HØGSKOLEN I ØSTFOLD. PROSJEKTRAPPORT Kryss av i en boks

Transkript

1 HØGSKOLEN I ØSTFOLD Avdeling for ingeniørutdanning 1757 Halden Besøksadresse: Tuneveien 20, 1705 Sarpsborg Telefon: Telefaks: E-post: post-ir@hiof.no PROSJEKTRAPPORT Kryss av i en boks Prosjektkategori: Hovedprosjekt Fritt tilgjengelig X Omfang i vekttall: 15 studiepoeng Fagområde: Massivtre Tilgjengelig etter avtale med samarbeidspartner Rapporttittel: Massivtre. Alternativsanalyse for kombinasjonsbygg med bolig og næring i massivtreelementer kontra alternativet stål og betong. Forfattere: Jarle Gundersen, Veronica Lier, Helene Skjelin Avdeling / linje: Avdeling for ingeniør- og realfag, Bygg Dato: 6. juni 2009 Antall sider: 45 Antall vedlegg: 6 (10 sider) Veileder: Kjetil Gulbrandsen, Høgskolelektor Prosjektnummer: H09B11 Utført i samarbeid med: Columna AS, Sarpsborg Kontaktperson hos samarbeidspartner: Lars Erik Borge, prosjektleder Ekstrakt: I forbindelse med et kombinasjonsbygg bestående av næring og boliger som skal bygges i Sarpsborg, er det sammenlignet to alternative materialvalg. Hovedfokus er lagt på massivtre som sammenlignes med tradisjonell bygging med stål og betong. Materialegenskaper og miljøpåvirkning er vurdert. Vurderingene resulterer i at massivtre kommer godt ut i forhold til betong og stål. 3 emneord: Massivtre Materialegenskaper Miljø

2 Gruppe H09B11 Veronica Lier Helene Skjelin Jarle Gundersen Side 2

3 Hovedprosjekt Hovedrapport Massivtre Forord Denne rapporten er den viktigste dokumentasjonen på hovedprosjektet til gruppe H09B11 ved Høgskolen i Østfold, avdeling for ingeniørforegår våren 2009 og er en avsluttende oppgave på det 3-årige og realfag, bygg. Hovedprosjektet bachelorstudiet og har et omfang 15 studiepoeng. Tittelen på vårt hovedprosjekt er Massivtre. Hovedprosjektet er en del av utviklingen av en eiendom på Hafslund i Sarpsborg. Det står i dag en dagligvareforretning med to boligenheter i andre etasje på tomten. Målet med prosjektet på Hafslund er å utvide tomten med ca 1000 m 2 og erstatte dette bygget med et kombinasjonsbygg med næring og boliger. Ansvarlig for dette er Columna AS, som også er oppdragsgiver for hovedprosjektgruppen vår. Columna AS ble stiftet i 2004 i Sarpsborg. Selskapet jobber med utvikling og salg av eiendommer. Firmaet ble opprettet og drives av Lars Erik Borge, Alf Erik Bjørnstad og Andre Bjørnstad. Vi har vært delaktige i forprosjektarbeidet for bygget. Det har underveis vært drøftet flere ulike prinsippløsninger for tomten ten og bygget. Etter samtale med Sarpsborg kommune har det vist seg at tomten må reguleres uansett hvilket alternativ som velges. Sammen med Columna AS har vi besluttet å ta utgangspunkt i et næringsbygg på ett plan med en 6 etasjes boligblokk på toppen for oppgaven vår. Columna AS tenker i fremtiden å bruke dette konseptet flere steder. Vår kontaktperson i Columna AS har vært Lars Erik Borge. Veileder ved Høgskolen i Østfold har vært høgskolelektor Kjetil Gulbrandsen. Under prosjektet har vi vært i kontakt med Trebruk AS, forsker Geir Glasø ved SINTEF Byggforsk Treteknisk Institutt, Moelven, Norsk Massivtre og Martinsons AB angående massivtreelementer. Angående alternativet med stål og betong har vi vært i kontakt med byggteknisk konsulent Bernt Bakken. Vi har også støttet oss til fagbøker og annen litteratur. Sarpsborg, 6. juni 2009 Veronica Lier Jarle Gundersen Prosjektleder Helene Skjelin Gruppe H09B11 Veronica Lier Helene Skjelin Jarle Gundersen Side 3

4 Innholdsfortegnelse Forord Sammendrag Innledning Prosjektdirektiv Oppdragsgiver Organisering Prosjektbeskrivelse Ressursrammer og økonomi Prosjektmål Resultatmål Prosessmål Effektmål Mål- og mottakeranalyse Prosjekt Hafslund Alternativ 1 Massivtreelementer Alternativ 2 Betong og stål Hva er massivtre? Typer Sammenføyningsmetoder Skjøtforbindelser Bæreevne og stabilitet Alternativ Alternativ Grunnforhold Alternativ Alternativ Sammenligning Jordskjelv Alternativ Alternativ Sammenligning Brann Alternativ Alternativ Sammenligning Lyd Alternativ Alternativ Sammenligning Gruppe H09B11 Veronica Lier Helene Skjelin Jarle Gundersen Side 4

5 9. Miljø og energi Alternativ Alternativ Sammenligning Konklusjon Litteraturliste Vedlegg V.1 Masseberegning Alternativ V.2 Masseberegning Alternativ V.3 Beregning av U-verdi i yttervegg Alternativ V.4 Beregning av U-verdi i tak Alternativ V.5 Beregning av U-verdi i yttervegg Alternativ V.6 Beregning av U-verdi i tak Alternativ Gruppe H09B11 Veronica Lier Helene Skjelin Jarle Gundersen Side 5

6 1. Sammendrag Temaet for hovedprosjektet til gruppe H09B11 har vært å sammenligne materialet massivtre med betong og stål. Sammenligningen er knyttet til et reelt bygg som er tenkt satt opp på Hafslund hvor næring og boliger skal kombineres. Det vurderes to konkrete alternativer: Alternativ 1: Hele bæresystemet og alle yttervegger oppføres i massivtre. Alternativ 2: Bæresystemet til bygget består av plasstøpt betong og stålsøyler. Det har vært nødvendig å begrense omfanget på oppgaven. Følgende temaer er belyst: Bæreevne og stabilitet Grunnforhold Jordskjelv Brann Lyd Energi og miljø Det er ikke gjort økonomiske beregninger, men enkle vurderinger er gjort på noen områder der forskjellen er vesentlig. Disse er gjort ved hjelp av referansepersoner og litteratur. Temaene har blitt vurdert enkeltvis for begge alternativene, og alternativene har deretter blitt sammenlignet med hverandre. Vurderingene som er gjort resulterer i at massivtre kommer godt ut i forhold til betong og stål. Sammenligningen av materialene viser at massivtre har fordeler med tanke på fundamentering og miljøpåvirkning. Når det gjelder spennvidder og lydproblematikk kommer betong best ut. De mest overraskende funnene er de gode egenskapene massivtre har i forhold til brann og jordskjelv. Beregninger av U-verdier og masseberegninger finnes som vedlegg i slutten av rapporten. Videoene som er benyttet som referanser i jordskjelvkapittelet finnes på vår hjemmeside Gruppe H09B11 Veronica Lier Helene Skjelin Jarle Gundersen Side 6

7 2. Innledning 2.1. Prosjektdirektiv Prosjektnavn: Prosjekttittel: Massivtre Alternativsanalyse for bygget der massivtre står i fokus og vurderes opp i mot betong og stål. Planlagt startdato: Oppdragsgiver: Oppdragstaker: Columna AS Gruppe H09B11 Utfylt av: Gruppe H09B11 Dato: Oppdragsgiver Hovedprosjektet er en del av utviklingen av en eiendom på Hafslund i Sarpsborg. Målet med dette prosjektet er å sette opp et kombinasjonsbygg med næring og bolig. Ansvarlig for dette er Columna AS, som også er oppdragsgiver for H09B11. Columna AS ble stiftet i 2004 i Sarpsborg. Selskapet jobber med utvikling og salg av eiendommer. Firmaet ble opprettet og drives av Lars Erik Borge, Alf Erik Bjørnstad og Andre Bjørnstad. Gruppe H09B11 Veronica Lier Helene Skjelin Jarle Gundersen Side 7

8 Organisering Prosjektgruppens leder: Prosjektdeltakere: Styringsgruppens leder: Jarle Gundersen Veronica Bakke Lier Helene Lineve Skjelin Kjetil Gulbrandsen Referansegruppe/-personer: Lars Erik Borge Oppdragsgiver Columna AS Styringsgruppe Kjetil Gulbrandsen Referansegruppe Lars Erik Borge Prosjektleder Jarle Gundersen Prosjektmedlem Helene L. Skjelin Prosjektmedlem Veronica Lier Figur 2-1 Organisasjonskart Prosjektbeskrivelse Bakgrunn for prosjektet Problembeskrivelse I forbindelse med bygging av et kombinasjonsbygg med næring og boliger på Hafslund i Sarpsborg, vurderer tiltakshaver å bygge i massivtre. Vi skal i den forbindelse vurdere dette alternativet opp i mot tradisjonell bygging i betong og stål, og vil ha fokus på miljø og materialegenskaper. Hensikt med prosjektet Hensikten med prosjektet er å avgjøre hvilket av materialene som utgjør det beste alternativet for tiltakshaveren med tanke på miljø og funksjon. I tillegg ønsker vi å tilegne oss mest mulig kompetanse innen fagfeltet massivtre. Gruppe H09B11 Veronica Lier Helene Skjelin Jarle Gundersen Side 8

9 Konkrete mål som skal realiseres i prosjektperioden I løpet av prosjektperioden skal følgende aktiviteter gjennomføres i kronologisk rekkefølge: Hovedtiltak 1. Forprosjektrapport 2. Webside 3. Materiell til expokatalog 4. Pressemelding til media 5. Midtveisrapport 6. Hovedrapport 7. Expopresentasjon av prosjektet For å lykkes i prosjektet har vi utarbeidet følgende suksesskriterier: Finne passelig arbeidsmengde. Være kreative under utarbeidelse av rapporten og forberedelsen til expopresentasjon. Følge grupperegler konsekvent Prosjektets rammebetingelser og avgrensinger Det skal ikke utføres statiske beregninger eller grundige økonomiske vurderinger i prosjektet. Grunnlagsdokumentasjon Under prosjektarbeidet er følgende litteratur rettledende: Westhagen, Harald m. fl. Prosjektarbeid. Utviklings- og endringskompetanse, 5. utgave, Gyldendal Norsk Forlag AS, Oslo, 2002 Sørby, Kåre Prosjekthåndbok i ingeniørutdanningen, Høgskolen i Østfold, Sarpsborg, 2002 Gruppe H09B11 Veronica Lier Helene Skjelin Jarle Gundersen Side 9

10 Ressursrammer og økonomi Budsjettrammer Kostnader Inntekter/finansiering Tekst Beløp Egne midler Oppdragsgiver Sponsor Arbeidskostnad (3 pers 400 t kr 230,-) (lønn inkl. feriepenger, sosiale kostnader) kr ,- kr ,- Nødvendig litteratur, kontorrekvisita kr 2 000,- kr 1 000,- kr 1 000,- Standmaterialer (Sponsor Trebruk AS) kr 2 000,- kr 2 000,- Driftskostnader kr 5 000,- kr 5 000,- Uforutsette kostnader kr 2 000,- kr 2 000,- Sum budsjett kr ,- kr ,- kr 1 000,- kr 2 000, Prosjektmål Resultatmål Utarbeide en alternativsanalyse for bygget der massivtre står i fokus og vurderes opp i mot betong og stål. Utarbeide webside Lage materiell til expokatalog Lage pressemelding til media Utarbeide midtveisrapport Utarbeide hovedrapport Forberede expopresentasjon av prosjektet Prosessmål Prosessmålet for prosjektet er i første omgang å effektivisere prosjektarbeidet ved bestemte grupperegler og rutiner. Vi ønsker å utarbeide et ryddig og oversiktlig system for dokumentene, i tillegg til detaljert fremdriftsplan Effektmål Effektmålet er å avgjøre hvilket av materialene som utgjør det beste alternativet for tiltakshaveren med tanke på miljø og materialegenskaper. I tillegg ønsker vi å tilegne oss mest mulig kompetanse innen fagfeltet massivtre. Gruppe H09B11 Veronica Lier Helene Skjelin Jarle Gundersen Side 10

11 Mål- og mottakeranalyse All den systematikk og kartlegging som ligger i gjennomføringen av mål- og mottakeranalysen, krever også at vi setter opp det vi kommer frem til i et skjema. Et slikt skjema er nyttig og oversiktlig for oss under selve utformingen av kommunikasjonsproduktet. Kommunikasjonsobjekt/emne: Mottakeren: Næringslivet, oppdragsgiver og medstudenter Alle slags utdanninger, med tyngde på teknologi Kan ha en del kunnskap på området (massivtre) Jobber i et byggmiljø Tar ny lærdom fort, vant til å jobbe med byggeprosjekter Alder fra Motivet vårt er å få frem budskapet i rapporten på en best mulig måte Hindring kan være at temaet ikke er interessant Vi vil at mottaker skal få øynene opp for bruk av tre i næring/bolig, samt at mottaker får en god oversikt over hele prosjektet i presentasjonen vår på EXPO Hovedmål: Utarbeide en alternativanalyse der massivtre står i fokus, og vurderes opp imot betong og stål. Delmål: Gradering Merknader: Viktig Vanskelig Forprosjekt Web side Rapport EXPO Går på struktur Mest for utenforstående Veldig viktig Presentasjon På graderingen over er 5 veldig viktig, mens 1 ikke er så viktig Gruppe H09B11 Veronica Lier Helene Skjelin Jarle Gundersen Side 11

12 2.3. Prosjekt Hafslund Kombinasjonsbygget skal bestå av en næringsdel i 1. etasje med en 6 etasjes boligblokk på toppen. Denne rapporten vurderer, miljø, energi, lyd, brann, grunnforhold, bæring, stabilitet og seismikk for de to ulike alternativene. I og med at konseptet er tenkt brukt flere steder, har oppdragsgiver fremmet ønske om at seismiske belastninger vies noe oppmerksomhet i oppgaven. Figur 2-1 Plantegning av kombinasjonsbygget på Hafslund Gruppe H09B11 Veronica Lier Helene Skjelin Jarle Gundersen Side 12

13 Alternativ 1 Massivtreelementer I dette alternativet benyttes massivtreelementer i yttervegger, bærende innervegger, etasjeskillere og tak Alternativ 2 Betong og stål Dette alternativet er valgt i samråd med byggteknisk konsulent Bernt Bakken som et sannsynlig alternativ. I betong/stålalternativet brukes plasstøpt betong i bærende innervegger, trappesjakt og i dekker. Ved dagens situasjon i entreprenørbransjen er det sannsynlig at det ville blitt valgt plasstøpte dekker i stedet for hulldekker for å sysselsette betongarbeidere mest mulig. For øvrig ville bruk av hulldekker ikke vært optimalt i dette bygget ettersom spennviddene er mye kortere enn det hulldekker har kapasitet til. I de bærende ytterveggene benyttes stålsøyler og ytterveggene bygges opp med tradisjonelt bindingsverk. Taket består av I-profilbjelker i tre (1). Gruppe H09B11 Veronica Lier Helene Skjelin Jarle Gundersen Side 13

14 Hovedprosjekt Hovedrapport Massivtre 3. Hva er massivtre? Massivtreelementer er trelameller som er satt sammen av spiker, skruer, tredybler, lim eller stålstag til store elementer som vegger og dekker. Prinsippet oppstod i Canada midt på 1970-tallet. Mot slutten av 1990-tallet ble metoden tatt i bruk i Norden, og ble for første gang brukt i Norge i 1998 som etasjeskiller i en enebolig (2). Å bruke massivtre sivtre i høyhus er ganske nytt, men det er økende interesse for denne byggemetoden i Norden (3). Norge ligger noe etter Sverige i denne teknologien (4). Moderne IT-teknologi har gjort det mulig å presisjonssage elementene med en nøyaktighet på ±2 mm. Elementene kan tilpasses ulike lengder og bredder og kan leveres med utsparinger og innsnitt etter bestilling (5). Prinsippet anvendes i boliger, barnehager, skoler, helsebygg, fleretasjes boligbygg, næringsbygg, balkonger og svalganger. For at massivtreelementer skal bli et konkurransedyktig alternativ til tradisjonelle byggemetoder og materialer, spesielt for høye bygg, er det behov for dokumentasjon. Norsk Treteknisk Institutt har på denne bakgrunn utgitt Teknisk Håndbok bygge med massivtreelementer (2). Massivtreelementer kan brukes som bærende elementer i gulv, vegger og tak. Hele bæresystemet kan bygges med elementer eller kombineres med andre materialer og konstruksjonstyper (6) Typer Elementene deles inn i tre hovedkategorier: Kantstilte Fellesbetegnelse etegnelse for elementer som er satt sammen av stående lameller. Forbindelsen her kan være spiker, skruer, lim, tredybler eller stålstag. Her må alle lamellene være av samme gode kvalitet, alle sidene er synlige. Større dimensjonsendring og bedre styrke effekt ekt enn med krysslagte. Figur 3-1 a) Kantstilte, b) krysslagte og c) hulromselementer (7) Gruppe H09B11 Veronica Lier Helene Skjelin Jarle Gundersen Side 14

15 Hovedprosjekt Hovedrapport Massivtre Krysslagte Fellesbetegnelse for elementer som er satt sammen av lameller i flere sjikt. Sjiktene er som regel lagt i 90 eller 45 grader i forhold til hverandre. Forbindelsesmidler her kan være lim, tredybler og aluminiumsspiker. Her trengs ikke like god kvalitet på alle lamellene, eventuelt kun det synlige sjiktet. Dermed utnyttes også dårlig trevirke. Hulromselementer Finnes i mange varianter. Felles for disse er at de har et hulrom mellom øvre og nedre massivtreelement (2) Sammenføyningsmetoder Det finnes forskjellige sammenføyningsmetoder for lamellene i de ulike typene av massivtreelementer: Limtreteknologi Elementene er sammenføyd med lim. Metoden er en videreutvikling av metoden som benyttes for limtresøyler og limtrebjelker. Dette gir best samvirke i elementet. Figur 3-2 Limte lameller (7) Tredybler Figur 3-33 Dyblede lameller (7) Elementene er sammenføyd med tredybler som går gjennom hull som er forboret gjennom alle lagene. Disse elementene består av 100 % trevirke. Dyblene har 4 % fuktighet, mens elementene har en fuktighet på %. Når dyblene blir satt på plass, trekker disse til seg fuktigheten fra elementene slik at dyblene utvider seg og holder lamellene sammen. Til tider Gruppe H09B11 Veronica Lier Helene Skjelin Jarle Gundersen Side 15

16 Hovedprosjekt Hovedrapport Massivtre blir dyblene dyppet i lim, slik at man med sikkerhet vet at det blir tilstrekkelig heft mellom dyblene og lamellene. Spikret Her er lamellene festet sammen med spiker og lim eller med bare spiker. 2-3 lameller lagt på høykant er spikret sammen horisontalt bortover (4). Det er valgt krysslagte, limte massivtreelementer for massivtrealternativet til bygget på Hafslund. Figur 3-4 Spikrede lameller (7) 3.3. Skjøtforbindelser Det finnes synlige og skjulte skjøtforbindelser av massivtreelementer: Synlige skjøtforbindelser Her slutter det ytterste laget i elementet litt fra kanten på begge elementene. Det legges en kryssfinerremse i sporet for å forbinde de to elementene. Denne metoden er billigst og enklest. Figur 3-5 Synlig forbindelse (8) Skjulte skjøtforbindelser Her slutter det midterste laget i elementet litt fra kanten på begge elementene. Det legges en kryssfinerremse remse i sporet for å forbinde de to elementene. Denne metoden gir de peneste overflatene (4). Figur 3-6 Skjult forbindelse (8) Gruppe H09B11 Veronica Lier Helene Skjelin Jarle Gundersen Side 16

17 4. Bæreevne og stabilitet Bæreveggene i boligblokken går helt ned til grunnen gjennom næringsbygget. Varemottak, lager og kontorer plasseres i forbindelse med disse veggene. Stabiliteten til begge alternativene er ivaretatt ved stive vegg- og dekkeskiver i bygget. Ytterligere avstivning er ikke nødvendig (1/4) Alternativ 1 Figur 4-1 Planløsning massivtre. Tegnet av arkitekt Arne Bergdal. Modifisert av Jarle Gundersen På grunn av lyd utføres veggene som doble massivtrevegger. I ytterveggene og den bærende innerveggen har elementene en tykkelse på 120 mm. Det innerste elementet på ytterveggene og bæreveggen inne er 65 mm. Mellom boenhetene monteres det dobbelvegger som utføres med 2 x 105 mm massivtreelementer med 100 mm isolasjon mellom. Dekker av massivtre kan ha spennvidder på opp til ca. 12 m, men det vil som regel være rasjonelt å bruke 7 m (4). Dekkeelementene er 12x2.4 meter og ligger over hele lengderetningen av hver boenhet. De er opplagt i begge endene og omtrent midt på av en bærende innervegg. Dimensjonene på dekkene er som vist på figur 4-2 (9). Høyden på takelementene er 550 mm på grunn av varmeisolasjon. Gruppe H09B11 Veronica Lier Helene Skjelin Jarle Gundersen Side 17

18 Figur 4-2 Dekke av massivtre. Tegnet av Jarle Gundersen Alternativ 2 Stålsøylene i ytterveggene utføres med profil HUP 100x100x10 med senteravstand 4 meter. Tykkelse på alle betongveggene er 200 mm. Dekkene er opplagt på søylene i de lengste ytterveggene og på betongveggen midt i bygget. Spennviddene blir 7.2 m. Tykkelse på dekkene er 260 mm. Normalt vil plasstøpte dekker kunne utføres med spennvidder på inntil 13 m (1). Figur 4-3 Planløsning med betongvegger og stålsøyler. Tegnet av arkitekt Arne Bergdal. Modifisert av Jarle Gundersen Gruppe H09B11 Veronica Lier Helene Skjelin Jarle Gundersen Side 18

19 5. Grunnforhold Grunnundersøkelser er foretatt på tomten av Sivilingeniør MRIF Bjørn Strøm AS. De delene av bygget som er på en etasje (næringsdel) kan sålefundamenteres direkte på grunnen. Grunnforholdene i denne rapporten er derfor bare vurdert for fundamentering av boligblokken Alternativ 1 Massivtrebygget vil ha tre bærende vegger på 14.4 m. Total belastning på grunnen vil være kn. Se vedlegg V.1. Den midterste veggen vil få halve belastningen, mens de to ytterste får 25 % av den totale belastningen. På den midterste veggen vil det være behov for 6 stk 230x230 mm peler. Disse vil være normalt belastet. På grunn av stabilitet vil det være behov for like mange peler på de to øvrige veggene, men disse vil være lettere belastet. Det vil si at det totalt trenges 18 peler på alternativ Alternativ 2 I betong/stålbygget er det de lengste veggene som er bærende. De to ytterveggene er 25 m lange. Den midterste bæreveggen inkludert bæreveggen i trappesjakten er 31 m. Total belastning på grunnen vil være kn. Se vedlegg V.2. Det vil i alternativ 2 være behov for 12 stk 230x230 mm peler på den midterste veggen. På begge ytterveggene trenges det 8 peler av samme dimensjon. Det er altså behov for totalt 28 peler i alternativ Sammenligning Egenvekten av bygget i alternativ 1 vil utgjøre 26.9 % av bygget i alternativ 2. Totalt med snølast og nyttelast vil det utgjøre 46.5 % Gjennomsnittlig lengde på pelene er estimert til 10 m (10). I betong/stålalternativet er det behov for 10 flere peler enn ved massivtrealternativet. Peling er en kostbar form for fundamentering. Forskjell i antall peler utgjør derfor økonomisk gevinst ved bruk av massivtre. Det er viktig å være klar over at den totale belastningen i de to alternativene er ført ned til grunnen med forskjellige lengder på bæreveggene, på grunn av de ulike bæresystemene. Dersom belastningen i alternativ 1 hadde blitt fordelt over samme vegglengde som i alternativ 2, hadde dette gjort utslag på belastningen på grunnen. Det hadde da vært behov for færre peler. Gruppe H09B11 Veronica Lier Helene Skjelin Jarle Gundersen Side 19

20 6. Jordskjelv Generelt Jordskjelv kan føre til naturkatastrofer hvor mennesker mister livet. Enkelte områder på jorden er mer utsatte for ødeleggelser enn andre. Hvordan jordskjelvbelastingene kommer er et tverrfaglig og sammensatt problem. Jordskjelv er bevegelser som kommer fra grunnen. De aller fleste jordskjelv kan forklares ved hjelp av platedriftmodellen. Det vil si at platene bestående av jordskorpen og den øvre, faste delen av mantelen, beveger seg i forhold til hverandre. Bygningskonstruksjoners respons på jordskjelv avhenger av: - Grunnforhold - Stivheten i bygget - Fundamenteringen - Byggets masse (11/12) Jordskjelv i Norge Jordskjelv i Norge er sjelden så kraftige at de gir skader på bygninger. Den største risikoen er utenfor Sognefjorden og på Haltenbanken. Det antas at jordskjelv må ha en styrke på over 5 på Richters skala for å kunne påføre skader på konstruksjoner (12/13). Det stilles i dag krav til at konstruksjoner i Norge dimensjoneres for jordskjelv (14). Måling av jordskjelv Det sterkeste skjelvet i Norge er målt til ca. 5.2 på Richters skala og hadde senteret utenfor kysten av Møre. Et par grunnmurer fikk skader, men for øvrig er det ikke registrert bygningsmessige skader som følge av jordskjelv. Skjelvene i østlandsområdet de seneste årene har hatt en styrke på 3.6 på Richters skala, altså langt under den grensen hvor det er fare for skader på bygninger. Ettersom Richters skala er en logaritmisk skala, er 5 på Richters skala ti ganger så kraftig som styrke 4 på den samme skalaen. Virkningen på bygningskonstruksjoner er imidlertid 30 ganger så sterk når skjelvet øker i styrke fra 4 til 5 (12/13). Richters skala er et mål på utløst energi ved jordskjelvets sentrum (15). Denne skalaen gir ikke nok informasjon til å utføre jordskjelvstestinger. I naturvitenskap måles ikke jordskjelv etter Richters skala, men i PGA (Peak Ground Acceleration). På PGA-skalaen måles maksimumsverdien av akselerasjonen av et akselerasjonsprogram i forhold til tyngdeakselerasjonen. Det er viktig å ha tidsakselerasjonen for å ha oversikten over intensitet av skjelvet. Gruppe H09B11 Veronica Lier Helene Skjelin Jarle Gundersen Side 20

21 JMA Kobe jordskjelvet i 1995 hadde en styrke på 7.2 på Richters skala og varte i 48 sekunder. PGA var på 0.8g (80 % av g = 9.81 m/s 2 ) i Nord- Sør retning, 0.6g i Øst- Vest og 0.34g opp- ned (16) Alternativ 1 Tre filmer fra prøvesimuleringer utført i Japan, viser at massivtre er ganske stabilt på seismiske belastninger. Her har det blitt målt i PGA. Dette angir akselerasjon av bakken under et jordskjelv. Den kraftigste av testene tilsvarer Kobe-jordskjelvet (16). Trestrukturer er spesielt egnet for bruk i områder med seismisk risiko, både på grunn av materialegenskaper som letthet og lastkapasitet, og systemegenskaper som duktilitet og energitilgang. Det italienske forskningsinstituttet IVALSA gjennomfører sammen med andre forskningsinstitutter et felles program for å kartlegge jordskjelvs oppførsel. Dette gjør de ved hjelp av et X-lam-system; et system som simulerer konkrete jordskjelv som har oppstått på et såkalt ristende bord. Første trinn av programmet var en serie av seismiske tester utført i laboratorier i NIED i Tsukuba i juli i En treetasjes sofiebygning har overlevd nesten uskadet 15 store jordskjelv, herunder det store jordskjelvet i Kobe i På sin høyeste intensitet vises bare minimale skader, som det skulle lite til for å reparere. Testingen i Miki på verdens største ristene bord, viser at tre i høy grad er pålitelig mot seismiske påkjenninger (17). Figur 6-1 Høyhus i massivtre på verdens største "ristende bord i Miki (17) 6.2. Alternativ 2 Betong har lav strekkfasthet og er derfor spesielt utsatt for skader fra rystelser. Omfanget av skader avhenger av byggets fundamentering, konstruksjonsmåte, utførelsen av bygningen og byggets dimensjoner. Fare for at det skal oppstå skade på bygninger er definert i forhold til svingehastigheten på jordoverflaten (13). Uarmert betong er åpenbart svært uheldig i områder utsatt for større jordskjelv. Tunge, lite deformerbare konstruksjoner fungerer dårlig. Hvis betong armeres godt kan den tåle store deformasjoner uten at det kollapser, og hus blir stående ved kraftige jordskjelv. Konstruksjonsstål har i seg selv stor styrke og gode deformasjonsegenskaper. Kombinasjon av stål betong kan derfor gi gode egenskaper mot jordskjelv (18/19). For mye armering kan imidlertid gi dårlig heft mellom betong og armering og dermed svekke konstruksjonen (20). Gruppe H09B11 Veronica Lier Helene Skjelin Jarle Gundersen Side 21

22 Vedlagt ligger en filmsnutt som viser hvordan betongen reagerer når den får seismisk belastning. Her ser man godt at betongen i seg selv har svært dårlig egenskaper på slike belastninger. Hadde det ikke vært for armeringen i dette tilfellet, ville bygningen rast sammen (21) Sammenligning Seismiske laster er ikke noe stort problem i Norge, men siden det kreves at det dimensjoneres for slike påkjenninger må dette tas hensyn til. Etter ønske fra oppdragsgiver er seismikk vurdert, ettersom konseptet kan benyttes andre steder der dette er mer aktuelt. Det lar seg løse å ivareta seismikk med betongalternativet, men det er sannsynlig at det kreves ekstra armering (22). Mer armering er kostbart, og det kan svekke konstruksjonen. Ved å bygge i massivtre kreves ingen ekstra tiltak for å ivareta jordskjelvbelastninger. På grunn av materialegenskaper har massivtre vist seg å være stabilt og elastisk, slik at bygninger ikke kollapser ved seismiske påkjenninger, samtidig som skadene blir minimale. En konsekvens av betongens dårlige strekkapasitet er at den smuldrer opp ved rystelser. Nødvendig armering gjør at betongkonstruksjoner ikke kollapser ved jordskjelv, men skadeomfanget blir svært omfattende. Gruppe H09B11 Veronica Lier Helene Skjelin Jarle Gundersen Side 22

23 7. Brann I Norge er det dobbelt så mange branner per innbygger som England, Frankrike og Belgia. Hvert år omkommer det ca. 60 personer ved brann i Norge. Risikoklasse Med denne betegnelsen menes risikoen for liv og helse, altså hvilken fare det er for menneskene som befinner seg i en bygning med tanke på brann. Bestemmelsen av denne klassen vurderes utfra aktivitetene som foregår i bygget. Risikoklasse brukes til å fastlegge brannklasse og til å bestemme sikkerhetskrav for varsling, rømning og slokking. Brannklasse Dette er en funksjon av bygningens risikoklasse og antall etasjer. For å avgjøre kravene til materialer, bærekonstruksjoner og brannteknisk oppdeling må man vite bygningens brannklasse. En bygning kan ha forskjellige brannklasser i forskjellige etasjer, men den underliggende etasjen kan ikke ha mildere brannklasse enn de over. Bygget på Hafslund Bygget består av en næringsdel med en seksetasjes boligblokk på toppen. Næringsdelen tilsvarer risikoklasse 5, da det skal være en dagligvareforretning og det kun er mennesker der på dagtid, og brannklasse 1, fordi det kun er 1 etasje. Boligblokken tilsvarer risikoklasse 4, ettersom det er beregnet at folk skal kunne oppholde seg der døgnet rundt, og brannklasse 3, på grunn av at det er 6 etasjer. I dette tilfellet må det planlegges for brannklasse 3 for hele bygget, siden det er dette som blir dimensjonerende (23). Brannmotstand Det bærende hovedsystemet på Hafslund må tilsvare brannkravet på R90 (24). Dette vil si at konstruksjonen må opprettholde bæreevnen sin i minimum 90 minutter ved brann. Det finnes også krav til I (isolasjon) og E (integritet). Figur 7-1 Funksjonskrav for brannmotstand(25) Gruppe H09B11 Veronica Lier Helene Skjelin Jarle Gundersen Side 23

24 7.1. Alternativ 1 Tre er et brennbart materiale, men det brenner forutsigbart. En egenskap til tre er at det forkuller omtrent med konstant hastighet. Den delen av tverrsnittet som er igjen vil fortsatt ha tilnærmet lik fasthet og stivhet. Stabilitet og bæring vil derfor fortsatt være ivaretatt (26). Brannegenskaper Når tre brenner vil overflaten forkulle. Det forkullede sjiktet er beskyttende og virker isolerende på det bakenforliggende upåvirkede trevirket. Forkullingen fører til tverrsnittsreduksjon av bærende deler av trekonstruksjonen. Trevirket som ikke er blitt påvirket, opprettholder full styrke under og etter brann (6/26). Under en brann vil forkullingshastigheten være mm per minutt (23). Figur 7-2 Brannpåvirket treverk(27) Innbrenningshastigheten for de ulike sjiktene er avhengig av sammenføyningsmetoden. Her er sammenføyningsmetodene rangert fra lavest til høyest innbrenningshastighet: 1. Lamellene er både flat- og kantlimt 2. Lamellene er bare flatlimt med åpne fuger mellom kantene 3. Lamellene er spikret Når elementene er krysslagt og hellimt i flere sjikt blir konstruksjonen tett og innbrenningen endimensjonal. Derfor er disse elementene best egnet med tanke på brann. Innbrenningshastigheten på flatlimte elementer med åpne fuger mellom kantene er noe større. Det brukes derfor et separat tettesjikt for å gjøre konstruksjonen tettere. For spikrede elementer blir innbrenningshastigheten enda større, siden sjiktet som forkuller vil falle av og dermed ikke ha en isolerende funksjon lenger. Når en beskytter massivtreelementene med for eksempel en Figur 7-3 Massivtre med isolerende forkullingslag (28) kledning vil dette utsette innbrenningen og forkullingen av det bakenforliggende sjiktet en viss tid. Hvor lang tid dette tar er avhengig av hvor tett det utenforliggende sjiktet er og om Gruppe H09B11 Veronica Lier Helene Skjelin Jarle Gundersen Side 24

25 innbrenningen begynner før sammenbrudd av beskyttelse eller etter at beskyttelsen faller (29). Faremomenter kan være det reduserte tverrsnittet som gir økte spenninger på det resterende treverket og forkullingen som skjer rundt bolter/plater. Med kun noen millimeters innbrenning, kan det forekomme store endringer i det statiske systemet. Dette gjelder rundt bolter (6). I næringsdelen vil det bli noen eksponerte flater. Disse kan brannsikres med brannhemmede maling eller lakk. Når de reagerer danner de et isolerende og avkjølende skum (23). Figur 7-4 Eksponert massivtrevegg (9) Tiltak for brannmotstand Overflaten på massivtreelementene kan forekomme med og uten bekledning av gipsplater. Jo flere lag med gipsplater jo bedre brannmotstand. Ved å gjøre dette tiltaket vil det utfylle kravene til spredning av brann tidlig i brannforløpet og forbedre brannmotstanden gjennom å utsette forkullingstiden. Elementene bør ha en trefuktighet som er så nær likevektsfuktigheten til bygget (sluttfuktigheten) som mulig. Dette er viktig å tenke på under prosjekteringen med tanke på tettheten til bygget og innbrenningshastigheten. For å tilfredsstille integritetskravet (tettheten) kan man bruke tverrspente elementer. En må passe på at elementene ikke har noen gjennomgående spalter. Det forventes ikke at spikrede elementer er tette mellom lamellene. Det anbefales derfor å bruke vindtett papp eller platekledning på den eksponerte flaten. Når det gjelder isolasjon er det mest vanlig å legge den på utsiden av ytterveggen, men for å ta hensyn til brannmotstanden og forbedre den kan det være aktuelt å legge isolasjon på innsiden, for eksempel steinull (30). Massivtrekonstruksjoner har større bæreevne og stabilitet enn lette trekonstruksjoner og er dermed mindre utsatt for sammenbrudd og kollaps. Det at massivtreelementene er bygd kompakt gjør at det ikke er utsatt for kritiske hulrom. Treverk har lav varmegjennomgang. Dette medfører at massivtreelementer virker isolerende, slik at temperaturen ikke øker på ueksponert side (26). Gruppe H09B11 Veronica Lier Helene Skjelin Jarle Gundersen Side 25

26 Brannmotstand Tykkelsen på massivtreelementene i bygget på Hafslund er 150 mm. Dette er uten kledning. Hvis man velger å ha gips som kledning, trenges det ikke mer en 85 mm massivtre for å tilfredsstille R90- kravet. Siden det er bestemt at det ikke skal være eksponerte flater i boligdelen, men gipskledde vegger, er 150 mm-elementene mer en bra nok for R90-kravet (31). Figur 7-5 Temperaturøkning på kald side av et limt krysslagt element etter 90 minutter standard brannpåkjenning i prøveovn (26) 7.2. Alternativ 2 Med tanke på brann er betong et av de sikreste byggematerialene. Skal det oppstå en brann må de tre forutsetningene under være tilstede: - Brennbart materiale - Materialet må ha antennelsestemperatur - Det må være tilstrekklig tilgang på oksygen Figur 7-6 Branntrekanten(32) Ettersom betongen i seg selv ikke brenner, vil ikke betong kunne forårsake en brann (33/34). Ved svært høye temperaturer vil det likevel oppstå endringer i sementlimet og betongen dehydrerer. Betongen mister da en del av fastheten og kan få en permanent fasthetsreduksjon. Betongen regnes å få egenskapene sine varig redusert ved 350 grader og høyere (6/35). Armering Når en betongkonstruksjon skal prosjekteres må det tas hensyn til både betongen og armeringen. Selv om betong ikke er et brennbart materiale vil armeringsstålet oppføre seg som vanlig stål. Stålets høye varmeledningsevne kan være et problem. Økning i temperaturen vil medføre materialutvidelse og redusert styrke (flytespenning). Betongen som ligger rundt vil forsinke temperaturøkningen betraktelig, og det er derfor viktig med god overdekningstykkelse. Dette er fordi betong og armering har svært forkjellige varmeutvidelseskoeffisienter (6/35). Gruppe H09B11 Veronica Lier Helene Skjelin Jarle Gundersen Side 26

27 I forspente konstruksjoner vil spennstålet være et kritisk punkt med tanke på brann. Omlagringen av spenninger kan gjøre at det vil oppstå uforutsette effekter under brannen (35). Figur 7-7 Eksempel på armert betong (36) Avskalling Figur 7-8 Avskalling - svekkelse av betongen(37) Konsekvensene ved at betongkonstruksjoner avskaller kan bli store, siden armeringen blottlegges og dermed får store påkjenninger (37). Avskalling forekommer ved indre spenninger i betongen (damptrykk og termisk ekspansjonstrykk). Avskalling gjør at betongen får mindre tverrsnitt. Dette medfører at gjenværende konstruksjon får større belastning. Armeringen blir svært utsatt hvis dette inntreffer (6). Den farligste formen for avskalling er eksplosiv avskalling. Dette skjer ved at betongen blir varmet opp svært fort. Reaksjonen skjer allerede få minutter etter oppvarmingen. Denne formen for avskalling kan opptre på forskjellige måter, fra små betongbiter som skytes ut, til deler av dragere som rett og slett eksploderer (37). I betong/stålalternativet er det kun bæreveggene inne, dekkene og trappesjakten som skal bygges i betong. Bæringen i ytterveggene vil bestå av stålsøyler. Stål har ulemper som bærende konstruksjoner fordi det mister halvparten av bæreevnen ved 450 grader, og kollapser ved 600 grader. Under en brann vil temperaturen bli så høy på få minutter. Stålkonstruksjoner kan brannklassifiseres for bæreevne ved at de blir isolert og innkledd, eller ved brannhemmende maling eller lakk (23). Figur 7-9 Eksplosiv avskalling kan føre til kollaps (36) Gruppe H09B11 Veronica Lier Helene Skjelin Jarle Gundersen Side 27

28 Brannmotstand Betongveggen på 200 mm skal opprettholde en bæreevne på R90. Dette er ingen problem, da 200 mm tilsvarer kravet for R120. Det er viktig med god overdekning. Kravet på R90 er en armeringsdybde på 55mm (20) Sammenligning I motsetning til stål som kollapser ved grader, beholder massivtre bæreevne veldig godt i høye temperaturer over lengre tid. Betong med utsatt armering har større risiko for sammenbrudd enn massivtre. Selv om betong i seg selv ikke er brennbart kan det være fare for kollaps fordi armeringen utvider seg. Med massivtre og forkullingsprosessen er det alltid forutsigbart hvordan treet brenner. Isolasjonsevnen til tre er bedre enn betong med tanke på varmeutvikling i naborom. For å oppnå samme varmeisoleringsevne som en 300 mm tykk vegg av gran, trenges en betongvegg på 4250 mm (34). Gruppe H09B11 Veronica Lier Helene Skjelin Jarle Gundersen Side 28

29 8. Lyd Figur 8-1 Tilleggsisolasjon gjør noe med lyden(38) Lyd er trykkforandringer i luften som øret oppfatter. Disse trykkforandringene gir en bølgebevegelse mot ørets trommehinne med små variasjoner omkring atmosfæretrykket. Variasjonene må være hurtige dersom øret skal oppfatte lyden. Lydstyrken eller lydtrykket er den effektive trykkforskjellen fra det normale lufttrykket. Det er normalt å bruke begrepene lyd og støy om hverandre, men støy er ofte betegnelsen på uønsket lyd, for eksempel trafikkstøy. Måling av lydtrykk Måleenheten desibel, som er en logaritmisk enhet, brukes til å angi lydtrykk i forhold til lydtrykket ved høregrensen. Høregrensen på denne måleenheten er 0 db, mens smertegrensen er på 120 db. Ved 120 db føler mennesker smerte og dette er farlig for hørselen. Frekvens Enheten for frekvens er Hertz (Hz). Frekvens er antall trykkvariasjoner pr. sekund. Lavfrekvent lyd gir dype toner, bass, mens høyfrekvent lyd gir høye eller lyse toner, diskant. Nesten alle lydkilder er sammensatt av uendelig mange frekvenser. Luftlyd Dette er lyd som går gjennom luft. Eksempler kan være: tale, tv eller radio. Strukturlyd Når en konstruksjonsdel vibrerer, gir dette lydavstråling. Denne lyden kalles strukturlyd. Eksempel på strukturlyd er bass fra et stereoanlegg og trinnlyd som forårsakes av gangtrafikk i bygninger (40). Gruppe H09B11 Veronica Lier Helene Skjelin Jarle Gundersen Side 29

30 Flanketransmisjon Dette er energi som overføres mellom to konstruksjonsdeler. En flanke kan være et gjennomgående dekke mellom to leiligheter i samme plan eller utettheter langs rander over himlinger og lignende (41). Figur 8-2 Flanketransmisjon(42) 8.1. Alternativ 1 Tre er et lett materiale (lav densitet) sammenlignet med betong og stål. Det at tre er lett kan gi mange fordeler for konstruksjoner, men med tanke på lyd er dette ugunstig. Lette materialer vil lettere kunne settes i svingninger enn tyngre materialer, spesielt i de lave frekvenser. Det er med lydisolering som med brannsikkerhet i boliger, det er tettheten til konstruksjonen i knutepunkter og rundt gjennomføringer som ofte til slutt vil avgjøre hvor god lydisolering man vil oppnå i bygget. Tre må kombineres med andre materialer for å klare de krav som stilles til luftlydisolering og trinnlydnivå. Spesielt trinnlyd i etasjeskillere og flanketransmisjon må vies stor oppmerksomhet for å unngå sjenerende lyd/støy. For å unngå flanketransmisjon kan man gjøre en forbindelse elastisk og vibrasjonsisolerende opplagret og/eller benytte liten kraftoverføringsflate i stede for linjeopplagring (40). Lydisolering av etasjeskiller Når det ikke er satt noen lydkrav til etasjeskiller, som for eksempel i en enebolig, kan den bestå av kun massivtreelement. Dette elementet er da gulvet på oversiden og himlingen på undersiden. Men når det stilles krav til lydisolasjon mellom to boenheter må etasjeskilleren oppfylle disse. Et massivtreelement vil ikke oppfylle lydkravene alene. For at en etasjeskiller i massivtre skal tilfredsstille kravene kan man: - Ha flytende gulv over elementene. - Ha en frittbærende himling på undersiden av elementene. - Ha en frittstående konstruksjon. Disse metodene blir også kombinert med hverandre i noen sammenhenger. Gruppe H09B11 Veronica Lier Helene Skjelin Jarle Gundersen Side 30

31 Hovedprosjekt Hovedrapport Massivtre Det å bygge med massivtreelementer gir en lettere bygningskonstruksjon kontra bygg i betong og stål. I slike lette konstruksjoner er det vanskelig å tilfredsstille lydisolasjonens lavfrekvensegenskaper. Foreksempel lyder fra radio, tv, vaskemaskin og lignende. Økt tyngde i form av sand, flisebelegg og lignende vil gi økt demping i frekvensområdet. Lydisolering av etasjeskille med tiltak på oversiden For å begrense lydoverføring til bolig under kan det benyttes et overgulv som flyter på et elastisk materiale som for eksempel en trinnlydsmatte. Det opplagrede gulvet må være såpass stivt at det ikke svikter når personer går på det. Overgulvet kan bestå av ett eller flere platelag. Det er viktig at gulvet tåler statiske og dynamiske belastninger fra inventar og personer. Disse belastningene vil bli dempet med et flytende overgulv og det gjør at lydtrykket på etasjeskilleren av Figur 8-3 Prinsippløsning, flytende overgulv (40) massivtre blir vesentlig redusert. Det er veldig viktig å passe på at det er minst mulig fast forbindelse mellom overgulvet og massivtredekket, i tillegg at det flytende overgulvet ikke har noe fast forbindelse til veggen. Hvis dette ikke blir overholdt kan det ødelegge hensikten med det flytende overgulvet. Lydisolering av etasjeskiller med tiltak på undersiden Figur 8-4 Frittbærende himlingsbjelke (43) En måte å løse lydproblematikken på er å montere himlingsplatene til separate, frittbærende himlingsbjelker eller i ett elastisk, nedhengt bæresystem. Den løsningen som gir best tilleggsisolering ering er den separate, frittbærende himlingen, dette er fordi båndjernet i et elastisk nedhengt system gir større grad av mekanisk sammenkobling. Gruppe H09B11 Veronica Lier Helene Skjelin Jarle Gundersen Side 31

32 Hovedprosjekt Hovedrapport Massivtre Figur 8-5 Elastisk nedhengt system (40) Hulromshøyden, altså avstanden mellom massivtredekket og himlingsplaten har stor betydning på hvor god tilleggsisoleringen blir. Økt hulromshøyde gir forbedret lydisolering og bør være minst 100 mm høy for å få ønsket virkning. For å få best mulig lydisolering i undertaket bør det være to lag med gipsplater. Ett lag gir dårlig lydisolasjon. Lydisolering av vegg Hvis det ikke stilles noen krav til lydisolasjon mellom rom kan det brukes enkle massivtrevegger, men hvis det derimot stilles krav til for eksempel skillevegger mellom leiligheter vil en dobbelveggkonstruksjon eggkonstruksjon oppnå god lydisolasjon. Denne konstruksjonen brukes der det er meget høye krav, fra boliger til musikkrom på skoler. En enkelveggkonstruksjon i tre gir ikke god lydisolasjon. Den virker som et kompakt svingesystem og skal konstruksjonen ha god lydisolering må den være motstandsdyktig mot å komme i svingninger (39/40). Et veggelement med tykkelse på 180 mm har et lydreduksjonstall på 39 db (5). En dobbeltveggkonstruksjon er bygd opp av to uavhengige massivtrevegger med et luftrom som er delvis fylt opp med isolasjon. For å få best mulig lydisolering bør hulrommet være på minst 100 mm akkurat som på etasjeskillene. I tillegg er det viktig at isolasjonen ikke har for høy fasthet slik at det oppstår en mekanisk sammenkobling mellom veggene. Figur 8-6 Dobbeltveggkostruksjon med luftespalte i midten(28) Gruppe H09B11 Veronica Lier Helene Skjelin Jarle Gundersen Side 32

33 Når det gjelder bærende innervegger blir de ført helt ned til undergulvet. For å begrense lydoverføringene (flanketransmisjon) blir det lagt inn en lydsperre, som for eksempel en gummilist av sylomer i overkant av veggen (40). Figur 8-7 Massivtrevegg med en gummilist av sylomer for å unngå lydoverføringer (28) Bygget på Hafslund utføres med dobbelvegger mellom boenheter med tykkelse 2 x 105 mm. Dette gir et lydreduksjonstall på 58 db (40). I det konseptet som brukes skal himlingen ligge adskilt fra dekket på to frittstående vegger. Figur 8-8 Himling adskilt fra dekket, understøttet av vegger. Tegnet av Helene Skjelin 8.2. Alternativ 2 Vegger av betong virker lydisolerende fordi de er så tunge at lyden ikke klarer å sette de i særlig bevegelse. En betongvegg på 180 mm har et laboratoriemålt reduksjonstall på 61 db. Bygget på Hafslund har en 200 mm tykk betongvegg. Denne vil typisk gi et laboratoriemålt reduksjonstall på mellom 61 og 64 db (34/38). Akseptabelt luftlydnivå for boliger kan man finne i NS 8175:2008. Her finner man laveste grenseverdier for veid feltmålt lydreduksjonstall (44). Siden betongkonstruksjoner er tunge er de dermed spesielt bra når det gjelder luftlydisolasjon og lavfrekvente lyder. Lavfrekvent isolering er kun praktisk mulig med tunge konstruksjoner. For å oppnå kravene til lydisolasjoner må de være tykke, stive, tunge eller en dobbeltkonstruksjon (45). Tunge vegger eller etasjeskillere av betong gir normalt bedre lydisolasjon enn lette trekonstruksjoner på grunn av større flatemasse. Når det gjelder strukturlyd som for eksempel trinnlyd er ikke betong så bra egnet. I praksis er det ofte trinnlydisolasjonen som blir dimensjonerende for den lydtekniske utførelsen i forbindelse med for eksempel bygging av leiligheter. Et betongdekke med teppe eller et trinnlydreduserende gulvbelegg vil ha god trinnlydmotstand (34). Gruppe H09B11 Veronica Lier Helene Skjelin Jarle Gundersen Side 33

34 Flanketransmisjon kan være et problem. For å unngå flanketransmisjon er det viktig med gode løsninger på knutepunkter, og å unngå gjennomgående dekke. Dette kan løses ved at dekket bryter det indre betongsjiktet i veggelementet (41). Figur 8-9 Her bryter dekket det indre betongsjiktet, unngår dermed flanketransmisjon(41) Betong er ikke særlig god på lydabsorpsjon. Dette kan bedres ved profilering, men som regel er det nødvendig med lydabsorbenter (44). Dette kan installeres på deler av veggene. Man benytter også absorbenter for å unngå flimmerekko, det vil si lyd som reflekteres mellom parallelle flater i et rom (46). Porøse materialer som mineralullmatter, tekstiler og liknende er eksempler på lydabsorbenter. Figur 8-10 Eksempel på boksabsorbent montert på vegg (47). 1. Lydabsorbentene i taket bestemmer etterklangstiden, ettersom taket vanligvis er den største reflekterende flaten i rommet. 2. Lydabsorbenter i den såkalte frisen er spesielt viktige for å redusere etterklang og unngå "dobbeltreflekser". Figur 8-11 Plassering av lydabsorbenter (46) Gruppe H09B11 Veronica Lier Helene Skjelin Jarle Gundersen Side 34

35 8.3. Sammenligning Siden tunge elementer har vanskeligheter for å bli satt i bevegelse, er det ikke nødvendig å gjøre spesielle tiltak hvis man bruker betong. Som nevnt tidligere er tre et lett materiale og vil derfor kunne sette seg lett i svingninger. Dermed er det helt nødvendig å gjøre konkrete tiltak når en velger å bygge med massivtre som vist i teksten over. På grunn av trinnlyd må betong kombineres med trinnlydmatte. Ved massivtredekker må himlingen under være adskilt fra dekket, noe som er mer tidkrevende. Dette gjør også at høyden på bygget øker. En 180 mm vegg i massivtre gir et lydreduksjonstall på 39 db (40). En like tykk betongvegg gir en verdi på 61 db. Siden desibelskalaen er logaritmisk er dette en vesentlig forskjell. Løsningen med dobbelveggkonstruksjon gir et lydreduksjonstall på 58 db. Betongveggen gir et lydreduksjonstall på mellom db. Dette viser at selv med lydtiltak er betongveggen mye bedre på luftlydreduksjon. Gruppe H09B11 Veronica Lier Helene Skjelin Jarle Gundersen Side 35

36 9. Miljø og energi Varmeisolasjon For å tilfredsstille kravet i Teknisk forskrift 2007 (TEK 2007) til varmemotstand kan ytterveggene maksimalt ha en varmegjennomgangskoeffisient (U-verdi) på 0.18 W/(m 2 K). Tak kan maksimalt ha en varmegjennomgangskoeffisient på 0.13 W/(m 2 K) (48). Varmemagasinering Varmekapasitet angir hvor mye energi (varmemengde) som trenges for å varme opp en volumenhet med 1 C. Varmekapasiteten angir også hvor mye varme/energi som avgis når den samme volumenheten avkjøles 1 C. Varmekapasiteten forteller derfor om et stoffs evne til å magasinere opp varme. Varmemagasinering er et materiales evne til å holde på varme over tid. Det aktuelle materialet kalles termisk masse (49). I et bygg med god varmemagasinering vil temperatursvingningene gjennom døgnet være relativt små. Det vil derfor kreve mindre energi å holde på en jevn temperatur. For å oppnå god utnyttelse av varmemagasinering kreves det at den termiske massen er eksponert mot romluft og at den ligger innenfor isolasjonssjiktet (50). I massivtrealternativet er veggene kledd med gipsplater. De fleste betongveggene i alternativ 2 er innervegger som ligger i rom som ikke har solinnstråling. En del vil ligge i stuene og være eksponert for solinnstråling. Den termiske massen er ikke eksponert i alternativ 1, men litt i alternativ 2. Varmemagasinering kan derfor ikke utnyttes i massivtrealternativet, men vil få en begrenset effekt i betongalternativet Alternativ 1 Varmeisolasjon Trevirke har omtrent ti ganger bedre varmeisoleringsevne enn betong. Isoleringsevnen er likevel ikke god nok til at yttervegger i oppvarmede bygninger kan bygges opp kun av massivtreelementer med tykkelse som følger av statisk beregning. Altså må veggen tilleggsisoleres for at den skal tilfredsstille krav til U- verdi i TEK 2007 (7). Gruppe H09B11 Veronica Lier Helene Skjelin Jarle Gundersen Side 36