LTH-Nätverket Goda Hus 2050 FORSKNING | UTBILDNING | VISION LUNDS UNIVERSITET 2 3 Energi- och klimatsäkrade hus Bygg- och fastighetsbranschen står inför stora utmaningar för att uppnå energi- och klimatrelaterade mål för 2020 och 2050, inte minst vad gäller ombyggnation av det befintliga beståndet. I detta sammanhang behöver byggnader ses i ett helhetsperspektiv för att uppnå en god byggnad för människor att leva och verka i. För att lösa dessa problem behövs ett flervetenskapligt angreppssätt, vilket nätverket Goda Hus 2050 vid LTH ska representera. För att skapa samverkansformer med avseende på byggnaders effektivisering utifrån olika perspektiv inom forskning och utbildning mellan ämnen på LTH har ett antal LTHavdelningar under vårterminen 2012 bildat ett internt nätverk, kallat LTH-Nätverk Goda Hus 2050. Följande avdelningar (och kontaktpersoner) är nätverkets grundare: Byggnadsfysik (Petter Wallentén), Byggproduktion (Anne Landin), Konstruktionsteknik (Miklós Molnár), Energihushållning (Jurek Pyrko, sammankallande), Installationsteknik (Birgitta Nordquist), Byggnadsmaterial (Lars Wadsö), Byggnadskonstruktion (Bertil Fredlund), Energi- och byggnadsdesign (Åke Blomsterberg), Byggnadsmekanik (Kent Persson), Brandteknik (Patrick Van Hees). 4 Nätverkets vision Nätverket ska bildas med en tidsram på två år. Spridning av nätverkets verksamhet kommer att ske via workshops och forskningsseminarier som ska samarrangeras med Byggrådet, publicerat material i form av broschyrer och forskningsprogram samt LTH:s internetsidor. Samverkan är tänkt att ligga till grund för framtida forskningsansökningar, främst i Sverige, men även inom större forskningsprogram på EU-nivå. Externt ska nätverket knyta till sig näringslivet, och dess erfarenheter för att skapa en grund för samverkan i utbildning och framtida forskningsprojekt då fokus kan läggas på både vetenskapliga metoder och branschperspektiv. Inte minst är detta viktigt för att stärka forskning och utbildning inom byggd miljö på LTH, där samverkan med näringslivet är en nödvändig framgångsfaktor. Våra viktigaste utmaningar är att… - uppnå de krav som ställs för hållbara och goda hus 2020 och 2050 - utveckla metoder för innovationer och framtagning av effektiva och robusta produkter och processer - renovera det befintliga byggnadsbeståndet kostnadseffektivt till energieffektiva byggnader med bra inneklimat - delta konstruktivt i samhällsdebatten Nätverket ska hjälpa oss att… - sammanföra forskning och praktik så att goda hus skapas - sprida forskningsresultat effektivt till flera målgrupper - bättre bedriva vårt arbete genom att öka kontaktytor och underlätta tvärvetenskapligt kunskapsutbyte 5 6 Byggnadsfysik FORSKNING Avdelningen för byggnadsfysik forskar och utbildar inom grundläggande och tillämpad byggnadsfysik, i första hand värmetransport, fukttransport och luftströmning i byggnadsdelar och byggnader. Inom ämnet ingår att studera konstruktionen av byggnadsdelar såsom grunder, ytterväggar, fönster, tak och deras anslutningar för att uppfylla krav på fuktsäkerhet, energioch resurshushållning, komfort och god inomhusmiljö. Forskning görs också med fokus på att bättre kunna prediktera energianvändning och inneklimat. Forskningen bedrivs inom ett stort antal projekt, bl a följande: FRAMTIDENS TRÄHUS - mätning, modellutveckling och beräkningar av fuktförhållanden i klimatskalet i moderna trähus för att komma fram till dimensioneringsmetoder och fuktsäkra konstruktioner. FUKTSÄKERHET I SAMBAND MED RENOVERING – detaljerade studier av framför allt flerbostadshus för att säkerställa fuktsäkra renoveringsmetoder. KALLA VINDAR – mätning, utveckling av modeller och beräkningar för att hantera de ökande fuktproblemen på kalla vindar. RISKBEDÖMNING FÖR ÅTGÄRDER HISTORISKA BYGGNADER – det finns ett stort antal historiska byggnader i Sverige som har energi- och fuktproblem som leder till brister i inomhusmiljön. Projektet skall ta fram modeller och metoder för att hantera detta. HYGROTERMISKA FÖRHÅLLANDEN I INNELUFTEN – för att kunna göra beräkningar av fukt och värmetransport behövs kunskap om klimatet på in- och utsidan av hus. Därför genomförs ett stort antal mätningar för att ge ett statistiskt underlag av detta. INNETEMPERATUR, HUSHÅLLSEL OCH TAPPVATTEN – det har visat sig vara stor skillnader mellan predikterad och verifierad energianvändning. För energiberäkningar behövs detaljerad kunskap om energianvändning. Detta genomförs genom mätningar av energianvändning och brukarbeteende i över tusen lägenheter. SÅ KAN VI BIDRA TILL ATT FÅ GODA HUS 2050 Ett absolut krav på det goda huset är att klimatskalet fungerar ur fukt-, mögel- och energisynpunkt. Vi bidrar till kunskap inom dessa områden genom att: utveckla modeller för de fysikaliska förloppen, ta fram dimensioneringsmetoder samt utveckla nya konstruktioner och modifierade byggnadsdelar. 7 Installationsteknik FORSKNING Huvudområdena är innemiljö, energi- och effektanvändning, installationers utformning, luftströmning i rum, användarbeteende och rökgasspridning vid brand. Installationerna i en byggnad inkluderar till exempel system för ventilation, uppvärmning, kyla, tappvatten, avlopp och sprinkler. Några av forskningsprojekten är delvis tillsammans med Byggnadsfysik. Några exempel på forskningsprojekt som har bedrivits på avdelningen är Innemiljö och ventilation i skolor - Skolors innemiljö påverkar våra barns hälsa och lärande och därför behövs kunskap om hur man hanterar förekommande ventilationssystem på skolor och hur man modellerar innemiljön i skolor. OPTIMERING AV INDUSTRIVENTILATION - Energianvändningen i industrin är hög men ofta har utformningen av de icke processrelaterade installationerna väldigt lågt fokus och därmed är slöseriet av energi stort. Metoder har tagits fram för att optimera val och utformning av ventilations-, värme, och kylsystem i industrin. UTFORMNING AV VENTILATION I BOSTÄDER - Bostäders ventilation kännetecknas av hög fuktproduktion och låg användarkunskap. Detta ställer särskilda krav på ventilationssystemet samtidigt som energianvändningen bör vara låg. ROTORER - Rotorer som ventilationsvärmeåtervinnare har hög verkningsgrad men lider av ett antal nackdelar jämfört med alternativen. Mätning av beteenderelaterade parametrar och utveckling av mätsystem - Energianvändning, fuktförhållande och innemiljö påverkas till stor grad av användarbeteendet i byggnader. Användarbeteende har mätts med hög upplösning, bland annat i flera år i 1300 lägenheter. INDIVIDUELL MÄTNING OCH DEBITERING OCH REGLERING I FLERBOSTADSHUS BRAND OCH RÖKGASSPRIDNING I VENTILATION OCH TRAPPHUS Andra forskningsprojekt har bl a behandlat livscykelkostnader och livscykelanalyser, innemiljö och luftrörelser i rum, energi- och inneklimatutvärdering av lågenergihus samt reglering av golvvärme. SÅ KAN VI BIDRA TILL ATT FÅ GODA HUS 2050 Fungerande goda hus kräver kunskap om hela byggnaden som system. Brukarens vanor är en del av detta system liksom installationerna och genom vårt arbete skapar vi grundförutsättningar för de optimeringar som leder till Goda Hus. 8 UTBILDNING Byggnadsfysiks och Installationstekniks gemensamma kurser Avdelningarna har valt att ge flera av sina kurser tillsammans eftersom dessa två områden interagerar och tillsammans ger förutsättningar för att skapa energieffektiva byggnader med bra inomhusmiljö. Civilingenjör på Väg och vatten Husbyggnad- och installationsteknik, 10 hp. Kursen tar upp grundläggande begrepp kring husbyggnadsteknik, installationstekniska system och hur ett bra inneklimat skapas. Civilingenjör på Väg och vatten, specialisering husbyggnad Energieffektivitet och innemiljö, 7,5 hp. Kursen syftar bl a till att ge en grundläggande förståelse för en byggnads energianvändning och alla faktorer som påverkar denna inkluderande fuktsäkra tekniska lösningar. Energi, luft och fukt vid ombyggnad och förvaltning, 7,5 hp. Fokus i kursen är på det stora befintliga byggnadsbeståndet och områden som berör driftskedet inkluderande miljöinventering. Studenterna får genomföra inneklimatmätningar och föreslå energieffektiviserande åtgärder på en byggnad inom lokalsektorn. Projektering avseende energi, luft och fukt i nya byggnader, 7,5 hp. Kursen ger fördjupad kunskap inom projektering av fuktsäkerhet och installationstekniska system för nya byggnader och inkluderar en projektuppgift av en ny kontorsbyggnad. Hållbart byggande, 7,5 hp. Kursen inriktar sig på framtidens byggnader med en mycket låg energianvändning. Studenterna får dimensionera ett passivhus och bl.a. beräkna dagsljus, solceller, solskydd, termiskt klimat samt dynamiska fuktförhållanden för högisolerade ytterväggar. Lantmäteriprogrammet Hållbart byggande, 6 hp. Kursen tar upp grundläggande begrepp kring byggteknik och installationstekniska system. Projektuppgiften behandlar exploatering av ett markområde, där lämpliga hustyper och konstruktioner ska föreslås med hänsyn till bl a energianvändning, markbeskaffenhet, fuktsäkerhet och livscykelanalys. Teknisk byggnadsförvaltning, 7,5 hp. Kursen inriktar sig på det befintliga beståndet och förvaltningsskedet. Studenterna arbetar med befintliga flerbostadshus och föreslår inneklimatförbättrande och energieffektiviserande åtgärder med hjälp av energiberäkningar. Installationstekniks kurser Arkitektutbildningen, Lund Arkitekturteknik 4: Energi och installationsteknik, 3 hp. Kursen ger kunskap om de tekniska möjligheter som finns för att skapa energieffektiva byggnader vilka 9 ger ett bra inomhusklimat för brukarna. I kursen ingår en miljöklassningsuppgift och några kursdelar ges av avd. för Energi och byggnadsdesign. Byggingenjörsprogrammet Byggteknik med arkitektur, Campus Helsingborg Installationsteknik, 7 hp. Kursen tar upp grundläggande begrepp kring installationstekniska system i en byggnad. Studenterna får bl a dimensionera ventilations-, uppvärmnings- samt tapp- och spillvattensystem för en villa. Byggnadsfysiks kurser Arkitektutbildningen, Lund Arkitekturteknik 3: Byggnadsteknik och byggnadsfysik för Arkitekter, 3 hp. Den övergripande målsättningen är att ge studenterna en teknisk allmänbildning avseende byggnadstekniska begrepp, vanliga konstruktioner, samt en förståelse för byggnadsfysiken med avseende på värme och fukt. Byggingenjörsprogrammet IBYA Byggteknik med arkitektur, Campus Helsingborg Husbyggnadsteknik, 6 hp. Kursen har en praktisk inriktning för att studenterna ska få grundläggande kunskap om en byggnads funktion och uppbyggnad med fokus på fukt och värme. Byggnadsfysik, 6 hp. Kursen ger översiktliga kunskaper om värme- och fukttransport i en byggnad, en byggnads konstruktiva utformning och om hur byggnadskomponenter sammanfogas till en sund och energisnål byggnad. Brandingenjörsprogrammet, BI Lund Husbyggnadsteknik, 4 hp. I kursen ingår en genomgång av olika byggnadstekniska begrepp, byggnadsdelar och hur dessa byggnadsdelar sammanfogas till en hel byggnad, värme och fuktfrågor samt byggprocessen. Master Programme in Energy-Efficient and Environmental Building Design, Campus Helsingborg Byggnadsfysik och Installationsteknik undervisar bl a i följande kurser; Moisture Safety Design, Ventilation and Indoor Air Quality, Passive house Integrating Thermal and Moisture Issues, Energy-efficient Office Building – Integrating Daylight and Ventilation. 10 Byggproduktion FORSKNING Vi arbetar med forskning inom ett multidisciplinärt område. Forskning inom ämnesområdet Byggproduktion behandlar den ledning, administration, produktionsteknik och verktyg som krävs vid genomförande av byggprojekt från idé till återbruk. Ämnet Byggproduktion kan beskrivas som läran om att tillhandhålla byggnads- och anläggningsfunktioner i ett helhetsperspektiv. Avdelningens kunskaper bidrar till att utveckla den byggda miljön för ett mer uthålligt samhälle. Kunskap utvecklas inom områdena projektledning, resurshushållning, innovation, produktionsteknik, arbetsmiljö och byggprocess. Genomförandet av ett byggprojekt kräver insats av många olika specialister under projektering, byggande och förvaltning. Centralt inom ämnet är frågan hur samverkan mellan de många aktörerna i byggprocessen skall organiseras för att få en effektiv process. Inom följande kunskapsområden bedriver vi forskningsverksamhet: SÅ KAN VI BIDRA TILL ATT FÅ GODA HUS 2050 Genom innovativt kalkylarbete, LCC och projektstyrningstekniker är vi beredda att bidra till Goda hus 2050. Vi forskar också inom kunskapsuppbyggnad, kvalitetsstyrning och innovation vilket bidrar till en effektivare byggprocess. I de tidiga skedena kan vi hjälpa till att föra utvecklingen framåt genom forskning inom områdena intressentsamverkan, upphandling, exploatering (planarbete) och entreprenadjuridik. 11 UTBILDNING Utbildning inom ämnesområdet Construction management behandlar den ledning, administration, produktionsteknik och verktyg som krävs vid genomförande av byggprojekt från idé till återbruk. Ämnet Construction management kan beskrivas som läran om att tillhandhålla byggnadsoch anläggningsfunktioner i ett helhetsperspektiv. Avdelningens kunskaper bidrar till att utveckla den byggda miljön för ett mer uthålligt samhälle. Kunskap utvecklas inom särskilt inom områdena projektledning, resurshushållning, innovation, produktionsteknik och byggprocess. Kurser Byggprocessen, 10 5 hp, A3 och V2. Ger studenterna kunskaper och förståelse avseende de aktörer, regler och processer som måste beaktas vid planering, produktion och förvaltande av en byggnad eller anläggning. Projektledning, 7,5 hp V3, Byggprocessen och projektledning, 7,5 hp, L3. Kursen syftar till att ge studenterna grundläggande kunskaper i projektledning, projektstyrning och projektorganisation. Byggproduktion, 7,5 hp, V4. Kursens målsättning är att ge kännedom om byggföretagens marknad, affärsidé, ledning, organisation, ekonomi, kvalitets- och miljösystem och strategi. Vidare skall väsentliga kunskaper ges som krävs för att genomföra byggprojekt såsom kunskaper i tid- och resursplanering, aktivt kvalitetsarbete, miljöarbete, anbuds- och produktionskalkylering etc. som sker inom byggföretag. Fastighetsförvaltning, 7,5 hp, V4 och L4. Ger studenterna kunskap om fastigheters förvaltning och ekonomi ett relevant och viktigt kunskapsområde, vad gäller såväl bedömningar av nyinvesteringar men framförallt för att kunna göra rationella beslut i förvaltningen av det befintliga fastighetsbeståndet. Beställarrollen, 7,5 hp, V4 och L4. Kursen syftar till att ge förståelse för byggherrens roll som beställare samt skapa insikt om byggherrens möjligheter att styra och leda en upphandlingsprocess av byggandet samt om de lagar och regelverk som styr upphandlingen av bygg- och anläggningsprojekt, med speciellt fokus på offentlig upphandling. Byggledning, 7,5 hp, V5. Kursen ger kunskaper ledning av byggprojekt under tidiga skeden, ekonomisk styrning (investeringsoch årskostnader), projektplanering, entreprenadjuridik samt förhandlingsteknik. Kursen är en synteskurs. Bygginnovationssystem, 7,5 hp, V5. Kursen syftar till att ge en förståelse för olika byggproduktionssystem och deras uppkomst och hur byggproduktionssystem kan utvecklas och implementeras. 12 Konstruktionsteknik FORSKNING UTBILDNING Konstruktionsteknik bedriver utbildning och forskning inom områden som behandlar dimensionering och konstruktiv utformning av de bärande delarna av byggnadsverk för såväl husbyggnader som broar och anläggningar. Ämnet innehåller dels en allmän materialoberoende del som gäller laster, säkerhetsfrågor, krav, byggnaden som system, informationsöverföring m.m. dels en materialberoende del som omfattar konstruktioner av trä, betong, stål och murverk. Konstruktionsteknik, 9 hp är en kurs på grundläggande nivå som handlar om laster, stommar, stomstabilisering, stål-, betongoch träkonstruktioner. Betongbyggnad, 7,5 hp är en fördjupningskurs som ska ge kunskaper om funktionssätt hos samt färdigheter i dimensionering och utformning av armerade betongkonstruktioner på avancerad nivå. Arkitekturteknik bärverk, 3 hp är en kurs om laster, stommar och bärande element på grundläggande nivå för arkitektstudenter. Brobyggnad, 7,5 hp är en fördjupningskurs som ska ge kunskaper i utformning och dimensionering av brokonstruktioner. Konstruktionsteknik – Byggsystem, 7,5 hp ska ge fördjupade kunskaper om teknisk projektering av byggnader inklusive tidiga skeden i projekteringsprocessen. Kursen är uppbyggd kring en projekteringsuppgift som för närvarande består av ett kontorshus i fem våningar. Riskhantering i byggtekniska tillämpningar, 7,5 hp är en kurs på avanserad nivå som ska ge kunskaper i hur osäkerheter kan bestämmas och hanteras i samband med beslut om utformning av byggnadsverk och anläggningar. SÅ KAN VI BIDRA TILL ATT FÅ GODA HUS 2050 Goda hus ska fungera på ett säkert sätt i över åttio år, helst betydligt längre. Vi vill bidra till att utveckla konstruktioner som utöver högt ställda krav på säkerhet även uppfyller moderna krav på byggnadsteknisk prestanda och långsiktig beständighet. Stål- och träbyggnadsteknik, 7,5 hp ska ge fördjupande kunskaper om funktionssätt, dimensionering och utformning av konstruktionselement och förband i både stål- och träkonstruktioner. CAD-teknik med byggtillämpningar, 7,5 hp ska ge grundläggande färdigheter i konventionell 2-D ritning, ritning i 3-D, visualisering i 3-d samt användningen av färdiga 3-D objekt. 13 14 Energihushållning FORSKNING Forskning omfattar studier och kunskapsutveckling inom två områden: 1 - energi- och effekthushållning, 2 - fjärrvärme/kyla-teknik. med ett övergripande syfte att öka kunskaper om energibehovets beteendemässiga variationer i byggnadsanknutna energiförsörjningssystem, kunskaper om möjligheter att förändra energianvändningsmönster i byggnader samt om effektivare energianvändning. Område 1 omfattar forskning kring direkt och indirekt laststyrning i byggnader, beteendemässiga aspekter på elenergianvändning med fokus på eleffektbehov, energianvändningsmönster i kommersiella lokaler, konvertering av direktverkande el till fjärrvärme i småhus. Forskning präglas av ett tvärvetenskapligt angreppssätt. Kvantitativa och kvalitativa metoder används i studierna. Område 2 - forskning om fjärrvärme- och kraftvärmeteknik - ska bidra till såväl systemteknisk som komponentteknisk utveckling. Övergripande mål är att förbättra systemens energitekniska effektivitet och att minska anläggningskostnader under beaktande av miljöhänsyn och försörjningssäkerhet. En viktig aspekt är, att fjärrvärme, särskilt i kombination med kraftvärme, innebär stora möjligheter att minska primärenergiförbrukning och kan därmed minska CO2-emissioner. SÅ KAN VI BIDRA TILL ATT FÅ GODA HUS 2050 Huvuddelen av all energi som används under ett hus livscykel står själva brukarna för. Vi kan bidra till Goda Hus eftersom energihushållning omfattar kunskap om både energiteknik, energieffektivisering och de spelregler som samhället skapar för en miljövänlig energiförsörjning och -användning. Inte minst slutanvändarnas beteende är av stort intresse för ämnet. 15 UTBILDNING Energianvändning, 7,5 hp. En kurs för de som vill förstå hur energibehov uppstår och vilka möjligheter som finns att hushålla med energin, samt lära sig att argumentera i energidebatter. Kursansvarig: Prof. Jurek Pyrko Energiförsörjning, 7,5 hp. En kurs för de som vill förstå teknik, ekonomi och miljöaspekter av energiförsörjning lokalt, regionalt och globalt. De snabba förändringar som sker fångas i högaktuella föreläsningar, problembaserade övningar och en ständigt förnyad kurslitteratur. Kursansvarig: Bitr. lektor Patrick Lauenburg Avancerad energihushållning - projekt, 7,5 hp. Den genom åren mest uppskattade energihushållningskursen! Ämnet skiftar från år till år. Efter en kort introduktion kommer man ut i den svenska energiverkligheten. Projektet pågår under en hel termin och avslutas med seminarier med kritisk granskning av slutrapporten. Kursansvarig: beror på ämnet Fjärrvärme och fjärrkyla, 5 hp. Kursen ger en god överblick av ämnet fjärrvärme och fjärrkyla i energisystemet och på energimarknaden i Sverige och internationellt, inblick i fjärrvärmens och fjärrkylans teknik för återvinning och produktion av värme och kyla samt distribution till kunder. Kursansvarig: Bitr. universitetslektor Patrick Lauenburg Energimarknader, 6 hp. Kurs för de som vill förstå hur energimarknader (för el, fjärrvärme, gas, drivmedel etc) fungerar. Hur utformas prissättning, hur hanteras energitjänster och produkter. Kursen baseras på högaktuella föreläsningar, problembaserade övningar samt för varje år förnyad kurslitteratur. Kursansvarig: Prof. Jurek Pyrko 16 Byggnadsmaterial FORSKNING Byggnadsmaterial LTH arbetar framförallt med frågor som rör beständighet, dvs hur material och konstruktioner fungerar på lång sikt. Detta innebär att vi studerar hur processer förändrar material. Även om i stort sett alla konstruktioner fungerar bra när de är nya, så sker långsamma förändringar i material och i kontaktpunkter mellan olika material, som gör att konstruktioner på sikt ofta fungerar sämre än när de var nya. Ett exempel är att värmeisoleringsförmågan hos en ny torr konstruktion kan vara tillfredställande, men om fukthalten i isoleringen ökar under bruksskedet så kommer isolerförmågan att försämras. Vi arbetar med olika material och användningsområden av material. Exempel på större projekt som vi arbetar med just nu är frostbeständighet hos betong i vattenkraftdammar, vattenupptagning i utomhusexponerat trävirke, mätmetoder för att kvantifiera mögel- och rötsvampars aktivitet som funktion av temperatur och fuktighet, förtvålning av polymerer i kontakt med betong, samt korrosion av stålspont i hamnar. Eftersom fukt är en viktig komponent i stort sett all beständighetsproblematik, har vi en hög kompetens inom mätning av fuktrelaterade egenskaper och vi arbetar också praktiskt inom fuktområdet, t ex genom utredningar av skadefall. Vi har även hög kompetens inom termisk mätteknik, och kan t ex mäta värmeledningsförmåga och fasomvandlingsvärme. SÅ KAN VI BIDRA TILL ATT FÅ GODA HUS 2050 En viktig aspekt av goda hus är att de skall vara robusta och bibehålla avsedd funktionalitet under hela byggnadens livslängd. Detta kräver ett fokus på långtidsegenskaper hos material och konstruktioner som vi vill arbeta mer med. 17 UTBILDNING Byggnadsmaterial LTH har grundläggande Byggnadsmaterialkurser på de olika byggrelaterade utbildningarna vid LTH (Väg och Vatten, Arkitektur, Brandingenjör, Campus Helsingborg). Dessa kurser fokuserar på vilka olika typer av material som finns, hur de tillverkas och används i byggprocessen, samt vilka egenskaper de har. Vi har även fortsättningskurser som främst läses av studenter vid Väg och Vatten-programmet: Byggmaterialvetenskap, 7.5 hp är en grundläggande materialvetenskapskurs som behandlar fysikaliska, kemiska och biologiska processer i material, och hur de förändrar materials egenskaper. Betong i ett Livscykelperspektiv, 7.5 hp ger en fördjupad förståelse för hur betongs egenskaper och funktion beror på materialets sammansättning och behandling under byggtiden samt varför och hur funktionen förändras under hela brukstiden. Fuktsäkerhet i Byggprocessen, 7.5 hp förbereder den blivande civilingenjören på att medverka i byggprocessens olika delar för att säkerställa att man uppnår den grad av fuktsäkerhet som krävs. 18 Byggnadskonstruktion FORSKNING Byggnadskonstruktion som är verksam inom energiområdet sedan LTH:s start anlägger ett helhetsperspektiv på byggteknisk utformning av byggnader. Konstruktionens betydelse för energianvändningen, bärförmåga, beständighet, säkerhet och bra inneklimat studeras liksom samspelet dem emellan. Glas som bärande konstruktion, dess inverkan på energianvändning och termisk komfort, är centralt. Ämnet Byggnadskonstruktion, Building Science, omfattar byggnadstekniska principer och metoder för utformning av konstruktioner vid ny- och ombyggnad av hus under beaktande av arkitektoniska kvaliteter, komfort- och brukarkrav samt resurshushållning, produktionsoch driftekonomi. Särskild vikt fästs vid samordning av byggprocessen, byggnadens rumsliga organisation, dess utformning, dess bärande system och energianvändning med hänsyn till byggnadsteknisk resurshushållning och möjligheter för återanvändning. Inom området energihushållning behandlas energitransport genom fönster, glasade fasader och tak, köldbryggor, energibalanser, temperaturförhållanden och komfort, klimatisering med byggnadstekniska åtgärder och solskydd, åtgärder för att minska och effektivisera energianvändningen i befintliga byggnader. I forskningen utnyttjas laboratoriemetoder, fullskalemätningar och datorbaserade simuleringsmetoder. Inom området utvecklas metoder för bestämning av inneklimat energi- och effektbehov. Aktuellt inom forskningen idag är bland annat utveckling av metoder för dimensionering av bärande konstruktioner i glas med delfinansiering från glasbranschen samt metoder för klimatisering av byggnader i varmt och fuktigt klimat med finansiering från SIDA. Avdelningen deltar i standardiseringsarbete och leder SIS tekniska kommitté TK189 som behandlar energifrågor. TK189 har nyligen tagit fram svenska standarder för energi- och effektklassning av byggnader. SÅ KAN VI BIDRA TILL ATT FÅ GODA HUS 2050 Genom att vi anlägger ett helhetsperspektiv på byggteknisk utformning av byggnader och behandlar konstruktioners betydelse för energianvändningen, bärförmåga, beständighet, säkerhet och bra inneklimat så säkerställer vi en god samverkan mellan olika funktionskrav. 19 UTBILDNING Inom Utbildningen ansvarar Byggnadskonstruktion för följande kurser som ges vid LTH Ingenjörshögskolan vid Campus Helsingborg: Energihushållning, 7,5 hp. En valbar kurs som behandlar energibalanser för en nyproducerade och äldre fastigheter. Studenterna ska genom beräkningar visa att Boverkets minimumkrav uppfylls samt föreslå ytterligare åtgärder för att uppnå det högsta energi och effektklassningen enligt Svensk standard. Byggnadskonstruktion, 9 hp. Kursen behandlar hur den bärande stommen i byggnader skall utformas för att uppfylla de krav som ställs. De byggnadsmaterial som tas upp är trä, stål och betong. Studenten ska kunna bestämma dimensionerande last inklusive lastkombinationer samt dimensionera enkla element av trä/limträ, stål och armerad betong påverkade av drag, tryck, böjmoment och tvärkraft, enskilt och i kombination samt kunna dimensionera för begränsning av deformationer. Även stomstabilisering och utformning av enklare förband behandlas. Materialmekanik, 3 hp. Kursen syftar till att ge en introduktion till materialmekanik tillämpad på konstruktionstyper som är vanliga i byggnader och anläggningar. Studenten ska kunna förklara och använda begrepp som kraft, moment, jämvikt, spänning och töjning samt kunna förklara och använda Hookes lag med utvidgningar. Strukturmekanik, 6 hp. Kursen syftar till att ge en introduktion till byggnadsmekanik tillämpad på konstruktionstyper som är vanliga i byggnader och anläggningar. Studenten skall kunna beräkna snittkrafter, spänningar och deformationer för stänger, fackverk, balkar, enkla ramar, axlar och enkla sammansatta strukturer samt kunna analysera pelare med hänsyn till knäckning och andra ordningens teori. 20 Energi och Byggnads Design FORSKNING UTBILDNING Verksamheten omfattar forskning, utveckling samt utbildning inom området energieffektiva byggnader. Med utgångspunkt från hela byggnaden som ett system är målet att utforma uthålliga och energieffektiva byggnader med hög termisk och visuell komfort i samverkan med husets tekniska försörjningssystem. Nytt mastersprogram i energi- och miljöeffektiva byggnader Energi och ByggnadsDesign koordinerar ett nytt internationellt mastersprogram som startar höstterminen 2012 på Campus Helsingborg: ”Master Programme in Energy-efficient and Environmental Building Design”. Masterföreståndare: Maria Wall. Programmet genomförs i samverkan med avdelningarna Byggnadsfysik och Installationsteknik, LTH. Inom Energi och Byggnadsdesign fokuserar vi på: Energianvändning och energieffektivitet i nya och gamla byggnader Termisk komfort och visuell komfort (dagsljus och belysning) Passivt och aktivt utnyttjande av solenergi Passiv kylning (vädring/solavskärmning) Glas i byggnader Forskningen täcker hela området mellan teori och färdigställda byggnader. Våra projekt handlar bl. a. om: Utveckling av fysikaliska beräkningsmodeller, simulering och analys Mätning av komponenters prestanda, t ex g-värde hos solskydd, effektivitet hos solfångare Validering av beräkningsmodeller med hjälp av mätningar Demonstrationsbyggnader; deltagande i utformnings-, uppförande- och utvärderingsfaserna Utveckling av projekteringshjälpmedel och informationsskrifter SÅ KAN VI BIDRA TILL ATT FÅ GODA HUS 2050 Vi kan säkerställa att byggnader framtidssäkras genom att skapa energieffektiva byggnader som försörjs med förnybar energi och har ett bra inneklimat. Valfria kurser inom program Solel - grundkurs i solcellsteknik. Kursen syftar till att lära ut grundläggande kunskaper om hur solceller och solcellssystem fungerar i olika applikationer. En viktig del av kursen är att lära sig simulera prestandan av ett PVsystem. Efter kursen ska studenten kunna genomföra en förstudie av en installation av ett nytt PV-system. Kursansvarig: Elisabeth Kjellsson. Solenergi - grundkurs i solvärmeteknik. Syftet med kursen är att visa hur solvärmesystem kan integreras i och samverka med byggnadens huvudsakliga energisystem. En viktig del av kursen är att lära eleven hur man använder simuleringsprogram för att 21 undersöka prestanda för ett solvärmesystem. Kursansvarig: Elisabeth Kjellsson Fristående kurser Internetbaserade distanskurser Solel - grundkurs i solcellsteknik. Införandet av solcellsteknik hämmas delvis p.g.a. att tekniken är okänd. Kursens mål är att ge studenterna förståelse i hur en solcell fungerar, hur ett solcellssystem är uppbyggt och hur systemen kan användas i energisystemet. Grundläggande kunskaper ges för systemkomponenter d.v.s. batterier, maxeffektföljare, växelriktare, laddningsregulator samt byggnadsintegrering av ett solelsystem. Kursansvarig: Elisabeth Kjellsson Solenergi - grundkurs i solvärmeteknik. Kursens mål är att ge förståelse för hur en solfångare och ett solvärmesystem fungerar, att kunna bedöma potentialen för användning av solvärme i Sverige samt att vid kursens slut kunna göra en enkel dimensionering av ett solvärmesystem och beräkna utbytet vid en given installation samt analysera systemet ekonomiskt. Kursansvarig: Henrik Davidsson 22 Byggnadsmekanik FORSKNING Forskningen sker inom tillämpad mekanik och beräkningsmetoder för utformning av konstruktioner med hänsyn till olika lastscenarier. Konstruktionerna kan vara såväl geokonstruktioner, dvs det som finns i eller under jord, som avancerade byggnadsverk, hus, broar, vindkraftsverk eller träkonstruktioner för att nämna några exempel. Beräkningsmetoder omfattar metodutveckling – modellering – simulering – tolkning av resultat. Modellering innebär att omforma en tänkt fysisk konstruktion till en beräkningsmodell som tillräckligt noggrant beskriver konstruktionen så att sedan simuleringen, själva beräkningen, fångar beteendet. Simuleringen skall ge resultat som är underlag för konstruktionsutformning och dimensionering. Till vår hjälp har vi avancerade beräkningsprogram som vi delvis utvecklar själva och stora datorsystem för parallellberäkning och visualisering. Modellerna har inte sällan en miljon obekanta eller mer och beräkningar tar regelmässigt en vecka eller mer. I flera av projekten samarbetar vi med olika industrier; byggentreprenörer, konsulter och också frekvent med annan industri (Saab Flyg, Tetrapak). SÅ KAN VI BIDRA TILL ATT FÅ GODA HUS 2050 Vi kan bidra med avancerade beräkningar, konceptuell design i tidiga skeenden där konstruktionen fortfarande kan förändras. Vara ett bollplank för arkitekter när konstruktion och arkitektur samspelar. 23 UTBILDNING Grundläggande kurser ges inom mekanik, byggnadsmekanik och geoteknik. I fortsättningskurserna kombineras en djupare förståelse av strukturmekaniska fenomen med kunskap om datorberäkningsmetoder. En speciell profil är kurser där mekanik och gestaltning samspelar för att nå en optimal lösning. Kurser: Geologi och geoteknik (Geoteknikdelen) och Geoteknik. I geoteknik behandlas jordmateriallära och jordmekanik, sättningar, bärighet, jordtryck, släntstabilitet och undersökningsmetoder i fält och laboratorium. Beräkningar omfattar spänningar, sättningar, bärförmåga, jordtryck och skredrisk. Grundläggningsteknik. Behandlar avancerad geoteknisk dimensionering; sättningsberäkning, olika metoder för jordförstärkning, grundläggning med plattor och pålar, dimensionering av stödkonstruktioner och riskanalys. Mekanik för Brandingenjörer och Väg och vatten. Kursen omfattar den klassiska mekaniken, partiklar och stela kroppar i jämvikt och i rörelse under inverkan av krafter. Ämnet ger de grundläggande begreppen och sambanden som förekommer inom ingenjörsämnen. Mekanik för Industridesign. Har som mål att ge förståelse och verktyg för att utforma produkter. Mekaniska begrepp som jämvikt, krafter och hållfasthet lärs ut på ett konceptuellt sätt. Byggnadsmekanik. Kursen ger grundläggande allmänbildning för en civilingenjör V samt nödvändiga förkunskaper för att kunna gå vidare med studier i konstruktionsteknik, geoteknik och mer avancerad byggnadsmekanik. Teknisk modellering: Bärverksanalys. Behandlar principer för analys av bärande stommar. Balkteori. Behandlar fenomen kring balkar t ex buckling för allmänt förekommande konstruktioner, broar, takstolar Finita elementmetoden – Flödesberäkningar och Finita elementmetoden - Konstruktionsberäkningar. Behandlar analys av avancerade konstruktioner speciellt med numeriska metoder för. Detta ger spetskunskap avseende konstruktionsanalys för blivande ingenjörer inom Väg och vatten. Strukturdynamiska beräkningar. Behandlar problem runt dynamiska laster, jordbävningar, vibrationer från utrustning i byggnader Programutveckling för tekniska tillämpningar. Här lär sig studenterna att själva systemera och skriva ett program i en tillämpning som ligger nära deras tekniska område. Integrerad design: Konstruktion – Arkitektur, För V- och A-studenter. I kursen möts V och A-studenter för att arbeta med konstruktionsutformning och arkitektonisk gestaltning. Kursen visar hur konstruktioner och det arkitektoniska uttrycket har ett nära samband. 24 Brandteknik och Riskhantering FORSKNING Forskningen på avdelningen omfattar områdena brandteknik och riskhantering. Inom brandteknik avser den brandtekniska forskningen fysikaliska och kemiska processer i samband med brands uppkomst, tillväxt, spridning och släckning, interaktioner mellan brand och byggnader/anläggningar, system för att förhindra eller upptäcka brand eller begränsa dess konsekvenser samt utrymning och människors beteende i samband med brand. Den allmänna målsättningen är att finna kostnadseffektiva och innovativa metoder att hålla skador på människor, miljö och egendom på en acceptabel nivå. Inom Brandteknik fokuserar vi på: Brandteknisk dimensionering av byggnader Material och produktbeteende vid brand Utrymning och mänskligt beteende vid brand Detektion Aktiva och passiva system för brandbekämpning Beräkningsmodeller för vätskebränder Ny mätteknik inom brandteknisk provning. Utrymning i undermarksanläggningar Utrymning i höghus Framtida projekt inom avdelningen kommer att handla om Bostadsbränder Produktutvecklingsverktyg för brandbeteende av byggprodukter, material och konstruktioner Taktik och metodik för räddningstjänstinsatser i undermarksanläggningar Brandsäkerhet i nya energieffektiva hus med nya isoleringsmaterial och ventilationssystem Underventilerade bränder som följd av minskad tilluftsventilation Utrymning och brandutveckling i virtual reality Informationsbroschyrer för tekniska åtgärder mot anlagd brand i skolor Brand- och evakueringsmodellering och validering av modeller Våra nuvarande projekt handlar bl a om: SÅ KAN VI BIDRA TILL ATT FÅ GODA HUS 2050 Tekniska åtgärder mot anlagd brand bl a skolor Brandsäkerhet hus är en viktig funktion av goda hus och via vår kunskap inom brandteknisk dimensionering kan vi bidra att innovativa lösningar riskfritt kan användas. Vi kan även bidra med metoder för effektiv produktutveckling med hänsyn till brandbeteende av material och konstruktioner. Spridningsfaktorer för stora bränder t ex i bostäder, skolor och industribyggnader Brandsäkerhetsåtgärder mot antagonistiska hot i multifunktionella byggnader Validering av CFD modeller för bränder i ventilerade rum i kärnkraftverk 25 UTBILDNING Utbildning omfattar kurser inom följande program: Brandingenjörsprogrammet: 210 hp – 3.5 år Riskhanteringsingenjörsprogrammet: 120 hp – 2 år Erasmus Mundus Master in fire safety engineering i samarbete med Universitet Gent, Belgien och Universitet Edinburgh, UK: 120 hp – 2 år Valfria kurser inom program som kan väljas som externa kurser CFD modeller för rumsbränder, 7,5 hp, VBR200 Human behaviour in fire, 8 hp, VBRN10 26 LTH-Nätverket Goda Hus 2050 KONTAKT Byggnadsfysik - Petter.Wallenten@byggtek.lth.se Byggproduktion - Anne.Landin@construction.lth.se Konstruktionsteknik - Miklos.Molnar@kstr.lth.se Energihushållning - Jurek.Pyrko@energy.lth.se (nätverkets sammankallande) Installationsteknik - Birgitta.Nordquist@hvac.lth.se Byggnadsmaterial - Lars.Wadso@byggtek.lth.se Byggnadskonstruktion - Bertil.Fredlund@construction.lth.se Energi- och byggnadsdesign - Ake.Blomsterberg@ebd.lth.se Byggnadsmekanik - Kent.Persson@construction.lth.se Brandteknik - Patrick.van_Hees@brand.lth.se 27 Layout Gunilla Albertén, Media-Tryck | Tryck: Media-Tryck, Lunds universitet, 2012 LUNDS UNIVERSITET Box 117 221 00 Lund Tel 046-222 00 00 www.lu.se WWW.LTH.LU.SE/XXXXXX