Dimensionering av flerbostadshus med trästomme – en balansgång
Figur 1: Byggnad i KL-trä i Bengtsfors med höga ambitioner och fina slutresultat.
Artikelförfattare: Klas Hagberg, Acouwood
Vi som jobbar med akustik är vana vid konstruktioner i betong och för att hantera akustik är det en enkel och bra ”bas” då vi har både tyngd och styvhet i ett och samma material. Vi vet att lösningarna blir robusta och de krav som gäller kommer oftast att uppfyllas. Det finns väl utprovade produkter som kan användas i betongkonstruktioner som säkerställer att gällande krav uppfylls. Kraven på miljöbelastning gör dock att hela yrkeskåren måste tänka om och jobba med lättare och mer miljövänliga material för att minska klimatavtrycket från byggindustrin. Därmed måste vi hitta smarta och moderna lösningar för lätta stomsystem som klarar de krav som gäller för nyproduktion. Det finns redan idag men dessa kan förfinas bara vi vågar prova och ifrågasätta vårt arbetssätt. I denna artikel berör vi primärt stommar i KL – trä då detta har blivit oerhört populärt på senare år.
Trähusindustrin är en utvecklingsintensiv bransch som ägnar en för byggindustrin, förhållandevis stor del av sin tid åt forskning och utveckling. Det är inte tillräckligt enligt min bedömning men det finns en stark vilja att bli bättre. Drivkraften i denna utveckling är att ta fram lösningar så att konstruktionerna kan optimeras och därigenom kunna skapa mer kostnadseffektiva produkter som kan möta framtidens behov av bostadsförsörjning.
Akustik i KL-trähus
Vi som jobbar med akustik i byggnader eller mer specifikt i träbyggnader, möter ständigt nya idéer på lösningar som måste prövas för att så långt möjligt säkerställa att, åtminstone minimikraven, kommer att uppfyllas. Det kommer man inte ifrån. Det är primärt utmaningar med ljudisolering mellan olika lägenheter som är förhärskande eftersom det är så oerhört många faktorer som påverkar vad ljudisoleringen slutligen blir i en färdig byggnad. Ljudisolering från trafik (fasader) är avsevärt lättare att förutse då fasaduppbyggnaden oftast är sådan att dess akustiska funktion ganska enkelt kan beräknas även i hus med trästomme och därefter kan kombinationen av fasad och fönster bestämmas.
Som nämndes ovan påverkas ljudisolering mellan lägenheter av många faktorer och vi som jobbar med akustik tillåts sällan att använda säkerhetsmarginaler. Därmed krävs ganska stora insatser i projekteringsskedet för att kontrollera alla tänkbara transmissionsvägar så att byggnaden inte blir överdimensionerad med stigande kostnader, men samtidigt får det inte bli underkänt i slutänden. Mindre inbyggda marginaler som införlivas i beräkningsmodeller i tidiga skeden tenderar att minska än mer efterhand som projekten framskrider, för att säkra den mest kostnadseffektiva lösningen. Vår uppgift är därmed att lösa den akustiska funktionen med så stor pricksäkerhet som är möjligt så att kostnaden kan hållas på en konkurrenskraftig nivå, men det får inte bli underkänt… Med det faktum att egenskaper såsom olika rumsformer och rumsvolymer påverkar ljudisoleringen skapas en situation där skiljekonstruktioner i olika lägen i byggnaden kan komma att kräva olika åtgärder för att hålla oss inom ramarna. Men faktum kvarstår, med stora osäkerheter i samband med dimensionering vore det önskvärt att kunna få tillämpa någon form av säkerhetsmarginal, särskilt eftersom det vid slutkontroller kan uppstå diskussioner kring enstaka avsteg från kraven. I rapporter skrivs ofta ”underkänt” på de enstaka mätningar som inte ligger minst på kravvärdet. När någon läser detta så kan det få konsekvenser för en hel byggnad som kanske i övrigt är bra. Varför tillämpas då inga säkerhetsmarginaler? Orsaken till detta är sannolikt att ljud inte innebär omedelbar skada hos en människa. Likväl är det viktigt att regelverket uppfylls och med strikt tolkning av lagen finns inte utrymme för stora avvikelser. Därför är det lättare att underkänna när det saknas 1 dB, men här måste finnas utrymme för helhetsbedömning av en byggnad då det är en balansgång mellan möjlighet att dimensionera alla rum med tillräcklig marginal och förväntan på att allt skall vara uppfyllt utan enstaka avsteg.
Hur stor är spridningen?
Vid slutkontroll i en byggnad av KL – trä kan resultaten variera väldigt mycket, det är snarare regel än undantag att det är ett spann på cirka 10 dB mellan bästa värdet och sämsta värdet i en och samma byggnad. För att visa på spridningen har vi slumpmässigt valt ut fyra objekt där vi gjort ganska omfattande mätningar. I tabell 1 anges spridningen i dessa byggnader, samtliga med stomme i KL – trä. Spridningen beror på flera faktorer, bland annat:
1. Antal flankerande element mellan rum
2. Spännvidder 3. Rumsvolymer
4. Storlek på flankerande ytor i förhållande till rumsvolym
5. Skiljeväggars storlek i förhållande till rumsvolymen
6. Infästningar och last i knutpunkter
7. Planlösningar
Tabell 1: Spridning för ljudisolering inom en och samma byggnad.
Som framgår av tabellen är vissa skiljekonstruktioner just på gränsen, de blir ”godkända” enligt BBR, med nöd och näppe. Detta under förutsättning att man tillämpar den lite otydliga regeln att det är
godkänt om medelvärdet överstiger kravvärdet, om enstaka avvikelser inte är större än 2.0 dB. I något fall avviker det till och med mer än 2.0 dB, hur skall detta hanteras när övriga mätvärden är tämligen bra och medelvärdet ligger väl över kravet? Med de resultat vi ser i olika hus med trästomme och som illustreras i tabell 1 så menar vi att byggnaderna håller hög kvalitet över lag. Ibland menar vi att byggnaden uppfyller ljudklass B, men det är ju inte riktigt sant om man strikt skall följa regelverket. Detta eftersom vi nästan alltid hittar någon skiljekonstruktion som inte uppfyller ljudklass B inom tillåten avvikelse på 2.0 dB i enstaka mätningar. Genom att analysera faktorerna som tas upp i punkterna 1 till 7 ovan så går det emellertid nästan alltid att förutse vilka konstruktioner som kommer att ligga på gränsen.
Figur 2: Vid tidig mätning – välj ut rum med mycket KL-trä för att ”bygga in” lite marginal. I detta fall med fyra flankerande väggar (brun linje).
Hur skall man gå till väga?
När vi dimensionerar en stomme i KL-trä går vi igenom konstruktions- och arkitekthandlingar och tar fram några fall som vi bedömer som ”värsta tänkbara” i en byggnad. I värderingen utgår vi också från bjälklagsuppbyggnad i sin helhet tillsammans med vägguppbyggnader. Ett tänkbart värsta fall skulle kunna se ut som i figur 2 (vertikalt). Vi beräknar fallet utan den lätta innerväggen monterad för att inkludera alla fyra flankerande KL – väggar i rummet (gulorange markering) Om vi då vet att vissa väggar kläs in med ett tilläggsisolerande skikt, garderober, köksinredning, etc. så får vi per automatik lite marginal i den modell vi sätter upp för beräkning (i fallet nedan med synligt KL på fyra väggar i det förstorade rummet). Klarar man detta med minimal eller ingen marginal så är sannolikheten stor att övriga konstruktioner klarar kravet vertikalt. Samma princip kan göras för horisontell ljudisolering. Men självklart kan det innebära att vissa rum blir godkända ”på marginalen” i en byggnad medan andra rum klarar sig med stor marginal. De rum med minst marginal kan rimligen inte dimensioneras med stor marginal då vi vet att tillkommande ”påklädnader” ger ett mycket värdefullt tillskott med flera dB.
Diskussion
Det är viktigt att ha rätt förväntningar på ett byggprojekt i trä. Bara för att några rum ligger på gränsen så innebär det inte att det är en undermålig byggnad. Det är en del av den problematik som måste hanteras och vi måste förstå var de största riskerna finns för eventuella gränsfall och om dessa gränsfall måste hanteras med hänsyn till risk för störningar. Detta eftersom spridningen kan bli stor av de skäl som vi radat upp ovan.
I en byggnad som skall uppfylla ”ljudklass B” känns det inte rimligt att dimensionera för ljudklass B för de ”värsta fallen” bara för att alla skiljekonstruktioner i slutänden skall uppfylla kravet. Då blir konstruktionerna alltför dyra över lag och projektet riskerar att stoppas eller så byter man stomsystem vilket ofta innebär ökad miljöbelastning.
Det är en balansgång att hitta rätt totalnivå för ljudisolering i en modern KL-träbyggnad. Det är viktigt att förstå att enstaka skiljekonstruktioner kan komma att hamna i gränslandet för vad som kan anses godkänt för att exempelvis uppfylla kraven enligt ljudklass B enligt de anvisningar som finns i svensk standard SS 25267.
För att summera, försök göra mätningar i såväl tidiga som senare skeden, var kritisk i värderingen och gör utifrån detta, en samlad bedömning av slutprodukten.
