Ytterväggar

Anm: Figurer saknas, men bearbetning pågår.

Ytterväggsreglar

Slitsade reglar, tak- och golvskenor är tillverkade i stål med sträckgräns fyk > 350 MPa. Profilerna till-verkas av band i varmförzinkad kallvalsad tunnplåt. Zinkvikten är 275 g/m2. Slitsade ytterväggsreglar och skenor finns att tillgå i bredd 100, 120, 145, 150, 170, 195 och 200 mm.

Figur 1. Slitsad ytterväggsregel.

Det finns också system där väggens bärande förmåga åstadkoms genom samverkan mellan tunnplåtsprofiler och cellplast i ytterväggen. I Figur 7 visas ett system där cellplastskivor fogas samman med stålprofiler. C-profilens liv ligger i väggens plan och flänsarna pressas in i cellplasten. Systemet används för småhus. Vid fler våningar sker bärning med balk- pelarstomme.

Figur 2. Ändavstyvare ska användas vid montage av en regel till golv- och takskena. Det ger ett enklare montage och en säkrare konstruktion.

Figur 3. Exempel på en yttervägg med stålreglar.

Figur 4. Bakom denna träfasad finns en stålregelvägg.

Figur 5. Tilltalande arkitektur med stålregelstommar i väggarna.
 
Konstruktionsprinciper
 
Fasad
Ytterväggen kan förses med valfritt fasadmaterial till exempel tegel, puts, sten, träpanel, glas eller stål. Fasadskiktets viktigaste tekniska funktion är att skydda konstruktionen mot nederbörd. För att väggen inte ska skadas av utifrån kommande vatten eller av eventuell kondens inifrån, rekommenderas en ventilerad luftspalt bakom fasadskiktet. Genom luftspalten ska eventuellt inträngande vatten ledas ut från väggen vid t ex fönster, dörrar och bjälklagskanter.

Vindskydd
Figur 6. Ytterväggen byggs upp av slitsade stålprofiler, isolering av vanligtvis mineralull samt utvändigt lufttätt lager och invändig skivbeklädnad.

Ångspärren placeras på ytterväggens varma sida.
Det vindskyddande skiktet i en yttervägg består ofta av en utvändig 9 mm tjock gipsskiva eller av speciella vindskyddsfolier. En utvändig gipsskiva är den vanligaste lösningen i ytterväggskonstruktioner med anledning av krav på ljudisolering, brandskydd och stabilitet. Vindskyddets viktigaste uppgift är att säkerställa värmeisoleringens funktion genom att hindra att luft som rör sig i ventilationsspalten inte påverkar isoleringen, sk anblåsning. Vindskyddets funktion beror dels på själva materialets lufttäthet, dels på skarvarnas och anslutningarnas lufttäthet. Arbetet med skarvar och anslutningar ska utföras noggrant.

Lufttäthet
En byggnads luft-, diffusions- och vindtätning har stor inverkan på byggnadens energiförbrukning, på ventilationsfunktion och inomhuskomfort. En okontrollerad luftströmning genom klimatskärmen orsakar obehag för brukarna i form av drag, ökar risk för fuktproblem i klimatskalet samt ökar energiförbrukningen.

Energi
Figur 7. Exempel på lätt stålregelvägg för enfamiljshus, med stål och cellplast i kombination.

Energiförlusterna på grund av otätheter blir olika stora beroende på vilket ventilationssystem som används. I självdrags- och balanserade från- och tilluftsventilerade byggnader ökar energiförlusterna med byggnadens otäthet. I frånluftsventilerade byggnader spelar byggnadens otäthet mindre roll för energiförlusterna.

Komfort och hygien
Vid otätheter strömmar kall uteluft in genom klimatskalet och kan orsaka drag och nedkylning av innerytor. Dessa ytor kan orsaka kallras. Detta orsakar komfortproblem för de boende. Brukaren höjer inomhustemperaturen, vilket i sin tur leder till ökad energiförbrukning. En annan effekt av otätheter är nedsmutsning, eftersom smuts lättare fastnad på kalla ytor än på varma.

Figur 8. Förslag till skarvning av plastfolie. Om höga krav ställs på lufttäthet bör lufttätningens skarv svetsas. Metoden kan också vara lämplig då skarven inte understöds av ett fast material.

Ventilationsfunktion 
Otätheter i klimatskalet påverkar också ventilationsfunktionen. I bostäder med mekaniskt styrd ventilation kan otätheter leda till att ventilationen tidvis blir alltför låg eller hög som i sin tur leder till ökad energiförbrukning och dålig komfort. I byggnader med självdragsventilation påverkas ventilationen i mycket hög grad av de yttre klimatfaktorerna. Ventilationen kan tidvis bli för hög/låg.

Figur 9. Förslag till skarvning av plastfolie. Den ena folien fästs mot ytterväggsregeln och ett dubbelhäftande tätningsband läggs längs foliens infästning. Den andra folien läggs över och fästs i regeln. Sedan monteras utanpåliggande gipsskiva.

Buller och föroreningar
Klimatskalet, lägenhetsskiljande väggar och bjälklag bör också ha god lufttäthet för att reducera överföringen av luftljud men också för att förhindra att föroreningar i luften sprids till inomhusluften såväl från uteluften som luft från annat utrymme i byggnaden.

Material och utförande
Figur 10. En dubbel regelstomme i ytterväggen med invändig horisontell stomme av t ex Z-profiler är en mycket bra konstruktion där hög lufttäthet önskas. Plastfolien placeras mellan yttre vertikal och inre hori-sontell stomme. Eventuella installationer förläggs vid den inre stommen och därmed undviks håltagningar i plastfolien.

Det lufttätande skiktet i en lätt yttervägg består ofta av åldringsbeständig ångspärr t ex 0,2 mm plastfolie. Plastfolien har god lufttätande förmåga och har dessutom ett högt ånggenomgångsmotstånd. Om ytterväggens insida består av två lager gipsskivor placeras plastfolien lämpligtvis mellan gipsskivorna. Om endast ett lager gips finns på insidan av väggen fästs ångspärren med limpunkter på stålreglarna.

Figur 11. Skarvar mellan prefabricerade väggelement ska vara täta. Se till att plastfolien överlappas ordentligt och att skarven blir tät.

Leverantörer av stålreglar och gipsskivor ger förslag på lämpligt lim. Vid element eller modulbygge monteras plastfolien på fabrik. I Figur 11 ges förslag på hur skarvning av plastfolie ska utföras för att uppnå god lufttäthet. Att tejpa skarvar rekommenderas inte. Orsaken är att tejpens åldringsbeständighet är osäker. Dessutom kan tejp kemiskt bryta ner vissa folier, t ex plastfolier.

Att tänka på: 

- Plastfolie ska svetsas eller monteras med klämd skarv. Klämd skarv ska utföras med minst 200 mm överlapp.
- Använd stort format på plastfolien så att antalet skarvar minimeras.
- Undvik installationsdragning i ytterväggen ef-tersom det finns risk att plastfolien skadas.
- Undvik genomföringar i plastfolien.
- Elementskarvar måste vara täta.
- Anslutningar mot andra byggnadsdelar måste vara täta.

Tejpning av skarvar rekommenderas inte.

Mätning av lufttäthet
Byggnadens lufttäthet kan mätas efter det att huset är färdigbyggt. Samtidigt som man får ett resultat på byggnadens lufttäthet får man också ett mått på arbetsutförandets kvalitet. Kraven på maximal luftläckning enligt BBR 99 är 0,8 l/s, m2 vid 50 Pa under- och övertryck. För en tätare konstruk-tion krävs stor omsorg vid utförandet.

Korrosion
Figur 12. Mätning av lufttäthet är relativt enkel att göra. En fläkt placeras i husets dörröppning och  under- respektive övertryck pumpas upp inuti huset. Tryckskillnad mellan byggnadens utsida och insida avläses och luftläckaget beräknas.

Stålprofilerna är varmförzinkade med 275 gram zink per kvadratmeter, vilket motsvarar en zinktjocklek på 20 mm på vardera sidan. Varmförzinkningen är tillräcklig för att skydda stålprofilerna mot korrosion under hela byggnadens livstid om huset är byggt på rätt sätt. Den största korrosiva påverkan på stålet är under transport och lagring utomhus. Vid håltagningar i varmförzinkad stålplåt behövs normalt ingen efterbehandling eftersom zinkskiktet har en läkande effekt, dvs förflyttar sig till oskyddade ytor.

Figur 13. Stålreglarna kommer färdigkapade till byggarbetsplatsen. En av fördelarna med stålreglar är att de kan förvaras utomhus på byggarbetsplatsen utan att ta skada av väder och vind.

Varmförzinkningen är tillräcklig för att skydda stålprofilerna mot korrosion under hela byggnadens livstid. Varmförzinkade stålreglars livslängd har studerats av bl a British Steel. Zinkviktsförlusten blir cirka 0,1 g/m2 och år inomhus. Man utförde också en motsvarande studie för stålbjälklag över krypgrund utan plastfolie på marken. Resultatet visade att en zinkvikt på 275 g/m2 är tillräcklig för att ge en beständighet omkring 100 år.

Inuti en yttervägg kan kondens undvikas genom det lufttäta skiktet av plastfolie som förhindrar varm fuktig inomhusluft att möta kall utomhusluft och bilda kondens. Huvudregeln är därför att plastfolien ska placeras så nära den varma sidan av väggen som möjligt.

Fuktskydd
Fuktskyddet, plastfolien, ska förhindra att fukt i inomhusluften skadar ytterväggskonstruktionen. Drivkraften bakom fuktkonvektion är skillnader i utvändigt och invändigt tryck. Fukten transporteras med luften genom t ex otätheter i det lufttätande skiktet. Det säkraste sättet att förhindra skadlig fuktkonvektion är att göra väggen mycket lufttät..

Värmeisolering
Figur 14. Värmeflödets väg genom en slitsad stålregel.

För god värmeisolerande funktion krävs förutom isolermaterial en vägg med bra vindskydd och god lufttäthet. Det är viktigt att väggens alla hålrum blir helt utfyllda med isolering, speciellt runt stålprofilerna. Ofta används mineralull. Mineralullen ska därför vid montaget ha ett längd- och breddövermått, vanligtvis 5 mm, samt en tjocklek som är anpassad för konstruktionen.

För att minska effekten av köldbryggor i ytterväggen är stålreglarna utformade med ett slitsat liv. Principer för att minska köldbryggeeffekten genom regelstommen är:

· Effektiv slitsning av stålprofilerna som för-länger värmeflödets väg.
· Så tunn plåt som möjligt.
· Så få reglar i väggen som möjligt.
· Genomtänkta anslutningsdetaljer.
· Noggrann utfyllnad av mineralull inuti de slitsade profilerna.

Figur 15. Det är viktigt att väggens alla hålrum blir helt utfyllda med isolering.

Figur 16. En yttervägg fotograferad med värmekamera där temperatur-skillnaden kan ses i hörn och vertikala reglar.
 
Såväl tvådimensionella som tredimensionella värmeflöden genom en yttervägg kan beräknas med hjälp av datahjälpmedel. Värmeflöden genom t ex ytterväggskonstruktioner kan mätas i laboratorium med hjälp av sk ”hot box test”. Ett sätt att kontrol-lera värmeförluster genom köldbryggor i en färdig byggnad är att fotografera byggnaden med så kallad värmekamera. 
 
Figur 17. Up värde för vägg med varierande isolertjocklek på utvändig isolering, d3. Beräkningarna är utförda för regel med godstjocklek 0,7, 1,0 samt 1,2 mm.
 
Figur 18. Diagrammet visar hur Up värdet varierar med varierande isolertjocklek mellan reglar. Reglar med 0,7-1,5 mm godstjocklek redovisas.

Figur 19. Up-värde för vägg med varierande isolertjocklek på invändig isolering, d2. Tabellerna redovisar Up-värde för tre olika tjocklekar på invändig isolering: 0, 45 samt 70 mm.
 
Värmelagring
Med begreppet aktiv värmekapacitet menar man ett materials eller en byggnadsdels förmåga att omsätta och lagra värmeenergi på ett gynnsamt sätt för komfort och energiekonomi. Den aktiva värmekapaciteten är en egenskap som beror på hur tillgängligt materialet är för värmelagring. Värmens väg vid en konstruktionsyta kan förenklat sammanfattas:

· Materialytan värms upp av solstrålning eller av varm luft.
· Temperaturen i materialet ökar.
· Värmen leds vidare in i materialet.

Figur 20. Temperaturvariationen över ett dygn.

· Värme lagras genom den förhöjda temperaturen.
· Värme kan senare strömma tillbaka ut till materialytan och värma upp rummet när temperaturen i rummet minskar.

För att kunna nyttja värmekapacitet måste temperaturen variera under dygnet, Figur 20. Med en minimal temperaturhöjning kan värmekapacitet nyttjas. Ju större temperaturhöjningen är desto mer kan värmekapaciteten höjas. Detta innebär alltså att man måste acceptera en viss temperaturhöjning i rummet för att värmelagring ska kunna nyttjas.

Värmelagringsegenskaper hos material och byggnadsdelar
Det är inte självklart att konstruktioner som innehåller tunga material bidrar till att hålla ett jämnt inomhusklimat.

Figur 21. Temperaturöverskott över ett dygn.

· Det är materialens specifika värme och värmeledningsförmåga som bestämmer förmågan att lagra och avge energi vid varierande inomhustemperatur.
· Massans placering i förhållande till isoleringen i konstruktionen, värmeöverföringen mellan konstruktion och rummet, fönsterplacering mm.
· Tjockleken på materialet är inte direkt kopplat till värmelagrande förmåga. För en dygnssvängning medverkar endast t ex de yttersta cirka 100 mm i ett betongskikt.
· Det är den värme som magasineras närmast ytan i materialskikt med direkt kontakt med den omgivande inomhusluften som kan utnyttjas.

· För att kunna nyttja aktiv värmelagring i byggnader måste man kunna acceptera temperaturvariationer under dygnet.
· Antal, storlek och orientering på fönster avgör hur mycket värme som strålar in och kan lagras i byggnaden.
· Personvärme bidrar till värme som är möjligt att lagra i byggnaden.
· Golvet är den byggnadsdel som till störst del träffas av solstrålning från fönster, och är därmed den byggnadsdel som är mest aktuell för värmelagring. Golvytan är i de flesta byggnader belagd med plastmatta, parkett etc vilket förhindrar aktiv värmelagring.

Det är viktigt att man har en genomtänkt strategi för uppvärmning och energi i en byggnad. Denna strategi skiljer sig beroende på om man har en lätt eller tung stomme.

I en tung konstruktion kan värmelagring nyttjas under perioder med temperaturvariationer under dygnet. Lätta konstruktioner är väl isolerade och t ex solstrålning under varma dagar kan avskärmas för att få ett behagligt inomhusklimat. Ur energi-synpunkt fungerar lätt och tung stomme på olika sätt och skillnad i energiförbrukning är marginell mellan dem. Det är dock intressant att studera bostadens komfort och energiekonomi totalt.

Förstärkning
Figur 22. Vid t ex upphängning av radiatorer kan förstärkning vara nödvändig. Här visas förstärkning i stål som lämpligtvis fästs med två stycken skruvar per regel.

Figur 23. Förstärkning av väggkonstruktionen för upphängning av radiatorer kan ske med hjälp av en plywoodskiva.

Figur 24. Förstärkningen kan också göras med plåtband mellan stålreglarna.