hus

Bæresystemet består av:

1. horisontalt bærende deler i takkonstruksjoner, etasjeskillere og i overdekninger over vinduer og dører, som ved bjelke-, plate-, bue- eller hvelvvirkning overfører kreftene til sine understøttelser
2. vertikalt bærende deler i form av stolper, søyler eller bærevegger, som overfører kreftene som trykkrefter ned til grunnen via fundamentene
3. de avstivende elementene som skal gi konstruksjonen sideveis stabilitet, slik at horisontale krefter ikke fører til sideveis forskyvning eller velting. Avstivning kan oppnås med skråstilte elementer (for eksempel skråbånd i bindingsverk), med avstivende fagverkskonstruksjoner eller ved stive skivekonstruksjoner.

Lastene (belastningene) inndeles i fire hovedgrupper:

1. egenlast, som skyldes egentyngden av bygningskonstruksjonen, har karakter av permanent last
2. nyttelast, som oppstår på grunn av aktiviteter i bygningen, for eksempel vekten av personer, kjøretøy eller av innredning, lagrede varer og lignende, regnes som variabel last, det vil si den kan endre størrelse og plassering over tid
3. naturlast, for eksempel snølast på tak, vindkrefter i form av trykk eller sug på fasader og tak samt jordtrykk på kjellervegger
4. ulykkeslast, som kan oppstå på grunn av jordskjelv, eksplosjon, påkjørsel, brann eller lignende

De fleste norske småhus bygges med bærekonstruksjon i tre, i form av bindingsverk. Prefabrikerte sperrebind med stål-spikerplater som forbindelsesmiddel har vært vanlig siden 1960-årene. Med limtreteknikken (se limtre) kan en produsere konstruksjonselementer av tre i nær sagt alle tenkelige former og dimensjoner; noe som har gitt nye muligheter for utforming av bærekonstruksjoner av tre.

I de senere år er konstruksjonselementer av såkalt massivtre introdusert. Prinsippet for konstruksjonssystem av massivtre er at planker eller bjelker sammenføyes til elementer ved spikring, liming, bruk av tredybler eller strekkstag. Elementene kan brukes til både gulv, vegger og tak i eneboliger, leiligheter og næringsbygg. Etter endringer i byggeforskriftene i 1997 kan trekonstruksjoner nå også benyttes i fleretasjes (det vil si mer enn 2 etasjer) hus.

Bærekonstruksjoner i tre har en lang tradisjon i Norge. Våre eldste trekonstruksjoner finner vi i stavkirkene, som med sine stolpe-/bjelkekonstruksjoner vitner om et utviklet håndverk. Tømmerlafting var imidlertid den vanligste byggemåten fra gammelt av.

• Se laft, trekonstruksjon.

Både naturstein, i naturlig eller tilhugd format, og teglstein er brukt i murte bygninger. Etter den annen verdenskrig overtok betongen i stor grad den rollen murverk tidligere hadde hatt som konstruksjonsmateriale, og murverket ble redusert til et kledningsmateriale. Murblokker av lettklinkerbetong har de siste 50 år dominert i grunnmurer i mindre bygg, men har etter hvert blitt et viktig produkt også i nærings- og industribygg. I de senere årene har det vært økende interesse for bærende murverk, og det er bygd flere bygg, blant annet kirkebygg, der murverket igjen har en konstruktiv rolle. Det forhold at murverk gir robuste og vedlikeholdsfrie overflater, har nok medvirket til dette.

• Se murverk.

Stål kom inn som konstruksjonsmateriale i husbygging mot midten av 1800-tallet. Bruken av stålkonstruksjoner i husbygging ble i Norge lenge begrenset av brannbestemmelsene, men er i dag fullt akseptert. I større bygg blir stålkonstruksjonene brannbeskyttet, vanligvis ved innkledning med varmeisolasjonsplater.

I tillegg til valsede stålprofiler i hovedbærekonstruksjonene brukes også profilerte plater og tynnplateprofiler (godstykkelse 0,5–2 millimeter) som sekundært bærende i takkonstruksjoner, og som stendere, sviller med mer i bindingsverk i fasadekonstruksjoner.

• Se stålkonstruksjon.

Betong er i dag det dominerende konstruksjonsmaterialet i større bygg. Betonglignende materialer ble brukt som byggemateriale allerede i antikken, men kunnskapen gikk tapt og ble ikke tatt opp igjen før på 1800-tallet. I siste halvdel av 1800-tallet ble betong lansert som byggemateriale, først i uarmerte, trykkpåkjente konstruksjoner. Med stål som armering ble betongens bruksområde utvidet betraktelig; armert betong kan oppta bøynings- og strekkpåkjenninger. Betongen støpes mot en forskaling og gir dermed store muligheter for utformingen.

• Se armert betong og betong.

I husbygging er bæresystem i betong gjerne basert på vertikalt bærende søyler eller veggskiver forbundet med betongdekker, eventuelt også bjelker. Plasstøpte (støpt på stedet) trappe-/heisesjakter benyttes ofte som horisontalavstivning i bygget. En stor del av boligblokkene i Norge er bygd med plasstøpte betongdekker som bæres av tversgående bærevegger og med lette bindingsverkkonstruksjoner i fasadene. Betongbygg oppføres også ofte av prefabrikerte betongelementer, ofte i kombinasjon med søyler/bjelker av stål.

• Se elementbygging.

Taket utgjør bygningens viktigste vern mot nedbør. Taktekkingen kan bestå av et kontinuerlig vanntett sjikt eller av en såkalt overlapptekking, der takstein eller takplater ligger med overlapp på en takflate med godt fall. Flate tak (takfall mindre enn 10°) bør alltid ha innvendig, varmt nedløp. Alle takflater bør ha et fall på minst 1:40, slik at regnvannet kan ledes bort.

På trehus brukes gjerne trebord eller plater (sponplater, kryssfiner) på bærekonstruksjonene som taktro (underlag for taktekkingen). Med forenklet undertak brukes i stedet et solid foliemateriale som er vanntett og dampåpent. Takstein legges alltid på tversgående lekter. Varmeisolasjonen kan bygges inn i selve takflaten eller legges i en horisontal himling med kaldt loft over.

• Se tak, taktekking.

Yttervegger av tre bygges som bindingsverkkonstruksjoner med stendere, sviller og spikerslag av massivt treverk eller av I-profiler sammenlimt av treflenser med steg av spon- eller trefiberplate. Bindingsverkets hulrom fylles med varmeisolasjon og kles innvendig med dampsperre og en kledning, vanligvis av platemateriale eller panel. Utvendig kommer vindsperren og en utlektet ytterkledning, for eksempel stående eller liggende trepanel eller en platekledning. Slike yttervegger benyttes både i småhus og som ikke-bærende fasader i større hus. Veggen kan også forblendes med en skallmur av tegl eller pusset lettbetong.

Bindingsverkvegger bygd av tynnplateprofiler i stål brukes i bygninger der det kreves ikke-brennbart materiale i ytterveggene.

Det finnes en rekke forskjellige prefabrikerte systemer for lette, ikke-bærende fasadekonstruksjoner (påhengsvegger, curtain walls) beregnet for innkledning av bærekonstruksjoner i betong eller stål i større bygg. Disse er gjerne basert på aluminium eller stålkonstruksjoner, men i hovedsak bygd opp etter samme prinsipper som bindingsverkveggene.

Betongelementer i yttervegger er vanligvis sandwich-konstruksjoner med en kjerne av stive isolasjonsplater og yttersjikt av betong. Betongsjiktene utgjør her både kledning og tettesjikt. Betong fasadeelementer kan være bærende eller ikke-bærende.

Vinduene gir innfall av dagslys, formidler synskontakt med bygningens omgivelser og utgjør et viktig element i den arkitektoniske utformingen av fasadene. Glasset slipper gjennom solstråling som kan gi opphav til overoppvarming og behov for kjøleanlegg, men som også kan utnyttes som et betydelig tilskudd til oppvarmingen.

Alle rom for arbeid eller opphold skal ha tilgang til dagslys, det vil si vinduer. Dagslysnivået i et rom avhenger av vindusareal, rutetype og orientering; jo lenger inn fra fasaden man kommer, desto lavere blir dagslysnivået. Dette har gitt begrensninger på bredden for kontor- og boligbygg. Det arbeides med å utvikle systemer for å lede dagslys dypere inn i bygningen, noe som kan gi større frihet med hensyn til planløsning.

Vanlige toglass-vinduer gir et varmetap per arealenhet som er ca. ti ganger så stort som for en isolert yttervegg. Ruter med varmestrålingsreflekterende metallbelegg og gassfylling er vanlig brukt i dag og gir betydelig reduksjon av varmetapet. Varmetapet kan reduseres ytterligere ved bruk av flere lag glass. Treglassruter er det vanligste i nybygg i dag.

En rekke spesialglass for forskjellige formål er utviklet, for eksempel solavskjermende, lydisolerende og brannhemmende glass. «Supervinduer» med varmetap på linje med en isolert vegg, og vindusruter der gjennomgangen av varme, lys og solstråling kan styres etter behov, er på utviklingsstadiet.

Kontroll med varmestrøm innebærer at ytterkonstruksjonene må varmeisoleres. Varmeisolasjonen må avpasses etter temperaturforskjellene over bygningsdelen. Byggeforskriftene gir minstekrav til varmeisolasjon av de forskjellige bygningsdelene. Som varmeisolasjon benyttes gjerne skum- eller fibermaterialer med høy porøsitet; vanligst i dag er mineralull (steinull, glassull), forskjellige typer skumplast og cellulosefiber. Det er viktig at varmeisolasjonen utgjør et kontinuerlig sjikt og i minst mulig grad gjennombrytes av varmeledende materialer (kuldebroer).

• Se varmeisolering.

For kontroll med fuktforholdene må man sikre at fukt utenfra ikke trenger inn i konstruksjonene og gir lekkasjer og fuktskader. Fasadekledning bør ha et ventilert og drenert hulrom på baksiden (to-trinns tetning). Man må også sikre at fuktvandring innenfra og utover på grunn av luftlekkasjer eller ved diffusjon ikke gir oppfukting i konstruksjonene. Dette oppnås ved at man har et dampsperresjikt på innsiden av varmeisolasjonen (se dampsperre, fuktsperre).

For ytterkonstruksjonene mot grunnen, som kjellervegger og gulv, er sikring mot fuktproblemer særlig viktig. Kjellere som går ned til nivå under grunnvannstanden, må bygges som vanntette konstruksjoner. For vanlige kjellere er det som regel tilstrekkelig å sikre konstruksjonene mot vanntrykk ved hjelp av et drenslag på utsiden av vegger og gulv (se drenering). Fukttransport ved kapillærsuging innover i kjellerens yttervegger hindres ved hjelp av pussbehandling eller slemming, eventuelt kombinert med en fuktsperre i form av en plastplate. I gulv direkte på grunnen bør man legge inn en solid plastfolie som fuktsperre.

Kontroll med luftstrømmer oppnås ved å bygge inn et materialsjikt med stor lufttetthet i ytterkonstruksjonene samt å sørge for god tetting i tilslutninger og gjennomføringer. Med porøse, luftåpne varmeisolasjonsmaterialer må man sikre at kaldluftstrømming ikke ødelegger varmeisolasjonen. Dette oppnås ved å kle isolasjonen utvendig med et vindsperresjikt; for eksempel papp, folier, trefiberplater eller gipsplater (se vindsperre). Dampsperren på innsiden av varmeisolasjonen vil også fungere som en lufttetting.

Byggherren (i lovverket kalt «tiltakshaver») er den som tar initiativet til bygging, som styrer byggeprosessen og som betaler for bygget. Ved småhusbygging tar ofte byggherren direkte kontakt med leverandør av ferdighus eller byggmester og fastlegger husets utforming ved tilpasning av typetegninger eller ferdighusmodeller. Ved større prosjekter er det vanlig at byggherren knytter til seg en arkitekt som bistår med å utrede behovet for arealer og rom i et byggeprogram. I forprosjektfasen fastlegges bygningens hovedform og hovedtrekkene i planløsning, bærekonstruksjoner og materialbruk. Her trekkes vanligvis en bygningsteknisk rådgiver med i arbeidet.

I detaljprosjekteringen kan det være nødvendig å engasjere rådgivere for varme, ventilasjons- og sanitærtekniske installasjoner, elektroinstallasjoner og eventuelt for spesialfelt som akustikk, geoteknikk, brannteknikk, interiørdesign og så videre.

Det planlagte bygget må byggemeldes til den kommunale bygningsmyndigheten, som skal påse at statlige og kommunale lover og bestemmelser overholdes. Bygging kan ikke igangsettes før bygningsmyndigheten har gitt byggetillatelse.

Tegninger og beskrivelser danner utgangspunkt for anbudsprosessen, da entreprenører og produsenter gir pristilbud på arbeidene som skal utføres. Byggearbeidet kan organiseres etter forskjellige entreprisemodeller. Byggelederen er byggherrens representant i utførelsesfasen og skal påse at kvalitet, fremdrift og koordinering mellom de forskjellige entreprenørene skjer etter forutsetningene. I overtagelsesfasen blir det kontrollert at arbeidene er utført som avtalt. Bygget kan tas i bruk når den kommunale bygningsmyndigheten har utstedt ferdigattest.

• Se bygging, byggekontrakt.

Midt på 1800-tallet ble stål og betong introdusert som byggematerialer, noe som innledet den moderne byggeteknikken. I mellomtiden var ingeniøroffiseren avløst av den profesjonelle husskaper, arkitekten. Arkitekten stod med eneansvaret og måtte alene stå for løsning av byggets arkitektoniske, funksjonelle, materialtekniske og statiske problemer. I tillegg ledet han byggearbeidet.

Utover på 1900-tallet ble byggene mer og mer kompliserte. Gass, elektrisitet, vann og avløp skulle legges inn, og de tekniske installasjonene vokste raskt både i antall og i den virkning de hadde på bygningens øvrige funksjoner. Kravet om mer rasjonell utnyttelse av materialene førte til mer innviklede statiske beregninger. Arkitekten ble etter hvert nødt til å støtte seg til spesialutdannede rådgivere.

Etter andre verdenskrig skjøt utviklingen i Norge fart. Krigen hadde skapt et enormt behov for nye bygninger, og befolkningsveksten var større enn noen gang før. Mangelen på de fleste byggevarer var drivkraft for utvikling av nye, materialbesparende konstruksjoner.

Kravene til innendørskomfort og innemiljø har økt i takt med økende velstandsnivå. Boliger med førkrigstidens standard regnes i dag som kalde, trekkfulle og lite tilfredsstillende. I tillegg til boligbyggingen har vi også hatt en sterk økning av nye industribygg, kontor- og forretningsbygg, kultur- og idrettsbygg, skoler, sykehus osv. Også når det gjelder slike bygg er kravene til standard og teknisk gjennomføring skjerpet betydelig, og husene er langt sterkere differensiert etter funksjon enn tidligere.

Flere utviklingslinjer vil påvirke husbyggingen i fremtiden.

Den globale befolkningsveksten fører til et dramatisk økt boligbehov og behov for slumsanering. Mens man tidligere ofte anvendte en industriell angrepsmåte overfor dette problemområdet, med industriproduksjon av prefabrikerte lavkosthus, er det nå en klar tendens mot «hjelp til selvhjelp». Det legges større vekt på utnytting av lokale materialressurser, byggeskikker og håndverkstradisjoner. Byggematerialer som jord, soltørket leire, treverk og avfall fra jordbruksproduksjon søkes utnyttet, og man benytter manuelle metoder eller prosesser med lavt teknologinivå til bygging av hus. Vekten på lokal byggeskikk innebærer også at man i større grad enn før tilpasser disse husene til de stedlige klimapåkjenningene og kulturforutsetningene.

Parallelt med dette er det en økende bevissthet rundt tilgjengeligheten til bygninger. Man innser at funksjonsnedsettelser ikke bare er et personlig anliggende, men at også omgivelsene kan virke funksjonshemmende på personer. Det legges derfor vekt på at en større del av bygningene skal være eller gjøres tilgjengelig for en større del av befolkningen (universell utforming).

I den industrialiserte delen av verden ser en to klare utviklingstrekk: Teknologiutvikling samt miljøbevissthet og fokusering på en bærekraftig ressursbruk.

Teknologiutviklingen gir seg utslag også innen bygningssektoren. Teknologien gir oss mulighet for å bygge klimauavhengige bygninger, der energibruk og innemiljø styres automatisk ut fra behovet til enhver tid. Omfanget av tekniske installasjoner øker, både for klimatisering og for kommunikasjon: romtemperaturen i de enkelte rom kan programstyres; lysstyringsanlegg kan regulere kunstlystilførselen avhengig av dagslysinnfallet og slår av lyset når ingen er i rommet; multifunksjonelle, «smarte» vindusruter slipper solstrålingen inn når det er oppvarmingsbehov og skjermes når det er kjølebehov, varmegjennomgangen tilpasses behovet for varmeisolasjon. Datanettverk tilgjengelig i alle rom gjør kommunikasjon internt i bygget og med omverdenen enkel. Vi får «intelligente hus» med sensorer, databehandlings- og varslingssystemer som overvåker og gir beskjed eller iverksetter mottiltak om noe er galt: om en innbruddstyv er på vei inn i huset, om det begynner å brenne, om luftkvaliteten i et rom er slik at ventilasjonen bør økes, om fyrkjelen trenger vedlikehold, eller om søndagssteken er ferdig stekt.

Den teknologiske utviklingen gir oss stadig nye byggematerialer med stadig forbedrede egenskaper. Utviklingen av datateknikken gir oss bedre verktøy for informasjonsutveksling mellom deltagerne i byggeprosjektet og gjør det mulig å styre selve byggeprosessen bedre. Derved reduseres forbruket av tid og ressurser ved prosjektering og oppføring av en bygning. Datateknikken setter oss også i stand til bedre å beregne hvordan en bygning vil fungere med hensyn til konstruktive og bygningsfysiske egenskaper, og gir oss større frihet i utforming og konstruksjonsvalg. Ved hjelp av datasimulering kan alternative løsninger i mye større grad enn før vurderes opp mot hverandre med hensyn til pris og ytelse.

Miljøbevissthet og fokusering på en bærekraftig ressursbruk er en annen hovedtrend. Denne gir seg utslag i økt vekt på godt innemiljø i husene vi oppholder oss i, på energiøkonomisering med stadig strengere krav til varmeisolering og energibruk i bygninger, i tillegg til fokusering på økologiske konsekvenser av byggevirksomhet.

Norge har vedtatt å implementere EUs direktiv om bygningers energibruk fra 2006. Direktivet fordrer blant annet at myndighetene setter minimumskrav med hensyn til energiytelse for nye bygg og større bygg som gjennomgår omfattende rehabilitering. Det vil i denne sammenheng også bli utarbeidet en ordning med energisertifikat for bygg.

Det utvikles spesielle metoder for miljøvurdering av bygg. Livsløpanalyse for det enkelte hus vil etter hvert bli aktuelt: Hvilke ikke-fornybare ressurser blir forbrukt, og hvilken forurensning genereres ved produksjon av bygningsmaterialer og bygninger? Hvilke konsekvenser for innemiljø har materialvalg og konstruksjonsoppbygging? Kan bygget renholdes på en effektiv måte? Hvordan skal vi sikre god luftkvalitet i våre hus? Kan fornybare energiressurser som solenergi og bioenergi utnyttes? Hva vil kreves av vedlikeholdsressurser gjennom bygningens levetid? Kan materialer og komponenter gjenbrukes, eller vil de utgjøre et forurensningsproblem når bygget skal rives?

Vi ser allerede eksempler på ekstreme «øko-hus» der man benytter naturmaterialer med lav foredlingsgrad, for eksempel tømmerhus, hus av stampet jord og hus med saueull som varmeisolasjon. Ventilasjonen baseres på naturlig avtrekk, elektrisitet produseres av solcellepaneler eller vindmøller, oppvarmingen skjer ved solvarme eller biobrensel, og det er lagt til rette for resirkulering av avløp og avfall.

Mer utbredt er soloppvarming av varmtvann, soloppvarmede glassrom i tilknytning til bygningen og miljømerking av byggematerialer.