Vurdering av ulike detaljløsninger for vindavstivning av småhus med fokus på byggetekniske utordringer

Abstract

Vi lever i en verden med mer og mer ekstremvær. På samme tid har vi en trend i moderne bygg hvor vinduer blir større, og rom blir mer åpne. Kombinert kan disse faktorene bli problematiske for den generelle strukturen til huset. Denne oppgaven skal utforske ulike løsninger for bruk av plater av ulike materialer i yttervegger og tak i forskjellige hus, og hvordan dette påvirker både husets strukturelle kapasitet med hensyn til last fra vint, samt inneklimaet.

Våre beregninger vil være basert på fire forskjellige konsepthus. Disse husene er design som brukes av Norgeshus, og som alle viser eksempler på den moderne husbyggingstrenden med store vinduer og åpne rom. Fra plantegningen til de forskjellige husene fikk vi alle dimensjonene vi trengte for å begynne å se på hvordan vind påvirket bygningenes vegger. Platene føres deretter inn enten direkte på innsiden eller utsiden av den bærende konstruksjonen i vegger og tak.

Videre startet vi beregningene for strukturell kapasitet, varme og fuktighet for å finne de beste løsningene fra våre valgte teknikker og plater. Ved hjelp av regneark og EN-NS 1995-1-1 kunne vi beregne fasadenes kapasitet for hvert av konsepthusene. Beregninger for å finne den relative fuktigheten gjennom hele veggen ble gjort ved hjelp av Glaser-metoden.

Totalt var det fem forskjellige plater med forskjellige dimensjoner og materialer som vi ønsket å se på og basere beregningene våre på. Når det gjelder fuktighet og varmeoverføring, var det ingen åpenbare forskjeller i resultatene mellom materialene i platene som ble brukt i de forskjellige teknikkene. Plasseringen av platene utgjorde imidlertid store forskjeller i resultatene. Hvis platene ble plassert på utsiden av den bærende konstruksjonen i veggene og taket, ville platene få farlig høy relativ fuktighet på grunn av den lave temperaturen utenfor bygningen. Samtidig hadde teknikkene der platene ble plassert på innsiden av veggene og taket sikre tall på grunn av den høyere temperaturen fra innsiden av bygningen.

Vi konkluderer med at med riktig plassering av platene fantes det flere alternativer som hadde gunstige resultater både med tanke på stabilitet og fuktighet, som kunne brukes på noen fasader. Andre fasader hadde ingen alternativer med tilstrekkelig stabilitet. Hus der de kortere veggene hadde store vinduer viste behov for ekstra støtte på de kortere veggene i de fleste tilfeller, selv om husets andre vegger hadde tilstrekkelig stabilitet fra platene som ble brukt i våre beregninger.

We live in a world where we are seeing more and more extreme weather at play. At the same time, we are seeing a trend in modern houses where bigger windows and more open rooms are being sought after. Together, those factors can become problematic for the overall structural integrity of the house. This thesis will be exploring different solutions for usage of boards of different materials in the outer walls and roof of different houses, and how this impacts both the structural capacity of the houses in regard to loads from wind, as well as the indoor climate.

Our calculations will be based on four different concept houses. These houses are designs that are being used at Norgeshus, that all showcase examples of the modern house building trend with large windows and open, spacious rooms. From the floor plan of the different houses, we got all the dimensions we needed to start looking at the way wind impacted the walls of the buildings. The boards are then introduced either directly inside or outside of the load-bearing structure in the walls and roof.

We then started the calculations for structural capacity, heat and moisture to discover the optimal solutions from our chosen techniques and boards. With the help of spreadsheets and EN-NS 1995-1-1, we were able to calculate the capacity of the facades for each of the concept houses. Calculations to find the relative humidity throughout the entire wall were done with the help of the Glaser-method.

There were in total five different boards of different dimensions and materials that we wanted to look at and base our calculations on. In terms of moisture and heat transfer, there were no obvious differences in the results between the materials in the boards being used in the different techniques. However, the placement of the boards showed stark differences in the results. If the board was placed on the outside of the load bearing structure in the walls and the roof, the board would get dangerously high relative humidity due to the low temperature outside the building. Meanwhile, the techniques where the board was placed on the inside of the walls and the roof had safe numbers due to the higher temperature from the inside of the building.

We conclude that with correct placement of the boards, there were several options that had favourable results in terms of both stability and humidity that could be used on some facades. Other facades had no options with enough stability. Houses where the shorter walls had large windows showed a need for added support on the shorter walls in most cases, even if the other walls of the house had sufficient stability from the boards used in our calculations.