Uttorkning av fukt i våtrumsytterväggar · Vattenmolekylers rörelse i en inhomogen gasblandning...

Avdelningen fr Byggnadsfysik

Uttorkning av fukt ivtrumsyttervggar-En jmfrelse mellan trebyggnadstekniska lsningar

Karin GrimbeLinna Nordqvist

ISRN LUTVDG/TVBH--05/5054--SE(88)

Examensarbete TVBH-5054Lund 2005

Uttorkning av fukt ivtrumsyttervggar-En jmfrelse mellan trebyggnadstekniska lsningar

Karin GrimbeLinna Nordqvist

Avdelningen fr ByggnadsfysikLunds universitetBox 118221 00 LundSverige

ISRN LUTVDG/TVBH--05/5054--SE(88)2005 Karin Grimbe, Linna Nordqvist

Uttorkning av fukt i vtrumsyttervggar

Frord

Frestende examensarbete r skrivet inom ramen fr Civilingenjrsutbildningen i Vg- och Vattenbyggnad, 180 p, vid Lunds Tekniska Hgskola. Initiativet till examensarbetet togs av vr handledare Lars-Erik Harderup och vr examinator Jesper Arfvidsson, bda vid Avdelningen fr Byggnadsfysik. Den ursprungliga projektplanen byggde p att studera inverkan av skador p ttskikt i tre olika yttervggskonstruktioner fr vtrum. Studien fick under arbetets gng ndra inriktning d gipsskivor med mycket hga fuktniver byggdes in i vggkonstruktionerna. Arbetet r en studie som ligger nra tillmpning i byggbranschen. Fuktiga material som byggs in i tta konstruktioner skapar stndigt debatt. Arbetet har givit oss stor insikt i komplexiteten med att planera och genomfra laboratoriefrsk och att vlja korrekta materialdata fr berkningar. Ett stort tack vill vi rikta till vr handledare Lars-Erik Harderup och vriga anstllda p Avdelningarna fr Byggnadsfysik och Installationsteknik som hjlpt oss med information och lsningar p diverse problem. Vi vill srskilt tacka Kaisa Svennberg fr inspiration. Tack riktas ven till Trelleborg Building Systems AB och CC Hgans Byggkeramik AB fr bistnd vid frsksuppbyggnad.

Lund 2005-03-23

Karin Grimbe Linna Nordqvist

I

Sammanfattning

Titel: Uttorkning av fukt i vtrumsyttervggar - En jmfrelse mellan tre byggnadstekniska lsningar

Frfattare: Karin Grimbe och Linna Nordqvist

Handledare: Lars-Erik Harderup Avdelningen fr Byggnadsfysik Lunds Tekniska Hgskola, Lunds Universitet

Problemstllning: Kostnader fr fuktskador borde kunna reduceras genom en utkad fukt-dimensionering. Fuktdimensionering resulterar i byggtekniska lsningar som tar hnsyn till oplanerad fuktbelastning i form av till exempel lckage och byggfukt. Genom att anvnda sig av mer frltande byggtekniska lsningar borde kostnader fr skador sjunka. Problemformulering: Fungerar den byggtekniska lsningen med ngbromsen Halotex D50 tillfredstllande som en mer frltande lsning n de konventionella lsningarna med eller utan ngsprr av polyeten?

Syfte: Studiens huvudsyfte r att utreda skillnader avseende de frltande egenskaperna, uttorkning och anvndbarhet fr tre olika konstruktions-lsningar fr ltta vtrumsyttervggar. Studien syftar ocks till att utreda fr- och nackdelar vid inbyggnad av RF-givaren Honeywell HIH-3610-002 i ltta vggkonstruktioner.

Metod: Uttorkning av fukt i gipsskivor i tre olika vggkonstruktioner utvrderas. I laboratorie mts uttorkning av en uppbyggd frsksvgg med hjlp av inbyggda givare. Motsvarande uttorkningsberkningar utfrs i PC-programmet 1D-HAM.

Slutsatser: Vid jmfrelsen mellan de byggnadstekniska lsningarna visas att systemet med ngbroms fungerar som ett mellanting, mitt emellan systemen med ngsprr och utan, avseende uttorkningsfrlopp och anvndarvnlighet. Materialet r mer frltande n alternativen i avseendet att uttorkning av fukt sker snabbare n det ena alternativet och anvndarvnligheten r bttre n det i andra alternativet. En vtrums-yttervgg med ngbroms fungerar bra som ett frltande alternativ till de traditionella byggtekniska lsningarna med eller utan ngsprr.

Programmet 1D-HAM, som anvnds fr kompletterande uttorknings-berkningar, ger inte ett helt tillfredsstllande resultat. D programmets simuleringar bortser frn flera parametrar kan det vara bra att utvrdera om programmet r applicerbart p den vggtyp/vggdel som r aktuell fr simulering. Programmet kan ses som en vgledning, resultatet ger indikationer p hur uttorkningen ser ut och hur de olika vggtypernas uttorkning frhller sig till varandra samt hur variationer i klimatdata inverkar p resultatet. Eftersom programmet inte hanterar temperatur- och fuktberoende hos ingende parametrar minskas trovrdigheten i simuleringarna. Oskerhet i vald materialdata minskar ocks

II


berkningarnas trovrdighet.

RF-givarna Honeywell HIH-3600-002 anses som lmpliga fr inbyggnad och mtning i ltta regelvggar. D miljn som omger givarna r relativt ren fungerar utformningen med oskyddad sensor bra. En nackdel r att givarna mste kopplas med sladd till en mtdator vilket begrnsar deras anvndningsomrde. Tillfrlitligheten i mtresultaten anses vara god trots de hga fuktniverna som inledde mtningen, reaktionstiden r kort och noggrannheten anses vara tillrckligt stor.

Nyckelord: Byggfukt, Fuktdimensionering, Frltande material, RF-givare, Uttorkning, Vtrum, ngbroms

III

Summary

Title: The drying rate of exterior walls of a wet room - A comparishon between three architectonical solutions

Authors: Karin Grimbe and Linna Nordqvist

Supervisor: Lars-Erik Harderup Department of Building Physics Lund Institute of Technology, University of Lund

Complex of problem:

The costs of moisture damages ought to be reduced by increasing the amount of time spent on moisture dimensioning. Moisture dimensioning results in architectonical solutions that consider an unexpected moisture load, for example damage caused by leakage and exposure to excess moisture from the production phase. The costs of these damages should be reduced by the use of more forgiving architectonical solutions. The question this report attempts to answer is: Does the architectonical solution with the vapour retarder Halotex D50 work satisfactorily as a more forgiving solution than the conventional solution with or without a polyethylene vapour barrier?

Purpose: The main purpose of this study is to investigate differences concerning the forgiving qualities, drying rate and utility for three different constructions of light-weight wet room exterior walls. The study also investigates the profits and drawbacks of installing the Honeywell HIH-3610-002 humidity sensor in the walls.

Method: The drying rate of gypsum board in three different wet room exterior wall constructions evaluates. In a laboratory the drying rate is measured in a full-scale wall using humidity sensors placed inside the construction. Corresponding simulations were also performed in the computer program 1D-HAM.

Conclusions: A comparison of the three wall constructions shows that the wall with the vapour retarder performs in between the two other constructions. The construction with the vapour retarder is more forgiving in order to allow wet materials to dry out quicker compared to the wall with the polyethylene layer. The vapour retarder is also more user-friendly than a wall without a vapour barrier. A wet room exterior wall with a vapour retarder works well as a forgiving alternative to the traditional architectonical solutions with or without a vapour barrier. The computer program 1D-HAM, which is used for additional drying simulations, does not yield satisfactorily results. The program disregards several parameters and it is questionable to whether or not it is applicable to this kind of wall. The program is to be considered as a guide. The result indicates how the drying of the walls appears to be, and can be used to compare the relative drying rates of the different wall designs in different climates. Since the program does not handle temperature and moisture dependencies in the input data, the reliability

IV


decreases. The uncertainty in chosen material data also decreases the reliability. The Honeywell humidity sensors are considered to be suitable for concealed mounting and measurement in light weight stud walls. The surrounding environment is relatively clean and the design with an unprotected sensor works well. One drawback is that the sensors must be connected to a computer via a cable which decreases their applicability. The reliability of the sensors is deemed satisfactory despite the high moisture levels found during the beginning of the experiment. The response time is short and the accuracy is adequate.

Keywords: Construction damp, Damp materials, Drying time, Forgiving materials, Humidity sensor, Moisture dimensioning, Vapour retarder, Wet room

V

Innehllsfrteckning

1 INLEDNING.................................................................................................................................. 1 1.1 BAKGRUND.............................................................................................................................. 1 1.2 PROBLEMFORMULERING.......................................................................................................... 1 1.3 SYFTE....................................................................................................................................... 2 1.4 MLGRUPP .............................................................................................................................. 2 1.5 AVGRNSNINGAR.................................................................................................................... 2 1.6 FRVNTAT RESULTAT ........................................................................................................... 2 1.7 METODIK ................................................................................................................................. 3

1.7.1 Experimentella metoder................................................................................................... 3 1.7.2 Berkningsmetodik .......................................................................................................... 3 1.7.3 Litteraturskningsmetodik............................................................................................... 3 1.7.4 Arbetsgng....................................................................................................................... 3

1.8 RAPPORTENS DISPOSITION OCH LSANVISNINGAR ................................................................. 4 2 TEORI ............................................................................................................................................ 5

2.1 BYGGNADSFYSIK..................................................................................................................... 5 2.1.1 Fuktig luft ........................................................................................................................ 5 2.1.2 Fukt i material ................................................................................................................. 5 2.1.3 Sorptionskurvan............................................................................................................... 6 2.1.4 Fuktvandringens drivkrafter och riktningar.................................................................... 8 2.1.5 Fuktkllor ........................................................................................................................ 9 2.1.6 Lufttthet ....................................................................................................................... 10 2.1.7 Konsekvenser av inbyggd fukt ....................................................................................... 10

2.2 FUKTDIMENSIONERING.......................................................................................................... 12 2.2.1 Innehll och tillvgagngsstt ...................................................................................... 12 2.2.2 Ansvarsfrdelning ......................................................................................................... 13

2.3 GLLANDE FRESKRIFTER OCH REGLER............................................................................... 14 2.3.1 Byggregler enligt Hus AMA 98 och RA 98 Hus ............................................................ 14 2.3.2 Byggregler enligt BBR................................................................................................... 14 2.3.3 PERs branschregler fr vtrum..................................................................................... 15 2.3.4 Materialhantering enligt Hus AMA 98.......................................................................... 16 2.3.5 Materialhantering enligt BBR ....................................................................................... 17

2.4 INGENDE MATERIAL TEKNISKA EGENSKAPER.................................................................. 18 2.4.1 Vindskydd ...................................................................................................................... 18 2.4.2 Tr ................................................................................................................................. 18 2.4.3 Isolering......................................................................................................................... 18 2.4.4 ngbroms....................................................................................................................... 18 2.4.5 ngsprr........................................................................................................................ 18 2.4.6 Vtrumsgips................................................................................................................... 18 2.4.7 Ttskikt .......................................................................................................................... 19

2.5 MTUTRUSTNING .................................................................................................................. 20 2.5.1 Mtare fr relativ fuktighet RF-givare....................................................................... 20 2.5.2 Termistor ....................................................................................................................... 20 2.5.3 Mtare fr fuktkvot i tr ................................................................................................ 21 2.5.4 Vg med tillhrande program ....................................................................................... 21

VI


3 FRSK ...................................................................................................................................... 23

3.1 UTTORKNING AV FUKT I VTRUMSYTTERVGGAR ............................................................... 23 3.1.1 Frsksuppstllning ...................................................................................................... 23 3.1.2 Vggtypernas konstruktion............................................................................................ 24 3.1.3 Mtinstrument ............................................................................................................... 26 3.1.4 Mtning ......................................................................................................................... 27 3.1.5 Frskets begrnsningar............................................................................................... 28 3.1.6 Mtresultat .................................................................................................................... 28 3.1.7 vriga iakttagelser........................................................................................................ 39

3.2 BESTMNING AV SORPTIONSISOTERMER .............................................................................. 40 3.2.1 Mtresultat .................................................................................................................... 41

4 BERKNINGAR......................................................................................................................... 43 4.1 STATIONR DIFFUSIONSBERKNING ..................................................................................... 43

4.1.1 Berkningens syfte......................................................................................................... 43 4.1.2 Teori .............................................................................................................................. 43 4.1.3 Indata och antaganden.................................................................................................. 45 4.1.4 Felkllor ........................................................................................................................ 45 4.1.5 Resultat av berkningar ................................................................................................ 45

4.2 ICKE STATIONR DIFFUSIONSBERKNING............................................................................. 47 4.2.1 Berkningens syfte......................................................................................................... 47 4.2.2 Datorprogrammet 1D-HAM.......................................................................................... 47 4.2.3 Indata och antaganden.................................................................................................. 49 4.2.4 Felkllor ........................................................................................................................ 52 4.2.5 Resultat av simuleringar ............................................................................................... 53

5 ANALYS ...................................................................................................................................... 61 5.1 UTVRDERING AV RESULTATEN FRN VGGFRSKET....................................................... 61 5.2 JMFRELSE MELLAN FRSKSRESULTAT OCH BERKNADE RESULTAT ............................. 63 5.3 ANALYS AV RF-GIVARE SOM ANVNDS I FRSKET ............................................................ 64 5.4 ANALYS AV SORPTIONSKURVA ............................................................................................. 64 5.5 VRIGA ANALYSER ............................................................................................................... 65

6 SLUTSATS .................................................................................................................................. 67 6.1 SLUTSATSER AV STUDIEN...................................................................................................... 67 6.2 STUDIENS TROVRDIGHET .................................................................................................... 68

7 DISKUSSION .............................................................................................................................. 69 7.1 NGBROMS............................................................................................................................ 69 7.2 FRLTANDE MATERIAL ....................................................................................................... 69 7.3 LAGRING AV GIPS .................................................................................................................. 69 7.4 UTFORMNING AV GIVARNA ................................................................................................... 70 7.5 FRSLAG TILL FORTSATTA STUDIER ..................................................................................... 70

REFERENSER .................................................................................................................................... 72

BILAGOR............................................................................................................................................ 75

VII

Beteckningar

Beteckningar r enligt svensk och internationell standard och tradition med undantag fr Celsiustemperaturen som betecknas med T.

l, L lngd [m]

g fuktfldestthet [kg/(m2s)]

R vrmemotstnd [(m2K)/W]

RF, relativ fuktighet [%]

T temperatur [C]

u fuktkvot [kg/kg]

v nghalt [kg/m3]

vFT fukttillskott [kg/m3]

vs mttnadsnghalt [kg/m3]

w fukthalt [kg/m3]

Z nggenomgngsmotstnd [s/m]

vrmekonduktivitet [W/(mK)]

ngpermeabilitet [m2/s]

Definitioner

Absorption Fuktupptagning i ett material frn omgivningen (Nevander & Elmarsson, 1994).

Adsorption D vtskemolekyler binds till ett material genom attraktionskrafter (Nevander & Elmarsson, 1994).

Desorption Fuktavgivning frn ett material till omgivningen (Nevander & Elmarsson, 1994).

Diffusion Vattenmolekylers rrelse i en inhomogen gasblandning som strvar efter att utjmna nghalten i luft eller vattenngans partialtryck vid konstant totaltryck (Nevander & Elmarsson, 1994).

Fuktkonvektion Transport av vattennga i en gasblandning genom att hela gasblandningen rr sig p grund av en differens i totaltryck (Nevander & Elmarsson, 1994).

Fuktkvot Kvot av frngningsbart vattens massa och materialets totala volym (Nevander & Elmarsson, 1994).

VIII


Fukttillskott Fukttillskottet inomhus r skillnaden i fukthalt mellan inomhus- och utomhusluften (Nevander & Elmarsson, 1994).

Frltande material Med frltande material avses hr material som inte sjlva tar skada av till exempel frhjd fukthalt och som tillter konstruktionen att torka ut om den blivit fuktig. Ett frltande material r till exempel ngbromsen i aktuellt projekt.

Hygroskopisk fukt Ett materials porsystem efterstrvar samma relativa fuktighet som omgivande luft. Den fukt som drav binds i ett materials porsystem benmns hygroskopisk fukt. (Nevander & Elmarsson, 1994)

Kapillrkondensation D vtskemolekyler kondenserar i en kapillr som har en konkav yta till fljd av att attraktionskrafterna r strre hos den konkava ytan n de r hos en motsvarande plan yta. (Nevander & Elmarsson, 1994)

Mttnadsnghalt Anger den maximala nghalt som luft vid en given temperatur kan innehlla utan att vatten i vtskefas bildas. D den relativa fuktigheten r 100% r mttnadsnghalten och luftens nghalt lika. (Nevander & Elmarsson, 1994)

Relativ fuktighet, RF Kvot av verklig nghalt och nghalt vid mttnad vid samma temperatur (Nevander & Elmarsson, 1994).

Ttskikt Med ttskikt i vtrum menas det skikt i vggbekldnad eller golvbelggning i ett vtutrymme som r avsett att frhindra att vatten trnger igenom till underliggande golv och vggar (VVSI hemsida).

ngbroms Skikt som r luftttt men diffusionsppet. Fukt tillts diffundera genom ett luftttt material. (Mataki hemsida)

nggenomgngsmotstnd Skikts motstnd mot genomtrngning av vattennga p grund av skillnader i nghalt eller partialtryck (Nevander & Elmarsson, 1994).

nghalt Kvot av vattenngans massa och total volym (Nevander & Elmarsson, 1994).

ngpermeabilitet Anger hur snabbt fukt kan transporteras genom ett material. Transporten sker huvudsakligen p grund av fuktdiffusion. Transportkoefficienten kar med kande fukthalt i materialet. (Nevander & Elmarsson, 1994)

ngsprr Skikt med uppgift att hindra eller minska fukttransport genom diffusion och fuktkonvektion (Nevander & Elmarsson, 1994).

IX

X


1 Inledning

1.1 Bakgrund

Vattenskador antas kosta samhllet mer n 5 miljarder kronor rligen, baserat p siffror frn 2002, i bostder r de statistiskt sett s vanliga att varje svensk bostad drabbas ungefr vart tjugofemte r. Under 70- och 80-talen visade skador till fljd av lckande ttskikt p en vldsam kostnadskning. Det kade antalet skador torde bero p en kombination av ndrade hygienvanor och anvndning av nya byggnadsmaterial i ytskikt och i golv- och vgg-konstruktioner (Andersson och Kling, 2000). I brjan av 2000-talet hade skador p ttskikt i vtrumsvggar officiellt minskat jmfrt med tidigare underskningar (VVSI hemsida). Frskringsbeteendet hos fastighetsgare har dock frndrats de sista ren, sjlvriskerna har kat och drfr saknas mnga skador i statistiken (Arfvidsson et al., 2005). Skador som uppkommit under garantitid finns inte heller redovisade, varfr mrkertalet r stort. Av de registrerade skadorna str skador p ttskikt i kaklade vtrumsvggar fr cirka 5 % (VVSI hemsida). D kaklade badrum nstintill blivit standard vid nyproduktion r mnet aktuellt. Som underlag fr kaklade vggar anvnds och rekommenderas generellt gipsskivor. Samtidigt betraktas gipsskivor av vissa som olmpligt underlag i vtrum d gipsens pappverdrag kan angripas av svart pappersmgel (Redberg, 2003). Svart pappersmgel (Stachybotrys chartarum) r giftigt och behver cellulosa och fukt fr tillvxt. Vid en fuktskada finns drmed frutsttningarna fr mgelpvxt. I gipsskivor gynnas ven mglets tillvxt av den strkelse som finns i gipsskivan (Redberg, 2003).

Fr ett sunt inomhusklimat och en god energieffektivitet grs byggnader idag lufttta. I ltta regelvggskonstruktioner anvnds en ngsprr, vanligen av polyeten, i yttervggen. I vtrumsvggar finns dessutom ett ttskikt fr att skydda vggen mot vattenspolning och hg luftfuktighet. Fr att undvika dubbla ttskikt och f ett fungerande fuktskydd ska ngsprren avlgsnas vid vtrumsyttervggar. Det r dock svrt att stadkomma skarvar och anslutningar s att husets tthet bestr, varfr ngsprren ofta lmnas kvar. Dubbla ttskikt kan orsaka fuktskador d vatten lcker in mellan tv tta skikt och dr frhindras att torka ut. Nyligen har ett system med en ngbroms introducerats, ngsprren erstts med en lufttt ngbroms som lngsamt slpper igenom vattennga genom diffusion. Vggen tillts d torka ut om det skulle lcka in vatten mellan ttskikten. Inlckage kan till exempel orsakas av hl i det inre ttskiktet. Inbyggd fukt kan ocks orsaka skadliga fukthalter mellan ttskikt.

1.2 Problemformulering

Kostnader fr fuktskador borde kunna reduceras genom en utkad fuktdimensionering. Fuktdimensionering resulterar i byggtekniska lsningar som tar hnsyn till oplanerad fukt-belastning i form av till exempel lckage och byggfukt. I rapporten utvrderas hur uttorkning sker av fuktiga gipsskivor i vtrumsyttervggar, dels fukt instngd mellan tta skikt i en konventionell vgg och dels fukt i mer frltande lsningar vilket resulterar i frgestllningen: Fungerar den byggtekniska lsningen med ngbromsen Halotex D50 tillfredstllande som en mer frltande lsning n de konventionella lsningarna med eller utan ngsprr av polyeten? Rapporten utvrderar ocks ett nytt anvndningsomrde fr en relativ fuktighetsgivare som anvnds i ett frsk.

Projektets ursprungliga tanke var att underska hur fukt kan trnga in i vtrumsvggar och hur knsliga olika ltta yttervggskonstruktioner r fr strningar i form av till exempel punkterat ttskikt. Mer specifikt planerades frsk dr olika yttervggkonstruktioner skulle duschas och

1

1 Inledning

dr ttskiktet skulle utsttas fr skada. P grund av att fuktiga gipsskivor byggdes in i frsksvggen av misstag fick arbetet en ovntad vndning.

1.3 Syfte

Studiens huvudsyfte r att utreda hur fukt torkar ut i tre olika konstruktionslsningar fr ltta vtrumsyttervggar. Vidare syftar studien till att belysa problematiken kring dubbla ttskikt i vtrumsyttervggar.

Studien syftar ocks till att utreda fr- och nackdelar vid inbyggnad av RF-givaren Honeywell HIH-3610-002 i ltta vggkonstruktioner.

Vidare syftar studien till att underska om 1D-HAM r lmpligt fr simuleringar av fukt i vtrumsvggar.

1.4 Mlgrupp

Rapporten riktar sig frmst till forskare, teknikutvecklare och studenter med intresse och/eller verksamhet i byggindustrin. Vidare vnder sig rapporten till projektrer med intresse fr fuktdimensionering och frltande byggnadsmaterial. Rapport vnder sig ven till entreprenrer fr att understryka vikten av torra byggmaterial.

1.5 Avgrnsningar

Laboratoriefrsket i studien utfrs p ltta regelvggskonstruktioner i tre varianter. I frsket har vtrumsgips anvnts varfr en jmfrelse med standardgips bara kan vara teoretisk. Varje vggtyp r cirka 3 m2 till ytan. Klimatet i frsksrummen r styrt och kan inte varieras. Det omgivande klimatet r drfr ofrndrat genom hela studien. Frskets lngd r begrnsat till 100 dygn och behandlar endast uttorkning under vinterfrhllanden.

Icke stationra berkningar motsvarande frsket utfrs endast i datorprogrammet 1D-HAM.

Utvrderingen av de RF-givare som anvnds i frsket r begrnsad d givarna inte r individuellt kalibrerade fre anvndning. Givarna r sammansatta och byggda efter en prototyp och eventuella varianter p utfrande kan drfr endast jmfras i teorin.

1.6 Frvntat resultat

Studien frvntas besvara frgor som:

Vilka frtjnster har en vtrumsyttervgg med ngbroms gentemot de mer traditionella byggnadstekniska lsningarna med eller utan ngsprr?

verensstmmer studiens berkningar och frskets resultat? r programmet 1D-HAM tillmpbart som komplement till frsket?

r RF-givarna av sorten Honeywell HIH-3610-002 lmpliga att bygga in vid fuktmtning i vggar?

2


1.7 Metodik

1.7.1 Experimentella metoder En stor del av projektet utfrs med experimentella metoder. Tv typer av experiment utfrs dr den ena metoden utformas i samrd med handledare och avdelningens tekniker, medan det andra frsket planeras och genomfrs efter knda upplgg och mnster. De olika experimentella metodernas reliabilitet, det vill sga tillfrlitlighet, utvrderas. Reliabiliteten r ett mtt p i vilken utstrckning ett instrument eller ett tillvgagngsstt ger samma resultat vid olika tillfllen under i vrigt lika omstndigheter (Bell, 1995).

Resultaten frn de experimentella frsken utgr en del av den empiri som ska besvara problemstllningen. Mtresultaten generaliseras i viss mn fr att kunna utgra en basis i de simuleringar som utfrs. Problemstllningen angrips genom kvantitativa perspektiv nr det gller den experimentella metodiken, vilket innebr att relationer mellan olika uppsttningar av mtdata studeras.

1.7.2 Berkningsmetodik Berkningar utfrs dels fr hand, dels genom datorsimuleringar. Kvalitativa perspektiv, dr beteende hos inblandade parter spelar stor roll, beaktas vid bland annat simulering av normalt badrumsklimat.

1.7.3 Litteraturskningsmetodik Avgrnsningar i sprkomrde grs till skandinaviska sprk samt engelska. Kllor tryckta frn 1990 och framt anvnds i mjligaste mn. Materialet som undersks utgrs av bcker, avhandlingar, uppsatser, tidskrifter, broschyrer frn olika branschorganisationer, produktblad samt elektroniska kllor.

1.7.4 Arbetsgng Efter inledande samtal med handledare utformades en preliminr problemuppstllning. Syfte och ml fr projektet formulerades och metodstudier pbrjades. Det stod tidigt klart att det skulle krvas svl laborationsfrsk som simuleringar i berkningsprogram fr att kunna svara p frgestllningen. De experimentella frsken planerades och byggdes upp i klimatkammare med konstant klimat. Mtinstrumenten anpassades i sin utformning till det aktuella anvndningsomrdet och monterades. En teoretisk frstelse fr de aktuella byggnadsmaterialen, fr gllande regler och frordningar samt fr byggnadsfysik efterstrvades under hela projektets gng. Parallellt med de teoretiska studierna samlades empirisk data in i form av mtresultat frn frsksvggen. Det visade sig snart att den ursprungliga projektidn fick revideras eftersom fuktigt material byggts in i frsksvggen av misstag. Det visade sig ocks att det saknades ndvndiga materialdata fr vtrumsgips, varfr vi fick utfra ytterligare laboratoriefrsk.

Uttorkningssimuleringar utfrdes i datorprogrammet 1D-HAM 2.0, dr det omgivande klimatet kunde justeras till ett verklighetstroget badrums- och utomhusklimat. ven stationra berkningar fr vattenkondensation inuti konstruktioner utfrdes.

Mtresultaten sammanstlldes, analyserades och jmfrdes med berkningsresultaten. Ett antal slutsatser kunde hrifrn bestmmas.

3

1 Inledning

1.8 Rapportens disposition och lsanvisningar

Fljande rapport r uppbyggd efter klassiskt manr, det vill sga med teori, empiri, analys, slutsats och diskussion. Teorin, kapitel 2, utgrs dels av byggnadsfysikaliska begrepp och fenomen som r centrala fr de resonemang som frs i studien. Den bestr ocks av gllande freskrifter och regler som r allmnt vedertagna i branschen samt av materialdata och information om gllande mtutrustning. Vidare beskrivs vikten av god fuktdimensionering av byggnader. Empiridelen bestr av ett frskskapitel, kapitel 3, dr aktuellt laboratoriefrsk med tillhrande resultat beskrivs. Empirin bestr ocks av ett berkningskapitel, kapitel 4, dr stationra respektive icke stationra berkningar beskrivs och redovisas. I analysen, kapitel 5, utvrderas frsks- och berkningsresultaten och jmfrs med varandra. Dr analyseras ven anvndandet av aktuell RF-givare. I slutsatsen, kapitel 6, besvaras de tre frgor som redovisas i kapitel 1.6. Dr diskuteras ven studiens trovrdighet. Diskussioner frs slutligen i kapitel 7 rrande frltande material, lagring av gips i byggvaruhandeln och utformning av RF-givarna. Dr ges ocks frslag till fortsatta studier inom frgor som dykt upp under arbetets gng.

4


2 Teori

2.1 Byggnadsfysik

Nedan beskrivs de byggnadsfysikaliska fenomen som r centrala fr de resonemang som frs i studien.

2.1.1 Fuktig luft All luft innehller vattennga, som vanligen mts som nghalt, v [kg/m3]. Luftens maximala fuktinnehll benmns mttnadsnghalt, vs [kg/m3], vilken r temperaturberoende och kar med kad temperatur. Den relativa fuktigheten, RF [%], beskriver frhllandet mellan nghalt och mttnadsnghalt. D RF nr 100 % kondenserar vatten ur luften. (Burstrm, 2001)

2.1.2 Fukt i material Allt material innehller vatten, bde vatten som r kemiskt bundet i materialens struktur och absorberat vatten som rknas som fukt i materialet (Burstrm, 2001)

Ett byggnadsmaterials fuktegenskaper beror p porositet, porstorleksfrdelning, struktur och kemisk uppbyggnad. Den hygroskopiska fukthalten beror frmst p andelen sm porer i materialet. Den relativa fuktigheten i materialet verstiger normalt inte 98 % d materialet str i kontakt med fuktig luft. Fr hgre relativa fuktigheter, 98 100 %, mste materialet antingen st i direkt kontakt med fritt vatten eller mste vattnet i materialet kondensera med anledning av skillnader i temperatur. (Nevander & Elmarsson, 1994)

Kritiska fuktinnehll Kritisk fukthalt kan anvndas i tv betydelser, dels med avseende p bestndighet och funktion, wkrit, och dels som grnsvrde mellan olika fukttransportmekanismer, wk (Nevander & Elmarsson, 1994). Den kritiska fukthalten, wkrit, r beroende av exponeringstid och temperatur, till exempel kar mgelrisk med kad temperatur (Burstrm, 2001).

Uttorkningsmekanismer Uttorkning av ett byggnadsmaterial definieras som den avgivning av fukt som mste ske fr att ett material ska komma i lngsiktig fuktjmvikt med sin omgivning. Uttorkningsfrlopp kan delas in i tre skeden, dr det under det frsta skedet sker en avdunstning frn en fri vattenyta p materialets yta. Fuktavgivningen per tidsenhet r under detta skede i stort sett konstant. Under det frsta skedet r fukthalten i materialet strre n den kritiska fukthalten, w>wk. Vid skede tv och tre r materialets yta torr. Nra ytan kommer materialet vara i fuktjmvikt med den omgivande luften eller det omgivande materialet. Lngre in i materialet kan fukthalten fortstta vara s hg att fukttransporten kan ske delvis i vtskefas. Nra ytan mste dock transporten ske genom diffusion, vilket ger en lngsam uttorkning. Uttorkningen r inte stationr varfr materialets fuktlagrande frmga mste uppmrksammas. Under det andra skedet r nghalten i materialet ngonstans lika med mttnadsnghalten, v = vs(T). Under det tredje skedet r materialets nghalt mindre n mttnadsnghalten, v

2 Teori

Uppfuktningsmekanismer Ett material fuktas upp genom olika mekanismer beroende p hur materialet frvaras. Det skiljs mellan i huvudsak tre olika situationer d ett material kan ta upp fukt, nmligen material i kontakt med fuktig luft, material i kontakt med fritt vatten och material i kontakt med andra material. D materialet str i kontakt med fuktig luft r dess hygroskopiska egenskaper bestmmande. Fukt upptas i materialet genom tv fenomen, nmligen adsorption och kapillrkondensation. Vid lga relativa fuktigheter r det huvudsakligen adsorption som verkar, medan det vid hgre vrden p den relativa fuktigheten frmst r kapillrkondensation som verkar. D materialet str i kontakt med fritt vatten, eventuellt under vertryck, r den kapillrsugande frmgan bestmmande. Nr materialet str i kontakt med annat material r bde de hygroskopiska egenskaperna och den kapillrsugande frmgan bestmmande. (Nevander & Elmarsson, 1994)

2.1.3 Sorptionskurvan D ett material lagras i en omgivning med konstant temperatur och relativ fuktighet kommer materialet med tiden att hamna i jmvikt med omgivningens fukthalt. Med jmvikt menas att materialet tar upp lika mycket fukt som det avger per tidsenhet. D materialet lagras vid olika relativa fuktigheter kan en kurva, sorptionskurva, ver jmviktstillstnden ritas. D ett material fuktas upp kallas kurvan fr absorptionskurva, och d det torkar ut kallas kurvan fr desorptionskurva. (Nevander & Elmarsson, 1994)

Hysteres Skillnaden mellan absorptions- och desorptionskurvorna benmns hysteres och beror till stor del p porernas form och struktur. Vid uttorkning kan vatten inneslutas i hligheter som inte fylls vid uppfuktning genom kapillrkondensation vid samma relativ fuktighet. Sorptionskurvans utseende redovisas principiellt i figur 2.1 nedan.

Figur 2.1: Sorptionskurvor (BML, LTH)

Hysteres r ofta ett problem vid fltmtningar d det r oskert om materialet befinner sig i en uppfuktnings- eller uttorkningsfas, varvid mtresultaten kan vara svrbedmda. (Nevander & Elmarsson, 1994)

6


Temperaturberoende Sorptionskurvorna hos ett material bestms isotermiskt, det vill sga vid konstant temperatur. Normalt bestms sorptionskurvan vid 20 C och tillmpas p de flesta byggnadsmaterial vid avvikande temperaturer eftersom temperaturberoendet r litet inom det byggtekniskt mest intressanta temperaturomrdet. Sorptionskurvans temperaturberoende visas principiellt i figur 2.2 nedan. (Nevander & Elmarsson, 1994)

Figur 2.2: Sorptionskurvans temperaturberoende (Nevander & Elmarsson, 1994)

Sorptionskurvor fr gips I studien anvnds sorptionskurvor frn Nevander & Elmarsson (1994) och Hedenblad (1996), se figurerna 2.3 och 2.4. Sorptionskurvorna r hos Nevander & Elmarsson(1994) bestmda fr gips med en densitet av 1240 kg/m3 och hos Hedenblad fr en densitet av 625 kg/m3. Hedenblads kurva r den allmnt vedertagna i branschen och den vi huvudsakligen anvnder oss av.

Figur 2.3: Nevander & Elmarsson (1994)

7

2 Teori

0

5

10

15

20

25

30

35

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 10RF [%]

w [kg/m3]

0

Figur 2.4: Desorptionskurva enligt Hedenblad (1996)

2.1.4 Fuktvandringens drivkrafter och riktningar Fuktdiffusion Diffusion r en lngsam process och sker mer eller mindre genom alla material. Fuktdiffusion avser en fukttransport i ngfas frn hgre till lgre nghalt, dr drivande potential r skillnad i nghalt. (Nevander & Elmarsson, 1994)

Fuktkonvektion Fuktkonvektion innebr att vattennga fljer med en luftstrm orsakad av totaltrycksdifferenser. Skillnader i totaltrycket kan uppst vid temperaturskillnader (termik), vindtryck eller ventilation. Genom en tt plastfolie sker ingen konvektion. (Nevander & Elmarsson, 1994)

Fukttransport i vtskefas Fr transport i vtskefas r vattenvertryck och kapillrsugning de viktigaste drivkrafterna. Transport genom vattenvertryck innebr att hela det ppna porsystemet r vattenfyllt och vattnet sker sig i frsta hand till de strsta porerna. Transport genom kapillrsugning innebr att de sm porerna vattenfylls frst och att de stora porerna ibland kan vara inaktiva eftersom den kapillra sugkraften i dessa r liten. Fr att kapillrsugning ska ske mste kapillrerna bilda ett sammanhngde system. Fukthalten verstiger d den kritiska fukthalten, wk. Transport i vtskefas, d w>wk, har i regel stor kapacitet jmfrt med ngdiffusion.

8


2.1.5 Fuktkllor Byggfukt Byggfukt r den mngd vatten som materialet eller byggnadsdelen mste avge fr att komma i jmvikt med omgivningen efter inbyggnad, se illustrerad definition i figur 2.5 nedan. Fukt kan tillfras materialet vid tillverkning, lagring, transport och byggnadsproduktion. (Nevander & Elmarsson, 1994)

Uttorkning av byggfukt r en process som ofta strcker sig ver flera r och efter att inflyttning skett. En stor del av byggfukten kommer att avges till inomhusluften som extra fukttillskott. Processen r icke stationr och varierar allts med tiden. (Ibid.)

Figur 2.5: Definition av byggfukt (BML, LTH)

Luftfukt

nghalten i inomhusluften bestms i frsta hand av utomhusluftens nghalt, fuktproduktionen inomhus och ventilationens storlek. Fuktproduktion inomhus kommer frn avdunstning frn mnniskor och djur, disk, tvtt, bad, duschning, rengring, matlagning, avdunstning frn vxter med mera. (Nevander & Elmarsson, 1994)

Fukttillskottet varierar i tid och rum och r naturligtvis strst i kk och badrum fr bostder. Fukttillskottet frn avdunstning r beroende av den omgivande luftens relativa fuktighet och dmpas d den relativa fuktigheten kar. Fuktproduktionen r sledes lgre p sommaren n p vintern. Medelvrdet fr fukttillskott r under uppvrmningsssongen 3,6 g/m3 i smhus och 2,9 g/m3 i flerbostadshus. Under sommarhalvret r fukttillskottet lgre p grund av fnstervdring och torkning av tvtt utomhus. (Ibid.)

Vid berkningar brukar ett relativt hgt vrde p fukttillskott, 4 g/m3, anvndas (Fuktcentrum hemsida).

9

2 Teori

Lckage Den vanligaste fuktskadan r orsakad av lckage frn installationer. Vid val av konstruktiv lsning br drfr konsekvenser av ett eventuellt lckage tas i beaktning. Vattenlckaget mste snabbt kunna upptckas och skadan bli s begrnsad som mjligt. Inbyggda vrme- och vattenledningar ska drfr i mjligaste mn undvikas. (Nevander & Elmarsson, 1994)

2.1.6 Lufttthet En byggnads lufttthet ver klimatskrmen r viktig. Effekter av konvektion och diffusion samt den isolerande frmgan pverkas negativt av ottheter. I ltta regelvggskonstruktioner utgrs luftttning oftast av en ngsprr i form av en polyetenfolie. ngsprren placeras vanligen direkt bakom gipsskivan eller ngot indragen i vggen vilket medger en installationsspalt. Vid en skillnad i totaltryck ver ngsprren uppstr ett massflde av luft, konvektion, genom ett eventuellt hl. Vilket hll luftstrmmen gr t r avgrande. En luftstrm frn kallt till varmt kar luftens fuktupptagande frmga och processen blir uttorkande. En luftstrm frn varmt till kallt kan, dremot, leda till att luften kyls av och kondenserar inuti vggens yttre del och drmed orsakar skador. En totaltrycksdifferens i lufttryck p ngra Pascal ger stor fukttransport genom ett litet hl. Skillnad i partialtryck fr vattennga ger dremot ett litet flde d den transporten sker genom diffusion. Fuktskador p grund av konvektion r vanliga. (Nevander & Elmarsson, 1994)

En god luftttning pverkar ven vindskyddets effektivitet. Vindskyddets frmga att hindra luft frn att blsa in i isoleringen beror av vggens tthet. Genomblsning frsmrar isoleringsfrmgan och ger drmed upphov till energifrluster. Inblsning genom klimatskalet kan ven ge estetiska och ohlsosamma problem d smutsflckar ltt uppstr kring ottheter. (Levin red., 1994)

2.1.7 Konsekvenser av inbyggd fukt Hlsorisker och elak lukt Under senare r har sjuka-hus-syndromet, eng. sick building syndrome SBS, uppmrk-sammats i medierna. Av vr tid spenderar vi i snitt 90 % inomhus, inomhusklimatet pverkar oss drmed under en stor del av dygnet. Symtomen fr SBS r olika men verlag kan det sammanfattas med mnniskor som mr dligt i nyproducerade hus (Nevander & Elmarsson, 1994). Alla orsaker till SBS r inte utredda och utver mtbara faktorer, som knda emissioner, framhvs ett kat fuktinnehll i nybyggda hus samt bristfllig ventilation som orsakssamband (Lindvall & Alm, 1992). Fukt inverkar p nedbrytning av material och r en frutsttning fr biologisk aktivitet (Elmroth et al., 1992). I gipsskivor r srskilt svart pappersmgel (Stachybotrys chartarum) besvrande och kan ge allergier (Redberg, 2003). Liten till mttlig risk fr mgelpvxt i gynnsam temperatur freligger vid en relativ fuktighet p 70 85 %, vid relativa fuktigheter verstigande denna niv r risken stor (Nevander & Elmarsson, 1994). Kemiska mnen frekommer vanligen i inomhusluft, men koncentrationen av enskilda mnen r oftast s lg att det r svrt att hrleda hlsobesvr till dem (Lundgren & Pettersson, 1992). Mnniskan r dessutom i mnga fall knsligare n ett mtinstrument. Emissioner frn inbyggda material r svrare att motverka n exempelvis emissioner frn mbler vilka ltt kan bytas ut. Hg fuktighet och/eller hg temperatur underlttar emissioner frn material.

10


Fuktbetingade rrelser Mnga material svller och krymper d materialets fukthalt ndras, vilket kan leda till sprickbildning, skevhet och vlvning. Av denna anledning ska inte trbaserade skivor anvndas som underlag bakom kakel. 50 % av svllningen i trbaserade material sker i det vre hygroskopiska omrdet, RF > 70 %. Svllning och krympning i trbaserade produkter r stor i frhllande till gipsskivor. (Nevander & Elmarsson, 1994)

Energianvndning Fuktiga material har en negativ inverkan p byggnadens energianvndning, ett fuktigt material har strre vrmeledningsfrmga n ett torrt. Uttorkning av ett material krver ocks energi vilket medverkar till en hgre energianvndning. (Nevander & Elmarsson, 1994)

Estetiska aspekter Fukt kan lmna kvar mrken efter uttorkning. Mgel och blnadssvampar, orsakade av fukt, missfrgar ven underlaget. Kldbryggor kan orsaka ojmn nedsmutsning. (Nevander & Elmarsson, 1994)

11

2 Teori

2.2 Fuktdimensionering

Med fuktdimensionering avses de tgrder i byggprocessen som syftar till att skerstlla att byggnaden inte fr skador eller andra olgenheter som direkt eller indirekt orsakas av fukt. (Fuktcentrum hemsida). Genom en fuktdimensionering under projekteringen kan knsliga material bytas ut mot mindre knsliga alternativ. I rapporten undersks ett byggtekniskt alternativ som anses vara mindre knsligt n det traditionella.

Fr att frhindra att fuktskador uppstr br byggnader fuktdimensioneras precis som de dimensioneras statiskt. Fukt p fel stlle kan negativt pverka konstruktioners bestndighet, stabilitet och energibalans samt ge upphov till elak lukt, ohlsa och missfrgning. Skador p grund av fukt r vanliga och mycket kostsamma att reparera, drfr r det viktigt att beakta fuktaspekter redan vid projektering. (Nevander & Elmarsson, 1994)

Fr att undvika framtida fuktskador mste en viss skerhetsmarginal finnas. Dagens konstruktioner kan ha fr liten marginal eftersom kunskapen om fuktpverkan r liten. Fuktskerhetsarbetet r beroende av enkla och tillfrlitliga simuleringar och provningsmetoder, s lnge det saknas sdana r det svrt att fuktskra byggnader. Materialfabrikanter har en bristfllig provning av sina produkter innan de introduceras p marknaden men framfrallt saknas lngre fullskalefrsk tillsammans med omgivande material. Sambanden mellan varaktighet och fuktniver r betydande medan kunskapen r otillrcklig. Drfr br man istllet fr att utnyttja ett materials tlighet hlla material s torra som mjligt d kunskapen om materialen i sitt sammanhang r dlig. (BBR Byggvgledning)

2.2.1 Innehll och tillvgagngsstt Vid fuktdimensionering av byggnader tas hnsyn till fuktkllor, fuktmekanik, material-egenskaper, kritiska fukttillstnd samt fuktskaderisker som r aktuella fr den specifika byggnaden. Arbetet med fuktteknisk dimensionering r oskert d underlag fr fuktkriterier, grnsvrden och materialegenskaper inte r helt utredda. Definiering av dessa r svrt d de r beroende av temperatur och varaktighet. Risk fr pverkan av ofrutsedda fel och felaktig anvndning eller sktsel br ocks beaktas. Riskbedmning fr fuktskerhet r relativt outredd. (Nevander & Elmarsson, 1994)

Fuktdimensionering utfrs under projekteringsskedet. Bygghandlingar kontrolleras fr att skerstlla att krav p tekniska egenskaper finns specificerade och att dessa egenskaper lyfts fram fr fuktknsliga material och konstruktioner. Detta r ndvndigt fr att en eventuell ersttning av materialet/konstruktionen inte blir fukttekniskt smre n ursprunglig lsning. Knsliga detaljutformningar kontrolleras och redogrs i utfrliga ritningar eller beskrivningar, grna med en arbetsgng om s r motiverat. I fuktdimensioneringen freskrivs ven hur och nr fukthalter ska mtas i tr och betong och hur de br rapporteras. Vid utformning och bedmning av detaljlsningar ska hnsyn tas till de byggtoleranser som gller och till verkligheten d noggrannheten i utfrandet inte br verskattas. (Nevander & Elmarsson, 1994)

Kontrollering av handlingar grs enklast med hjlp av en checklista dr de olika byggnadsdelarna systematiskt gs igenom med avseende p ovannmnda fuktkriterier. (Nevander & Elmarsson, 1994)

12


2.2.2 Ansvarsfrdelning Upphandling och inkp infr ett byggnadsprojekt sker oftast centralt och inkpare har ett stort ansvar d varor och produkter mste vara fukttekniskt likvrdiga de som r frordade i handlingarna. Det krvs byggnadsfysikalisk kunskap fr att p rtt stt erstta material och konstruktioner. En inkpare mste vara kunnig i vilka delar av konstruktionen och vilka material som r extra knsliga fr fukt fr att undvika misstag. (Nevander & Elmarsson, 1994)

Ansvaret fr att bygghandlingar fljs, utfrandekontroller och provning grs, samt att material hamnar p rtt plats ligger under produktionsskedet p ansvarig arbetsledare. Fuktskador som beror p fel i utfrande kan ha orsakats till exempel av kvarlmnat skrp, byggskador, otillrckligt vderskydd eller otillrcklig mtning av torkning av byggfukt. (Nevander & Elmarsson, 1994)

I frvaltningsskedet ligger ansvaret hos fastighetsgaren att driftsinstruktioner fljs och att skador utreds i erforderlig utstrckning innan tgrder grs. (Nevander & Elmarsson, 1994)

13

2 Teori

2.3 Gllande freskrifter och regler

Nedan redovisas de krav och regler som tillmpas vid byggnation av ltta vtrumsvggar.

2.3.1 Byggregler enligt Hus AMA 98 och RA 98 Hus Vtrum I utrymmen med hg fuktbelastning, till exempel storkk, bad- och duschanlggningar, ska stomme och stomkomplettering best av material med hg bestndighet mot kontinuerlig fuktpverkan. I vriga vtrum, till exempel badrum i bostder, kan ven skivkonstruktioner anvndas om de har dokumenterat hg fuktstabilitet och monteras s att rrelser minimeras. Underlaget ska vara anpassat till aktuell vggbekldnad och fuktpverkan. Om skivvggar beklds med vattentta skikt p bda sidor ska utrymmet mellan skivorna ventileras. (RA 98 Hus)

Tr Ur fuktsynpunkt ska skydd mot rta stadkommas genom konstruktivt trskydd, vilket innebr att konstruktionen utformas s att trets fuktkvot endast under korta perioder verskrider 20 % (RA 98 Hus). Dr inget annat anges fr virke vid inbyggnad ha en fuktkvot som hgst motsvarar fuktkvotsklass 18, det vill sga med maximal fuktkvot 22. Virket ska vid inbyggnad vara fritt frn smuts och mgel. Mellan syll och betong ska ett fuktskydd placeras. (Hus AMA 98)

Gips Gipsskivor som ska anvndas i vtutrymmen ska frses med vattentta ytskikt. Fr att uppn ndvndig styvhet i vggar med gipsskivor med bredd av 900 mm som ska bekls med fogplattor av kakel ska regelavstndet vara hgst 450 mm vid enkel skiva 9,0 - 13,0 mm tjocklek (RA 98 Hus). kad styvhet kan stadkommas genom anvndning av hrda gipsskivor eller flera lager av gipsskivor.

ngsprr ngsprr av LD-polyeten fr inte kontinuerligt utsttas fr hgre temperatur n 35 C d det finns risk fr att plasten bryts ned (RA 98 Hus). Detta mste srskilt beaktas vid rrdragning fr vrme i yttervggar och golv. Plastfoliens skarvar klms eller svetsas, klmda skarvar utfrs med verlapp om minst 200 mm (Hus AMA 98). En guide fr praktiskt genomfrande finns i Adalberth (1998). Tejpning av skarvar rekommenderas inte d tejpen har otillrcklig bestndighet (Nevander & Elmarsson, 1994). ngsprren ska placeras med anliggning mot vrmeisoleringen (Hus AMA 98).

2.3.2 Byggregler enligt BBR Allmnna fuktkrav

Byggnader ska utfras s att det inte uppstr skador, mikrobiell tillvxt, elak lukt eller andra olgenheter p grund av byggfukt eller intrngande fukt. Fr vtutrymmen gller att ytskikt, fogar, anslutningar och genomfringar utformas s att rengring underlttas. Fogar, anslutningar, infstningar och genomfringar ska vara vattentta. (BBR)

14


Krav p lufttthet Genomsnittligt luftlckage genom byggnadens klimatskrm ska enligt kapitel 9 i BBR vid 50 Pa tryckskillnad fr bostder inte verstiga 0,8 l/(sm2) (BBR).

Krav p vattentthet Beroende p anvndningsomrde delas vgg- och golvkonstruktioner in i olika tthetsklasser. Vattenavvisande ttskikt, VA, ska anvndas d golv och vggar utstts fr vattenstnk, vtrengring, kondensvatten och hg luftfuktighet. Vattenavvisande ttskikt r enligt PERs branschregler kakel- eller klinkerplattor monterade utan ttskikt. (BBR)

D golv och vggar utstts fr vattenspolning, vattenspill eller utlckande vatten ska ytskiktet vara vattenttt, VT, om angrnsande byggnadsdelar och utrymmen inte tl sdan fuktpverkan. Figur 2.6 nedan visar skillnad i uppbyggnad av vattenttt respektive vattenavvisande ttskikt. (Ibid.)

Figur 2.6: Vattenttt respektive vattenavvisande ttskikt

2.3.3 PERs branschregler fr vtrum Plattsttningsentreprenrers Riksfrening, PER, grundades 1954 och bestr av svenska fretag med plattsttningsentreprenader som huvudsaklig verksamhet.

PERs branschregler fr vattentta keramiska vggbekldnader och golvbelggningar i vtutrymmen r framtagna av den byggkeramiska branschen genom Byggkeramikrdet och uppfyller kraven fr ttskikt enligt Boverkets Byggregler. Reglerna gller inte fr bassnger och bassngrum eller bekldnader med tjocka skikt av bruk med membranisolering av asfalt eller liknande material. Golv- och vggkonstruktioner fr vtrum mste vara godknda av Byggkeramikrdet. Konstruktionerna mste typprovas och godknnas vart femte r. (BKR hemsida)

Generella krav p underlag

I frsta hand ska massiva, icke fuktknsliga konstruktioner, ssom betong, lttbetong eller putsat murverk, anvndas som underlag i vtutrymmen. I bostder kan ven skivkonstruktioner anvndas som underlag. Generellt ska underlaget vara torrt och rengjort frn lsa partiklar, spackelrester, formolja och dylikt. Underlagets fukthalt ska hllas p lgsta mjliga niv. (BKR hemsida)

15

2 Teori

Krav p skivkonstruktioner I vtutrymmen ska skivkonstruktioner vara dokumenterat lmpliga eller avsedda som underlag fr keramiska plattor. Skivor fr vid uppfuktning inte ndra storlek eller rra sig i lngsled, ej heller buckla d den keramiska konstruktionen kan skadas och vattenttheten frsmras. Drfr fr skivor av tr inte anvndas som underlag i vggkonstruktioner. En vattentt vggbekldnad r i det nrmaste diffusionstt och vid yttervggar ska drfr inte ngon ytterligare ngsprr utfras i konstruktionen. (BKR hemsida)

Ttskikt Ttskikt ska vljas efter tillverkarens godknda konstruktion. Det ska vara rekommenderat fr det aktuella underlaget och anvndas efter tillverkarens anvisningar. Ttskiktet ska vara synligt under och efter pstrykning. (BKR hemsida)

Det finns ttskikt av tv slag, deformationsupptagande och ej deformationsupptagande. De ej deformationsupptagande ttskikten kallas fr tunnflytande dispersioner. Tjockflytande massor och plastmattor r deformationsupptagande. Tjockflytande massor pfres i tjocklekar kring 1 mm. Fr vggar rekommenderas att ttskikten ska vara deformationsupptagande. P stabila skivkonstruktioner, ssom gipsvggar, kan ven tunnare ttskikt anvndas. (Ibid.)

Frseglingar anvnds vid skivskarvar och hrn fr att ta upp rrelser frn skjuv- och dragbelastning s att ttskiktets tthet bibehlls. Vid underlag av slta skivmaterial anvnds en tunn sjlvhftande tejp, som ven ska fstas ver skruvrader d tunna ttskikt anvnds. (Ibid.)

Fstmassor Fstmassa ska fr VT-konstruktioner flja ttskiktstillverkarens godknda konstruktion. Fr skivvggar kan fstmassa vljas utan krav p deformationsupptagande frmga. Fstmassa ska pfras i sdan mngd att hela utrymmet mellan plattan och underlaget blir utfyllt med fstmassa. Vid skivvggar kan fstmassa vljas utan krav p deformationsupptagande frmga. (BKR hemsida)

Fogmassor Fogmassor kan vara deformationsupptagande eller ej deformationsupptagande. Vid rrelse-fogar ska mjukfog avsedd fr vtutrymmen anvndas. (BKR hemsida)

Spackel Fr vtrum rekommenderas att spackling utfrs med produkter av mineraliskt bundet, vattenfast material med bindemedel av typen cement, gips (anhydrit) eller likvrdigt. Spackel med organiska bindemedel, ssom sandspackel, ska ej anvndas. (BKR hemsida)

2.3.4 Materialhantering enligt Hus AMA 98 I Hus AMA 98 beskrivs krav p olika byggnadsdelar och p utfrande, hur material ska hanteras i byggprocessen omnmns inte specifikt. Funktionskrav kopplade till hantering finns beskrivna.

16


2.3.5 Materialhantering enligt BBR I BBR beskrivs en vergripande materialhantering. Allmnt ska byggnadsmaterial hanteras s att dess kritiska fukttillstnd inte verskrids i ngot skede av byggprocessen. Under projektering och planering av ett byggprojekt ska frutsttningar ges fr en fuktsker materialhantering. Lagrade och monterade material och konstruktioner skyddas med vl luftad tckning utan risk fr skadlig kondensfukt. Byggarbetsplatsen ska ges frutsttningen att ha beredskap att omgende ta hand om levererade material och produkter. Lagringsplats vljs frhllandevis torr, vl drnerad, med god avrinning drifrn och utan risk fr jordstnk vid nederbrd. Byggentreprenren ska kontrollerna materialens fukttillstnd bde vid leverans och fre inbyggnad. Det r srskilt viktigt att kontrollera fuktknsliga material, fuktiga material som ansluts mot fuktknsliga material och konstruktioner samt material i tta, oventilerade konstruktioner med begrnsad uttorkningsmjlighet. (BBR Byggvgledning)

Oorganiska material Oorganiskt material kan angripas av nedbrytande mikroorganismer om det smutsas ner av humushaltig- eller annan organisk smuts. Fr att undvika angrepp ska oorganiskt material hllas rent och torrt. (BBR Byggvgledning)

Trbaserade material Tr och trbaserade material har en god bestndighet om de behandlas torrt och rent. Tr och trbaserade material r organiska vilket innebr att de innehller nring t mikroorganismer. Nedbrytande organismer behver fukt fr att trivas och drfr r det viktigt att hlla organiskt material torrt. Allt virke kan vid tidigare hantering frn avverkning till sgverk och byggarbetsplats utsatts fr frhllanden som gynnat pverkan frn mikroorganismer. Tillflliga angrepp av mgel, blnad och andra mikroorganismer underlttar fr framtida angrepp genom att gra tret knsligare och mindre motstndskraftigt mot fukt. Hur tr frvaras pverkar allts risken fr rta och nedsatt hllfasthet senare under en byggnads livslngd. Drfr br virke skyddas mot vta ssom nederbrd, markfukt och kondens samt nedsmutsning med humus och annat organiskt material som kan vara angripet av mikroorganismer. Lagring br ske fritt, luftat och uppallat frn marken. (BBR Byggvgledning)

17

2 Teori

2.4 Ingende material Tekniska egenskaper

Fljande kapitel behandlar material som ingr i frsksvggarna. Det ligger en svrighet i att vlja korrekta materialdata d det fr mnga material saknas uppgifter. Mnga materialdata varierar med antingen temperatur eller relativ fuktighet eller rent av bda varfr det r extra komplicerat att vlja korrekta data.

2.4.1 Vindskydd Vindskyddet Halotex W10 r ett diffusionsppet vindskydd. Materialet r uppbyggt av en stomme i fiberduk och belagt med PE-copolymer. nggenomgngsmotstndet r


Figur 2.7: Principen fr vattenavvisande impregnering jmfrt med oimpregnerat material

Vid normala variationer i luftens RF r de fuktbetingade rrelserna obetydliga. Lngdndring nr RF varierar frn 40 % till 90 % r 0,04 %. Tjocklekssvllning r frsumbar. nggenom-gngsmotstnd r enligt tillverkaren frsumbart. (Danogips hemsida)

Vtrumsgips skiljer sig frn standardgips och utegips. nggenomgngsmotstndet r lgre fr vtrumsgips. Dessutom r standardgips och utegips inte impregnerade eller glasfiberarmerade. Tjocksvllning hos utegips r strre n fr vtrumsgips och standardgips. Densiteten hos vtrumsgipsen r 1000 kg/m3 (Ibid.)

2.4.7 Ttskikt Ttskiktet r uppbyggt av ett dispersionsbaserat membran, bestende av 55 % syntetgummi-dispersion och 45 % mineraliskt fyllmedel (CC Hgans hemsida).

19

2 Teori

2.5 Mtutrustning

Nedan beskrivs de mtinstrument som anvnds i frsken. RF-givare, termistor och fuktkvotsmtare ingr i vggfrsket. Fr bestmning av sorptionskurva anvnds vg kopplad till ett Matlab-program.

2.5.1 Mtare fr relativ fuktighet RF-givare Till vggfrsket anvnds en RF-givare frn Honeywell, HIH-3610-002. RF-givaren r avsedd att anvndas inom omrden som kylning, torkning och meteorologi. Givaren r kapacitiv och ger en resistans som varierar med kapacitansen mot den fuktiga luften (Elfa hemsida). RF-givaren r mycket liten och kan byggas in i vggen utan att stra vggens uppbyggnad. Storleken r avgrande d den ska placeras p vtrumgipsen och tckas med ttskikt, fog och kakel. RF-givaren r uppbyggd i skikt, det skyddar den mot strning av exempelvis damm eller olja. Sensorn r knslig mot UV-ljus varvid anvndning i oskyddade miljer blir begrnsad. I figur 2.8 visas RF-givare och termistor sammansatta fr inbyggnad i vgg. (Honeywell hemsida)

Reaktionstiden fr givaren r 15 sekunder vid 25 C i luft som rr sig lngsamt. Noggrannheten r 2 % RF i omrdet 0 100 % RF, vid 25 C under frutsttning att vatten inte kondenserar p sensorn. Vid lngre exponering i luft med relativ fuktighet 90 % sker en reversibel frndring av mtresultatet p 3 % RF som tergr vid kalibrering. Vid lnga mtperioder r stabiliteten hos givaren 1 % RF vid 50 % RF efter 5 r. D vatten kondenserat p sensorn mste givaren kalibreras fr att visa riktiga mtvrden. Detta grs i 10 % RF vid 20 C. (Ibid.)

Figur 2.8: RF-givare med termistor

2.5.2 Termistor Termistorn r en resistansgivare, uppbyggd av ett halvledarmaterial dr motstndet ndras proportionellt med temperaturen. Sambandet resistans/temperatur r olinjrt och definieras av fabrikanten. Termistorn har hg resistans och r drfr oknslig fr kabels tvrsnittsarea. Det mekaniska mttet r litet, givarens diameter kan variera mellan 0,5 och 2 mm. Tack vare den ringa storleken ndras motstndet i termistorn snabbt, drfr r mtnoggrannheten god, ngon tiondels grad. (Mitec hemsida)

20


2.5.3 Mtare fr fuktkvot i tr Resistiva fuktkvotsmtare baseras p sambandet mellan materialets fuktkvot och dess likstrmsresistans. Fr tr varierar resistansen med fuktinnehll, trslag, temperatur, innehll av harts och salter samt mtarens placering. (Ohlsson div)

Beroende p hur djupt elektroderna sls in i materialet kommer det omgivande klimatets variationer ha varierande pverkan. Sls elektroderna i grunt i materialet kommer det omgivande klimatet ha strre och snabbare pverkan p fuktkvoten n om elektroderna sls i djupt. (Ibid.)

I vggfrsket anvnds en fuktkvotsmtare av typen Protimeter Mini Digital, som mter fuktkvoter i intervallet 8 85 % med en mtonoggrannhet p mindre n 1 % i omrdet 8 28 %. (Ibid.)

2.5.4 Vg med tillhrande program Vgen fr vgning av gipsprover r kopplad till ett program, Weighsimple, i Matlab. Programmet r utvecklat av Lars Wads, LTH. Mtning sker med 1/10 000-dels grams noggrannhet. D programmet registrerat fem likvrdiga mtvrden i fljd registreras vgningen.

21

3 Frsk

22


3 Frsk

3.1 Uttorkning av fukt i vtrumsyttervggar

De frsk studien bygger p, r observationer av uttorkningsfrloppet fr tre olika vggtyper. Vggtyperna vljs utifrn en vanlig konstruktion, variationerna motsvarar hur konstruktionen vanligen utfrs, hur den egentligen ska utfras samt en alternativ lsning. Frsket har ndrat inriktning under frskstiden. Tv av tre gipsskivor var hgt uppfuktade vid inbyggnad. Den tredje gipsskivan hade en mer normal fukthalt vid frskets start. De mtinstrument som brukas, anvnds hr fr frsta gngen i denna typ av frsk. Mtinstrumenten vljs d deras storlek mjliggr inbyggnad mellan gipsskivan och det rollade ttskiktet. Frskets lngd vljs till 100 dygn.

3.1.1 Frsksuppstllning I studien utfrs frsk p tre vggtyper som r aktuella som vtrumsyttervggar. Vggtyperna varieras med avseende p ngsprren, i vrigt r de identiskt uppbyggda. Gipsskivorna r i tv av frsksmodellerna uppfuktade vid montering. Uttorkningsfrloppet registreras av inbyggda givare som mter relativ fuktighet och temperatur p gipsens fram och baksida. Mtning av fuktkvot utfrs i regelvggens vertikala reglar fr att se om fukten i gipsskivorna pverkar bakomliggande reglar. Frsket utfrs i V-husets laborationshall p Lunds Tekniska Hgskola. Frsksuppstllningen byggs upp i en klimatkammare, bestende av tv rum med en skiljevgg, dr skiljevggen byggs upp av de vggtyper som ingr i frsket. Olika klimat uppns p respektive sida av skiljevggen, p s stt kan frsket utfras med utomhusklimat p ena sidan av vggen och inomhusklimat p den andra. Klimatkammarens skiljevgg r cirka 3 m hg och 3 m lng, principiell figur ver vggen visas i figur 3.1 nedan.

Vggtyp 1 Vggtyp 2 Vggtyp 3 Utsida ~ -4 C, RF ~ 95 %

Insida ~ 20 C, RF ~ 30 %

Figur 3.1: Frsksvggen uppbyggd som skiljevgg

23

3 Frsk

3.1.2 Vggtypernas konstruktion Vggtyp 1 Traditionell vtrumsyttervgg med dubbla ttskikt enligt fljande uppbyggnad; Vindskydd, Halotex W10, 0,5 mm Isolering och reglar 195 mm ngsprr, Tenott 0,2 mm Vtrumsgips 12,5 mm Ttskikt Kakelbekldnad

Figur 3.2: Vggtyp 1 i sektion

Vggtyp 2 Vtrumsyttervgg med ngsprr utbytt mot en lufttt ngbroms enligt fljande uppbyggnad; Vindskydd, Halotex W10, 0,5 mm Isolering och reglar 195 mm ngbroms, Halotex D50, 0,2 mm Vtrumsgips 12,5 mm Ttskikt Kakelbekldnad

24



Vggtyp 3 Vtrumsyttervgg med enkelt ttskikt enligt fljande uppbyggnad; Vindskydd, Halotex W10, 0,5 mm Isolering och reglar 195 mm Vtrumsgips 12,5 mm Ttskikt Kakelbekldnad


25

3 Frsk

3.1.3 Mtinstrument Mtinstrument fr att mta relativ fuktighet respektive temperatur i vggen vljs utifrn storlek, funktion och kostnad. RF-givaren r en Honeywell HIH-3610-002 och temperaturmtaren r en termistor vilka beskrivs i teorikapitlet. Honeywellinstrumenten har inte anvnds tidigare p Avdelningen fr Byggnadsfysik. Mtpunkterna r svrtkomliga inuti konstruktionen och leverering av mtdata behvs kontinuerligt under frskets lngd. Kabeln frn mtinstrumenten kopplas till en mtdator vilken omformar signaler ver mtinstrumenten till mtvrden, formler fr omformning redovisas i bilaga 1. D mtinstrumenten byggs in r det ocks viktigt att de r underhllsfria. De valda instrumenten r sm och kan drfr monteras mellan gipsskiva och ttskikt.

RF-givaren har tre utgngar och termistorn har tv. Mtinstrumenten monteras tillsammans, utgngarna lds fast mot varsin ledare i en platt femledarkabel. Varje ldning tcks med en krympslang och en strre krympslang monteras sedan ver anslutningarna. Den stora krympslangen skyddar delvis RF-givaren och termistorn men RF-givarens sensor lmnas otckt. Mtinstrumenten tejpas p gipsskivans in- och utsida med RF-givarens sensor in mot gipsskivan, figur 3.5 nedan. Tejpen skyddar sensorn vid applicering av ttskikt och pverkar troligtvis inte mtningarna. Mtinstrument och kabel p gipsens insida rollas drefter ver med ttskikt.

Figur 3.5: Givare monterad p gipsskiva, skyddad med silvertejp

Fuktkvotsmtning sker manuellt, stift sls in i reglarna bakom gipsskivorna, se figur 3.6 nedan. En kabel dras frn varje stift och placeras ltttkomligt utanfr vggen.

Figur 3.6: Stift fr mtning av trfuktkvot i regelstomme

26


3.1.4 Mtning Mtning av RF och temperatur i vggen sker en gng per timme, dygnet runt. Med dessa parametrar kan nghalten bestmmas. nghalt och temperatur behvs fr de berkningar och simuleringar som utfrs. Mtutrustningen i vggen r kopplad till en mtdator som tms kontinuerligt, se figur 3.7 nedan. Fuktkvot mts manuellt.

Figur 3.7: Mtdator HMG

Mtpunkter i omgivningen Fr att mjliggra fr jmfrelser mellan frsksresultat och motsvarande berkningar mts temperatur och relativ fuktighet ven i omgivningens luft. Genom att jmfra omgivningens klimatvariationer med vggens mtvrden fs ven ett mtt p vggens och givarnas reaktionstid gentemot omgivande klimat. Mtningen utfrs med samma typ av givare som finns inbyggda i frsksvggen. Givare finns placerade i rummen p respektive sida om frsksvggen.

Mtpunkter i frsksvggen I frsksvggen mts relativ fuktighet och temperatur p gipsens yta. Varje vggtyp frses med fyra mtpunkter, tv p gipsens framsida och tv p gipsens baksida. Mtarna r placerade mitt p skivan mellan bakomliggande reglar, se figur 3.8 nedan. Stift fr mtning av fuktkvot monteras i mittregeln p varje vggtyp i samma hjd som vriga mtinstrument. Islagsdjupet p elektroderna r ungefr 10 mm.

Figur 3.8: Schematisk bild ver mtpunkter p gipsskivorna i frsksvggen

Vggtyp 1 Vggtyp 2 Vggtyp 3

6 8, 28 14 16, 26 24 22

2 (4) 10 12 18 20

Utsida ~ -4 C, RF ~ 95 %

Insida ~ 20 C, RF ~ 30 %

27

3 Frsk

3.1.5 Frskets begrnsningar Uttorkningen av vggen sker utan fukttillfrsel p vggens yta, vilket varit normalt vid duschplats i ett badrum. Luftfuktigheten i klimatrummet r lg och ej varierad vilket ej heller stmmer verens med ett verkligt badrumsklimat dr bde luftfuktighet och temperatur r hgre och mer varierad n i frsket. Vggtypen utan ngsprr/ngbroms, vggtyp 3, har en torr gipsskiva vid frskets start, uttorkningen kan drfr inte jmfras med de vriga vggtyperna.

3.1.6 Mtresultat Nedan redovisas de resultat som uppmtts p vggfrsket. Resultat fr bde nghalt och RF redovisas. Resultaten r uppdelade enligt Trreglar, Omgivande klimat, Medelvrden fr alla vggtyper, Vggtyp 1, Vggtyp 2, samt Vggtyp 3. Avbrott p mtkurvorna hrstammar frn en felskning och r inte orsakade av givarna. Felskningen orsakades av att vi trodde att RF-givarna visade p fr hga luftfuktigheter. Aggregatet i det varma klimatrummet gr snder efter det 93:e dygnet, vilket tydligt ses i resultaten.

Trreglar Fuktkvoten fr trreglarna ligger under hela mtperioden under och omkring 8 %. Inga strre variationer registreras.

Omgivande klimat Det varma klimatrummet ska hlla temperaturen 20 C samt en relativ fuktighetsniv p 30 %. Temperaturen uppvisar fr mtperioden ett medelvrde p 19,5 C och ett medianvrde p 19,4 C. Hgsta uppmtta temperatur under perioden visar ett vrde p 27,2 C och lgsta 9,3 C. Den relativa fuktigheten under mtperioden visar ett medelvrde p 34,9 % och ett medianvrde p 33,7 %, i figur 3.9 nedan visas uppmtta RF-vrden fr det omgivande klimatet. D klimatrummens aggregat stngs av fr avfrostning av aggregatet i det kalla utrymmet en gng per dygn erhlls dygnstoppar p upp till 60 % i det varma utrymmet. Avfrostning sker mellan klockan tv och tre p natten. Lgsta uppmtta vrde under perioden visar en relativ fuktighet p 25,5 %. Dygnsvariationen i relativ fuktighet avspeglas i vggens relativa fuktighetsniver under uttorkningsprocessen, se figur 3.10 nedan. nghalten uppvisar ett medelvrde p 5,8 g/m3 under mtperioden. Lgsta uppmtta vrde visar en nghalt p 2,4 g/m3 och hgsta 11,2 g/m3. Uppmtt nghalt i det omgivande klimatet redovisas i figur 3.11 nedan.

28


0

20

40

60

80

100

120

0 2 6 9 13 16 19 22 26 29 32 35 39 42 46 50 54 58 62 66 70 74 78 81 85 89 92 96 100

Tid [dygn]

RF [%]

UteInne

Figur 3.9: RF i ute- respektive inneklimat

0

20

40

60

80

100

120

45 49 53 57 61 65

Tid [dygn]

RF [%]

Vggtyp 1Vggtyp 2Vggtyp 3UteInne

Figur 3.10: En tydlig strning registreras i klimatrummet under denna tidsperiod vilket avspeglas i vggen

29

3 Frsk

0

2

4

6

8

10

12

0 2 6 9 13 16 19 22 26 29 32 35 39 42 46 50 54 58 62 66 70 74 78 81 85 89 92 96 100

Tid [dygn]

nghalt [g/m3]

InneUte

Figur 3.11: nghalt i ute- respektive inneklimat

Det kalla klimatrummet ska hlla temperaturen 4 C samt en relativ fuktighetsniv strax under 100 %. Temperaturen uppvisar fr mtperioden ett medelvrde p 4,3 C och ett medianvrde p 4,5 C. Vid avfrostning av aggregatet har dygnstopparna under mtperioden normalt en temperatur p 1 C. Hgsta uppmtta temperatur under perioden visar ett vrde p 5,2 C och lgsta -9,4 C. Den relativa fuktigheten under mtperioden visar ett medelvrde p 96,9 % och ett medianvrde p 97,3 %. Lgsta uppmtta vrde under perioden visar en relativ fuktighet p 72,6 %, medan de hgsta vrdena visar p relativa fuktigheter p ver 100 %, se figur 3.9 ovan. De hga relativa fuktigheterna diskuteras i analysen, kapitel 5. nghalten uppvisar ett medelvrde p 3,3 g/m3 under mtperioden. Lgsta uppmtta vrde visar en nghalt p 2,0 g/m3 och hgsta 4,8 g/m3, se figur 3.11 ovan. Fukttillskottet, vFT, som visas i figur 3.12, varierar mellan 0,6 och 7,3 g/m3. Medelvrdet ligger p 2,4 g/m3 och medianvrdet p 2,3 g/m3.

30


0

1

2

3

4

5

6

7

8

0 2 6 9 13 16 19 22 26 29 32 35 39 42 46 50 54 58 62 66 70 74 78 81 85 89 92 96 100

Tid [dygn]

nghalt [g/m3]

Fukttillskott

Figur 3.12: Uppmtt fukttillskott i inneklimat

Medelvrden fr alla vggtyper Medelvrden av uttorkningsfrloppet fr nghalt och relativ fuktighet visar p tydliga skillnader i uttorkning fr de olika vggtyperna, figur 3.13 och figur 3.14 nedan. Strningar p kurvorna motsvaras av problem med klimatanlggningen i det varma klimatrummet.

0

20

40

60

80

100

120

0 2 6 9 13 16 19 22 26 29 32 35 39 42 46 50 54 58 62 66 70 74 78 81 85 89 92 96 100

Tid [dygn]

RF [%]

Vggtyp 1Vggtyp 2Vggtyp 3

Figur 3.13: Medelvrde p RF fr de tre vggtyperna

31

3 Frsk

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

0 2 6 9 13 16 19 22 26 29 32 35 39 42 46 50 54 58 62 66 70 74 78 81 85 89 92 96 100

Tid [dygn]

nghalt [g/m3]

Vggtyp 1Vggtyp 2Vggtyp 3

Figur 3.14: Medelvrde p nghalten fr de tre vggtyperna

32


Vggtyp 1 I vggtyp 1 monteras en fuktig gipsskiva i vggkonstruktionen. Vid frskets start varierar den relativa fuktigheten mellan 93 % och 98 % vid de olika mtpunkterna. Mtpunkt 4 utgr ur frsket p grund av kabelbrott. Mtpunkt 28 r monterad i efterhand som komplement till de vriga givarna i vggen. Uppstllning visas i figur 3.15 nedan.

6 8, 28

2 (4)

Vggtyp 1

Utsida ~ -4 C, RF ~ 95 %

Insida ~ 20 C, RF ~ 30 %

Figur 3.15: Mtpunkter p gipsskiva i vggtyp 1 Givarna visar under uttorkningen jmna RF-vrden och de fljer varandra vl, se figur 3.16 nedan. Fram till dygn 40 torkar gipsskivan lngsamt, drefter sker uttorkning med en hgre hastighet. Brytpunkten motsvaras av ett RF-vrde p cirka 90 %. Efter 100 dagar har vggens RF-vrden sjunkit till mellan 57 % och 68 %. Mtvrdena p gipsens utsida varierar s att mtpunkterna 8 och 28 har ett hgre RF-vrde n mtpunkt 6. Temperaturen bakom gipsskivan varierar s att mtpunkterna 8 och 28 har en ngot hgre temperatur n mtpunkt 6.

33

3 Frsk

0

20

40

60

80

100

120

0 2 6 9 13 16 19 22 26 29 32 35 39 42 46 50 54 58 62 66 70 74 78 81 85 89 92 96 100Tid [dygn]

RF [%]

Ch2Ch6Ch8Ch28

Figur 3.16: Diagram p uttorkningsfrlopp, RF, fr vggtyp 1

nghaltens startvrde r 15 g/m3 fr alla givare och vid mtslut r medelvrdet drygt 9 g/m3, se figur 3.17 nedan. Mtpunkt 8 har vid mtslut det hgsta vrdet, cirka 10 g/m3. Mtpunkt 28 ligger p 9,1 g/m3 och mtserie 2 och 6 ligger p 8,8 g/m3. Mtpunkterna nrmast vggtyp 2, punkt 8 och 28, har hgre vrden n mtvrdena mot omgivande vgg.

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

0 2 6 9 13 16 19 22 26 29 32 35 39 42 46 50 54 58 62 66 70 74 78 81 85 89 92 96 100

Tid [dygn]

nghalt [g/m3]

Ch2Ch6Ch8Ch28

Figur 3.17: Diagram p uttorkningsfrlopp, nghalt, fr vggtyp 1

34


Vggtyp 2 I vggtyp 2 monteras en fuktig gipsskiva i vggkonstruktionen. Vid frskets start varierar den relativa fuktigheten mellan 92 % och 98 % vid de olika mtpunkterna. I mtpunkt 12 visar mtningen initiellt 115 %, vilket troligtvis beror p att vatten kondenserat p mtinstrumentets sensor. Mtvrdena ansluter senare till de vriga kurvorna. Mtpunkt 26 r monterad i efterhand som komplement till de vriga givarna i vggen. Uppstllning visas i figur 3.18 nedan.

Vggtyp 2

14 16, 26

10 12

Utsida ~ -4 C, RF ~ 95 %

Insida ~ 20 C, RF ~ 30 %

Figur 3.18: Mtpunkter p gipsskiva i vggtyp 2 Givarna visar under uttorkningen jmna RF-vrden och de fljer varandra vl, om n inte lika vl som fregende vggtyp, se figur 3.19 nedan. Efter 30 dygn torkar gipsskivan med en hgre hastighet n innan. Brytpunken motsvaras av ett RF-vrde p cirka 85 %. Mot slutet av frsksperioden avstannar uttorkningen ngot. Efter 100 dagar har vggens RF-vrden sjunkit till mellan 34 % och 41 %. Mtvrdena p gipsens utsida varierar s att mtpunkt 14 har ett hgre RF-vrde n mtpunkt 16 och 26. Mtvrdena p gipsens insida varierar s att mtpunkt 10 har ett hgre RF-vrde n mtpunkt 12. Temperaturen i mtpunkterna r mycket jmn.

35

3 Frsk

0

20

40

60

80

100

120

0 2 6 9 13 16 19 22 26 29 32 35 39 42 46 50 54 58 62 66 70 74 78 81 85 89 92 96 100

Tid [dygn]

RF [%]

Ch10Ch14Ch12Ch16Ch26


nghaltens startmedelvrde r 15 g/m3 och vid mtslut r medelvrdet 6 g/m3, se figur 3.20 nedan. Mtpunkt 14 har vid mtslut det hgsta vrdet, cirka 6,5 g/m3. Mtpunkt 10 ligger p 6,2 g/m3 och mtpunkterna 12, 16 och 26 ligger p cirka 5,5 g/m3. Mtvrdena nrmast vggtyp 1, i punkt 10 och 14, r hgre n mtvrdena nrmast vggtyp 3.

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

0 2 6 9 13 16 19 22 26 29 32 35 39 42 46 50 54 58 62 66 70 74 78 81 85 89 92 96 100

Tid [dygn]

nghalt [g/m3]

Ch10Ch12Ch14Ch16Ch26


36


Vggtyp 3

I vggtyp 3 har en torr gipsskiva monterats i vggkonstruktionen. Vid frskets start varierar den relativa fuktigheten mellan 33 % och 36 % vid de olika mtpunkterna. Uppstllning visas i figur 3.21 nedan.

Vggtyp 3

24 22

18 20

Utsida ~ -4 C, RF ~ 95 %

Insida ~ 20 C, RF ~ 30 %

Figur 3.21: Mtpunkter p gipsskiva i vggtyp 3 Givarna visar under uttorkningen jmna RF-vrden och de fljer varandra vl, se figur 3.22 nedan. RF-vrdena r jmna men har dygnsvarierande toppar under uttorkningsfrloppet. Variationerna motsvaras av dygnsvariationer i insidans klimat. Nr uttorkningen avstannar och kurvan planar ut frsvinner variationerna. Vid dygn 20 avstannar uttorkningshastigheten och vid dygn 50 r uttorkningen avslutad. Efter 100 dygn har vggens RF-vrden sjunkit till mellan 18 % och 21 %. RF-vrdena r grupperade s att mtpunkt 18 och 24 har hgre mtvrden n mtpunkt 20 och 22. Skillnaderna r sm och resultaten diskuteras i analysen i kapitel 5.

37

3 Frsk

0

20

40

60

80

100

120

0 2 6 9 13 16 19 22 26 29 32 35 39 42 46 50 54 58 62 66 70 74 78 81 85 89 92 96 100

Tid [dygn]

RF [%]

Ch18Ch22Ch24Ch20


nghaltens startmedelvrde r drygt 5 g/m3 och vid mtslut r medelvrdet 3 g/m3, se figur 3.23. Mtpunkt 18 har strax innan mtslut det hgsta vrdet, 3,4 g/m3. Mtpunkt 24 ligger p 3,1 g/m3, mtpunkt 20 2,9 g/m3 och mtpunkt 22 2,8 g/m3. Mtvrdena nrmast vggtyp 2, i punkt 18 och 24, r hgre n mtvrdena nrmast omgivande vgg.

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

0 2 6 9 13 16 19 22 26 29 32 35 39 42 46 50 54 58 62 66 70 74 78 81 85 89 92 96 100

Tid [dygn]

nghalt [g/m3]

Ch18Ch20Ch22Ch24


38


3.1.7 vriga iakttagelser Kondens p vindskyddets insida P vindskyddets insida kondenserar vatten under de frsta frsksveckorna. Den kondenserade mngden r relativt stor och vatten rinner ner lngs vindskyddet och fryser.

RF-givare RF-givarna levererar jmna mtvrden under frskets gng. Vid strningar i klimatrummens klimat reagerar givarna snabbt. Mtvrdena frn vggen fljer med kort frdrjning de registrerade ndringarna i klimatrummens givare. I brjan av mtningen gav ngra av givarna fr hga mtvrden, den relativa fuktigheten visade p lngt ver 100 %. Dessa kurvor sjunker senare fr att ansluta sig till de andra mtpunkternas kurvniver. Mtarna fungerar i stort sett problemfritt under frskets lngd, 100 dygn.

Kalibrering av RF-givare Efter frskets avslut kalibreras de RF-givare som r tkomliga utan att vggen behver rivas. Kalibrering sker med hjlp av en Thunder, en kalibreringskammare fr RF-givare. Givarna testas vid RF-niverna 20, 30, 50, 75, 85, 90 samt 95 %.

Kalibreringens resultat visar att givarna fljer varandra och kalibreringskurvan vl men att spridningen kar med kat RF, se figur 3.24 nedan. Vid lga RF-niver visar givarna p lgre vrden n kalibreringskurvan, spridningen r cirka 2 procentenheter mellan hgsta och lgsta vrde. Vid hga RF-niver visar givarna p hgre vrden n kalibreringskurvan, givarnas spridning ligger mellan 4 och 9 procentenheter ver kalibreringskurvan. Kalibrerings-resultaten visar inga synliga skillnader i noggrannhet mellan de givare som varit placerade i torrt klimat och de givare som utsatts fr hga RF-niver under frsket. Ingen hnsyn har tagits till kalibreringsresultaten i mtresultaten frn frsken.

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

0 20 30 50 75 85 90 95 100RF Thunder

Visat RF

ch 6ch 8ch 14ch 16ch 22ch 24ch 26ch 28Thunder

Figur 3.24: RF-givarnas spridning

39

3 Frsk

3.2 Bestmning av sorptionsisotermer

Fr att bestmma sorptionsisotermer fr vtrumsgips anvnds den s kallade burkmetoden. Burkmetoden innebr att sorptionskurvorna bestms genom vgning av provkroppar inneslutna i tta glasburkar med olika mttade saltlsningar vid konstant omgivande temperatur och relativ fuktighet, se burkuppstllning i figur 3.25 nedan. Beroende av vilken saltlsning som anvnds fr luften i burken olika relativa fuktigheter. Fr att torka ut materialproverna anvnds en molekylsikt. Molekylsikten bestr av sm kulor som absorberar fukten i den omgivande luften. Provet stts i en glasburk dr det sedan sakta avger den fukt det innehller till luften. Fukten absorberas drefter av kulorna i molekylsikten och materialet blir med tiden helt torrt. Materialets sorptionsisotermer bestms genom att provkroppar vgs regelbundet ver olika saltlsningar dr de uppnr ett jmviktstillstnd. D jmviktstillstndet r uppntt flyttas provkropparna mellan burkar med olika saltlsningar och processen upprepas. Finessen med den hr metoden r att provet aldrig behver lmna sin burk vid vgning. Ur viktkurvorna kan sedan sorptionsisotermerna bestmmas. (Svennberg, 2003)

Figur 3.25: Burkuppstllning med provkropp

Materialet torkas ner till en relativ fuktighet av 0 %. Beroende p vilken torkningsmetod som anvnds kan stora skillnader visas i materialets sorptionsisoterm. I tidigare metoder har torkning av gips skett i torkugnar vid en temperatur av 50 C. Nya rn visar dock p att temperaturen inte fr vara fr hg d det kemiskt bundna vattnet i materialet riskerar att avges. Fr torkning av prover anvnds istllet en molekylsikt, torkning sker vid 23 C (Wilkes et al., 2004).

Burkmetoden r nnu inte validerad men fr gips anses den fungera vl. Frsket grs med fyra mtpunkter samt torkning. Anvnda saltlsningar motsvarar relativa luftfuktigheter p 33 %, 44 %, 76 % samt 93 %.

40


3.2.1 Mtresultat Frsket ger inte de resultat vi hoppas p, utan visar sig vara betydligt mer tidskrvande n planerat. Drfr ges ingen desorptionskurva, utan endast en absorptionskurva enligt figur 3.26 nedan. Absorptionskurvan r dessutom inte korrekt bestmd d torrvikten inte kunde bestmmas till fullo. Uttorkningstiden visar sig var betydligt strre n vad som ryms i projektets tidsramar. Absorptionskurvan ger dock en indikation p hur vtrumsgips frhller sig till standardgips. Fr vrt frsk skulle en desorptionskurva vara betydligt mer intressant och anvndbar eftersom frsket utreder uttorkning av gipsskivor, men eftersom tiden inte rcker till fr endast en kurva accepteras. Hur frhllandet ser ut redovisas i kapitel 5.4.

0

5

10

15

20

25

30

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 10

RF [%]

w [kg/m3]

0

Figur 3.26: Absorptionskurva fr vtrumsgips enligt frsk

41

4 Berkningar

42


4 Berkningar

4.1 Stationr diffusionsberkning

Med en stationr diffusionsberkning berknas hur vggens fuktprofil kommer att se ut nr vggen torkat ut.

Ett stationrt diffusionsflde avser ett flde som r ofrnderligt i tiden. Materialens fuktlagrande frmga frsummas och fukttillstndet kommer berkningsmssigt momentant att anpassa sig till omgivningen. Berkningen visar om det finns risk fr att vatten kan kondensera ngonstans i konstruktionen. En stationr berkning enligt nedan ger en god bild ver konstruktionens medelfukttillstnd under lngre tidsperioder. (Nevander & Elmarsson, 1994)

4.1.1 Berkningens syfte Berkningarna utfrs p de tre olika vggtyperna som anvnds i frsken och syftar till att pvisa skillnaden mellan de olika vggtypernas slutliga fukttillstnd. Resultaten av berkningarna anvnds ven fr att kontrollera de simulerade icke stationra berkningarnas slutvrden.

4.1.2 Teori Den stationra berkningen utfrs enligt Glaser-metoden. Principiell bild av variationen av nghalt ver en flerskiktsvgg visas i figur 4.1 nedan. Diffusionsberkningar bottnar i Ficks frsta lag och fr yttervggar gller

T

ei

Zvv

g

= [kg/(m2s)]

dr g = fuktfldesttheten [kg/(m2s)] vi = nghalt i inomhusluft [kg/m3] ve = nghalt i uteluft [kg/m3] Z = nggenomgngsmotstnd [s/m] ZT = Z [s/m]

43

4 Berkningar

Figur 4.1: Variation av nghalt ver en flerskiktsvgg

nghalten varierar ver konstruktionen och berknas i grnsskikten mellan tv material enligt

)(11 eiT

jjj vvZ

Zvv += [kg/m

3]

dr vj = nghalt i skiktgrns j [kg/m3] vj-1 = nghalt i skiktgrns j-1 [kg/m3] Zj-1 = nggenomgngsmotstnd i skikt j-1 [s/m]

D fuktberkningar utfrs mste ven temperaturen tas i beaktande. Temperaturen ver en konstruktion berknas i princip p samma stt som nghalten.

)(11 eiT

jjj TTR

RTT += [C]

dr Tj = temperatur i skiktgrns j [C] Tj-1 = temperatur i skiktgrns j-1 [C] Ti = temperatur i inomhusluft [C] Te = temperatur i uteluft [C] Rj-1 = vrmemotstnd i skikt j-1 [(m2K)/W] RT = R [(m2K)/W]

I skiktvergngar j-1, j berknas sedan den relativa fuktigheten enligt

)( jsj

j Tvv

= [%]

dr j = relativ fuktighet, RF [%] vs(Tj) = mttnadsnghalt i skikt j [kg/m3]

44


4.1.3 Indata och antaganden Fr det omgivande klimatet i klimatrummen anvnds medelvrden fr mtperioden med avseende p temperatur och relativ fuktighet. De materialdata som anvnds i berkningarna redovisas i tabell 4.1 nedan.

Tabell 4.1: Tabell ver materialdata, utfrlig tabell med kllor redovisas i

Uttorkning av fukt i våtrumsytterväggar · Vattenmolekylers rörelse i en inhomogen gasblandning...

Documents

Transcript of Uttorkning av fukt i våtrumsytterväggar · Vattenmolekylers rörelse i en inhomogen gasblandning...