Bygninger og inneklima Magnar Berge, HiB og NTNU 2011-11-14
Agenda Definisjon inneklima Krav og anbefalinger Bygg- og installasjonstekniske løsninger Erfaringer
Definisjon inneklima Termisk miljø Atmosfærisk miljø Aktinisk miljø Akustisk miljø Mekanisk miljø Lufttemperatur Strålingstemperatur Luftfuktighet Lufthastighet Aktivitetsnivå Bekledning Gasser Damper Luktstoffer Pollen Bakterier Virus Muggsopper Alger Middrester Hudavfall Jord, sand Fibre Statisk elektrisitet Ladde partikler Strålingsmiljø Belysning Elektromagnetisk stråling Radioaktiv stråling Lydoppfattelse Støy Utstyr i omgivelser Har betydning for slitasjesykdommer og fallulykker Begrepet innemiljø inneholder i tillegg det estetiske og psykososiale miljø.
Krav til inneklima Byggteknisk forskrift TEK10 Arbeidsmiljøloven
Krav i Byggteknisk forskrift (TEK10) Kapittel 13. Miljø og helse I. Luftkvalitet 13-1. Generelle krav til ventilasjon 13-2. Ventilasjon i boenhet 13-3. Ventilasjon i byggverk for publikum og arbeidsbygning II. Termisk inneklima 13-4. Termisk inneklima III. Strålingsmiljø 13-5. Radon IV. Lyd og vibrasjoner 13-6. Generelle krav om lyd og vibrasjoner 13-7. Lydisolasjon 13-8. Romakustikk 13-9. Støy fra bygningstekniske installasjoner og utendørs lydkilder 13-10. Lyd- og taleoverføringutstyr 13-11. Vibrasjonsforhold V. Lys og utsyn 13-12. Lys 13-13. Utsyn VI. Fukt, våtrom og rom med vanninstallasjoner 13-14. Generelle krav om fukt 13-15. Fukt fra grunnen 13-16. Overflatevann 13-17. Nedbør 13-18. Fukt fra inneluft 13-19. Byggfukt 13-20. Våtrom og rom med vanninstallasjoner VII. Rengjøring før bygningen tas i bruk 13-21. Rengjøring før bygning tas i bruk http://www.lovdata.no/cgi-wift/ldles?doc=/sf/sf/sf-20100326-0489.html
Arbeidsmiljøloven 4-4. Krav til det fysiske arbeidsmiljøet (1) Fysiske arbeidsmiljøfaktorer som bygnings- og utstyrsmessige forhold, inneklima, lysforhold, støy, stråling o.l. skal være fullt forsvarlig ut fra hensynet til arbeidstakernes helse, miljø, sikkerhet og velferd. (2) Arbeidsplassen skal innredes og utformes slik at arbeidstaker unngår uheldige fysiske belastninger....
Anbefalinger Statens institutt for folkehelse: Anbefalte faglige normer for inneklima Arbeidstilsynet: Veiledning 444, Klima og luftkvalitet på arbeidsplassen SINTEF Byggforsk byggdetaljblader 421.501 Temperaturforhold og lufthastighet. Betingelser for termisk komfort 421.505 Krav til innemiljøet i yrkes- og servicebygninger 700.105 Inneklimaproblemer i yrkesbygninger 552.311 Inneklima og ventilasjon i skoler 552.312 Ventilasjon og inneklima i barnehager 220.330 Astma, allergi og inneklima 701.401 Muggsopp i bygninger. Forekomst og konsekvenser for inneklimaet 552.331 Filtrering av luft i ventilasjonsanlegg Materialbruk www.erdetfarlig.no www.byggemiljo.no
TEK 13-1. Generelle krav til ventilasjon 1. Bygning skal ha ventilasjon tilpasset rommenes forurensnings- og fuktbelastning slik at tilfredsstillende luftkvalitet sikres.... 2. Følgende skal minst være oppfylt: a) Bygning og bygningens ventilasjonsanlegg skal plasseres og utformes slik at tilluftskvaliteten sikres. Har ikke uteluften tilfredsstillende kvalitet for å forebygge helserisiko eller risiko for tilsmussing av ventilasjonsinstallasjoner, skal den renses før den tilføres bygning. b) Det skal tas hensyn til dimensjonerende forurensningsbelastning fra personer. c) Luftføring skal være fra rom med høyere krav til luftkvalitet til rom med lavere krav til luftkvalitet. d) Luftinntak og avkast skal utformes og plasseres slik at forurensning fra avkast ikke tilbakeføres til inntaket og slik at luften ved inntaket er minst mulig forurenset. e) Forurensende aktiviteter og prosesser skal så langt det er mulig innkapsles, utstyres med punktavsug eller foregå i lokaler med egnet separat ventilasjon. f) Omluft skal ikke benyttes dersom dette fører til overføring av forurensning mellom rom. g) Materialer og produkter skal ha egenskaper som gir lav eller ingen forurensning til inneluften.
TEK 13-2. Ventilasjon i boenhet (1) I boenhet skal rom for varig opphold ha ventilasjon som sikrer frisklufttilførsel på minimum 1,2 m 3 pr. time pr. m 2 gulvareal når rommene eller boenheten er i bruk og minimum 0,7 m 3 pr. time pr. m 2 gulvareal når rommene eller boenheten ikke er i bruk. (2) Soverom skal tilføres minimum 26 m 3 friskluft pr. time pr. sengeplass når rommet eller boenheten er i bruk. Rom som ikke er beregnet for varig opphold skal ha ventilasjon som sikrer 0,7 m 3 friskluft pr. time pr. m 2 gulvareal. Kjøkken, sanitærrom og våtrom skal ha avtrekk med tilfredsstillende effektivitet.
TEK 13-3. Ventilasjon i byggverk for publikum og arbeidsbygning (1) I byggverk for publikum og arbeidsbygning skal frisklufttilførsel på grunn av forurensninger fra personer med lett aktivitet være minimum 26 m 3 pr. time pr. person. Ved høyere aktivitet skal frisklufttilførsel økes slik at luftkvaliteten blir tilfredsstillende. (2) Friskluft på grunn av lukt og irritasjonseffekter fra stoffer som avgis fra bygningsmaterialer og inventar, skal minimum være 2,5 m 3 pr. time pr. m 2 gulvareal når bygningen eller rommene er bruk. Frisklufttilførsel når bygningen eller rommene ikke er i bruk skal være minimum 0,7 m 3 pr. time pr. m 2 gulvareal.
Ventilasjon Oppgaver Sørge for tilstrekkelig oksygen (O 2 ) Begrense CO 2 (<1000 ppm) Fjerne gasser og lukt Redusere svevestøv Redusere fukt for å hindre kondens, muggvekst og husstøvmidd Redusere radonkonsentrasjon Problemstillinger Trekk Tørr luft om vinteren Støy utenfra Støy fra installasjon Regulerbarhet i forhold til belastning Energieffektivitet Drift og vedlikehold Livsløpskostnad
Brukervaner naturlig ventilasjon Undersøkelse i Østerrike (Verkehrsclub Österreich): 53 % føler seg forstyrret når det gjelder nattesøvn 49 % unngår å åpne vinduer om natten 7 % tar sovemedisiner. Undersøkelse i Nederland (Ginkel & Hasselaar, 2006): Ved utetemperatur rundt 0 ºC stenger 90 % av respondentene ventiler/vinduer på soverom om natten Ved utetemperatur rundt 13 ºC har kun 45 % av respondentene har ventiler/vinduer åpne på soverom om natten Konklusjon: Naturlig ventilasjon (vindus-/ventillufting) ikke egnet til å gi tistrekkelig frisklufttilførsel Det er dermed naturlig ventilerte hus som ofte blir for tett. Mekanisk avtrekk og tilførsel (balansert ventilasjon) gir mulighet for tilstrekkelig tilførsel av filtrert og forvarmet luft
Balansert ventilasjon Krav om varmegjenvinning iht. TEK 10 gjør balansert ventilasjon til eneste løsning for nybygg og søknadspliktig rehabilitering Vifter sørger for både tilførsel og avtrekk av ventilasjonsluften Fordeler: Filtrering av pollen, støv og soppsporer i uteluften Varmegjenvinning gir forvarming av tilluft Bedre sikkerhet mot radon Begrenser støy utenfra Ulemper: Evt. støy fra aggregat/luftstrøm Krever vedlikehold (filterskift)
God frisklufttilførsel Filtrering Forvarming Enkel drift og vedlikehold
Filtrering Kilde: Byggdetaljblad 552.331 Filtrering av luft i ventilasjonsanlegg
Luftkvalitet naturlig ventilasjon CO2-konsentrasjon på soverommet i en lavenergibolig med naturlig ventilasjon Kilde: Institut Wohnen und Umwelt, Wohnen in Passiv- und Niedrigenergiehäusern, 2003
Luftkvalitet balansert ventilasjon CO2-konsentrasjon på soverommet i en lavenergibolig med balansert ventilasjon Kilde: Institut Wohnen und Umwelt, Wohnen in Passiv- und Niedrigenergiehäusern, 2003
Termisk inneklima TEK 13-4. Termisk inneklima Termisk inneklima i rom for varig opphold skal tilrettelegges ut fra hensyn til helse og tilfredsstillende komfort ved forutsatt bruk. Dokumentasjon at funksjonskrav er oppfylt vha. henvisning til: Veiledning til TEK 10 Anbefalinger fra Arbeidstilsynet og Folkehelseinstituttet SINTEF Byggforsk byggdetaljblader
Anbefalinger lufttemperatur Lufttemperaturen bør så langt mulig holdes under 22 C Økt temperatur gir økt avgassing fra materialer og bedre vekstbetingelser for sopp og husstøvmidd Lav temperatur på soverom gir høyere relativ luftfuktighet og kan gi økt risiko for muggvekst Muligheter for individuelle reguleringsmuligheter bør tilstrebes Mekanisk kjøling skal unngås i tråd med energikrav i TEK Passive tiltak som kan bidra til å unngå overtemperatur er f.eks.: redusert vindusareal i solbelastede fasader, eksponert termisk masse, utvendig solskjerming, åpningsbare vinduer som gir mulighet for gjennomlufting og plassering av luftinntak/utforming av ventilasjonsanlegg slik at temperaturstigning i anlegget på grunn av høy utetemperatur blir minimal ( < 2 C). Lufttemperaturforskjell over 3-4 C mellom føtter og hode gir uakseptabelt ubehag, likeså daglig eller periodisk temperaturvariasjon utover ca. 4 C. Kilder: Veiledning til TEK 10 og diverse byggdetaljblad
Anbefalinger NS-EN ISO 7730 PMV-indeks (Predicted Mean Vote, ventet gjennomsnittlig vurdering) PPD-indeksen (Predicted Percentage Dissatisfied, ventet andel misnøyde) Kilde: Byggdetaljblad 421.501 Temperaturforhold og lufthastighet. Betingelser for termisk komfort
Komfort i godt isolerte hus Eldre hus: Lave overflatetemperatur gir lavere følt temperatur og dermed redusert komfort. Nye hus: Mindre varmetap i fasaden gir varmere overflater og dermed økt komfort Kilde: www.der-daemmstoff.de
Kaldras og kuldestråling Kilde: SINTEF Byggforsk Med passivhusvinduer mulig med romhøye vinduer uten kaldras Ingen oppvarming under vinder nødvendig Fare for utvendig kondens (motvirkes ved skjerming eller utvendig lavemitterende belegg)
Radon TEK 13-5. Radon (1) Bygning skal prosjekteres og utføres med radonforebyggende tiltak slik at innstrømming av radon fra grunn begrenses. Radonkonsentrasjon i inneluft skal ikke overstige 200 Bq/m 3. (2) Følgende skal minst være oppfylt: a) Bygning beregnet for varig opphold skal ha radonsperre mot grunnen. b) Bygning beregnet for varig opphold skal tilrettelegges for egnet tiltak i byggegrunn som kan aktiveres når radonkonsentrasjon i inneluft overstiger 100 Bq/m 3.
Tiltak mot radon i nybygg Radonbrønn Radonsperre Kilde: Byggdetaljblad 520.706 Radon - Bygningstekniske tiltak
Tiltak i eksisterende bygg Tetting Økt luftskifte Kilde: Byggdetaljblad 701.706 Tiltak mot radon i eksisterende bygninger
Måling radon i bygninger Innemiljøet er mest stabilt i vinterhalvåret Målinger bør derfor begrenses til tidsrommet fra midten av oktober til midten av april Måletiden minst to måneder Målingen foregår ved at huseier får tilsendt to eller flere målebrikker (sporfilmer) Sporfilmene plasseres i de rommene hvor målingen skal gjøres Etter to-tre måneder sendes sporfilmene til laboratoriet for analyse Kilde: www.radonor.no
Kontinuerlig radonmåling
Mer informasjon om radon Temaveiledning fra Statens bygningstekniske etat http://www.be.no/beweb/regler/meldinger/013radon/radon.html Statens strålevern http://radon.nrpa.no/ 520.706 Radon - Bygningstekniske tiltak 701.706 Tiltak mot radon i eksisterende bygninger
Lyd og vibrasjoner (1) TEK 13-6. Generelle krav om lyd og vibrasjoner (1) Byggverk og brukerområde som er del av byggverk med tilhørende uteoppholdsareal avsatt for rekreasjon og lek, skal planlegges, prosjekteres og utføres slik at personer sikres tilfredsstillende lyd- og vibrasjonsforhold ut fra forutsatt bruk. Det skal sikres mulighet for arbeid, hvile, rekreasjon, søvn, konsentrasjon, kommunikasjon, god taleforståelse, oppfattelse av faresignaler og mulighet for orientering.... TEK 13-7. Lydisolasjon (1) Skille mellom brukerområder skal ha lydisolerende egenskaper som sikrer tilfredsstillende lydforhold med hensyn på luftlyd i brukerområder og på omliggende arealer. (2) Byggverk skal prosjekteres og utføres slik at lydnivå fra trinnlyd og strukturlyd fra et brukerområde dempes slik at andre brukerområder sikres tilfredsstillende lydforhold. TEK 13-8. Romakustikk (1) Rom skal prosjekteres og utføres slik at det sikres tilfredsstillende romakustiske forhold. (2) Rom i byggverk for publikum og arbeidsbygning skal ha romgeometri og lydabsorpsjonsegenskaper som gir en romakustikk som sikrer tilfredsstillende lydforhold og god taleforståelse.
Lyd og vibrasjoner (2) 13-9. Støy fra bygningstekniske installasjoner og utendørs lydkilder (1) Bygningstekniske installasjoner skal plasseres, prosjekteres og utføres slik at det sikres tilfredsstillende lydforhold i byggverk og brukerområde, i rom for varig opphold i annen bygning og på uteoppholdsareal avsatt for rekreasjon og lek. (2) Byggverk skal, med hensyn på støy fra utendørs kilder, plasseres, prosjekteres, og utføres slik at det sikres tilfredsstillende lydforhold i byggverk og på uteoppholdareal avsatt for rekreasjon og lek. Dette gjelder også støy fra strukturlydkilder. 13-10. Lyd- og taleoverføringutstyr I byggverk for publikum og i rom i arbeidsbygning skal det være lyd- og taleoverføringsutstyr med mindre det kan dokumenteres at dette er unødvendig for å oppnå god taleforståelse. Inngang til rom med forsterket lyd- og taleoverføring skal være tydelig merket. 13-11. Vibrasjonsforhold Byggverk skal, med hensyn til vibrasjoner, plasseres, prosjekteres og utføres slik at det sikres tilfredsstillende lyd- og vibrasjonsforhold i byggverk og på uteoppholdsareal avsatt for rekreasjon og lek.
Regelverk mht. lyd Kilde: Byggdetaljblad 421.421 Grenseverdier for innendørs og utendørs lydnivåer
Veiledningen til TEK10 angir at dersom man tilfredsstiller grenseverdiene til lydklasse C i NS 8175, vil forskriftens intensjon være tilfredsstilt. Kilde: Byggdetaljblad 421.421 Grenseverdier for innendørs og utendørs lydnivåer
Lys og utsyn 13-12. Lys (1) Byggverk skal ha tilfredsstillende tilgang på lys uten sjenerende varmebelastning. (2) Rom for varig opphold skal ha vindu som gir tilfredsstillende tilgang på dagslys, med mindre virksomheten tilsier noe annet. 13-13. Utsyn Rom for varig opphold skal ha vindu som gir tilfredsstillende utsyn med mindre virksomheten tilsier noe annet. Se veiledning til TEK for konkrete verdier.
Fukt 13-14. Generelle krav om fukt Grunnvann, overflatevann, nedbør, bruksvann og luftfuktighet skal ikke trenge inn og gi fuktskader, mugg- og soppdannelse eller andre hygieniske problemer. 13-15. Fukt fra grunnen... 13-16. Overflatevann... 13-17. Nedbør... 13-18. Fukt fra inneluft Bygningsdeler og konstruksjoner skal prosjekteres og utføres slik at de ikke blir skadelig oppfuktet av kondensert vanndamp fra inneluften. 13-19. Byggfukt Materialer og konstruksjoner skal være så tørre ved innbygging/forsegling at det ikke oppstår problemer med mugg- og soppdannelse, nedbrytning av organiske materialer eller økt avgassing. 13-20. Våtrom og rom med vanninstallasjoner...
Teorigrunnlag om fukt Varm luft kan ta opp mye vann i dampform (ved 20 C: 17,3 g/m 3 ) Kald luft kan ta opp lite vann i dampform (ved 0 C: 4,8 g/m 3 ) Det oppstår kondens når varm fuktig luft kjøles ned, f.eks. møter en kald overflate
Relativ luftfuktighet er forholdet mellom virkelig vanndampmengde og maks. vanndampinnhold.
Fuktskader Soverom Lufte- og fyringsvaner Romvis fordeling av skadested Årsak til fuktskade Kilde: Oswald, R. et al., Schimmelpilzbefall bei hochgedämmten Neu- und Altbauten, 2008
Årsaker til kondens Høy luftfuktighet (RF) Lav overflatetemperatur 17.11.2011 Kilde: 471.111 Beregningsmetode for å unngå kondens eller muggvekst på innvendige overflater
Kuldebroer Lokal nedkjøling gir fare for muggvekst og kondens Eksempel: Uteluft: -8 ºC, 80 % RF Uten fukttilskudd inne: inneluft:19 ºC, 12 % RF hjørne: 7,9 ºC, 24 % RF Med fukttilskudd på 6 g/m 3 inneluft:19 ºC, 50 % RF hjørne: 7,9 ºC, 97 % RF Mulige tiltak: Økt luftskifte for å redusere fukt Økning temperatur
Målt fukttilskudd i boliger Kilde: Byggdetaljblad 740.111, Kondens på kalde overflater. Årsaker og tiltak
Muggveksthastighet Ved relativ fuktighet (RF) < 80 %, liten/ingen risiko
Rengjøring før bygningen tas i bruk 13-21. Rengjøring før bygning tas i bruk For å begrense forurensningsmengden til inneluft og sikre god inneluftkvalitet skal overflater i rom, kanaler o.l. være rengjort og frie for synlig støv og fett før bygning tas i bruk. Litteratur: RIF. Rent tørt bygg Forebyggende helsevern i bygninger. Rådgivende Ingeniørers Forening (RIF). Oslo, 2007 Byggdetaljblad 501.107 Ren, tørr og ryddig byggprosess
Vanndamptransport i klimaskjermen Diffusjon gjennom materialer: Konveksjon gjennom luftlekkasjer: Konveksjon er mest kritisk!
Vanndamptransport Eksempel på konsekvens av luftlekkasjer: Åpning med 1 mm bredde og 6 m lengde Overtrykk på 5 Pa og 30 % RF innendørs Tidsperiode: 3 måneder om vinteren Hvor mye vanndamp transporteres opp i takkonstruksjonen? Omtrent 700 liter vann! Mesteparten av denne fuktmengden vil følge luftstrømmen ut av taket, men noe kan også kondensere og fukte opp takkonstruksjonen. Kilde: 421.132 Fukt i bygninger. Teorigrunnlag
Begrensning luftlekkasjer Overtrykk i øvre deler presser varm fuktig luft ut: Kan medføre kondens/muggvekst i tak og vegger Undertrykk i nedre deler suger uteluft inn: Kan medføre trekk
Lufttetthet Lufttetthet mot konstruksjonen i klimaskjerm absolutt nødvendig Stor misforståelse at utettheter gir et positivt bidrag til inneklima i bygninger Ved å øke veggtykkelse fra 15 til 25 cm øker uttørkingstid med 70 % (SINTEF) Konsekvens ved utetthet: Fukttransport inn i konstruksjonen Fare for sopp og råte Trekk Økt energibruk
Krav til lufttetthet Lekkasjetall n 50 ved 50 Pa trykkforskjell TEK10 14-3. Energitiltak: småhus: 2,5 luftvekslinger pr. time øvrige bygninger: 1,5 luftvekslinger pr. time minstekrav: 3 luftvekslinger pr. time NS 3700 Kriterier for passivhus og lavenergihus: passivhus: 0,6 luftvekslinger pr. time
Luftlekkasjer og muggvekstpotensial Kilde: Sivert Uvsløkk, Fuktrisiko i bygg med høyisolerte konstruksjoner, lite luftlekkasjer og balansert ventilasjon, 2011
Ventilasjon og muggvekstpotensial Kilde: Sivert Uvsløkk, Fuktrisiko i bygg med høyisolerte konstruksjoner, lite luftlekkasjer og balansert ventilasjon, 2011
Varighet lufttetting Resultater av tetthetsmåling 1,4 til 10,5 år etter den første målingen av lufttetthet Kilde: Peper, S., Kah, O. & Feist, W. (2005) Zur Dauerhaftigkeit von Luftdichtheitskonzepten bei Passvhäusern - Feldmessungen. Darmstadt
Byggfukt Feilen består ikke i at ting blir våte, men at de ikke får tørke ut Byggdetaljblader 474.533 Byggfukt. Uttørking og forebyggende tiltak
Begrensning byggfukt Bygging under telt Prefabrikkering
Konsekvenser av energikrav for fuktsikkerhet Tiltak Konsekvens for fuktsikkerhet Vurdering Bedre vinduer Varmere overflate inne + Økt isolasjonstykkelse Reduserte luftlekkasjer Varmere overflate inne Kaldere utover i konstruksjonen Lengre uttørkingstid Ved innvendig etterisolering reduseres temperaturen i ytterkonstruksjon Mindre vanndamptransport gjennom konstruksjonen Reduserte kuldebroer Varmere overflater inne + Balansert ventilasjon Kontinuerlig luftskifte fører til redusert luftfuktighet inne + - - - + +
Konsekvenser av energikrav for inneklima Tiltak Konsekvens for inneklima Vurdering Begrensning vindusareal Økt isolasjonstykkelse Reduserte luftlekkasjer Reduserte kuldebroer Balansert ventilasjon Mindre risiko for overopphetning Mindre kuldestråling Varmere overflate inne gir mindre kuldestråling Mindre trekk Mindre frisklufttilførsel gjennom luftlekkasjer Mindre kuldestråling Mindre risiko for muggvekst Mindre trekk Jevn luftskifte gir større utskifting Filtrering pollen og støv Støy Krav til vedlikehold (filter, kanaler) Lav vifteeffekt (SFP) Mindre støy + Solskjerming Mindre risiko for overopphetning + + + + + - + + + + + - -
Kritiske punkt Byggfukt Tilstrekkelig uttørking før isolering og tetting Dampsperre/-brems Skjøter tapes/klemmes Tommerfingerregel: 10 ganger så damptett som vindsperre Vindsperre Skjøter tapes/klemmes Må være dampåpen (10 ganger så dampåpen som dampsperre) Rehabilitering Må ta hensyn til endring fuktforhold ved isolering Ved innvendig etterisolering reduseres temperaturen i ytterkonstruksjonen
Etterisolering loft Mindre varmetap til loft Kaldere loft Høyere relativ luftfuktighet Økt risiko for fuktskader! Kontroll av dampsperre viktig
Oppsummering Tiltak for god luftkvalitet Bruk av lavemitterende materialer, se www.erdetfarlig.no Reduserte kuldebroer for å unngå muggvekst Reduserte luftlekkasjer for å unngå kondens/muggvekst Kontinuerlig og tilstrekkelig høyt luftskifte (balansert ventilasjon) Filtrering pollen og støv (balansert ventilasjon) Regelmessig filterskift Generell rengjøring Tiltak for god termisk komfort Godt isolert klimaskjerm (yttervegg, tak, gulv og vinduer) Reduserte kuldebroer for å unngå kuldestråling Reduserte luftlekkasjer for å unngå trekk Forvarming tilluft (balansert ventilasjon) Kritiske punkt Byggfukt må tørkes under kritisk nivå Ved etterisolering må en ta hensyn til endring fuktforhold Ventilasjon: støy og vedlikehold
Investing in people's health and their environment is a prerequisite for sustainable development WHO