Innhold Forord... 5 Kapittel 1 Innledning... 15 1.1 Bygninger gjennom tidene... 15 Vern mot klima... 15 Bosetting... 16 Lokale materialer... 17 Middelalderen... 17 Industriell revolusjon... 18 Etterkrigstid... 19 Nybygging og ombygging... 19 En viktig næring... 20 1.2 Byggeskikk og bygningsfysikk... 20 1.3 Grunnleggende krav til hus... 23 Egnet underlag... 24 Kontrollert innemiljø... 24 Mange forskjellige hensyn å ta... 24 Ytterkonstruksjonene er klimaskille... 25 Manuell eller automatisk regulering... 26 EUs Byggevaredirektiv... 26 1.4 Ytelsesprinsippet... 26 Dagens bygninger er komplekse produkter... 27 Et nyttig hjelpemiddel... 27 Ytelsesanalyse på forskjellige nivåer... 29 Grunnmodellen kan kompletteres... 30 Ytelsesanalyse innbyr til nytenking... 32 1.5 Byggeforskrift, tekniske krav til byggverk... 33 1.6 Problemløsing... 34 Signifikante siffer beregningsnøyaktighet... 36 Programvare for bygningsfysiske beregninger... 37
8 bygningsfysikk Kapittel 2 Fysikalsk grunnlag... 39 2.1 Måleenheter og enhetssystem... 39 Eksempler på avledete enheter:... 40 2.2 Fast stoff, væske og gass... 41 2.3 Egenskaper og enheter... 42 Stoffmengde, molekylmasse... 42 Densitet... 42 Trykk... 42 Temperatur... 42 Energi og varme... 44 Varmekapasitet... 45 2.4 Tilstandsligningen for en ideell gass... 47 2.5 Luft... 48 2.6 Vann... 48 2.7 Fuktig luft... 50 2.8 Varmetransport... 53 2.8.1 Varmeledning... 53 2.8.2 Konveksjon... 58 2.8.3 Stråling... 63 2.9 Generelt om transportmodeller... 71 2.9.1 Bevaringslovene... 72 2.9.2 Transportligninger... 77 2.9.3 Samvirkende varme-, fukt- og lufttransport... 80 Kapittel 3 Uteklima og innemiljø... 83 3.1 Klima og vær... 83 3.1.1 Klimatilpasset bygging... 83 3.1.2 Klimadata for bygningsformål... 86 3.1.3 Globalt klima... 88 3.1.4 Klimaet i Norge... 92 3.1.5 Lufttemperatur... 93 3.1.6 Stråling... 100 3.1.7 Luftfuktighet... 110 3.1.8 Luftforurensning... 111 3.1.9 Vind... 112 3.1.10 Nedbør... 117 3.1.11 Lokalklima... 123 3.1.12 Klimapåkjenninger i byggetiden... 125
innhold 9 3.2 Innemiljø og romklima... 126 3.2.1 Helse og trivsel innendørs... 126 3.2.2 Termisk klima og komfort... 130 3.2.3 Atmosfærisk klima og ventilasjon... 139 3.2.4 Inneklimaet gir påkjenninger på bygningen... 144 Kapittel 4 Varmelære... 149 4.1 Innledning... 149 4.2 Varmeledning... 150 4.2.1 Grunnlaget... 150 4.2.2 Randvilkår og initialtilstand... 153 4.2.3 Stasjonær varmeledning, endimensjonalt... 160 4.2.4 Stasjonær varmeledning, flerdimensjonalt... 163 4.2.5 Transient varmeledning... 167 4.3 Stråling... 172 4.3.1 Strålingsfelt... 172 4.3.2 Radiositet... 174 4.3.3 Stråling mellom to parallelle flater... 175 4.3.4 Stråling mellom vilkårlige flater, vinkelfaktor... 178 4.3.5 Relasjoner mellom vinkelfaktorer... 180 4.3.6 Stråling mellom svarte flater... 185 4.3.7 Stråling mellom diffuse, grå flater... 186 4.3.8 Litt mer om forenklinger og begrensninger... 192 4.4 Konveksjon... 194 4.5 Varmetransport på grunn av fukt... 196 4.6 Termisk konduktivitet i praksis... 197 4.7 Varmeovergang... 203 4.7.1 Varmeovergangsmotstand... 203 4.7.2 Varmebalansen i en overflate... 204 4.7.3 Overflatetemperatur... 207 4.8 Luftspalter... 209 4.8.1 Uventilerte luftspalter... 210 4.8.2 Ventilerte hulrom... 213 4.9 Varmegjennomgangskoeffisient, U-verdi... 214 4.9.1 Uhomogene sjikt... 217 4.9.2 U-verdier i praksis... 220 4.10 Kuldebroer... 222 4.11 Temperatursvingning, varmekapasitet... 228
10 bygningsfysikk 4.12 Varmetap til grunnen... 234 4.13 Vinduer... 236 4.13.1 Vinduets U-verdi... 237 4.13.2 Solstråling gjennom vinduer... 241 4.14 Varmebalansen for en bygning... 244 4.14.1 Varmetap, varmetilskudd og varmegjenvinning... 245 4.14.3 Effektbehov og energibehov... 253 4.14.3 Delanalyser og helhetsvurderinger... 255 4.15 Byggeforskriftenes energibrukskrav... 257 4.15.1 Beregning av arealer og volum... 259 4.15.2 Krav til energieffektivitet... 259 Kapittel 5 Luftstrømning... 263 5.1 Generelt... 263 5.2 Drivkrefter for luftstrømning... 265 5.2.1 Vind... 265 5.2.2 Oppdriftskrefter, temperaturforskjeller... 266 5.2.3 Vifter... 268 5.3 Resulterende strømningsmønster... 268 5.4 Luftstrøm gjennom porøse materialer... 271 5.4.1 Samtidig varme- og luftstrøm i porøst materiale... 275 5.5 Luftstrøm gjennom sprekker og hull... 279 5.6 Lufttettheten for bygninger... 284 Kapittel 6 Fukt... 289 6.1 Funksjonskrav til fuktsikkerhet... 289 6.2 Fukt i lufta... 290 6.2.1 Vanndampinnhold og relativ fuktighet... 290 6.2.2 Entalpien for fuktig luft... 293 6.2.3 Ix-diagrammet (Mollierdiagrammet)... 294 6.2.4 Luftas våtkuletemperatur... 296 6.2.5 Luftfukting med tilførsel av vann eller damp... 299 6.2.6 Fordampning fra en vannflate... 300 6.2.7 Noen praktiske eksempler... 300 6.2.8 Måling av relativ fuktighet... 302 6.3 Fuktkilder... 303
innhold 11 6.3.1 Luftfuktighet... 303 6.3.2 Nedbør... 305 6.3.3 Fukt i grunnen... 306 6.3.4 Byggfukt... 306 6.3.5 Lekkasjevann... 307 6.4 Porer og poresystemer... 307 6.4.1 Fuktinnhold... 310 6.4.2 Måling av fuktinnhold... 312 6.5 Fuktbinding i materialer... 314 6.5.1 Kjemisk binding... 314 6.5.2 Fysikalsk binding... 314 6.6 Sorpsjonskurver... 317 6.7 Kapillærsuging... 320 6.8 Fukttransport... 323 6.8.1 Fukttransport ved dampdiffusjon... 323 6.8.2 Fukttransport ved konveksjon... 325 6.8.3 Diffusjonsberegninger, kondenskontroll... 326 6.8.4 Transport i vannfasen... 337 6.9 Fuktvandring i ytterkonstruksjoner... 339 6.10 Tettingsprinsipper... 341 6.10.1 Påkjenninger... 341 6.10.2 Tetthet mot vind... 342 6.10.3 Tetthet mot slagregn... 344 6.10.4 Tetthet mot vann i jord... 347 6.10.5 Tetthet mot damp... 348 6.11 Fuktproblemer og fuktskader... 349 6.11.1 Lekkasjer... 349 6.11.2 Svinn og svelling... 350 6.11.3 Egenskapsendringer... 352 6.11.4 Fukt og materialbestandighet... 353 6.11.5 Byggfukt... 355 6.11.6 Saltutslag, saltsprenging, utseendemessige problemer... 356 6.11.7 Fukt og innemiljø... 357 Kapittel 7 Lydlære... 359 7.0 Innledning... 359 7.1 Akustiske grunnbegreper... 361 7.1.1 Lyd og lydbølger... 361 7.1.2 Noen fysiske grunnbegreper... 363
12 bygningsfysikk 7.1.3 Desibelbegrepet med tilhørende enheter... 363 7.1.4 Lydfelt... 366 7.1.5 Frekvensanalyse... 369 7.1.6 Lydoppfatning... 370 7.2 Akustisk regulering... 372 7.2.1 Grunnlag... 372 7.2.2 Etterklangstid... 373 7.2.3 Lydabsorpsjon... 374 7.2.4 Absorbenttyper... 374 7.2.5 Bruk av absorbenter... 378 7.2.6 Geometriske vurderinger... 379 7.3 Lydisolering... 381 7.3.1 Reduksjonstall og normalisert trinnlydnivå... 382 7.3.2 Entallsverdier... 384 7.3.3 Resonansfenomener... 387 7.3.4 Reduksjonstall for homogene, massive konstruksjoner... 388 7.3.5 Reduksjonstall for dobbeltvegger... 389 7.3.6 Strålingsminskende kledning... 392 7.3.7 Sammensatte flater... 394 7.3.8 Tetting og gjennomføringer... 395 7.3.9 Trinnlydisolering... 396 7.4 Byggeforskriftenes lydkrav... 400 7.4.1 Lydklassifisering av bygningstyper... 400 7.4.2 Luftlydisolasjon... 401 7.4.3 Trinnlydisolasjon... 404 7.4.4 Krav til maksimalt lydnivå innendørs og utendørs... 406 7.4.5 Krav til romakustikk... 407 7.5 Regneeksempler... 408 Kapittel 8 Lys og belysning... 417 8.1 Innledning... 417 8.2 Generelt grunnlag... 418 8.2.1 Lysets fysikalske natur... 418 8.2.2 Stråling begreper og sammenhenger... 419 8.2.3 Øyets spektrale følsomhet... 420 8.3 Lystekniske begreper og grunnlover... 421 8.3.1 Lystekniske begreper og enheter... 421 8.3.2 Lystekniske grunnlover... 425 8.4 Øyet og synsegenskapene... 427 8.4.1 Øyets lysfølsomhet og adaptasjon... 427
innhold 13 8.4.2 Synsfaktorer... 429 8.4.3 Blending... 431 8.4.4 Synsfunksjonen og alderen... 431 8.5 Belysningsnormer... 431 8.5.1 Generelt... 431 8.5.2 Belysningsstyrke og luminans... 432 8.5.3 Luminansfordeling og blending... 433 8.5.4 Skyggedanning og fargeoppfatting... 434 8.6 Dagslys... 435 8.6.1 Dagslys som lyskilde... 435 8.6.2 Dagslys i rom... 436 8.7 Kunstig lys... 439 8.7.1 Framstilling av lys... 439 8.7.2 Lyskilder... 440 8.7.3 Armaturer... 441 8.7.4 Dimensjonering av belysningsanlegg... 443 8.7.5 Vedlikehold av belysningsanlegg... 445 8.8 Regneeksempler... 446 Stikkordregister... 455 Figurliste... 463