Fuktsäkerhet för takkonstruktion med variabel ångspärr

Transkript

1 Fuktsäkerhet för takkonstruktion med variabel ångspärr Tillämpning i modulhus Moisture control using a variable vapor barrier in roof construction Application of modular houses Joacim Pernefur Fakulteten för teknik- och naturvetenskap Högskoleingenjörsprogrammet i byggteknik, inriktning husbyggnad Grundnivå/180 hp Handledare: Jens Beiron Examinator: Malin Olin

2 Sammanfattning Byggbranschen har länge brottats med fuktproblem som följts av fuktskador. Nya tekniska lösningar, som skall få bukt med problemen, har inte alltid visat sig fungera. Med detta som bakgrund har en av dessa tekniska lösningar, en variabel ångspärr utretts. Moelven Byggmodul AB tillverkar modulhus av olika slag och i detta arbete har en ny takkonstruktion hos ett av deras modulsystem undersökts utifrån ett fuktsäkerhetsperspektiv. Det ursprungliga taket använder en ventilerad luftspalt för att ventilera bort fukt som kan förekomma. Enligt tillverkaren av den variabla ångspärren behövs inte längre den ventilerade luftspalten. Genom att byta ut den ventilerade luftspalten mot ett ytterligare lager med isolering kan värmebehovet för byggnaden minska vilket bidrar till lägre driftkostnader och i sin tur minskad miljöbelastning. En variabel ångspärr har varierande ångenomsläpplighet beroende av luftens relativa fuktighet. På vintern är den relativa fuktigheten inomhus låg och då är ångspärren ångtät. Under sommaren är luftens relativa fuktighet hög och ångspärrens ånggenomsläpplighet större. En takkonstruktion med variabel ångspärr bygger på principen om uppfuktning och uttorkning hos ingående material. En fukttransport från takets uppfuktade delar till inomhusluften är möjlig då takets yttre delar värms upp av t.ex. solen. En dynamisk beräkningsmodell har konstruerats för att ta hänsyn till temperatur- och fuktförhållanden hos takets ingående material. Genom att analysera resultatet har takets fuktsäkerhet kartlagts vid placering av modulen på olika platser i Sverige. Klimatdata såsom solstrålning, relativ luftfuktighet samt temperatur har tagits med i beräkningarna. Konstruktionens svagaste länk är spånskivan som är placerad närmast takets täckskikt. Den får problem med fukt först och blir dimensionerande. Beräkningsmodellens resultat visar att den undersökta takkonstruktionen med variabel ångspärr fungerar vid låg fuktbelastning i den södra delen av Sverige. I norra Sverige uppstår problem till följd av ett kallare klimat med lägre strålningseffekt från solen. Vid hög fuktbelastning löper den utredda takkonstruktionen en stor risk att drabbas av fuktskador, oavsett placering i landet. i

3 Abstract The building construction industry has been struggling with moisture problems, followed by moisture damage, for a long time. New technical solutions, which purposes have been to overcome the problems, have not always been proven to work. With this in mind, one of these technical solutions, the variable diffusion barrier has been investigated. Moelven Byggmodul produces modular houses of various types and sizes. In this study, a new type of roof construction has been investigated with focus on the ability to prevent moisture problems. The original ceiling uses a ventilated air gap in order to ventilate moisture that may occur. According to the manufacturer of the variable vapor barrier, the vented air gap will not be needed. By replacing the vented air gap with an additional layer of insulation the heating requirements of the building can be reduced which contributes to lower operating costs and reduced environmental impact. The variable diffusion barrier has variable vapor permeability due to the relative humidity. In winter, the relative humidity is low, and the vapor diffusion barrier is vapor tight. During the summer, the relative humidity is high and the vapor permeability is increased within the diffusion barrier. A roof structure with variable diffusion barrier is based on the principle of moistening and drying of included material. A moisture transfer from the roof moistened part to the indoor air is possible when the roof's outer parts are heated by for example the sun. A dynamic calculation model has been designed to be able to analyze the temperature and moisture conditions of the roof with the module placed at different locations in Sweden. By analyzing the results, the roofs moisture conditions have been revealed. Climate data such as solar radiation, relative humidity and temperature were taken into account. The weakest link in the structure is the chipboard which is located closest to the roof cover. By low moisture load, modeling results show that the investigated roof structure with variable diffusion barrier can be used in the southern part of Sweden. In northern Sweden, problems occur due to a colder climate with lower heat radiation from the sun. The roof structure shows a high risk of moisture damage, at high moisture load, regardless of location in Sweden. ii

4 Innehållsförteckning Sammanfattning... i Abstract... ii 1. Inledning Bakgrund Syfte Mål Genomförande Fuktteori Fuktproblem Fukttransport Fuktproduktion Fukttillskott Lufttäthet och ventilationssystemets betydelse Konstruktion Materialegenskaper Takkonstruktionens utformning Variabel ångspärr Beräkningsmodell Beräkningsgång värme Värmetransport hos de olika materialskikten Mineralull, limträbalk och gipsskiva Spånskiva Beräkningsgång fukt Beräkningsfall Metod för fuktsäkerhetsanalys Resultat av beräkningar Limträbalk Spånskiva iii

5 3.2.1 Fukttillskott 2 g/m Fukttillskott 4g/m Fukttillskott 6 g/m Variation av solinstrålning Inverkan av snö Diskussion Analys av fuktberäkning Fukttillskott 2 g/m Fukttillskott 4 g/m Fukttillskott 6 g/m Variation av solstrålning Snöns inverkan på fuktsäkerheten Övriga iakttagelser Reflektion kring beräkningsmodellen Förslag till vidare utredning Hållbar utveckling Slutsats Tackord Referenslista Bilagor Bilaga 1. Temperatur och relativ ånghalt för takkonstruktionens olika delar.... a Bilaga 2. Sorptionskurvor med tillhörande polynom... b Bilaga 3 Variabel ångspärr Isover Vario KM Duplex UV.... c iv

6 1. Inledning 1.1 Bakgrund Moelven Byggmodul AB är en del i Moelvenkoncernen som är ledande inom förädling av trävaror i Skandinavien. Moelven Byggmodul producerar husmoduler som kan byggas samman till större enheter i form av kontorslokaler, undervisningssalar, byggbodar eller det som kunden avser att använda den till. Ett exempel på en kontorsbyggnad, i två våningsplan, ses i figur 1 nedan. Modulerna byggs inomhus i en fabrik där varje modul är redo att monteras till en färdig enhet ute på byggplatsen. Uppenbara fördelar med detta sätt att bygga är att konstruktionen är väderskyddad under produktionsskedet och att det går att hålla en hög produktionstakt jämfört med platsbyggda hus. I detta arbete kommer fokus ligga på takkonstruktionen hos en typ av modulsystem som går under benämningen hyrmoduler. De produceras av Moelven Byggmodul AB och hyrs ut av Expandia Moduluthyrning AB Figur 1. En kontorslokal uppbyggd av hyrmoduler som är producerade av Moelven Byggmodul AB. Foto: Expandia Moduluthyrning AB. Enligt handledare Henrik Ödeen, teknisk chef på Moelven Byggmodul hyrs hyrmodulerna oftast ut under en period då kunden har behov av utökade lokaler. Då kunden inte behöver lokalen längre flyttas modulen till någon annan som kan ha andra krav på utformning och storlek på byggnaden. Detta ställer krav på att modulerna passar ihop med varandra, oavsett om det är en nyproducerad hyrmodul eller om den är flera år gammal. Takkonstruktionen består idag av ett låglutande parallelltak. För att ventilera bort eventuell fukt som kan leta sig in i konstruktionen finns idag en luftspalt mellan översta 1

7 isoleringsskiktet och yttertaket. Här kan uteluft tillåtas strömma så att eventuell fukt kan ventileras bort. Denna lösning används idag i stor utsträckning för att det anses vara en fuktsäker konstruktion (Sveriges tekniska forskningsinstitut 2012). När en luftspalt byggs går det åt resurser i form av material och arbetstimmar. Om det finns en lösning på problemet med fukt i konstruktionen som innebär att en ventilerad luftspalt inte behövs, skulle det kunna spara resurser. Energikraven enligt BBR är något som påtvingar en ökad isoleringsgrad i modulerna. Genom att ersätta takets luftspalt med isolering skulle en ökad isoleringsförmåga kunna uppnås. Isoleringstillverkaren Isover har föreslagit en lösning där den ventilerade luftspalten plockas bort och ersätts med isolering. För att få till en fuktsäker konstruktion föreslås att en ny typ av variabel ångspärr används istället för den plastfolie som sitter i dagens tak. Den variabla ångspärren sägs tillåta att konstruktionen torkar ut inåt i byggnaden. Isover har tagit fram en projekteringsanvisning för produkten som säger att den är fuktsäker. Som en komplettering till dessa uppgifter önskar Moelven Byggmodul att en ny utredning görs av fuktsäkerheten hos en takkonstruktion med variabel ångspärr. 1.2 Syfte Syftet med arbetet är att utreda fuktsäkerheten hos en takkonstruktion med variabel ångspärr genom att titta hur väl det fungerar vid olika tillämpningar av modulen vad gäller typ av byggnad, användningsområde samt vart i Sverige den placeras. Undersökningens resultat kan utgöra underlag för att bedöma när det kan vara lämpligt att använda variabel ångspärr. Uppdragsgivaren är intresserad av att se vilka förändringar som kan göras för att uppnå en bättre isoleringsförmåga i taket utan att fuktsäkerheten försämras. 1.3 Mål Målet är att ta fram riktlinjer för när en konstruktion med variabel ångspärr är lämplig att använda utifrån krav på fuktsäkerhet. 2

8 2 Genomförande Beroende av vad brukaren avser att använda hyrmodulen till kommer förutsättningarna för fuktbelastningen att variera. Det kan handla om placering av modulen geografiskt, skuggning och väderförhållanden som utger yttre faktorer. Aktiviteter som pågår i byggnaden och bestämmer vilket fuktinnehåll inomhusluften får. Utifrån vad modulen skall användas till kan en uppskattning göras för olika fukttillskott till inomhusluften. 2.1 Fuktteori Avsnittet behandlar faktorer som kan kopplas samman med fukttransport, uppkomst av fukt samt effekter av fuktiga miljöer Fuktproblem En konstruktion som utsätts för fukt riskerar att drabbas av fuktskador om förutsättningarna är de rätta. Organiskt material kan drabbas av mögeltillväxt och röta om temperatur och fukthalt i materialet är gynnsam. Fukthalten som krävs för att mögel skall växa på trä kan sägas vara % relativ fukthalt. Mögelsvamp trivs vid temperaturer över 5 C och växer som bäst vid C. Fukt- och temperaturförhållandenas varaktighet har betydelse för om mögeltillväxten kan starta (Petersson 2007, s ). Sjuka hus är ett begrepp som hör samman med ohälsa hos brukarna som vistas i fuktskadade lokaler. Ohälsan kan kopplas samman med tillväxt av mögel och frigörelse av kemiska och organiska ämnen orsakade av fuktskador (Hagentoft 2006, s.179). Mögel ger en frän lukt som kan sätta sig i inredning, möbler och kläder hos de som vistas i miljö där mögel förkommer. Förutom förstörelse av byggnaden med ekonomiska förluster kan det även ge sociala effekter för den drabbade då lukten är motbjudande och inte lätt att bli av med (Nevander & Elmarsson 2006, s.288). 3

9 2.1.2 Fukttransport Inom byggnadsfysik brukar man tala om tre sätt för fukttransport. De benämns konvektion, diffusion och kapillärsugning. Konvektion beror på lufttryckskillnader där luft kan transporteras från ett område med högt lufttryck till ett område med lägre. Som figur 2 visar är byggnadens lufttäthet av stor betydelse för hur mycket konvektion som uppstår. I en otät byggnad finns risken att konvektion kommer bidra till att fuktig luft transporteras ut i klimatskalet och orsaka fuktproblem (Nevander & Elmarsson 2006, s.265). Diffusion innebär att ånghaltskillnader driver en fukttransport från området som har en hög ånghalt till det som har lägre vilket åskådliggörs i figur 3. Tillsammans med ånghaltskillnad är det ånggenomgångsmotstånd i materialet där diffusionen sker som påverkar diffusionsflödet. (Nevander & Elmarsson 2006, s.249) Kapillärsugning sker genom porstrukturen hos materialet då fukt transporteras från en plats med hög fukthalt till en plats med lägre. Kapillärsugning kan inträffa då ett material med sammanhängande slutet porsystem kommer i kontakt med vatten. Porernas storlek har betydelse för hur stort flöde som uppstår, vilket visas i figur 5. Ett material med stora porer har sämre förmåga att suga än ett finporigt material (Nevander & Elmarsson 2006, s.33). Figur 2. Konvektion sker genom otätheter till följd av skillnad i lufttryck. Figur 3. Diffusion inträffar p.g.a. ånghaltskillnad. Figur 4. Kapillärsugning sker genom porstrukturen hos materialet. 4

10 2.1.3 Fuktproduktion Den verksamhet som pågår i en lokal ger upphov till hur mycket fukt som tillförs inomhusluften. Nedan beskrivs ungefärlig fuktproduktion från olika källor. För ett genomsnittligt hushåll i en villa är en normal fuktproduktion omkring 10 kg/dygn (Nevander & Elmarsson 2006, s.278). Tabell 1. Fuktproduktion i ett hushåll Fuktproduktion Aktivitet Produktion [kg/dygn] Människor 3-4 Blommor 1-2 Matlagning 1 Tvätt, disk 2-3 Dusch 1-2 Källa (Petersson 2007 s.105) Fukttillskott Den fukt som tillförs inomhusluften beror av två saker: den fukt som ventilationsluften för med sig från utomhusluften plus det fukttillskott som beror av fuktproduktionen. Rummets volym och ventilationsluftens omsättning påverkar fukthalten i inomhusluften. För typiska värden på fukttillskott kan följande tillskott användas som riktvärden. Genom att utgå från hur en byggnad används kan det ge svar på vilken fuktbelastning byggnaden utsätts för Tabell 2. Fukttillskott för olika typer av byggnader Fukttillskott Byggnadstyp Tillskott [g/m 3 ] Bostäder 2-4 Kontor 3 Fuktig industri 4-8 Källa (Petersson 2007 s.105) 5

11 2.1.5 Lufttäthet och ventilationssystemets betydelse Då inneluften innehåller fukt är det olämpligt att tillåta att den vandrar ut i byggnadens klimatskal. För att undvika att fuktig luft transporteras ut i byggnadens väggar, tak och golv genom konvektion krävs att byggnaden byggs så tätt som möjligt. Lufttäthet kan uppnås med hjälp av en ångspärr, som även kan gå under benämningen diffusionsspärr. För att uppnå lufttäthet krävs att installationen av ångspärren genomförs korrekt så att inte luftläckage uppstår vid dåligt utförda skarvar och genomföringar. Tryckförhållandena i en byggnad bestämmer vart luften tar vägen. Genom att använda sig av ett ventilationssystem med frånluftteknik kan läckage av fuktig inneluft till byggnadens klimatskal undvikas. Med hjälp av fläktar sugs inneluften ut ur byggnaden under kontrollerade förhållanden och risken att fuktig luft trycks ut i klimatskalet minskar därmed betydligt. Om det förekommer otätheter i ångspärren och ett undertryck råder i byggnaden kommer luft att transporteras genom exempelvis takkonstruktionen. Lufttransport genom konstruktionen utifrån och in, medför inte någon risk för att fukt ansamlas. Ett övertryck skulle istället medföra att fuktig luft från insidan kan transporteras genom otätheter och orsaka fuktproblem då fukt samlas ute i konstruktionen (Petersson 2007, s.116). Det finns krav på att luftens omsättning hålls på en nivå som ser till att frisk luft tillförs och att fuktig inomhusluft ventileras ut. Den minsta tillåtna omsättningen för en byggnad är 0,35 l/s*m 2 och motsvarar för en bostad 0,53 omsättningar varje timme (Petersson 2007, s.73). 6

12 2.2 Konstruktion Avsnittet behandlar konstruktion av byggnadsdelar och de ingående materialens egenskaper Materialegenskaper Vid val av byggnadsmaterial är det viktigt att titta på vilka prestanda som produkterna har. Byggnadsmaterialen har egenskaper som skall stå upp emot ställda krav. Det kan handla om funktion, beständighet, möjlighet till återvinning, produktionstekniska egenskaper och utseende. Nedan följer en beskrivning av egenskaper som är viktiga att ta hänsyn till vid utredning av konstruktioners fuktsäkerhet. Densitet ρ [kg/m 3 ] beskriver massa per volymenhet och har betydelse i flera sammanhang. Vid beräkning av fukthalt och värmelagring tas hänsyn till materialets densitet. Vid jämförelse av material är densitet något som karaktäriserar materialens egenskaper (Nevander & Elmarsson 2007, s.33). Värmeledningsförmåga λ [W/mK] beskriver hur lätt ett material leder värme. Ett lågt värmeledningstal är något som kännetecknar ett isoleringsmaterial såsom mineralull medan trä som leder värme bättre har ett högre λ-värde (Nevander & Elmarson 2006 s.33). Andra sätt att beskriva värmeledningsförmåga är med R- och U-värde. R [m 2 K/W] är materialets värmemotstånd och är användbart vid summering av flera materialskikts värmeledningsförmåga. U [W/m 2 K] fås om λ-värdet divideras med tjockleken på skiktet och brukar användas för att jämföra olika byggdelars isoleringsförmåga. (Nevander & Elmarsson 2006, s.361). Specifik värmekapacitet c [J/kgK] beskriver hur mycket energi som krävs för att höja temperaturen en grad Kelvin i en kubikmeter hos ett material. Värmekapaciteten talar om vilken lagringsförmåga av värme som materialet har. (Petersson 2007, s.307) Ånggenomgångsmotstånd Z [s/m] anger hur lätt ett material släpper igenom fukt beroende av fuktdiffusion. Ett annat sätt att beskriva egenskaper för fuktdiffusionen genom materialet är uttrycket för ånggenomsläpplighet S d [m 2 /s]. Sambandet mellan dessa uttryck beskrivs Z = S d /d, där d är tjockleken på materialet (Nevander & Elmarsson 2006, s.33). Fuktlagringsförmåga eller ett materials förmåga att fuktas ner och torka ut kan beskrivas med hygroskopiska sorptionskurvor. De anger jämnviktsfukthalt i materialet som funktion av omgivningens relativa fuktighet. Varje material har sin egen sorptionsförmåga och således sin egen sorptionskurva (Nevander & Elmarson 2006, s.251). 7

13 2.2.2 Takkonstruktionens utformning Byggbranschen är en stor energislukare och förbrukar ca 40 % av den totala energianvändningen i Sverige. Om man tittar på energianvändningen i en byggnad under en 50 års-period går över 90 % åt till uppvärmning och drift av huset, 5 % till materialtillverkning och 4 % till transporter. För att minska energibehovet krävs att byggnaden byggs med högre isoleringsgrad (Bokalders & Block 2009, s.184). Att ändra en byggnadsdels utformning ställer krav på att yttermåtten inte förändras på så sätt att modulen inte kan byggas samman med äldre moduler. För att öka isoleringsförmågan hos ett takblock tillåts inte att takblockets tjocklek förändras, det gäller att utnyttja det utrymme som finns. Genom att ersätta den befintliga stenullen mot ett material som isolerar bättre kan viss förbättring uppnås. Utrymmet som luftspalten utgör skulle kunna utnyttjas genom att ersätta den med ett extra isoleringsskikt. Det skulle innebära 50 mm extra isolering. Den lösningen ställer krav på att funktionen som den ventilerade luftspalten medför går förlorad och fuktsäkerheten måste lösas på ett annat sätt. Den konstruktion som utreds i detta arbete har utgångspunkt i den befintliga konstruktionen som beskrivs i figur 5. Figur 5. Sektionsritning av den ursprungliga takkonstruktionen. Källa: Moelven Byggmodul. Materialspecifika data såsom U-värden, ångenomsläpplighetsmotstånd och dimensioner på material är hämtade från tillverkarna av de ingående matrialen, enligt Nevander & Elmarsson 8

14 (2006) samt från ritningar och specifikationer från Moelven Byggmodul. Materialen som ingår i det ursprungliga taket framgår av tabell 3 där materialdata är listat. Tabell 3. Materialdata hos den ursprungliga takkonstruktionen. Materialdata ursprunglig takkonstruktion d λ ρ c Z Sd [mm] [W/mK] [kg/m 3 ] [J/kgK] [s/m] [m 2 /s] Protan SE gummiduk 1,2 0, Spånskiva V , Stenull 250 0, ,50E- 05 Åldersbeständig folie 0, Gipsskiva 13 0, Totalt U-värde = 0,15 W/m 2 K (1) (1) U-värde för en kvadratmeter takblock placerat emellan limträbalkar. Konstruktionen har genomgått vissa förändringar i de beräkningsfall som undersöks. Första förändringen är att den ventilerade luftspalten bytts ut mot ett extra isoleringsskikt på 50 mm. Den andra förändringen består av en utbytt ångspärr. Materialdata för den förändrade konstruktionen visas i tabell 4. Den nya ångspärren har egenskaper som låter ånggenomgångsmotståndet variera. Förklaring till hur en variabel ångspärr fungerar beskrivs i kapitel Variabel ångspärr. Den ökade isoleringsmängden i kombination av att stenullen bytts mot mineralull med lägre värmeledningsförmåga innebär att U-värdet har kunnat sänkas från 0,15 till 0,11 W/m 2. 9

15 Tabell 4. Materialdata hos förändrad takkonstruktion. Materialdata förändrad takkonstruktion d λ ρ c Z Sd [mm] [W/mK] [kg/m 3 ] [J/kgK] [s/m] [m 2 /s] Protan SE gummiduk 1,2 0, Spånskiva V , Isover UNI 33 mineralull 300 0, Vario KM Duplex UV ångspärr 0,22 0, (1) Gipsskiva 13 0, ,50E- 05 Totalt U-värde = 0,11W/m 2 K (2) (1) Variabel ångenomsläpplighet. Se figur 6 Variabel diffusionsspärr. (2) U-värde för en kvadratmeter takblock placerat emellan limträbalkar. U-värdet är beräknat mellan limträbalkarna och kan därför inte sägas gälla för hela taket. Det kan ändå ge en bild av hur förändringen av konstruktionen påverkar isoleringsförmågan. På Energimyndighetens webbsida rekommenderas att ett vindsbjälklag skall ha ett högsta U- värde på 0,1 W/m 2 K vid nybyggnation vilket kan vara rimligt att sträva mot vid produktion av takblocken till hyrmodulerna (Energimyndigheten 2012). 10

16 2.2.3 Variabel ångspärr Om en fuktig byggnadsdel skall kunna göra sig av med fukt krävs att en uttorkning äger rum. Det finns olika möjligheter att åstadkomma en sådan uttorkning där ventilerad luftspalt har varit ett sätt att ta sig an problemet hos modulhusen som Moelven Byggmodul tillverkar. Enligt Moelven Byggmodul har de använt sig av isoleringsproduker från Isover under en längre tid. Isover tillverkar även andra produkter såsom den variabla ångspärren Isover Vario KM Duplex UV. Ånggenomgångsmotståndet hos produkten varierar till följd av den relativa fuktigheten. Då solen skiner på en takyta kommer de yttersta delarna av taket att värmas upp. Idén bygger på att utnyttja diffusion och den omvända diffusionsriktning som kan uppstå under dagar då solen värmer upp de yttersta delarna av taket. På sommaren är ångspärren mera diffusionsöppen och den omvända diffusionsriktningen kan därmed få fukt i taket att vandra inåt i byggnaden och på så sätt torkas ur. På vintern då RH inomhus är lågt, hindrar den då diffusionstäta ångspärren att fukt diffunderar ut i takkonstruktionen. Enligt tillverkaren skall Isover Vario KM Duplex UV skarvas med speciella skarvningsprodukter som är framtagna för produkten. En korrekt installation skall kunna medföra att ångspärren blir helt lufttät och risken för fukttransport genom konvektion hindras då. Enligt tillverkarens uppgifter varierar ångenomgångsmotståndet från Z = s/m vid hög RH till Z = s/m vid låga värden på RH. Variationen av ånggenomgångsmotståndet hos Isover Vario KM duplex UV kan ses i figur 6 (Saint-Gobain Isover AB 2012). Figur 6. Variabel ångspärr Isover Vario KM Duplex UV har egenskaper som låter ånggenomsläppligheten variera beroende av relativ fuktighet i luften (Saint-Gobain Isover AB 2012). 11

17 2.3 Beräkningsmodell Syftet med beräkningsmodellen är att ta fram grafer som visar hur temperatur och relativ fuktighet varierar i de olika materialskikten över året. Graferna används som underlag till att utföra en fuktsäkerhetsbedömning enligt kap 2.5 Metod för fuktsäkerhetsanalys. Grunden till att kunna se vad som händer i konstruktionen är att ställa upp en värmebalans och en fuktbalans för taket. Taket delas upp i olika skikt för att analyseras var och ett för sig. Genom att titta på vilka temperaturer och fukthalter som råder i skikten för årets samtliga timmar kan en bedömning om fuktsäkerhet göras. Beräkningsmodellen som ger svar på hur konstruktionen beter sig är uppbyggd med utgångspunkt från den modell som beskrivs i kapitel 71.5 Nevander och Elmarsson (2006). Beräkningsmodellen är en endimensionell dynamisk modell. Endimensionell betyder att modellen endast beskriver vad som händer i riktning vinkelrätt mot hur materialskikten är uppdelade. Den tar inte hänsyn till transport av värme och fukt i övriga riktningar. Dynamisk betyder att den tar hänsyn till värme- och fuktlagring. Beräkningsmodellen räknar stegvis med tidsupplösningen en timme. För fuktberäkningen är förloppen uppfuktning och uttorkning med i beräkningarna genom att ta hänsyn till materialens fuktlagringsförmåga. Temperaturberäkningen behandlar värmelagring beroende av de ingående byggnadsmaterialens värmelagringsförmåga (Nevander & Elmarsson 2006, s ). I figur 7 ses en schematisk bild över vad de olika materialskikten i modellen är uppbyggda av. Materialskiktet som innehåller glespanel kommer att utelämnas i beräkningsmodellen då den anses vara av liten betydelse för fuktsäkerheten. Värmeflöde Fuktflöde T C Gummiduk RH % T C Spånskiva RH % T C Mineralull / Limträ RH % T C Mineralull / Limträ RH % T C Mineralull / Limträ RH % T C Ångspärr / glespanel RH % T C Gipsskiva RH % Figur 7. En fuktbalans och en värmebalas bygger på samma koncept. Det handlar om flöden som ger upphov till att temperatur och fukthalt i materialet förändras över tid. Figuren föreställer de skikt som den dynamiska beräkningsmodellen är uppbyggd kring. I de mittersta skikten förekommer bärande limträbalkar med mellanliggande mineralull. Det medför att beräkningsfall utförs i olika snitt med mineraull i ett snitt och limträ i ett annat och beräknas var för sig. Glespanelen utelämnas i beräkningsmodellen då den inte anses ha någon större betydelse för fuktsäkerheten. 12

18 2.3.1 Beräkningsgång värme Balansräkning för värme beskriver värmelagring för varje skikt. Värmelagringen tar hänsyn till solstrålning, strålningsutbyte mellan takytan och uteluften samt värmeledning genom materialskikten som ingår i konstruktionen. Värmebalans Q = q* t Ekv. 1 q = summa energiflöde, [J/s] Q = ändring av energimängd, [J] t = tidsförlopp, [s] Tidssteget i beräkningarna är utfört i steg om en timme. Temperatur Temperaturens förändring mellan två tidpunkter kan beräknas enligt Ekv 2. T = Q /(*c*v) Ekv. 2 = densitet, [kg/m 3 ] c = specifik värmekapacitet [J/kg*K] v = volym [m 3 ] Den aktuella temperaturen T [K] är summan av temperaturen vid föregående beräkningssteg (timmen innan) och temperaturförändringen enligt Ekv 3. T = T före + T Ekv. 3 Värmetransport hos de olika materialskikten För att beskriva vad materialens temperaturer beror av följer här de olika beräkningsstegen för respektive materialskikt. 13

19 Mineralull, limträbalk och gipsskiva I de inre skikten är det endast värmeledningen genom materialen som beskriver värmetransporten. Strålningsutbyte mellan inomhustemperatur och gipsskiva försummas då dessa temperaturer anses vara i princip lika. Värmeledning q = q i-j +q j-h [J/s] Ekv. 4 q i-j = (T i -T j )/ R i-j Ekv. 5 q j-h = (T j -T h )/ R j-h Ekv. 6 R = värmeledningsmotstånd, [m 2 K/W] q i-j = flöde mellan skikt i och j q j-h = flöde mellan skikt j och h Index i, j & h representerar skikten som ledningen sker emellan. Spånskiva Den totala energimängden som tas upp i spånskivan beskrivs enligt Ekv 7. Q tot = Q sol +Q T +Q ledning Ekv. 7 Q tot = total energimängd lagrad i materialskikt [J] Q sol = solens strålningsenergi [J] Q T = strålningsutbyte mellan spånskivans och utomhusluftens temperaturer [J] Q ledning = värmeledning från intilliggande materialskikt [J] 14

20 Solstrålning Det yttersta skiktet kommer att träffas av solens värmestrålning och effekten antas övergå direkt till spånskivan som därmed värms upp. Gummidukens värmelagringsförmåga försummas då den antas vara liten, detta för att förenkla beräkningsmodellens uppbyggnad. Solstrålningen som faller in mot taket är givet i W/m 2 och för en kvadratmeter kan det skrivas som W=J/s. Strålningsutbyte till utetemperaturen. Strålningsutbytet mellan yttersta takskiktets temperatur och utomhustemperaturen beräknas enligt Ekv. 8. = Ekv.8 q r = Strålningseffekt [W] ε = Emissionstal (0,9 för mörka ytor) σ s = Bolzmanns konstant =5,68*10-8 [W/m 2 K 4 ] T s = Takytans temperatur [K] T m = Motstrålande utomhustemperatur [K] 15

21 2.3.2 Beräkningsgång fukt Beräkningar som behandlar fukt brukar främst betrakta diffusion och konvektion för fukt i ångfas samt kapillärsugning då fukt förekommer i vätskefas. Förekommer vätska i taket är det sannolikt en följd av läckage eller att kondens har uppstått p.g.a. konvektion eller diffusion. Konvektion är en faktor som skall beaktas då en konstruktion inte är lufttät. I den beräkningsmodell som behandlas i detta arbete kommer taket förutsättas vara lufttätt och endast behandla fukt i ångfas. Därmed behandlas endast fuktvandring genom diffusion. Fuktbalans m = g* t Ekv.9 g = summa fuktflöde, [kg/s] t = tidsförlopp, [s] m = ändring av fuktmängd, [kg] Diffusion g i-j = (m i -m j )/ Z i-j g j-h = (m j -m h )/ Z j-h Ekv.10 Ekv.11 m = fuktmängd, [kg] (index i, j & h representerar skikten som diffusionsflödet sker emellan). Fuktlagring Den relativa fuktigheten i ett materials porstruktur bestäms med hjälp av en materialspecifik sorptionskurva. Diagrammen nedan är de som använts i beräkningsmodellen där matematematiska samband kunnat plockas ut ur diagrammen. Sambanden beskrivs med hjälp av polynom som redogörs i bilaga 2. De är i själva verket en förenkling av sorptionskurvor hämtade ur Nevander och Elmarsson (2006). I de ursprungliga diagrammen skiljer sig förloppet uppfuktning och uttorkning från varandra. I figur 8, 9 och 10 ses ett medelvärde av 16

22 de bägge förloppen. Utifrån att materialets ånghalt w mtrl. [kg/m 3 ] är känd kan en relativ ånghalt RH [%] i materialets porstruktur fås från sorptionskurvan. Luftens ånghalt w luft [kg/m 3 ] beräknas genom att relativa ånghalten multipliceras med mättnadsånghalten för luft V s. Mättnadsånghalt för luft är temperaturberoende (Petersson 2007, s ). W [kg/m 3 ] Figur 8. Sorptionskurva för spånskiva (Nevander & Elmarsson 2006). W [kg/m 3 ] Figur 9. Sorptionskurva för mineralull (Nevander & Elmarsson 2006). W [kg/m 3 ] Figur 10. Sorptionskurva för gipsskiva (Nevander & Elmarsson 2006). 17

23 2.4 Beräkningsfall. Undersökningen har gjorts för olika beräkningsfall för att kartlägga vid vilka villkor som fuktproblem kan uppstå för den valda konstruktionen. Följande scenarion kommer att undersökas: Limträbalkens fukttillstånd En kvadratmeter takblock emellan bärande limträbalkar, d.v.s. en sektion som innehåller innertak i gips, ångspärr, mineralull, spånskiva och gummiduk. Orterna som undersöks är Kiruna, Östersund, Karlstad och Malmö. Utredning avseende ett 20 cm snötäcke och dess inverkan på fuktsäkerheten i taket. Fukttillskottet varieras mellan 2, 4 och 6 g/m 3. Solinsstrålningens intensitet varieras mellan 0 %, 50 % och 100 % av solstrålningseffekten vid respektive ort. o 100 % solstrålning motsvarar en öppen plats utan risk för skuggning. o 50 % solstrålning är tänkt att motsvara en plats där taket stundvis skuggas från byggnader, intilliggande vegetation eller dylikt. o 0 % motsvarar en plats där solen aldrig kommer åt, det kan motsvara en modul som utgör första våningen i ett flervåningshus och alltså inte exponeras av någon sol. För att beräkna vad som händer i taket under en period av ett helt år krävs klimatdata såsom utetemperatur solinstrålning och relativ luftfuktighet för årets samtliga timmar. Dessa data har kunnat hämtas ur ett energiberäkningsprogram vid namn VIP- Energy (Strusoft 2011). Orterna som behandlas är Malmö, Karlstad, Östersund samt Kiruna. De skall ge en bild av olika förhållanden som kan råda där modulen är placerad. Malmö får representera den södra delen av Sverige som en stad vid kusten med relativt höga utomhustemperaturer och mycket solstrålning. Karlstad representerar inlandet i Svealand, en plats där solinstrålningen är relativt hög och temperaturen någostans mitten av de orter som undersökts. Östersund svarar för Mellansveriges inland där temperaturen är lägre än de 18

24 ovan nämnda orterna. För att beskriva ett extremfall av låga temperaturer och lite värme från solinstrålning har Kiruna valts att utredas. Då den dynamiska beräkningsmodellen i första hand är konstruerad för att beräkna fukttillståndet hos materialskikten mellan limträbalkarna som bär upp konstruktionen är det ändå nödvändigt att titta på vad som händer i en limträbalk. Därför kommer en kontroll av dess fukttillstånd undersökas i tre olika skikt. Skikten är 40 mm och placerade överst, i mitten och underst i balken. Fukttillståndet är beräknat i mitten av varje skikt. Snö på taket är en parameter som kommer att utredas för att se hur snötäcket inverkar på fuktsäkerheten i taket. Detta görs med en stationär beräkning, d.v.s. en beräkning som behandlar en tidpunkt vid givna fukt- och temperaturförhållanden. 19

25 2.5 Metod för fuktsäkerhetsanalys En fuktsäkerhetsanalys syftar till att utreda om det finns risk att fuktskador inträffar och vad det beror på. För att bedöma ett materials påverkan av fukt jämförs det aktuella fukttillståndet φ med det kritiska fukttillståndet φ krit uttryckt som relativ fuktighet RH %. Temperatur och varaktighet skall också tas i beaktning för att bedöma om fuktskador kan inträffa.(nevander & Elmarsson s.290) I de grafer som sammanställts för respektive beräkningsfall kan relativ fuktighet, temperatur samt varaktighet utläsas. Jämförelser kan därefter göras med kritiska fukttillstånd som definierats av Fraunhoferinstitutet enligt det Isopleth- diagram som beskrivs i figur 11. De beskriver hur lång tid som krävs för att mögel skall bildas till följd av rådande temperatur och relativ fuktighet i materialet Om takkonstruktionen utsätts för fukt- och temperaturförhållanden, som enligt Isopleth- diagrammet orsakar mögeltillväxt, bedöms konstruktionen olämplig att använda vid rådande förhållanden (Fraunhofer Institute of Building Physics 1993). För att tydliggöra hur diagrammet fungerar, beskrivs här ett exempel: Vid temperaturen 20 C och en relativ fuktighet på 80 % kommer mögel att inträffa efter 32 dagar (se markeringar i diagrammet, figur 11). Figur 11. Isopleth- diagram, LIM II för bedömning av mögelrisk hos återvinningsbara byggmaterial såsom träprodukter (Fraunhofer Institute of Building Physics 1993). 20

26 3 Resultat av beräkningar I detta avsnitt presenteras de data som hämtats från beräkningarna i den dynamiska beräkningsmodellen. Data representerar de olika materialskiktens fukttillstånd. Utifrån att beräkningen utförts för varje timme under året så har data plockats ut som representerar dygnsmedelvärdet av relativ fuktighet, RH och temperatur, T under året. Beräkningar har gjorts för samtliga fall som är beskrivna i kapitel 2.4 Beräkningsfall. Då beräkningar har utförts i olika steg med successivt högre fuktbelastning har redovisningen av data begränsats till att visa de beräkningsfall fram till dess att fuktproblem uppstår. Därmed presenteras inte de fall som uppenbarligen har ändå större fuktproblem och därmed inte är av intresse för vidare analys. Sist i detta avsnitt presenteras en stationär beräkning som behandlar inverkan av snö på taket. 3.1 Limträbalk Tre skikt av limträbalken undersökts för att säkerställa sig om att fuktproblem inte kommer att inträffa här. Skikten är 40 mm tjocka och fukttillståndet är beräknat i mitten av respektive skikt. Fukttillskottet är satt till 4 g/m 3. Figur 12 beskriver temperatur och relativ fuktighet för ett materialskikt placerat alldeles intill spånskivan. RH kommer som mest upp till 70 % under maj månad. Annars är nivån nästan konstant på ca 65 %. Limträ skikt 1, Östersund, 4 g/m 3 fukttillskott Figur 12. Relativ fuktighet och temperatur taget i ett 40 mm skikt av takstolen. Skikt 1 är placerat mot utsidan av taket och gränsar till spånskivan. 4 g/m 3 invändigt fukttillskott. 21

27 Figur 13 visar ett skikt i mitten av limträbalken och där är RH i princip konstant under året, kring 65 % Limträ skikt 2, Östersund, 4 g/m 3 fukttillskott Figur 13. Relativ fuktighet och temperatur taget i ett 40 mm skikt av takstolen. Skikt 2 ligger mitt i takstolen. 4 g/m 3 invändigt fukttillskott. In emot innersidan av taket är RH något mera varierande som ses i figur 14. Här inträffar den högsta relativa fuktigheten under två månader på hösten, ca 70 % RH. Övrig tid på året är RH kring %. Limträ skikt 3, Östersund, 4 g/m 3 fukttillskott Figur 14. Relativ fuktighet och temperatur taget i ett 40 mm skikt av takstolen. Skikt 3 ligger vid insidan av taket och gränsar till ångspärren. 4 g/m 3 invändigt fukttillskott. 22

28 3.2 Spånskiva Utifrån att resultaten från fuktberäkningarna visat att spånskivan är den del i takkonstruktionen som är känsligast för fukt, är dess fukttillstånd avgörande för om konstruktionen kommer att fungera eller ej. Det är därmed lämpligt att undersöka fuktsäkerheten för spånskivan och bortse från de övriga materialskiktens tillstånd då spånskivan blir dimensionerande för konstruktionen. Exempel på hur de övriga materialskikten beter sig kan ses i Bilaga Fukttillskott 2 g/m 3 Diagram för Malmö åskådliggörs i figur 15. Här ses en högsta notering av RH på ca 75 % under mars månad. Lägsta RH ligger på 40 % och inträffar i juli. Temperaturen under sommarmånaderna uppgår till över 30 C och det är även då som uttorkningen har nått sin kulmen. Spånskiva, Malmö, 2 g/m 3 fukttillskott Figur 15. Fukttillskott 2g/m 3, Malmö. 23

29 Diagram för Karlstad visas i figur 16. Här ses RH på ca 72 % under mars månad som högsta värde. Temperaturen under sommarmånaderna uppgår till över 30 C och då är konstruktionen som torrast och RH nere på 40 %. Spånskiva, Karlstad, 2 g/m 3 fukttillskott Figur 16. Fukttillskott 2g/m 3, Karlstad. Östersund presenteras i figur 17 och skiljer sig inte mycket från förhållandena i Malmö och Karlstad. Från januari till maj ligger RH över 70 % med maximum på 75 % i mars. Uttorkningsprocessen startar något senare och kommer som lägst ner till 50 % RH. Spånskiva, Östersund, 2 g/m 3 fukttillskott Figur 17 Fukttillskott 2g/m 3, Östersund. 24

30 I figur 18 ses diagrammet över relativ fuktighet och temperatur hos en hyrmodul placerad i Kiruna. Här uppnår RH 100 % under alla dagar på året. Temperaturen är som högst ca 20 C mitt i sommaren vilket är betydligt lägre här än hos en hyrmodul placerad i Malmö, Karlstad eller Östersund. Spånskiva, Kiruna, 2 g/m 3 fukttillskott Figur 18. Fukttillskott 2g/m 3, Kiruna Fukttillskott 4g/m 3 I diagrammet som ses i figur 19 visas fukttillstånd för Malmö vid ett fukttillskott på 4 g/m 3. Under perioden december till maj är RH över 80 % med maximal RH på ca 90 % i Mars. I princip ser situationen lika ut för orterna Malmö, Karlstad och Östersund med hög relativ fuktighet under några månader på våren. Uttorkning sker till ca 50 % RH under mitten av sommaren. Uppfuktningen tar dock fart under hösten och i slutet av oktober är RH över 70 %. Spånskiva, Malmö, 4 g/m 3 fukttillskott Figur 19. Fukttillskott 4 g/m 3, Malmö. 25

31 3.2.3 Fukttillskott 6 g/m 3 Då fukttillskottet är 6 g/m 3 kommer spånskivan att ha mättats med fukt under våren. Diagrammet i figur 20 visar förhållandet i Malmö. I Karlstad och Östersund är RH ändå högre. Spånskiva, Malmö, 6 g/m 3 fukttillskott Figur 20. Fukttillskott 6g/m 3, Malmö. 26

32 3.3 Variation av solinstrålning För att bedöma hur viktig solens strålning är för att konstruktionen skall fungera fuktsäkert har solens intensitet varierats mellan 100 %, 50 % samt 0 %. I de tidigare exemplen har solens strålning varit satt till 100 % av effekten som solen ger. Då solen hindras från att lysa på taket så att hälften av solens strålningseffekt träffar ytan blir uttorkningen i spånskivan betydligt mindre än vid full exponering. I figur 21 ses fuktförhållandet i Malmö och i figur 26 Karlstad. Vid de bägge orterna är RH över 80 % under perioden januari till maj. Som lägst är RH nere på 65 % under sommaren. Spånskiva, Malmö, 2 g/m 3 fukttillskott, 50 % sol Figur 21. Malmö, 50 % sol. Fukttillskott 2 g/m 3. Spånskiva, Karlstad, 2 g/m 3 fukttillskott, 50 % sol Figur 22. Karlstad, 50 % sol. Fukttillskott 2g/m 3. 27

33 Då solen hindras helt från att skina på taket ser fukttillståndet ut som visas i figur 23, där Malmö representeras. Här ses den relativa fuktigheten vara över 90 % under alla dagar på året. Spånskiva, Malmö, 2 g/m 3 fukttillskott, 0 % sol Figur 23. Malmö, 0 % sol. Fukttillskott 2g/m Inverkan av snö. För att utreda utifall ett snötäcke påverkar fuktsäkerheten positivt eller negativt har en stationär värme och fuktberäkning utförts. Resultatet av den stationära beräkningen kan ses i figur 24 och visar att ett snötäcke har en värmeisolerande effekt. Det medför att RH är lägre för ett tak med snö än ett tak utan. Figur 24. Temperatur och ånghaltfördelning i taket under en vinterdag. Ett snötäcke på taket gör att taket hålls varmare än om taket vore snöfritt. Detta medför att RH blir något lägre än om snön inte skulle finnas där. 28

34 4 Diskussion Kapitlet behandlar analyserande av resultat från beräkningar och resonemang kring arbetet i stort. Här tas även upp sådant som kan vara intressant att forska vidare på för att ytterligare utreda funktionen hos en takkonstruktion med variabel ångspärr. 4.1 Analys av fuktberäkning Beräkningarnas resultat är analyserade ur ett fuktsäkerhetsperspektiv och i detta avsnitt gås de olika beräkningsfallen igenom, steg för steg Fukttillskott 2 g/m 3 Fuktförhållandena vid orterna Malmö, Karlstad och Östersund kommer att vara snarlika vid 2 g/m 3 fukttillskott, medan Kiruna skiljer sig från mängden. Då spånskivan består av återvinningsbart trämaterial bedöms mögelrisken utifrån Isopleth LIM II som kan ses i figur 11. De områden som ger anledning att granskas är då RH är hög samtidigt som temperaturen är gynnsam för mögeltillväxt. För att mögel skall kunna uppstå krävs en relativ ånghalt något under 80 %. Vid 2 g/m 3 fukttillskott i Malmö, Karlstad och Östersund kommer RH vara lägre för samtliga tidpunkter på året vilket talar för att mögelrisken är liten. En modul placerad i Kiruna får problem redan vid ett fukttillskott på 2 g/m 3. RH ligger över 100 % under alla tider på året. Det ges ingen chans till att torka ut vilket medför att fukt kommer att förekomma i vätskeform i spånskivan under hela året. Mögel kommer garanterat att uppträda då en hyrmodul med denna konstruktion placeras i Kiruna Fukttillskott 4 g/m 3 Då fukttillskottet sätts till nivån 4 g/m 3 blir konstruktionen utsatt för fukthalter som är betydligt högre än vid tidigare exempel. Vid jämförelse mellan orterna är det Malmö som klarar sig bäst. I Malmö ligger RH över 80 % från december till maj med maximal RH på lite över 90 %. Här finns anledning att kontrollera hur temperaturen ser ut för att bedöma mögelrisken. RH uppnår 90 % under en period av ca två månader, i huvudsak är temperaturen över 10 C under denna period. Enligt figur 11, Isopleth LIM II tar det 8 dagar för mögel att uppkomma under dessa förhållanden. I Karlstad och Östersund är risken för mögel ändå större då relativa fukthalten är högre och har sämre förmåga att torka ut. 29

35 4.1.3 Fukttillskott 6 g/m 3 Ett fukttillskott på 6 g/m 3 kan jämställas med en byggnad där fuktig industri bedrivs. I Malmö kommer RH att uppnå 100 % vilket är helt oacceptabelt. Malmö har varit den plats som klarat sig bäst av de orterna som undersökts vilket betyder att de övriga orterna kommer att stöta på samma problem vid det aktuella fukttillskottet. Mögel och röta är oundvikligt under rådande förhållanden Variation av solstrålning Det visar sig vara helt avgörande för konstruktionen hur solen kommer åt att skina på taket. Takets möjlighet att torka ut under sommaren visar sig vara helt avgörande för hur mycket fukt som stannar kvar i spånskivan och därmed hur stor mögelrisken blir. En hyrmodul placerad i Malmö med 50 % solexponering representeras i figur 21. Enligt vad grafen visar så kommer spånskivan i taket hos hyrmodulen att utsättas för nivåer på över 80 % RH under perioden januari till maj. RH går aldrig under 65 %. Hyrmodulen i Karlstad med motsvarande skuggning visas i figur 22 och har ett likartat fukttillstånd som Malmö. Här kommer nivån för RH som mest upp i 85 %. Från januari till slutet av maj ligger RH konstant över 80 %. En kontroll mot Isopleth LIM II i figur 11 visar att risken för mögel är stor i både Malmö och Karlstad, framförallt då temperaturen börjar klättra över 10 C framme i mars, april. I ett tak utan solexponering kommer aldrig uttorkningsprocessen att komma igång vilket gör att den fukt som letar sig in i konstruktionen aldrig får chans att transporteras ut igen. Om inte solens effekt kommer åt att värma taket måste i så fall spånskivan värmas på annat sätt för att få till en ångtransport ut ur spånskivan Snöns inverkan på fuktsäkerheten Snön ger gynnsammare förhållanden än utan snötäcke vilket är ett argument för att den dynamiska beräkningsmodellen inte behöver ta hänsyn till eventuell snö som ligger på taket. Då snön ligger på taket hindrar den solen från att skina på taket vilket gör att soleffekten hämmas. Det skall inte behöva vara något problem, då konstruktionen med variabel ångspärr är i behov av solen är under sommaren, då det inte finns någon snö. Det är ett argument till varför effekten av ett snötäcke inte verkar missgynnande för konstruktionen. 30

36 4.2 Övriga iakttagelser Något som är anmärkningsvärt är att utetemperaturen vid de olika orterna verkar ha betydelse för hur fuktsäkerheten ser ut. Sambandet märks vid jämförelse av två beräkningsfall vid olika orter som skiljer sig mycket vad gäller utetemperatur. I Kiruna är spånskivan mättad med fukt då fukttillskottet är så lågt som 2 g/m 3 vid full solexponering (figur 18). Jämförs det med fukttillståndet i Malmö (figur 23) vid samma fukttillskott men med solexponeringen satt till 0 % så är ändå den relativa fuktigheten lägre i Malmö än i Kiruna. Detta talar för att utetemperaturen, som är högre i Malmö än i Kiruna har betydelse för hur fukttillståndet i spånskivan ser ut. 4.3 Reflektion kring beräkningsmodellen Isover tillverkar och marknadsför den variabla ångspärren som undersökts i detta arbete. De har föreslagit att Moelven Byggmodul skall använda sig av deras produkt och de har utfört en utredning kring fuktsäkerheten vid användande i en motsvarande konstruktion. De främsta skillnaderna vad gäller konstruktionernas uppbyggnad är isoleringstjockleken som är närmare 400 mm, råspont av 22 mm trä istället för 12 mm spånskiva och taktäckning som består av underlagspapp och plåttak. De har använt sig av ett beräkningsprogram för fuktsäkerhetsanalys vid namn WUFI Pro 5.1 som är ett endimensionellt dynamiskt simuleringsprogram. Då programvarulicens för WUFI Pro 5.1 saknats har inte möjligheten funnits till att använda sig av programmet i detta arbete. Jämförelser av detta arbetes resultat med de data som Isover kunnat visa i sin projekteringsanvisning har ändå kunnat göras. Enligt Isovers utredningen ser fuktsäkerheten betydligt bättre ut för motsvarande fuktbelastningar och placering i Sverige än de resultat som kunnat visas i detta arbete. Isovers utredning visar på att konstruktionen skall kunna fungera fuktsäkert med fukttillskott på 4 g/m 3 på motsvarande platser (Saint-Gobain Isover AB) Beräkningsmodellen som byggts upp i Microsoft Excel 2010 (Microsoft 2010) har varit ett bra hjälpmedel för att beräkna fuktbalans och värmebalans för taket. Beräkningsmodellen har beräknat relativ ånghalt och temperatur för samtliga timmar på året. Graferna som beskriver relativ ånghalt och temperatur beskriver ett genomsnitt för varje dygn under året. Varför inte alla timmar redovisas har att göra med att diagrammen blir mycket svåra att avläsa och ansågs bli för otydliga för att ge möjlighet till en bra analys. 31

37 Saker som kan påverka resultatet är förenklingar som gjorts för att kunna på ett enklare sätt konstruera beräkningsmodellen. Det kan handla om materialdata som förenklas till att endast ha ett konstant värde under beräkningsgången istället för att variera då den relativa fuktigheten ändras i materialet. Ett exempel på detta är ånggenomsläppligheten för trä som kan variera mellan 0,2-3,5 *10-6 m 2 /s vid % RH (Nevander & Elmarsson 2006, s.485). För att få en uppfattning om hur Isovers beräkning och den som gjorts i detta arbete skiljer sig åt måste alla ingångsdata jämföras. Detta har inte varit möjligt att kontrollera i detta arbete då uppgifterna inte finns redovisade i någon tillgänglig rapport. 4.4 Förslag till vidare utredning Den takkonstruktion som utreds i detta arbete visar sig vara känsligt för stora fuktmängder i inomhusluften. Relativ fuktighet är direkt kopplad till vilken temperatur som råder. Genom att höja temperaturen kan RH bli lägre. Det som visat sig genom den stationära beräkningen som behandlar snöskikt på taket är att fuktförhållandet för spånskivan blir bättre vid ett snöskikt som verkar isolerande. En utanpåliggande isolering, utanför spånskivan skulle kunna förbättra fuktförhållandena då spånskivan hålls varmare. Denna förändring i konstruktionen skulle kunna tillåtas om takblockets tjocklek inte förändras på ett sätt som påverkar hyrmodulens höjdmått. Materialegenskaper vad gäller uppfuktning och uttorkning för olika material beskrivs i litteraturen med hjälp av sorptionskurvor. För att beskriva förloppen har sorptionskurvona avlästs och beskrivits i form av polynom. Polynomen är inte helt och hållet överensstämmande med sorptionskurvorna, men kan ge en förenklad bild av vad som händer. Detta sätt att beskriva fuktlagring tar inte hänsyn till att förloppet ser olika ut för uppfuktning respektive uttorkning, vilket i verkligheten är fallet. För vidare utredning skulle det vara intressant att skilja på uttorkning och uppfuktningsförloppen för att se om det kan ge ett annat resultat. Det vore intressant att genomföra simuleringar med WUFI Pro 5.1 med exakt den konstruktion som undersökts i detta arbete, för att se vad skillnaden blir. Den undersökning som gjorts av Isover skiljer sig en aning vad gäller taktäckning, isolertjocklek, och materialval på råsponten. 32