Här visas svaren först, och alla förklaringar efteråt.
a) Figuren till höger visar hur lufttrycket fördelar sig för inne– och uteluft. För den kallare och tyngre uteluften gäller att lufttrycket ökar nedåt med 14 Pa för varje m, och för den varmare och lättare inneluften är motsvarande ökning bara 12 Pa per m. Lufttrycken visas därför med två linjer med olika lutning, där lutningarna motsvarar de här olika tryckgradienterna. Luft läcker alltid från högre till lägre lufttryck, vilket visas principiellt med pilarna till höger.
Till vänster visas tryckskillnaderna mot ytterväggarna (den onaturligt smala formen på byggnaden är bara för att figuren inte ska ta onödigt stor plats). På höjden mitt emellan våningsplanen blir alltså tryckskillnaden noll mellan inne– och uteluft. På bottenvåningen har man invändigt undertryck, så uteluften har en drivkraft för att läcka in. Motsatsen gäller för övervåningen, där inneluft alltså läcker ut.
I figuren till vänster visas att mellanbjälklaget naturligtvis har en öppning för en trappa, så det finns ingen intern tryckskillnad mellan våningsplanen. För svaren på de här frågorna fungerar alltså den här byggnaden på samma sätt som om byggnaden i stället hade haft bara en våning, men då med takhöjden (rumshöjden) 5 m i stället.
b) 99 995 Pa är lufttrycket inne vid golvet på bottenvåningen.
c) 5 Pa är undertrycket inne vid golvet på bottenvåningen.
d) 99 935 Pa är lufttrycket inne vid innertaket på övervåningen.
e) 5 Pa är övertrycket inne vid innertaket på övervåningen.
Tryckgradienterna kan som sagt enkelt beräknas genom att multiplicera luftens densitet inne respektive ute med tyngdaccelerationen:
∆pinne = 1,2 kg/m3 · 10 m/s2 = 12 Pa/m
∆pute = 1,4 kg/m3 · 10 m/s2 = 14 Pa/m
Termikens inverkan blir då 14 – 12 = 2 Pa/m.
Med 5 m höjdskillnad blir den vertikala tryckskillnaden för inneluften mellan golvet på bottenvåningen och innertaket på övervåningen, och motsvarande för uteluften:
∆pinne = 12 Pa/m · 5 m = 60 Pa
∆pute = 14 Pa/m · 5 m = 70 Pa
Termiken inverkan med 5 m höjdskillnad blir då 70 – 60 = 10 Pa.
Lufttrycket ute vid marken är som sagt 100 000 Pa, och 5 m högre upp blir då lufttrycket ute 100 000 – 70 = 99 930 Pa, som markerats i figuren.
Följande förutsättningar i frågan är jätteviktiga för svaren:
• Det fläktstyrda frånluftsflödet och det fläktstyrda tilluftsflödet är precis lika stort. Påverkan av fläktarna på tryckskillnaderna är alltså noll. (I praktiken är inte de här två luftflödena exakt lika stora, och varierar också lite med tiden t ex beroende på hur rena luftfilter man har.)
• Det är vindstilla. Påverkan av vind på tryckskillnaderna är alltså noll.
• Byggnadshöljets otätheter är jämnt fördelade i höjdled. (I praktiken varierar byggandens otätheter beroende på placeringar och täthet för fönster och anslutningar m m.)
Med de här tre förutsättningarna uppfyllda så kommer byggnaden i genomsnitt ha tryckskillnaden noll mellan inne– och uteluft. På grund av termiken kommer då noll tryckskillnad bara att gälla på halva höjden, och tryckskillnaderna ställer in sig med ett lika stort undertryck inne nedtill som övertryck inne upptill. Luftläckningen inåt och utåt är då i balans, alltså lika stora.
Termikens inverkan på hela byggnaden är som sagt 10 Pa, och balansen kommer då innebära att undertrycket inne blir 5 Pa nederst och övertrycket inne blir 5 Pa överst, vilket är svaren på frågorna c) och e). När det är kallare ute än inne så kommer alltid ett undertryck i en byggnad att minska med höjden, medan ett övertryck i en byggnad kommer att öka med höjden. Eftersom ett övertryck i en byggnad på grund av termik alltid är maximalt mot ett vindsbjälklag, så kan man vid olyckliga omständigheter få en fuktskada på en kallvind på grund av fuktkonvektion, alltså att inneluften inklusive sitt fukttillskott läcker utåt genom vindsbjälklaget och upp på kallvinden.
Med 100 000 Pa ute i marknivå så ger 5 Pa undertryck inne i golvnivå lufttrycket inne 99 995 Pa vilket är svaret på fråga b). På motsvarande sätt blir lufttrycket överst i byggnaden 5 Pa högre än ute, alltså 99 935 Pa, svaret på fråga d). I praktiken brukar man aldrig bry sig om de här absoluta lufttrycken, eftersom all påverkan på byggnader handlar om tryckskillnader. Inom parentes varierar det absoluta lufttrycket ganska mycket beroende på hur intensivt lågtrycks– eller högtrycksväder man har, men om det absoluta lufttrycket ute i marknivå är högre eller lägre på grund av vädret påverkar alltså inte luftläckningen.
En avslutande kommentar är att efter 28 års arbete som lärare i byggnadsfysik är det mycket tydligt att det som handlar om termikens inverkan på byggnader inte är det enklaste.









