg om till exempel en timme. Beräkningarna har naturligtvis sina begränsningar, men många uppföljningar av både konkreta objekt samt klimattester i fält har visat att om indata är korrekt så stämmer beräkningarna med de värden som kan mätas i konstruktionerna efter flera års uppföljning. Uppskalning av lufttätning Resultatet för Finnängen i Linköping visade att en lufttätning av klimatskalet på utsidan av den befintliga stommen faktiskt fungerar även i praktiken. Laboratorietester visar att tekniken med vädertätning av stommens utsida fungerar över tid i kombination med träregelstomme, fönster, genomföringar, infästningar och andra vanliga detaljer som visat sig svåra att i praktiken få lufttäta eller fuktsäkra. Beräkningar i Wufi visar även att konstruktioner kan simuleras med avseende på fukt- och värmetransport. Dessa tre faktorer var avgörande för att våga skala upp utförandet till Akelius fastigheter i Västerhaninge och tillämpa erfarenheterna utifrån de förutsättningar som fanns på bygget. 28 husbyggaren nr 4 B 2012
Då projektet var en delad entreprenad med flera inblandade aktörer blev det viktigt att dra gränser men även att samarbeta på ett smidigt sätt. Eftersom budgeten för projektet redan var uppställd, valdes att försöka genomföra partiella åtgärder på fasadens och takets utsida där de största bristerna kunde detekteras vid den första inventeringen. IR golvsockel. IR takvinkel. Tapeten höll emot Ursprunget till det kalldrag som många av hyresgästerna upplevde i de renoverade lägenheterna spårades till utvändiga bjälklagskanter, utvändiga skarvar i lättbetongplanken, fönsteranslutningar, sockelanslutningar, anslutning av utfackningsvägg samt konstruktionens anslutning mot det översta betongbjälklaget vid takfot. Det mest förvånande för de inblandade parterna var att lättbetongväggen transporterade luft inne i väggarna så långt bort från de ursprungliga otätheterna som den faktiskt gjorde. Kalldraget i de renoverade lägenheterna orsakades inte av hål rakt genom konstruktionen utan trycket byggdes upp inuti hela väggen. Det faktum som blev uppenbart var att lufttätheten i den befintliga konstruktionen utgjordes av den invändiga tapeten. Varken utvändig puts, cellplastisolering, heltäckande klisterbruk, mjukfogning av skarvarna mellan lättbetongplanken eller en invändig mjukfogning av fönsterkarmen mot lättbetongen var tillräckligt för att få konstruktionen lufttät. Under ett par veckors tid utarbetades ett komplett åtgärdspaket för fastighe- Fortsättning s. 30 P Komplettering i stomme. Foto: Per Karnehed Lufttätning av lättbetongskarvar. Foto: Per Karnehed Lufttätning utvändigt av takfot. Foto: Per Karnehed Robust fästblock för fönsterbleck. Foto: Per Karnehed Ny balkongvägg. Foto: Per Karnehed nr 4 B 2012 husbyggaren 29
Spricka under fönster. Foto: Per Karnehed Takanslutning original. Foto: Per Karnehed P ternas klimatskal. Sedan startades entreprenaden om och täta kontroller på arbetsplats utfördes där små justeringar diskuterades och tillämpades direkt i produktion. Handlingarna som togs fram utmynnade i instruktiva bilder och enkla skisser. Klimatskalet håller tätt Dessa åtgärder har under år 2011 genomförts på drygt 15 huskroppar med totalt 200 lägenheter i området. Vid efterföljande provtryckning och läcksökning kunde det konstateras att klimatskalet har blivit mycket lufttätt. Beroende på vilken area som det uppmätta luftläckaget fördelas på samt hur noggrant tilluftsventiler och luftkanaler tätas, fås lite olika värden på lufttätheten. Klimatskalet duger nu som bas för ett passivhus, det vill säga byggnaderna har ett luftläckage understigande 0,3 l/s kvm omslutande klimatskal vid 50Pa tryckskillnad. I stort sett allt kalldrag vid fönster, golv- och takvinklar har upphört. I en trappuppgång med tre våningsplan med totalt sex lägenheter uppmättes ett undertryck på 40 Pa beroende på att frånluftsfläkten inte ställts om till tryckstyrning utan lämnats kvar i sitt ursprungliga läge med ett flöde baserat på ett otätt klimatskal. De boende klagade på att den hyresgäst som öppnade spaltventilen i fönstret fick ett visslande ljud på köpet eftersom alla andra hade stängt sina tilluftsventiler! Ersatte fjärrvärme med bergvärme Både arbetsledning men framför allt hantverkarna som deltar i projektet har i många fall fått ett nytt förhållningssätt till betydelsen av olika moment. Utvändig fönstertätning mot fasad. Foto: Per Karnehed Att montera skivor, klämma plastfolien mellan reglar eller mjukfoga var för de flesta tillräckligt innan de fick se uppföljningen i projektet. Redan nu har de inblandade parterna utfört provtryckning och läckagesökning innan ombyggnader genomförs i andra projekt som de driver. Goda exempel sprids på så sätt vidare till fler personer. Akelius har för det aktuella projektet planerat att koppla bort sig från fjärrvärmenätet och ersätta detta med bergvärmepumpar. Den nu genomförda uppgraderingen av klimatskalet har varit en förutsättning för att minska effektbehovet och samtidigt kunna ge de boende den utlovade inomhustemperaturen. Som en bieffekt av ett lufttätt klimatskal har klagomålen från de boende gällande kalldrag, ojämna temperaturer och liknande minskat i de lägenheter där klimatskalet lufttätats på utsidan under år 2011. Lufttätning inifrån Just nu pågår en analys och utprovning för att hitta bäst metod för att åtgärda de första 200 lägenheterna där klimatskalet inte kan anses vara tillräckligt lufttätt och där de boende har komfortproblem. Eftersom mark, fasad och tak är nygjorda, försöker vi hitta långsiktiga metoder för att åtgärda lufttätheten från lägenheternas insida. Ett alternativ är att ersätta den invän- Fortsättning s. 32 P 30 husbyggaren nr 4 B 2012
P diga mjukfogen med en lufttätande tejp. Metoden har testats i samband med ett fönsterbyte i ett miljonprogramsområde år 2011 (se nästa artikel i detta nummer av Husbyggaren). Nio stycken av Akelius 200 lägenheter i Västerhaninge som renoverades i den första inte helt lyckade omgången, testas därför på olika sätt med lufttätning från insidan. En kombination med spackling i fönstersmygar med gipsputs, tejpning och komplettering av äldre utfackningsväggar vid balkongpartiet med ny PE-folie som ansluts helt lufttätt till befintliga innerväggar, golv och tak genomförs nu och en utvärdering pågår i skrivande stund. Lufttätheten i de åtgärdade lägenheterna har blivit märkbart bättre och Akelius har för avsikt att tillämpa dessa metoder för resterande 190 lägenheter i det aktuella området. Lufttäthet avgörande Med de krav som ställs av politiker om att energibehovet för fastigheter kopplat till att koldioxidutsläppen ska minska, är energiförsörjningen av fastigheter en intressant fråga. Eftersom cirka 35 40 procent av samhällets hela energiproduktion levereras till just fastigheter finns här en förbättringspotential. Några av åtgärderna i klimatskalet som redovisas ovan har reducerat energibehovet med mellan 30 80 procent genom beprövad teknik. Det som har visat sig viktigt är att fokusera på lufttätheten och fuktsäkerheten. Sedan är det enklare att få ett fungerande klimatskal där de teoretiska beräkningarna för U-värden och diffusion verkligen stämmer. Plana solceller Taken på fastigheter utgör en utmärkt potential för solkraft. Med detta avses plana solpaneler som producerar elektricitet. Instrålningen i Sverige är faktiskt lika stor som för Tyskland och det är bara lutningen mot horisonten som behöver varieras för olika geografisk placering på tak i Sverige. Utspridningen över tid är där emot olika. Solpaneler är vidare effektiva i diffust ljus, det vill säga när det är molnigt, och eftersom det regnar i snitt varannan vecka i Sverige blir de även självrengörande till skillnad mot om de placeras i Sahara. Utvändig lufttätning mellan utfackning betong och lättbetong. Foto: Per Karnehed Om en takyta mot söder med 45 graders lutning utnyttjas för 40 kvm solpaneler kommer cirka 5 000 kwh elektricitet att levereras under ett år i Östergötland. Maximal effekt fås redan i mars, då denna teknik gynnas av kyla, mest energi erhålls i maj-juni. Om en familj i villan köper 5 000 kwh hushållsel i normalfallet kommer anläggningen på taket att göra dem självförsörjande från februari till oktober. Under november, december och januari behövs däremot ett tillskott från nätleverantören. Årsnetto blir däremot noll, det vill säga hushållet och fastigheten blir självförsörjande på elektricitet. För att få ett ordentligt genomslag hos fastighetsägare behövs nettodebitering och helst årsnettodebitering. Detta är en rent politisk fråga eftersom tekniken som finns för elproduktion och matning till nätet är löst. En fastighet som genomgått en renovering av klimatskalet kan med solkraft bli helt självförsörjande på värme och elektricitet, inklusive hushållsel, om viljan finns. Fastigheten får ett utmärkt inomhusklimat, blir tyst och ombonat, klarar vinterstormar utan temperaturfall eller komfortproblem och är fuktsäker över tid. Låga driftskostnader Lärdomen i dessa projekt har varit att det går att få energislukande byggnader att bli plusenergihus om viljan finns. Med ett långsiktigt ägande kan det vara en fördel att ta reda på fastighetens aktuella status. Det görs med provtryckning, läcksökning, fuktmätning och inventering av byggnaden och dess tekniska system. Därefter kan alternativa renoveringsprogram tas fram där det bästa alternativet är ett plusenergihus. Utvändig lufttätning. Foto: Per Karnehed Sedan görs kompromisser och aktiva val av byggherren som leder fram till beslut om de åtgärder som anses vara ekonomiskt försvarbara och tekniskt lämpliga för den aktuella fastigheten. I fallet solkraft ligger återbetalningstiden för en anläggning i bra läge just nu på cirka tio år och livslängden garanteras till 25+ år, men det finns exempel på anläggningar som är äldre än så som fungerat felfritt och utan degradering. Solkraft kombinerat med ett uppgraderat och kontrollerat klimatskal ger fastighetsägaren en robust, långlivad och kostnadseffektiv fastighet. Intäkterna är oftast givna på förhand, så det är i låga driftskostnader som en stor vinst finns att hämta. De boende uppskattar å sin sida sannolikt den höga boendekomforten som fås i passivhus och som bonus blir deras ekologiska avtryck betydligt lägre än innan renoveringen. D Fotnot: För detaljerad information om pilotprojektet i Finnängen, Linköping, se www.ppam.se. 32 husbyggaren nr 4 B 2012