Klimapåkjenninger på bygninger Usikkerheter og kunnskapshull Thomas K. Thiis, UMB 1
Klimapåkjenninger på bygninger Hvilke klimalaster er aktuelle i bygningssammenheng Naturskader Hvordan planlegge med klimalaster Kunnskapshull 2
NORWEGIAN UNIVERSITY OF LIFE SCIENCES 3
Relevante klimalaster for dimensjonering av bygningers klimaskall Vind Snø Slagregn/fukt Sol/Temperatur Flom/stormflo Skred 4
Naturskader etter naturskadeloven Skred Storm Flom / Stormflo Jordskjelv Vulkanutbrudd ------------------------------------------------ Snø/sammenstyrtning Fukt/vannskade 5
Laster relevante for bygninger Vind forsikringsutbetalinger ekstremvindanalyse Snø Slagregn/fukt Sol 6
Fordeling av naturskader 7 Erstatning 1980-2008 :10,8 mrd (kpi justert)
Vind 8
Vind Bygninger dimensjoneres etter Norsk Standard Hver kommune har sin egen grunnverdi for vindhastighet Terrengvariasjoner tas i praksis lite hensyn til 9
Stormskader Vindlast ~ vindhastighet 2 Økning av vindhastighet på 10 % fører til økning i vindlast på 21 % 10 Økning i vindhastighet Økning i vindlast 10 % 21 % 20 % 44 % 30 % 69 % 40 % 96 % 50 % 125 %
Vind Referansevindhastighet i Bergen 26 m/s 11
Konstruksjoners påvirkning på vindlast Standardiserte verdier 12
Konstruksjoners påvirkning på vindlast Vindtunnel eller spesialberegninger for spesielle konstruksjoner 13
Vind usikkerhet i lastberegninger Terrengets påvirkning på vindhastighet (mikroklima) Konstruksjonens respons på vindlast Klimaendring lite konkluderende studier men trolig liten endring 14
Snø 15
Snø og snølaster 16
Snø og snølaster Snølast beregnes ved å multiplisere snølasten på bakken med snølastfaktoren Last = snølastfaktor*marklast 17
Snø og snølaster Snølastfaktoren varierer svært mye i forskjellig lands dimensjoneringsstandarer M Norway 18
Snø og snølaster Snø akkumuleres i områder med lav vindhastiget. Snødybden kan variere med flere hundre prosent over bare et titalls meter 19
Eksempel på planlegging i en snørik kommune 20
Eksempel på planlegging i en snørik kommune To etasjer, hvor er garasjen 21
Maximum snowdept NORWEGIAN UNIVERSITY OF LIFE SCIENCES Klimaendring - blir det mindre snø nå??? Beregnet prosentvis endring i middel maksimal årlig SVE etter Echammodellen for beregningsperioden 2071-2100. Referanseperioden er fra 1961 til 1990. Figur: fra Schuler m.fl ( 2006). 250 Tromsø 200 150 100 50 22 0 1920 1940 1960 1980 2000 2020 Year (Data fra met.no)
Snø usikkerhet i lastberegninger Snølastfordeling på tak stor variasjon fra land til land Terrengets påvirkning på snøfordeling Klimaendring forventer mindre snø - press på ingeniørene for å redusere snølast 23
Fukt og slagregn 24
Slagregn og fukt Fukt er en viktig komponent i nedbryting av byggematerialer Nedbrytning av trematerialer Korrosjon Karbonatisering av betong Frostskader (i kombinasjon med fryse/tinesykler) Mugg -> inneklima 25
Scheffer index Scheffer index = { Σ(jan-dec) [(9/5T- 3)(D-3)] }/ 30 T = temperature in C D = # days /month, precipitation 0.1 mm Scheffer index Oslo=30 26
Slagregnskart 27 Kilde: Byggforsk
Årlig nedbør [mm] NORWEGIAN UNIVERSITY OF LIFE SCIENCES Normal nedbør?? 1200 1000 800 600 400 200 0 Heddal +0% Borgund +35% Høyjord +110% 28 Ca. år 1200+ Ca. år 1180 Ca.år 1275
Råte i trekonstruksjoner - Byggeskikk - Lufting av konstruksjoner 29
Nedbrytning av trekonstruksjoner 30
Store variasjoner i regnpåkjenning på bygningsfasaden 31
Sceffer index og taktutstikk 32
Frost, fukt og nedbrytning av byggematerialer 33
Frost, fukt og nedbrytning av byggematerialer 34
Årlig nedbør [mm] NORWEGIAN UNIVERSITY OF LIFE SCIENCES Hva med klimaendring?? 1400 1200 1000 800 600 400 35 200 0 Lambertseter +21% St.Hanshaugen +0% Blindern +12% Tryvasshøgda +72%
Hva med klimaendring?? - Endret byggeskikk? Takutstikk Lufting Materialbruk 36 Kilde: NIKU
Fukt og slagregn usikkerhet Stor lokal variasjon i nedbør Stor variasjon i fukteksponering av fasader Klimaendring forventer mer nedbør, trolig øket risiko for fuktrelaterte bygningsskader 37
Temperatur, sol og energi 38
Termisk inversjon - kaldluftssjø 39
Termisk inversjon kaldluftssjø 40
Sol
Beregning av solinnstråling på bygningsfasade 42
Eksempelbyging 43
Energiberegninger - Effekten av temperaturvariasjon (Sola Stavanger) - dt=1 ⁰C, i totalt energiforbruk er 8,5 % høyere på Sola i forhold til Stavanger - Effekten av vindskjerming (Bodø) - Ved å vindskjerme en bygning som er plassert i Bodø blir totalt energiforbruk 10% lavere enn hvis bygningen er vindeksponert - Soltilskudd (Hammerfest) - Ved å flytte to vinduer fra vestsiden til sydsiden samt å benytte tunge skillekonstruksjoner som varmelager reduseres energibruken med 7.5% 44
Klimaendring temperatur og energi Kilde: Marsh, Aalborg Universitet 45
Flom/hav 46
Flom Flomsonekart over Førde - 10 årsflom Kilde:NVE
Danmark Prognoser for klimaændringer: DANVA (2007) foreslo følgende verdier for ekstrem nedbør:
Lys lilla = 30 års dagens Mørk lilla = 30 års 2050 Lys lilla er områdene ved dagens 30 årsflom og middelflo, mørk lilla er områdene som kommer i tillegg ved 30 årsflommen i 2050 (Oddvar Lindholm, UMB)
Fordrøyning av overvann i plastkassettanlegg Fra Den norske plastrørgruppen DnP
Fordrøyningsvolum under Tokyo. Fra TIME-magazine April 9, 20 NORWEGIAN UNIVERSITY OF LIFE SCIENCES
Beskyttelse mot flom
Havnivå
Havnivå
Havnivå
Skred Kilde:NVE
Skred Snøskred utløses ofte av klimaeksponering; nedbør, vind Jordskred utløses oft pga mye nedbør Kvikkleireskred utløses ofte av menneskelig aktivitet eller erosjon
Skred Flomsonekart over Førde - 10 årsflom Kilde:NVE
59 Sammendrag Vind den mest vanlige naturskaden, stor variasjon i lokal vindeksponering Snø usikkerhet omkring snøfordeling på bygninger, store lokale variasjoner, omgivelsene bestemmer mye. Kan ikke regne med lavere snølast på grunn av klimaendring. Slagregn/fukt stor variasjon i fuktpåkjenning på en bygningsfasade, trolig øket risiko for fuktrelaterte bygningsskader Sol/Temperatur Planlegging kan redusere energibehov i bygninger Flom/stormflo NVEs flomsonekart gir gode forutsetninger for planlegging Skred NVE er i gang med kartlegging