Lufting av skrå tretak - Trykktap ved ulike luftespalteutforminger

Abstract

Denne rapporten bygger videre på en masteroppgave utført av Espen Hansen våren 2016, med tittelen Luftstrømning i skrå tretak. Espens oppgave tar blant annet for seg trykktap i tilknytning til raftekasser, valg av steinlekter, sløyfehøyder og numeriske beregninger i dataprogrammet COMSOL. Byggforskserien har til hensikt å komme med veiledninger og retningslinjer for hvordan konstruere bygg i henhold til teknisk forskrift. Kvalitetsnormen inneholder ikke anbefalinger eller retningslinjer for luftede tretak ved takflater lengre enn 15 m (fra raft til møne) eller takvinkler under 18˚. Luftede tretak som skal oppføres med slike dimensjoner må i dag detaljprosjektertes for hvert enkelt prosjekt. Dette er både tidkrevende og kostbart. Nye retningslinjer og anbefalinger må derfor utarbeides. Hovedmålet med rapporten er å avklare hvordan utforming av luftespalten under taktekkingen påvirker luftstrømmen i spalten. Arbeidet omfatter laboratorieforsøk utført på en fysisk modell utviklet i laboratoriet til NTNU og SINTEF Byggforsk. Laboratoriemodellen er bygget for å måle motstandene (trykktap) i luftstrømmen gjennom et luftet hulrom under taktekkingen. Ved hjelp av laboratoriemodellen er det gjort forsøk på to ulike utforminger av steinlekter (rettkantet og justert) under to ulike taktekkinger (taksteinetterligning og trapesplate). Det er også sammenlignet to ulike rafteutforminger, samt tre fluenett. Til sammen er det utført 84 forsøk med forskjellige variabler, hvor 48 av dem er tilknyttet takplater og lekter. Samtlige forsøk er utført med fire forskjellige lufthastigheter (0,2 - 0,8 m/s). Laboratoriemodellen er modifisert med et vindu på siden for å kunne filme røykforsøk. Hensikten med disse forsøkene er at røyken skal framheve luftens bevegelser rundt en steinlekt under taktekkingen. Målet med dette er å få økt forståelse av strømningsbildet over en lekt i luftespalten under taktekkingen. Det er gjort røykforsøk for alle de 48 variablene tilknyttet takplater og lekter. Alle videoene, i tillegg til en illustrasjonsvideo, er å finne på Youtube under kanalen Luftede skrå tretak 2018. Sammenligningen av de to lekteutformingene viser at den justerte utformingen gir en gjennomsnittlig reduksjon av støttapet over lekten på 30%. På bakgrunn av dette er det anbefalt å benytte justerte lekter som steinlekter uansett taktekking. Resultatene blir støttet av røykforsøkene som viser langt mer turbulent strømning over de rettkantete steinlektene. Forsøkene med raftekasser viser at mindre spalteåpning ved kassens innløp gir lavere støttap. Det kommer også frem at et kontinuerlig spaltetverrsnitt gjennom kassen er å foretrekke for å redusere trykktapet. Testing av fluenettene viser ingen sammenheng mellom nettenes åpningsgrad og trykktap. Derimot ble det observert en sammenheng mellom nettenes skjørhet og trykktapet som oppsto.