10 juni 2025 För att möta krav på klimatsmart renovering har ett biobaserat fasadsystem tagits fram, tillsammans med ett digitalt verktyg som förenklar processen. Syftet är att minska klimatpåverkan och energianvändning samtidigt som byggnaders livslängd förlängs. Här skriver Karin Sandberg och Camilla Schlyter om utvecklingsarbetet och de praktiska erfarenheterna.
Att renovera fasader med tilläggsisolering som är designmässigt anpassningsbar till olika miljöer var utgångspunkten för framtagandet av ett biobaserat fasadsystem för renovering. Ett interaktivt digitalt designverktyg har utvecklats för att förenkla projekterings- och tillverkningsprocessen vid renovering av fasader, möjliggöra designvariation samt säkerställa industriell tillverkning. Projektets mål inom forskningsprojektet ”E2B2 Klimatsamart renovering med innovativt fasadsystem” är att förbättra fasadrenovering i termer av kostnad och energieffektivitet utan att kompromissa med arkitektoniska avsikter.
Stora behov
Sverige står inför ett stort behov av energieffektivisering och renovering av byggnadsbeståndet särskilt av fastigheter byggda mellan 1950 och 1990-talet. Myndigheter som Boverket och Energimyndigheten har pekat på särskilda utmaningar kopplade till det så kallade »Miljonprogrammet«, som pågick mellan 1965 och 1974. Under den tiden byggdes en miljon bostäder över hela landet för att komma till rätta med en akut bostadsbrist. Ur ett samhällsperspektiv är det viktigt att förbättra byggnadsbeståndet genom att förlänga dess livslängd och uppdatera det till nuvarande energikrav och samtidigt behålla den arkitektoniska och kulturella identiteten vid fasadrenoveringar. Vid renoveringar är tilläggsisolering av fasaden en vanlig åtgärd som ofta påverkar originalfasadens estetiska uttryck eftersom isoleringen ändrar på de rådande dimensionsförhållanden mellan inne och ute, vad gäller fönster, dörrar och takfot, vilket även kan påverka funktionen.
En fasadrenovering kan innebära en driftekonomisk vinst men ofta en förlust av den ursprungliga gestaltningen. I Sverige utgör lönsamhetsproblem även ett hinder för renoveringsprojekt särskilt gällande miljonprogrammets fastigheter, och det anses svårt att kompensera för det omfattande renoveringsbehovet med höjd hyra [1]. Problembilden är liknande i hela EU och därför har, ökad prefabricering, fler biobaserade material och digitalisering av renoveringsprocesser identifierats som avgörande för att stödja energieffektiv renovering, vad gäller produktionskostnad och effektivisering i byggskedet. En utveckling av tilltalande prefabricerade biobaserade produkter är central för samhällsbyggnadsbranschens omställning för att bidra till minskat utsläpp av koldioxid.
Ökad efterfrågan
Detta har bidragit till en ökad efterfrågan från arkitekter, tillverkare, byggherrar och förvaltare på prefabricerade fasadsystem med isolering som är hållbart miljömässigt, ekonomiskt och socialt, med låg material och energiförbrukning, samt ger möjlighet till anpassning till olika arkitektoniska sammanhang. En stor utmaning för projektet Klimatsmart renovering med innovativt fasadsystem är att anpassa ett prefabricerat isolerat fasadsystem till olika arkitektoniska sammanhang som samtidigt är driftekonomiskt fördelaktigt. Det är utmanande på grund av den stora variationen av arkitektoniska uttryck och därav unika parametrar försvinner.
Fasadrenovering
Den vanligast förekommande biobaserade fasaden är en traditionell träfasad som monteras på huset bräda för bräda vilket medför vilket medför att montaget och ett framtida demontage av en fasad blir relativt tidskrävande. Ett fasadsystem i trä för nyproduktion utfördes i projektet Fasaden i staden Snabb, Smart, Snygg [2] som var anpassat för prefabricering och snabbt montage på byggarbetsplatsen. Lärdomarna från det projektet var utgångspunkten för projektet vi skriver om här. Att lägga till isolering påverkar proportionellt förhållande mellan inne och ute vad gäller fönster, dörrar och takfot, vilket kan påverka en byggnads arkitektur och funktion vilket måste adresseras.
Gestaltningen av miljonprogrammets fastigheter består ofta av subtila detaljer till exempel panelers utseende, salning och fönstersmygar runt fönster och dörrar och takfötter. Att prefabricera och behålla dessa detaljer är svårt då ritning och aktuella mått på bygganden sällan överensstämmer, se Figur 1.
Figur 1. En förenklad grafisk bild över designvariationerna som är inbäddade i det digitala design verktyget; tvärsnittet visar hur isoleringens tjocklek kan ändras; elevationen visar hur höjd och bred kan varieras och ringarna visar att olika paneler enkelt kan bäddas in i verktyget. I verktyget är konstruktionen och alla lager synliga och parametrar kan ändras med hjälp av enkla greppverktyg.
I fasadrenoveringsprojekt är det väsentligt och komplext att ta hänsyn till den befintliga fasadens arkitektoniska egenskaper med dagens energikrav och byggregler. En tilläggsisolering av en fasad måste därför balanseras noggrant varför det är viktigt att tid ges för att komma fram till bästa utformning och utförande så att de fyra huvudkraven uppfylls genom:
- att förbättra och behålla den arkitektoniska integriteten i byggnaden
- att uppfylla funktionella aspekterna
- att minska energiförbrukningen och uppvärmningskostnaderna
- att säkerställa en kort monteringsfas för att begränsa störande av de boende till så kort tid som möjligt
Vidare togs i projektet följande i beaktande vid utformning av ett estetiskt och funktionellt anpassningsbart isolerat träfasadsystem för en hållbar renovering: - Består i huvudsak av biobaserade material som ger ett lågt klimatavtryck
- Är energieffektiv både vid tillverkning i fabrik och som monterad på plats
- Är designad och konstruerad för dekonstruktion och återanvändning
- Möjliggör anpassningsbar design till olika arkitektoniska sammanhang
- Ett digitalt designverktyg som är lätt att använda för arkitekter i designprocessen och för tillverkare i byggprocessen
- Förenklat montage vilket innebär minskad störning för boende och brukare
Utvecklingsprocessen av fasadsystemet
Att utforma fasadsystemet för att möta nuvarande krav gällande klimatneutralitet är komplext och kunskapsintensivt. Komplexiteten i fasadsystemsutveckling rör allt från produktionssätt och råvaruanskaffning till samhälleliga krav, såsom att fasadsystemet är väldesignat, hållbart och återanvändbart. Utvecklingen av fasadsystemet skedde i nära samarbete mellan parterna, som består av professionella experter inom olika områden i värdekedjan. Från början var det fastställt att funktionella, tillverknings och estetiska kriterier skulle utvecklas parallellt för att säkerställa att tekniska frågor balanserades med estetiska samt produktionskrav. Inget av de tre kriterierna bör föregå det andra.
Fasadsystemet tre delar som utvecklades parallellt består av:
- själva fasadsystemet (det fysiska),
- ett digitalt designverktyg
- en digital plattform som utreder det digitala flödet under design- och tillverkningsprocessen.
Det digitala designverktyget har utvecklats för att möjliggöra design av renoveringsscenarier och göra designprocessen användarvänlig för arkitekten. Den digitala plattformen för tillverkare är utformad för att samordna hanteringen av digital information som krävs för produktion [3]. Anpassning av utvecklingen har gjorts med stadsdelen Lombolo i Kiruna som ägs av Kirunabostäder AB (KBAB) som fallstudie och tillverkning av prototyper har utförts av Hedlunda Industrier i Lycksele, SCA och Norrlands Trähus i Hammerdal samt forskare vid RISE och LTU. Processen för användandet av fasadsystemet visas i Figur 2.
Figuren visar en schematisk bild över processen i framtagandet av en fasadlösning för att uppfylla designkriterierna för den rådande bygganden som ska renoveras.
1) Fastighetsägaren tar fram underlag för byggnadens och väggens uppbyggnad samt ritningsmaterial på fasaderna, arkitekten analyserar ritningarna vad gäller korrekthet och arkitektoniskt värde. Eventuellt behöver fasaderna kontrollmätas på plats, varefter arkitekten digitaliserar dem.
2) Arkitekten importerar den digitaliserade fasadritningen i det digitala designverktyget och testar olika fasadlayouter.
3) Projektet geolokaliseras, det vill säga var byggnaden finns klimatmässigt och isoleringstjocklek fastställs för att möta olika energikrav, arbetet innebär att energieffektivitet och fasadens arkitektoniska värde balanseras. Diskussioner med tillverkande industri påbörjas efter att de har fått den digitaliserade fasadlösningen. Särskilda situationer identifieras och löses tillsammans. Tillverkare gör en kostnadsanalys och kontrollerar att det går att tillverka enligt standardförfarande. Om speciallösningar som är fördyrande vid tillverkning behövs meddelas det.
4) och 5) Arkitekt justerar fasadlösning och en andra diskussionsomgång med tillverkare utförs och beslut om fasadlösning tas tillsammans med beställare.
6 Projektering och bygghandlingar tas fram, där varje element och komponent littereras. Detta arbete förenklas genom att arkitektens fasaddesign med hjälp av det digitala design verktyget, utgör fabrikationsfiler för tillverkare.
7) Fabrikationsfilerna innehåller information om ingående element och komponenter, såsom mått, tjocklek, mängd, val av panel med mera. Tillverkare tillverkar fasadelementen, där elementen packas enligt litterering för enkelt montage.
8) Montage på plats.
Valet av isolering inverkar på väggens värmemotstånd och energibesparing och genom att bygga bort köldbryggor och göra fasaden mer lufttät blir inomhuskomforten bättre. Men materialvalet påverkar även andra faktorer i klimatskärmen exempelvis vikten, fuktvandring och även miljöbelastningen. Valet av isolering för fasadrenovering som mineralull, glasfiberull, cellplast och alternativa biobaserade isoleringar diskuterades och jämfördes i workshopform. Utifrån miljöhänsyn men också produktionstekniksaspekter valdes isolering i form av skiva eftersom de prefabricerade väggarna ska fraktas till byggplatsen och monteras på plats. Till prototyperna valdes steicoskivor som består av pressade träfibrer. Det fungerade bra i den industriella tillverkningen att skära isolerskivan till rätt format med precision och det bidrar till att minska risken för köldbryggor och bidrar till lufttätheten.
Karin SandbergRISE,
Research Institute of Sweden
Camilla SchlyterRISE,
Research Institute of Sweden
