Att bygga klimatsmart handlar om att projektera och bygga så att vi minimerar klimatpåverkan av våra byggnader under deras livstid. Det handlar även om att vi bygger klimatanpassat så att våra byggnader tål de klimatförändringar vi står inför med varmare temperaturer, fuktigare miljöer och häftigare stormar.
Enligt den gamla bondepraktikan var rötmånaden från 23 juli till 23 augusti, det vill säga 30 dagar. Idag har Götaland, Svealand och Norrlandskusten mellan 35 och 85 dagar om året då den relativa fuktigheten är över 80 procent och temperaturen över 10 grader. Vi måste klimatanpassa våra byggnader och bygga med material som tål fukt, inte möglar, står stadigt när stormen blåser och kan lagra energi.
Tecknen på klimatförändringarnas effekt på den byggda miljön växer sig allt starkare och det rapporteras om att befintliga kontors- och bostadshus kylbehov kommer att öka reellt framöver med ökade utomhustemperaturer. Höga temperaturer påverkar människans prestationsförmåga negativt bland annat genom ökat illamående, trötthet, minskad arbetsprestation och ökad risk för olycksfall Det ligger i såväl samhällets som fastighetsägarens intresse att förbättra byggnadernas energieffektivitet. En god energieffektivitet uppnås genom att hitta balans mellan minskad energiförbrukning och god inomhuskomfort.
Huset som system
Det är de smarta arkitektoniska och tekniska lösningarna som ger ett lågt energibehov till uppvärmning, kylning, ventilation och belysning. Det är viktigt att se till att huset fungerar som en helhet. Valet av byggmaterial kan för den oinvigde te sig som en irrelevant fråga, så länge konstruktionen erbjuder tillräcklig säkerhet och styrka. Men materialvalet har en mycket större betydelse än så.
Betongstommen kan fungera som värmeförråd och lagra energi - precis som klipporna lagrar värme
Betongstommen som värmeförråd
Termiskt tunga konstruktioner som betong kan fungera som värmeförråd. Genom att utnyttja betongens termiska massa kan behovet av uppvärmning och kylning av en byggnad reduceras. Konstruktionens energilagringsförmåga beror på tre faktorer:
- Materialets egenskap att lagra värme (värmekapacitet)
- Materialets egenskap att leda värme (konduktivitet)
- Hur värmekapaciteten och konduktiviteten harmoniserar med dygnets temperaturvariation.
Betongens värmelagringsförmåga kan jämföras med en tvättsvamps förmåga att suga upp vatten och ge ifrån sig vatten när man vrider ur den. Betongen är tvättsvampen. Vattnet är den överskottsvärme som kommer ifrån människor, maskiner, belysning och solvärme. Den exponerade betongen absorberar överskottsvärmen i loppet av dagen. På grund av betongens höga värmekapacitet kan betongen ta upp mycket termisk energi (värme). När natten kommer och maskiner och belysning slås av och människorna går hem och utomhustemperaturen sjunker, kan den kyliga nattluften användas till att kyla den exponerade betongen. ”Svampen vrids ur” och kan absorbera mer värme nästa dag. Detta kan göras med naturlig ventilation vid att fönster eller luckor öppnas. Även mekanisk ventilation kan användas men detta medför en ökad energianvändning till fläktarna.
Rätt material på rätt plats
För att bättre förklara hur viktigt valet av material är för huset som system, tittar vi på värmekapaciteten och värmeledningsförmågan till några kända material:
Mineralull – leder värme dåligt och har en låg värmekapacitet. Detta betyder att mineralull inte fungerar som ett effektivt värmeförråd.
Stål – har en hög värmekapacitet och leder värme på ett utmärkt sätt. Detta innebär att energiförrådet fylls och töms för snabbt i förhållandet till dygnets temperaturvariation.
Trä – har en relativt hög värmekapacitet, men leder värme dåligt. Den dåliga värmeledningsförmågan gör att energiförrådet fylls och töms för långsamt i förhållande till dygnets temperaturvariation.
Betong, tegel och lättballastbetong – har hög värmekapacitet och lagom värmeledningsförmåga. Denna kombination gör att energiförrådet kan fyllas och tömmas i harmoni med dygnets temperaturvariation.
Den inneboende värmetrögheten i betongen kan jämna ut temperaturtoppar och dalar och kan förskjuta toppar i inomhustemperaturen. På så sätt kan man få ett mer stabilt och behagligt inomhusklimat. Den tunga stommen kan även lagra gratisvärme som solinstrålning och brukarens egen värme genom att lagra denna värme och seden avge den senare under dagen. Omvänt har betongen den egenskapen att den kyls ned under natten och avger sedan denna svalka i byggnaden under dagen.
Maximal effekt med ”naken” betong
VillAnn
För att få optimal värmelagringseffekt med den tunga stommen måste betongen vara i direkt kontakt med rumsluften. Betongytan bör lämnas så exponerad som möjligt och bara täckas med färg, kakel eller väggputs. Innerväggar av t ex gipsskivor och mattor kan till en viss del reducera den termiska massan genom att fungera som ett isoleringslager. Därför är det inte nödvändigtvis så att en tung byggnad automatiskt ger en hög termisk massa. Det beror på i vilken utsträckning betongen kan interagera med utrymmena i byggnaden, det vill säga utbyta värme med omgivningen. Idealiskt sett bör isoleringen i ytterväggar läggas utanför det inre betonglagret och i golv på bottenplan bör isoleringen ligga under betongplattan.
Betong reducerar kylbehov
Betongens termiska massa fungerar bäst i byggnader där temperaturen varierar regelbundet under dagens lopp. I skolor eller kontor där temperaturtopparna inomhus är ansenliga och överensstämmer med solvärmetopparna hjälper betongens bufferteffekt till att minska och förskjuta temperaturtopparna. Temperaturminskningen på kvällen, när ingen vistas i byggnaden, kyler ned betongen så att den är redo att ta hand om överskottsvärmen nästa dag.
Effekten av termisk massa är välkänd och en praktisk översikt togs fram av ett team från Tammerfors Universitet. De undersökte 28 internationella publikationer i ämnet och drog ett antal slutsatser:
- Termisk massa kan spara 2-15 procent i uppvärmningsenergi, med en genomsnittsbesparing på 10 procent i norra Europa jämfört med konstruktioner i lätt material.
- Om ingen luftkonditionering används på sommaren är den högsta inomhustemperaturen i en tung byggnad 3-6 grader lägre än i en motsvarande byggnad i lätt material. Hög termisk massa kan därför reducera behovet av luftkonditionering.
- Naturlig nattventilation i kontorsbyggnader kan minska eller eliminera användningen av luftkonditionering.
- Kombinationen hög termisk massa och bättre tätning i enfamiljshus kan ge 20 procent minskad energianvändning jämfört med motsvarande hus i lätt material.
En intelligent kombination av uppvärmning, ventilation, solavskärmning, byggnadsutformning och nattkylning kan ytterligare förbättra utnyttjandet av tunga stommar.
Läs mer i artikeln i Samhällsbyggaren Klimatsmarta byggnader för morgondagens klimat.
Med betong bygger vi för livet!
/Lise Langseth
