Räkna F. Petter Wallentén. Lunds Tekniska Högskola Avdelningen för Byggnadsfysik

Transkript

1 Räkna F Petter Wallentén Lunds Tekniska Högskola Avdelningen för Byggnadsfysik

2 Problem Användandet av program för att beräkna värme och fukt har kraftigt ökat de senaste åren. Speciellt programmet WUDI 1D som hanterar endimensionell värme och fukttransport används av fler och fler konsulter i Sverige. Det har dock visat sig att olika användare kan få mycket olika resultat för samma konstruktion. Detta har lett till en viss (berättigad) skepsis mot resultaten. Kan vi lita på resultaten från fuktberäkningar?

3 Kan vi lita på fuktberäkningar? Flera olika studier visar att man kan få bra överensstämmelse mellan mätning och beräkning. Det stora problemet gäller prognoser Vilka randvillkor (t ex klimat) skall användas? Vilka kriterier skall användas för att godkänna en konstruktion? Den stora mängden parametrar som måste uppskattas gör att man i viss mån kan påtvinga ett visst svar. Det är lätt att producera alldeles för mycket utdata. Den oinvigde har mycket svårt att förstå vad all utdata egentligen betyder.

4 Räkna F Byggnadsfysik LTH och i samarbete med Fuktcentrum och projektet Woobuild kommer att ta fram ett antal dokument som kan vara vägledande och förtydligande för ingenjörer som arbetar med fuktberäkningsprogram av typen WUFI. Vi har bestämt att dessa dokument skall heta "RäknaF för att anknyta till ByggaF. Dokumenten skall innehålla rekommendationer och metoder som är tillämpbara vid ingenjörsmässiga fuktberäkningar. De skall vara en hjälp för t ex en konsult vid planerandet, genomförandet och presenterandet av fuktberäkningar för byggnadsdelar. De skall även hjälpa beställaren av en beräkning att ställa rätt krav på redovisning av resultat.

5 Den första officiella versionen kommer att spridas via Fuktcentrum, Woodbuild och WUFI.se forumet. De som hittills har bidragit med sina erfarenheter är: Petter Wallentén, Stephen Burke, Johan Stein och Olof Hägerstedt vid LTH. Peter Brander vid Skanska Teknik. Alexander Andreasson och Mathias Lindskog från AK konsult. Lars Olsson vid SP.

6 Plan för genomförande Inledande möten med inbjudna användare Arbetsmöten / mailväxling för formulering av text Öppnare möten för diskussion med en större grupp Presentation av utkast Presentation av första officiella version (våren 2012)

7 Förslag på innehåll Målet med beräkningen Definition av hur resultaten skall bedömas Planering av beräkningen Analys av randvillkor Identifiering av viktigaste parametrar Krav på genomförandet av beräkningen Stabiltetsanalys Känslighetsanalys

8 Analys och redovisning av resultatet Råd och förslag om genomförandet av beräkningen Exempel på viktiga parametrar Exempel på basfall för vissa konstruktioner T ex byggfukt, regninträngning, klimat, materialdata Krav på dokumentation

9 Målformulering Målet med beräkningen måste beskrivas i dokumentationen. Speciellt i jämförelse med övrig fuktsäkerhetsbedömning. Fokusera på: rangordna olika konstruktioner visa på konstruktioner som kan påvisas inte fungera göra en samlad bedömning av resultaten som inte nödvändigtvis kan styrkas med enskilda numeriska data. Vilka parametrar som används för att godkänna eller underkänna en konstruktion måste tydligt definieras. Dessa kan t ex vara Biologisk modell (M-modellen, WUFI-Bio,Dos- respons modell) Tidpunkter då RF är högre än kritiskt RF

10 Planering av beräkning Analys av randvillkor Klimalaster är ett stort problem. Kan göra att konstruktionen fallerar eller klarar sig. Därför bör val av klimat analyseras innan räkningen genomförs. Man bör om möjligt genomföra beräkningen med mer än bara ett år. Problemställaren har också ett ansvar att ge relevant information. Är konstruktionen representativ för verkligheten? Är mikroklimatet korrekt? Är randvillkoren som används relevanta för det aktuella fallet.

11 Planering av beräkning Identifiering av viktigaste parametrar För varje konstruktion måste de viktigaste parametrarna identifieras. Typiska viktiga parametrar kan vara: Materialdata, Klimatperiodens längd, Punktlaster, Läckage, Färg påfasad (ljus, mörk), Byggfukt, Luftomsättningar i en luftspalt, Fuktkonvektion inifrån, Regninträngning, Väderstreck, Våtrumsfallet, Medeltemperatur, Startdatum, Slagregn, Sommarkondens, Träd som växer upp och så småningom skuggar De känsliga parametrarna bör analyseras utifrån det aktuella problemet

12 Krav på genomförandet beräkning Kontroll av lösningens numeriska stabilitet Det finns alltid risk att lösningen inte är numeriskt stabil, dvs att lösningen ej korrekt löser de ingående ekvationerna eller att lösningen är starkt beroende av de numeriska parametrarna. Man bör därför: studera flödesbalanser, studera konvergenskrav som programmet redovisar, genomföra kontrollberäkningar med annat tidssteg genomföra kontrollberäkningar med annat beräkningsgitter Känslighetsanalys En parameterstudie av alla ingående parametrar blir för stor. Därför måste de viktigaste parametrarna identifieras för att kunna göra en känslighetsanalys. Dvs en parameterstudie som visar resultaten efter variation i dessa indata.

13 Analys och redovisning av resultatet Analysen av resultaten är ett mycket viktig moment, speciellt som det är lätt att producera mycket grafer och tabeller endast förvirrar. Viktigt att tänka på är att lokala monitorpositioner är ej representativt för medelvärdet i ett skikt. Beräkning bör kompletteras med fuktsäkerhetsbedömning av resultat och konstruktion. Resultaten måste sammanfattas på ett begripligt ingenjörsmässigt sätt.

14 Råd och förslag om genomförandet av beräkningen WUFI Läs manualen. Materialdata kommer ifrån flera olika källor som har använt delvis olika mätmetoder, t ex finns det material där den kapillära transporten enbart hanteras genom ett varierande ångmotstånd. Filmvisning kan användas mycket för att visa på känsliga konstruktioner. Balans 1 and 2 bör ej skilja sig mer än X Konvergensfel bör ej vara fler än 50 på ett år. Använd Fin, Mellan, och Grov för beräkningsgitter. Använd Adaptivt tidssteg om det förekommer konvergensfel. Halvera tidssteget är enkelt. Temperaturkorrigering i klimatfil är enkel. Extra uppmärksamhet på sorptionskurva för viktiga material eftersom den kan ge både stabilitetsproblem och påverka resultatet.

15 Exempel på viktiga parametrar Randvillkor Om man använder ideala randvillkor och snällt klimat fungerar kanske konstruktionen men detta motsvarar ofta inte verkligheten. Det finns därför ett antal metoder att skapa mer fuktlast. Skuggning förekommer ofta. Man bör alltså oftast göra åtminstone en beräkning i skuggat läge. Regninträngning 1% enligt ASHRAE standard 160 är ett väldigt tufft krav som inte passar så bra för 1D räkningar men som trots allt ger ett mått på robusthet. Fuktkonvektion inifrån är en realistisk defekt som kan simuleras. I WUFI finns två olika sätt att göra detta: med en påtvingad omsättning eller med ett tryckberoende flöde.

16 Ventilationen i luftspalt Ventilationsgraden i en ventilerad luftspalt en är extremt viktig parameter som samtidigt har stor onoggrannhet. Man kan tänka sig att resultatet av analysen är att konstruktionen bör säkerställa ett minsta flöde. Detta är extra viktigt vid horisontella läkt bakom träpanel samt bakom en skalmurar. Det är därför lämpligt med en parameterstudie på detta om konstruktionen innehåller en ventilerad luftspalt. Ett förslag är att studera: oms/h för träpanel och för skalmur.

17 Dokumentation Dokumentationen skall innehålla information om de generella dragen i beräkningen samt alla speciella eller avvikande antaganden och metoder. Om möjligt bör datafilerna för det använda beräkningsprogrammet göras tillgängliga om så önskas. Omfattning och mål för beräkning Begynnelsevillkor Randvillkor Material och parametrar Modell och numerisk lösning Beskrivning av beräkningsverktyg Numerisk simulering Redovisning av beräkningsresultat Tolkning av resultaten

18 Bygga F: Riskanalys För att få en uppfattning om fuktsäkerheten kan man göra en riskanalys. Metoden med säkerhetsfaktorer som används i statisk dimensionering är svår att applicera vid fuktsäkerhetsprojektering, däremot kan man göra påslag. Ett bättre sätt är att göra en riktig riskanalys där varje beräkningsparameter beskrivs med en fördelningskurva. Genom att göra ett stort antal beräkningar får man ett statistiskt underlag utifrån vilket man kan utläsa en risk för att t ex fukttillståndet i ett material överstiger ett visst värde.

19 ABK 09 Konsulten ska genomföra uppdraget fackmässigt och med omsorg samt även i övrigt iaktta god yrkessed. Kraven på konsulten innefattar bland annat skyldighet att, till följd av omständigheter som framkommer under uppdragets genomförande, kontrollera uppgifter och komplettera utredningar som beställaren lämnat Parterna skal på konsultens begäran gå igenom den information, de uppgifter och de handlingar som beställaren förfogar över och som konsulten behöver för att genomföra uppdraget Parterna ska även i övrigt hålla varandra underrättade om förhållanden som kan antas ha betydelse för uppdraget.