Artikelförfattare Anton Eliasson och Pontus Flygring, KTH samt Anders Kumlin, Anders Kumlin AB
Globala mål och energiomställning ställer allt högre krav på länder, organisationer och olika branscher, inte minst byggbranschen. En metod för att minska belastningen på det nationella elnätet och göra fastigheter mindre beroende av de stora fluktuationerna i energipriserna är solcellsanläggningar. Privatpersoner och företag har sedan några år tillbaka satsat på att nyttja solenergi som en kompletterande energikälla.
En pressad marknad och snabba beslut leder till en stor ökning av solcellsanläggningar som monteras på olika hustak. Vad blir följderna för husen som är försedda med heltäckande takinstallationer, exempelvis solceller? Vilka potentiella konsekvenser kan dessa installationer medföra på lång sikt?
I sitt examensarbete vid Kungliga Tekniska Högskolan identifierade Anton Eliasson och Pontus Flygring en fuktteknisk risk kopplat till solcellsanläggningar på tak. Handledare för examensarbetet var Anders Kumlin.
Syfte och mål
Syftet med examensarbetet är att öka medvetenheten kring de risker som kan uppstå ur fuktteknisk synvinkel vid installation av heltäckande takinstallationer som solceller. Alla hus är unika och det finns flertalet typer av takkonstruktioner som alla har olika förutsättningar. Några av de förutsättningar som ligger till grund för ett friskt hus är ventilation, tryckförhållanden, mängd och omfattning av köldbryggor, klimat samt geografisk position. Klimatet har en betydande inverkan på konstruktionen och kan genomgå kraftiga variationer under ett år. I examensarbetet undersöks den inverkan som solceller har på uttorknings- och uppfuktningsprocesser i två takkonstruktioner, parallelltak och kompakttak.
Kort om fukt och solinstrålning
Vad driver uttorkningen egentligen? Fuktinnehållet i ett material är beroende av omgivningen och dess fukttillstånd, och kan befinna sig i något av följande stadier: uppfuktning/absorption, uttorkning/desorption samt i jämnvikt. Drivkraften för ovan nämnda faser är skillnaden i ånghalt.
Transport av fukt i material kan ske i ångfas eller i vätskefas. Transport i ångfas sker antingen via diffusion eller konvektion och i vätskefas via kapillärsugning. Ofta sker transporten i samverkan. Motståndet för att passera en del av en konstruktion eller material definieras som ett ånggenomgångsmotstånd och benämns som Z-värde [s/m].
Solstrålning kan beskrivas som den typ av strålning som tillför energi till jorden och således även byggnadsverk. Denna strålning höjer temperaturen och har en stor termisk påverkan. Nattutstrålning kan beskrivas som den strålning som uppkommer när en yta är exponerad mot en klar natthimmel, då det sker ett strålningsutbyte mellan ytan och himlen. Detta strålningsutbyte kan ge upphov till en temperatursänkning leder till att konstruktionen blir av med lagrad värmeenergi och medför därmed att temperaturen i byggnadsverket sänks.
Hur dessa två typer av strålning påverkar en specifik byggnadsdel/byggnadsverk varierar beroende av: material, färg, väderstreck, lutning och klimatzon.
Den totala mängden solstrålning som träffar en horisontell markyta, mäts kontinuerligt av SMHI och det finns detaljerade mätningar över globalstrålningen sedan 1980. SMHI genomför dock inga mätningar av de uppåtriktade flödena i strålningsbalansen vid markytan. Dessa förutsättningar gör det svårt att simulera nattutstrålning med samma precision som solinstrålningen. Läs gärna mer om detta i det fullständiga examensarbetet. Den isolerande effekten hos solpanelerna isolerar även mot den temperatursänkande delen av strålningsbalansen, denna typ av gynnsamma avskärmning använder ett antal personer och kravställande myndigheter för att avfärda problematiken diskuterad i detta arbete. Med detta sagt är det viktigt att belysa differensen i effekt potentialen mellan i ingående och utåtgående värmestrålning. Även hur uttorkningen av material påverkas av de höga temperaturer som uppkommer vid direkt solinstrålning sommartid.
