hig.sePublications
Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • harvard1
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Structural Insulated Panels SIPS: utredning av lastupptagande förmåga samt brandklassning
University of Gävle, Department of Technology and Built Environment.
2009 (Swedish)Independent thesis Basic level (university diploma), 10 credits / 15 HE creditsStudent thesis
Abstract [sv]

Sammanfattning

 

Byggbranschen som sådan har över lång tid visat sig vara en mycket konservativ bransch. Gamla beprövade metoder och konstruktionslösningar tenderar att väljas före det som kan anses som nytt och oprövat. Under senare år har dock ett stigande energipris samt den globala uppvärmningen drivit utvecklingen i en riktning där energieffektiva byggnader efterfrågas i allt större omfattning. Detta medför en efterfrågan för nya material och byggnadssätt som kan ersätta eller komplettera de mer traditionella.

 

Ett för i Sverige förhållandevis nytt byggnadssätt är att uppföra byggnader med Structural Insulated Panels SIPS. Dessa är konstruktionselement som används för både väggar och tak. De består av en yttre beklädnad av OSB-skivor mellan vilka det finns ett isolermaterial, vanligen bestående av någon typ av cellplast eller liknade. Vägg- och takblocken saknar således de stående reglar och takstolar som finns i traditionella konstruktioner utan bärförmågan utgörs av materialens samverkan sinsemellan.

 

Ursprungligen kommer denna byggnadsteknik från USA där de första försöken att använda denna teknik startade redan på 1930-talet. Det är dock först under senare år som SIPS fått ett större genomslag på marknaden i USA. I Sverige används än så länge tekniken ej i någon större omfattning. SIPS förtillverkas vanligen i fabrik och levereras sedan färdiga för montering till byggplatsen.

 

Det som undersöks i denna rapport är SIPS-elementens lastupptagande förmåga då de används på tak. Frågeställningen är då hur mycket last de kan uppta per m2 utan att den nedböjning som då sker skall bli för stor. De metoder som använts för att undersöka detta är huvudsakligen enklare deformationsberäkningar samt jämförelser mellan framräknade resultat och de laster som kan tänkas förekomma på ett tak i form av egentyngder och snölast. Resultaten visar att spännvidder upp till 5-6 m kan anses vara rimliga att använda, beroende av elementens tjocklek, takets form och var byggnaden är belägen.

 

Det utförs även i rapporten en utredning om vad för slags brandteknisk klass dessa SIPS-element kan tänkas tillhöra. Detta utförs utan någon som helst provning vilket bör påpekas måste utföras av ackrediterad instans för att resultaten skall vara giltiga. Resultaten och diskussionerna kring SIPS-elementens brandklass är mer en jämförelse mellan traditionella konstruktioner med generella godkännanden och ett teoretiskt resonemang kring hur resultatet bör bli om ett brandprov genomförs. Metoden för att utreda detta har till största del varit litteraturstudier, då främst Boverkets skrifter BBR, BKR samt byggvägledningar. Även de olika materialens egenskaper har undersökts, främst genom studier av olika tillverkares hemsidor. Resultaten visar att klassen REI 15 kan ett SIPS-element antas ha om det är isolerat med polyuretanskum. Denna brandtekniska klass uppfyller de krav som ställs i BBR när det gäller småhus. När det gäller flerbostad hus och liknande byggnader där kraven ställs högre kan det anses svårare att uppfylla kraven.

 

 

 

 

 

 

Det som i första hand avgör SIPS-elementens brandtekniska klasstillhörighet är dess förmåga att bibehålla sin bärförmåga då de utsätts för brand. Denna beror till största del av vid vilken temperatur materialen i konstruktionen inte längre kan anses vara sammanbundna med varandra. Det vill säga när den vidhäftning som finns mellan isolermaterialet och OSB-skivorna upphör att existera. Det är således inte i det avseendet av störst betydelse huruvida isolermaterialet är brännbart eller ej utan vilken temperaturbeständighet det har. Enligt detta resonemang kan eventuellt SIPS-elementet skyddas genom att det bekläds med ett antal lager gipsskivor. En sådan åtgärd kan enligt fört resonemang om möjligt placera konstruktionen i klass REI 30 vilket då innebär att konstruktionen i fråga kan användas i vissa byggnader där kraven enligt BBR ställs högre beträffande brandteknisk klass.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Abstract [en]

Abstract

 

The construction industry as it is has for a long time proven itself to be a very conservative trade. Proven methods and materials from the past have a tendency to be chosen instead of those who can be referred to as new and unproven. However, during the last few years the increased cost for energy and the global warming have pushed the acceptance of new construction materials and solutions when more energy efficient buildings are requested. This brings out an increased need for new materials and ways to construct buildings, which can replace or complement the more traditional ways to build.

 

One for in Sweden relatively new construction method is to construct buildings with Structural Insulated Panels SIPS. These elements of construction which can be used for constructing both walls and roofs are made out of an outer skin of OSB-boards which are in between isolated by a core of cellular plastic of some sort. The wall and roof panels do not have those joists that a traditional framework has. The result is that the amount of heat leakage through wooden lumber are minimized compared to a traditional construction.

 

This building technique has its origin in the USA where the first basic tries to use the SIPS-technique begun in the 1930s. However it's not until recent years that SIPS has made a bigger breakthrough on the market in the USA. The SIPS are usually prefabricated and delivered ready for assembly to the construction site.

 

What is to be investigated in this report is the SIPS ability to withstand load when they are used as roof-elements. In this case it is the amount of load (kN/m2) the element can withstand before the deflection gets to big. The methods being used for this is mainly simple calculations of deflection and comparisons between calculated results and those loads that in theory could work on a roof in shape of dead load and load caused by snow. The results show that spans between 5-6 meters could be considered reasonably to use, though slightly depending on thickness of the SIPS-element, shape of roof and where the building is located, taking into account the  potential load caused by snow.

 

In the report an investigation of which rating of fire performance these SIPS could belong to is also made. This is performed without any technical fire tests which should be pointed out must be carried out by a certified test laboratory to make the results valid. The results and discussions concerning the SIPS should be regarded as a comparison between traditional constructions that have a general approval and a theoretical reasoning about the outcome of a full scale fire test performed on SIPS. The method being used for this has mainly been studies of literature, mainly the regulations and recommendations that can be found in the documents produced by the Swedish Board of Construction (Boverket), The characteristics of the included materials in SIPS has been investigated mainly by visiting the manufactures web pages. Results show that a rating of fire performance could be claimed to be REI 15 for a SIPS which have an isolating core consisting of polyurethane foam. This rating fulfils the fire resistance standards according to single family homes and such. Although where standards are set higher, such as for apartment buildings and similar the standards could be considered tougher to meet.

 

 

 

What mainly decides what type of fire resistance rating SIPS could be given is its ability to keep its load bearing capacity when exposed to fire. This ability mainly depends on at which temperature the materials in the SIPS-element no longer can be expected to be bound together. It is of less importance by these means if the isolation material could burn or not, it's more a question of at which temperature the element will delaminate and then lose its load bearing capacity. According to this a possible way of protecting the SIPS from heat could be to apply a number of gypsum boards to the inside of the element. This could possibly raise the rating up to REI 30. This enables that the SIPS could possibly be used in some buildings where standards according to Swedish building regulations are set slightly higher than those set for single family homes.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Place, publisher, year, edition, pages
2009. , 35 p.
Keyword [sv]
nedböjning, Brandklass
National Category
Building Technologies
Identifiers
URN: urn:nbn:se:hig:diva-4761Archive number: TEX 090525OAI: oai:DiVA.org:hig-4761DiVA: diva2:224026
Presentation
(English)
Uppsok
teknik
Supervisors
Examiners
Available from: 2009-06-18 Created: 2009-06-16 Last updated: 2009-06-18Bibliographically approved

Open Access in DiVA

fulltext(1210 kB)1269 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 1210 kBChecksum SHA-512
1f017c4777a358e1e94e64e930ab28b8c43a1479d941dc82b30793cb0f665f4806644c4f96e4171b27f98ebbaeb34598d240458c7bc83dced9cf399d17fb6d52
Type fulltextMimetype application/pdf

By organisation
Department of Technology and Built Environment
Building Technologies

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 1269 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

Total: 1097 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • harvard1
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf