Climate, climate changes and buildings

Thomas Kringlebotn Thiis, Tormod Aurlien

This group works on characterising climate loads on buildings and further climate adjustements of building constructions. They look particularly on the loads of snow, wind and humidity.

The main function for a building is to be a screen between the indoor and outdoor climate. Such a climate screen must be dimensioned for a number of climate loads. These are wind, snow, rain, temperature and sunrays. These are the main loads that breaks down a building over time. Damages due to wind are the most frequent climate related type of damage on buildings, according to 'Norsk Naturskadepool'. The microclimate around a building varies very much over short distances. For example, wind will inflict pressure on .... on the leeward side. Likewise, driving rain and snowloads vary a lot over a facade. The group at UMB/IMT works on characterizing climate loads on buildings and further climate adjustments of building constructions. The focus is particularly on snow loads, wind and driving rain.

1. Humidity and temperature conditions on facades

Humidity and temperature are two important parameters for the decomposition of a facade of a building. The group at IMT works on measurements and numeric simulations of these climate parameters. Through 'FEM' analysis, one can model the response of the building constructions on the outdoor climate.
As the demands of isolation of walls increase, the temperature relations on the surface as well as the conditions for fungal growth will change. The water vapor diffusion will also be affected and leads to modified humidity relations in the construction. New, untested building constructions, for example massiv wooden constructions i various dimensions, should be considered in relation to humidity and heat transfer.
Figure 1a) displays temperature and humidity relations on one single wooden wall in Mo i Rana. Figure 1b) shows the number of hours of potential fungal growth on the same wall. Both figures are simulations, based on measurements of outdoor and indoor climate.

Mikroklimaet rundt en bygning varierer svært mye over kort avstand. For eksempel vil vinden påføre trykk på losiden og sug på lesiden av bygningen. Likeledes vil slagregn og snølast variere svært mye over en fasade.

2. Rain and wind strain on facades
)Temperatur og fuktforhold på en trevegg i Mo i Rana b) Potensiell soppvekst (timer/måned) på veggen. 2. Regn og vind påkjenning på fasader. En av de viktigste parametrene for levetiden for en fasade er klimaeksponeringen. Murstein er et vanlig byggemateriale som kan være særlig påvirket av frost og fuktighet. En murstein vil suge opp fuktighet fordi materialet er porøst. Hvis mursteinen er fuktig når vannet fryser, oppstår det spenninger i materialet som etter hvert vil føre til sprekker. Årlig er det ca 70 fryse/tine -sykler i Oslo og man forventer at klimaendringer vil føre til at antallet fryse/tine -sykler vil øke. En viktig forutsetning for at spenninger skal oppstå er at vanninnholdet i mursteinen er over en viss grenseverdi. Vann tilføres fasaden i form av slagregnpåkjenning. Mengden regn som treffer en fasade varierer svært mye avhengig av vindretning og luftstrømning rundt bygningen. Figur 2 viser slagregnsmengden på en nordvendt fasade i Oslo og frostskadene på samme fasade. Figuren er laget ved hjelp av numeriske simuleringer av slagregn på fasaden. Slike simuleringer vil frembringe ny kunnskap om virkelig klimapåkjenning og videre levetid på fasader. Dette vil være svært viktig for å vurdere konsekvenser av klimaendringer på bygninger. 1. Snølaster på konstruksjoner. Gjennom 30 år har man ved UMB/IMT samlet inn data for snølast på tak Disse dataene benyttes i dag for å validere regnemodeller for snølast på tak. De benyttes og som grunnlag for utarbeiding av den internasjonale standarden for snølast ISO 4355. Figur 3 viser simulert snøfordeling på en idrettshall i Oslo. Figur 3 Snøfordeling på Valhall, Oslo 2. Vindklima rundt bygninger er særlig viktig i områder med høyhus. Bygningene kan påvirke vinden slik at klimaet på bakken kan oppleves som ubehagelig og dermed gjøre områder uegnet for den bruken de er tiltenkt. Ved UMB/IMT gjøres det analyser av klimaforholdene og komforten rundt bygnigner. Figur 4 viser vindhastighet i et bykvartal. Figur 4. Vindklima rundt bygninger. Rød farge angir høy vindhastighet, blå farge angir lavere vindhastighet Dokumentasjon av reell tilstand til klimaskall utføres bl.a ved bruk av varmekamera og tetthetsmåleutstyr. Dette tas nå i bruk på nye måter i byggebransjen, ut fra erkjennelsen av at reell utførelse er en betydelig variabel. Områder av landet som har blitt regnet som lite påvirket av vind kan se ut til å ha hatt mindre fokus på lufttetthet, og dette får alvorlige konsekvenser når byggemåte, plassering av bygninger i terrenget og klimabelastninger endres.

Published: 23.02.00
Updated: 30.03.10
Printerfriendly version

Del med en venn:

Department of Mathematical Sciences and Technology

Department of Mathematical Sciences and Technology