Trådlösa sensorer för fuktindikering Moisture indication with wireless sensors

Transkript

1 Trådlösa sensorer för fuktindikering Moisture indication with wireless sensors Erik Arvidsson Examensarbete i byggnadsteknik, KTH Byggvetenskap, Stockholm

2 Förord Examensarbetet har utförts under 2011 på uppdrag av NCC Construction. Idén till arbetet kommer från min handledare Fredrik Gränne som är ledande teknisk specialist på NCC Teknik Avdelning Nord. Arbetet är den avslutande delen av civilingenjörsutbildningen inom samhällsbyggnad med inriktning mot huskonstruktion på Kungliga tekniska högskolan. Min handledare för Kungliga tekniska högskolan har varit lektor Kjartan Gudmundsson på institutionen för byggvetenskap. De jag först och främst vill tacka är mina handledare Fredrik Gränne och Kjartan Gudmundsson som kommit med kommentarer och förslag under arbetets gång. Tack även Rickard Bellander, Lars Elof Bryne, Folke Björk och Peter Koskinen som hjälpt till med material till laborationerna. Erik Arvidsson, Stockholm, 2011 i

3 Sammanfattning Användandet av trådlösa sensorer inom byggindustrin är relativt nytt. Sensible solutions AB har utvecklat en produkt för fuktindikering som kan användas i t.ex. lätta utfackningsväggar. Systemet bygger på att två stycken passiva RFID-taggar fästs på ett kort med ett mellanrum så att inte taggarna stör varandra. Den ena är täckt med en fuktabsorberande pappersbit som tar upp fukt ur den omgivande luften medan den andra är öppen mot omgivande luft. Sensorerna avläses med en RFID-läsare som sänder ut signaler tills ett svar erhålls från båda taggarna. Den fuktiga taggen kommer att kräva en större signalstyrka för att avläsas än den torra på grund av förändringar i dess resonansfrekvens då taggen blivit fuktig. Då det krävs olika signalstyrkor för att ladda upp vardera taggen kan differensen mellan de båda användas som en fuktindikator. Sensorerna är relativt billiga och skulle kunna användas i stora mängder för att tidigt upptäcka läckage, eller höga fuktnivåer. Inom detta examensarbete har tester utförts för att avgöra hur tillförlitliga sensorerna är med avseende på avstånd och riktningar till avläsningsenheten samt inbördes avstånd mellan flera sensorer. Sensorerna har fått acklimatiseras i behållare med olika saltlösningar som ger relativa fuktigheter mellan %. De har sedan blivit avlästa för att avgöra hur värdena av differensen i signalstyrka varierar med relativ fuktighet. Fördelar och begränsningar med metoden har undersökts dels genom litteraturstudier och dels genom de utförda testerna. Testerna visar att metoden är känslig för avstånd och riktningar. Dock beror troligtvis inte detta på sensorerna utan att den avläsningsenhet som används i dagsläget har en del begränsningar. Metoden kräver att någon avläser de manuellt på byggarbetsplatsen, t.ex. en platschef. I dagsläget finns endast en gräns för att avgöra om det är torrt eller fuktigt. Gränsen är 5 dbm skillnad mellan signalstyrkan för att ladda upp den fuktiga respektive den torra taggen. Testerna som gjorts inom detta examensarbete har visat att fuktigare luft innebär en större skillnad i signalstyrka mellan den öppna (referenstaggen) och den inneslutna taggen. Vid avläsning krävs att avläsningsenheten är riktad rakt mot kortet för att korrekta värden ska erhållas. En ny, bättre avläsningsenhet kommer att börja användas under februari Därmed kommer en ny uppgradering av den kritiska fuktnivån. ii

4 Abstract The using of RFID-sensors in the Building industri is relatively new. Sensible solutions AB have developed a product for moisture indication in for example light weight exterior walls. The system is built upon one pair of passive RFIDtags placed on a card with a space between them so that the tags don t disturb one another. One of the tags is covered with a moisture absorbing paper and the other one is left open to the surrounding air. The sensors are read with an RFID-reader which sends out signals until a response is received from both of the tags. The moistened tag requires greater signal strength to be read than the dry one because of changes in its resonance frequency when the tag is covered in moisture. Since different signal strengths are required to read the two tags, the difference between them can be used as a moisture indicator. The sensors are relatively cheap and could therefore be used in great amount to early discover leakage and high moisture levels. Within this master thesis, tests have been made to evaluate how reliable the sensors are in regard to distance between the reader and the sensors, the angle between them and the distance between several different sensors. The sensors have been acclimatized in exicators with different salt solutions which are emitting relative humidity s between %. They have then been read to determine how the values in the difference in signal strength varies with relative humidity. The pros and cons with the method have been studied through literature and the tests made. The tests show that the method is sensitive to distances and angles. However the limitation doesn t depend on the sensors, but of the reader that is used today. The method requires that someone is reading the sensors manually on the construction site, for instance a construction site manager. Today there is only one limit to determine if it s dry or damp. The limit is 5 dbm differences in power up level between the damp and the dry tag. The tests made in this thesis shows that a higher moisture level leads to a greater difference in signal strength between reading the open and the covered tag. When reading the sensors it requires that the reader is aimed straight toward the sensor so that correct values will be received. A new, better reader will be used in February Consequently a new upgrade of the critical moisture level will be made. iii

5 Innehåll 1 Inledning Bakgrund Syfte Mål Avgränsning Teori Passiva RFID-sensorer Sensible solutions sensorer Avläsningsenhet, Motorola MC9090-G Programvara, Sensesweep Tidigare utförda tester av passiva RFID-sensorer för fuktindikering Aktiva RFID-sensorer Givare Fukt Kritiska fukttillstånd BBR Fukt i oventilerade fasader Fukt i våtrum Passiva RFID-sensorer inom NCC Problem i dagsläget Användningsområden Addera badrumsrenovering Utfackningsväggar Våtrum Fältstudie Beckomberga Vallby

6 5 Fuktberäkningar av väggkonstruktioner Placering av RFID-sensorer Glasermetoden Wufi Tester Exikatorer Mätuppställning Sensorer i väggar Kalibrering av givare Avstånd mellan sensorer Resultat Exikatorer Test Test Test Test Sensorer i väggar Avstånd mellan sensorer Fältstudier Beckomberga Vallby Analys Test Test Test Test Sensorer i väggar Avstånd mellan sensorer v

7 9 Intervjuer Petra Hersgren, fd. Projektchef NCC boende AB Tommie Guten, NCC, Entreprenadchef Avdelning Bostad i Stockholm Diskussion och slutsats Möjligheter med passiva RFID-sensorer Begränsningar med passiva RFID-sensorer Jämförelse mellan passiva och aktiva RFID-sensorer Tilltänkta förbättringsåtgärder Slutsats Vidarestudier 38 A Bilagor 42 A.1 Manual för avläsning av Sensible solutions AB:s sensorer A.2 Uppmätta värden från test 1, 2, A.3 Mätvärden för sensorer i väggar A.4 Mätvärden, Avstånd mellan sensorer A.5 Exempelberäkningar enligt Glasermetoden A.6 Specifikation för Tinytag Ultra A.7 Kalibrering av Tinytag Ultra vi

8 1 Inledning 1.1 Bakgrund Med krav på högsta tillåtna fuktnivåer i både BBR och andra kravdokument såsom ByggaF samtidigt som vi bygger allt mer välisolerat blir det viktigare och viktigare att se vad det egentligen är för fuktnivåer i produktionen. Idag använder man sig i produktionen oftast av två olika provtagningsmetoder, fuktmätning i betong med RBK-auktoriserad fuktkontrollant (borrhål i betongen eller urtaget prov som skickas till ett laboratorie), och fuktkvotsmätning i trä och liknande material. Nu när vi inte längre använder kartonggips och trä i utfackningsväggar så kan vi inte använda fuktkvotsmätare för dem men det finns då andra metoder såsom trådlösa fuktsensorer som skulle kunna vara användbara. Ett system med trådlösa sensorer från Sensible solutions har använts i Beckombergas första etapp. Ska detta system användas i en större omfattning behöver vi känna metodens begränsningar och möjligheter på ett ingående sätt. 1.2 Syfte Hur kan vi optimera fuktindikering med trådlösa sensorer i produktionen utifrån vad och hur vi bygger, kostnad samt fuktkrav samt hur kan det vara ett verktyg för att fuktsäkra produktionen. Detta genom att: Kartlägga begränsningar och möjligheter med metoden. Ta fram instruktioner för hur metoden bör användas. 1.3 Mål Målet med detta examensarbete är att åstadkomma en lösning på hur NCC kan använda trådlösa sensorer i sina väggar. 1.4 Avgränsning Examensarbetet kommer främst syfta till att kontrollera hur Sensible solutions RFID-sensorer fungerar och hur dessa kan användas i lätta väggar. 1

9 2 Teori 2.1 Passiva RFID-sensorer Fördelen med passiva sensorer är att de inte har något inbyggt batteri och därför har lång livslängd. Nackdelen är att de endast kan läsas av inom ca 3 m avstånd. De som testats i denna rapport fungerar genom elektromagnetisk backscatter coupling, och arbetar i frekvensintervallet MHz vilket ligger i det ultrahögfrekventa området (se figur 1), som inte kräver någon licens inom Europa[1]. Kommunikationen mellan avläsare och sensor fungerar genom att avläsaren sänder ut en elektromagnetisk signal mot RFID-taggen vilket gör att en spänning induceras på taggens antenningång. Om spänningen är tillräckligt hög så startar taggens mikroprocessor och informationen i taggens chip sänds tillbaka till avläsningsenheten [2]. Figur 1: Frekvensintervall för RFID-system [3] Sensorerna har uppvisat känslighet mot olika metaller och vatten. Daniel Dobkin och Steven M. Weigand har i en rapport utfört tester av läsavstånd när RFID-taggar befinner sig i närheten av dels metall och dels en plastflaska med vatten. De har visat att läsavståndet både kan bli längre eller kortare beroende på avståndet till metallen eller vattenflaskan. Något som författarna fann vara intressant var att avläsningsavståndet ökades för samtliga taggar när de befann sig 20 mm från metallen[4] Sensible solutions sensorer Sensible solutions sensorer är uppbyggda av två RFID-taggar fästa på en etikett, separerade ifrån varandra så att inte antennen tillhörande respektive tagg stör den andra (se figur 2). Den ena taggen har fri kontakt med 2

10 den omgivande luften medan den andra är inbäddad i papper som har en stor hygroskopisk förmåga vilket innebär att den lätt kan ta upp fukt från omgivande luft. När avläsningsenheten skickar ut en signal fås två signaler tillbaka (dbm), en från vardera tagg. Avläsningsenheten behöver sända ut en starkare signal för att ladda upp den inbäddade taggen än den fria på grund av ohmska förluster och förändringar i dess resonansfrekvens. Avläsningen fungerar genom att avläsningsenheten skickar ut en signal motsvarande den lägsta uteffekten 18 dbm och stegar sedan uppåt med intervallet 1 dbm tills den får ett svar från taggen. Samma procedur upprepas för den andra taggen. Det som sedan visas på skärmen av avläsningsenheten är differensen mellan de båda taggarna. Dessa värden ger information om det är torrt eller fuktigt. Figur 2: RFID-sensor från Sensible solutions [5] Sensorerna kan avläsas på avstånd upp till två meter[6]. Signalstyrkan anges som ett värde i dbm vilket är en logaritmisk skala i förhållande till 1 mw effekt. kortet har måtten 105x70x3,5 mm och beräknas kosta ca kr[7]. 2.2 Avläsningsenhet, Motorola MC9090-G Avläsningsenheten som används i försöken har en maximal effekt på 0.5 W i Europa vilket motsvarar ca 27 dbm i signalstyrka. Enligt en ETSI-standard får 1 W användas vilket motsvarar 30 dbm[7]. Den lägsta utgående signalstyrkan är 18 dbm. Antennen är integrerad och linjärt polariserande[8]. Priset för en avläsare är ca kr [9]. 2.3 Programvara, Sensesweep Programmet Sensesweep behandlar de avlästa värdena genom att visa vilken signalstyrka som krävs för att läsa av både den öppna och den inneslutna taggen. Skillnaden beräknas mellan båda taggarna och visas på skärmen. Om 3

11 det finns flera taggar inom läsbart avstånd kommer samtliga visas på skärmen. För att förhindra det går det i programmet att filtrera bort de sensorer som inte är av intresse. Det går även att spara avläsningarna i programmet i en logg-fil vilket underlättar hanteringen av mätvärden. Figur 3: Avläsningsenhet Motorola MC9090-G med programmet Sensesweep 2.4 Tidigare utförda tester av passiva RFID-sensorer för fuktindikering Johan Sidén et.al har i artikeln Remote moisture sensing utilizing ordinary RFID tags [6] beskrivit hur RFID-sensorer kan användas för att mäta fukt i golv och väggar. Författarna hade tidigare inte kommit i kontakt med någon kommersiell och billig RFID-sensor för avläsning av fukt i t.ex. väggar, golv eller under skymda vattenrör. Konceptet som artikeln bygger på är att två RFID-taggar placeras på ett kort med ett mellanrum så att inte taggarnas antenner stör varandra. Den ena taggen förses med ett framförliggande papper medan den andra är öppen. När papperet befinner sig i en fuktig miljö kommer papperet att ta upp fukt vilket kommer att leda till att taggens antenn kommer att få lägre effektivitet på grund av ohmska förluster och förändring i impedans. Det innebär att vid en avläsning med en avläsningsenhet mitt framför kortet, behöver avläsaren skicka ut en starkare signal för att läsa av den fuktiga taggen än den öppna. Därmed kan en jämförelse mellan avläsningen av den fuktiga och den öppna taggen göras. Rapporten bygger sedan vidare på konceptet och visar hur ett test kan genomföras för att få ett diagram med översättning från signalstyrka(dbm) till 4

12 relativ fuktighet genom att använda en klimatkammare som ställs in mellan % relativ fuktighet, där sensorerna placeras och avläses. Ur testet erhölls diagrammet i figur 4 nedan: Figur 4: Skillnad i signalstyrka jämfört med Relativ fuktighet [6] I artikeln Microstrip antennas for remote moisture sensing using passive RFID [10] beskriver Johan Sidén et.al några tester utförda i en 1x1x0.1 m³ stor klimatkammare. I klimatkammaren placerades två sensorer som avlästes på 80 cm avstånd rakt framifrån vid olika relativa fuktighet. Utifrån de erhållna värdena (dbm) har diagrammet i figur 5 framtagits för olika relativa fuktigheter. Figur 5: Skillnad i signalstyrka jämfört med Relativ fuktighet [10] Vid testerna framgick det att en tagg med mer papper framför krävde en lägre signalstyrka för att avläsas än den taggen med mindre papper framför. Det framgår både i diagrammet och i rapporten som diagrammet hämtats från att en skillnad av 7 dbm ungefär motsvarar 80 % relativ fuktighet vilket i rapporten anses vara den kritiska nivån. Det krävdes flera avläsningar där sedan ett medelvärde av samtliga avläsningar beräknades, eftersom två avläsningar från exakt samma plats kunde ge en skillnad på 2 dbm. Yi Jia et.al beskriver i artikeln A prototype RFID humidity sensor for built environment monitoring [11] liknande försök som i tidigare nämnda rappor- 5

13 ter med skillnaden att sensorerna endast består av en tagg försedd med en polyimidfilm. I studien har en stationär avläsningsenhet använts för att mäta hur stor signalstyrka som behöver sändas ut för att få ett svar från den passiva RFID-sensorn. Avläsningsenheten stod placerad 1.5 m ifrån sensorn vid avläsning. Eftersom författarna inte hade tillgång till någon klimatkammare så har de endast testat hur stor signalstyrka som krävs för att läsa av sensorn för ett visst antal droppar vatten som filmen försetts med, samt hur lång tid det tar för filmen att torka. Från rapporten har diagrammen i figur 6 och 7 hämtats. Figur 6: Signalstyrka över tid för fuktig sensor [11] Figur 7: Signalstyrka i jämförelse med antal vattendroppar på sensorfilmen [11] 2.5 Aktiva RFID-sensorer Aktiva RFID-sensorer är försedda med ett batteri vilket medför en kortare livslängd då det inte går att byta ut när de väl är inbyggda i en konstruktion [12]. Det inbyggda batteriet förser spänning till sensorn vilket medför att den inte är lika beroende av det elektromagnetiska fältet som läsaren sänder 6

14 ut. Fältet behöver därför inte vara lika starkt som vid avläsning av en passiv sensor vilket innebär att avläsningsavståndet kan ökas betydligt [1]. Det finns i dagsläget aktiva RFID-sensorer som kan mäta relativ fuktighet med +/-3% noggrannhet samt har en beräknad drifttid på 5-10 år. Storleken på en aktiv sensor från Identsys uppges vara 80x40x20 mm och priset för den är 750 kr/st. Sensordelen i taggen mäter fukt i den omgivande luften. Mätvärdena loggas i taggens minne och kan via radio kommunicera data till en läsare/mottagare och därifrån till ett övervaknings-/processstyrsystem. En mottagare/avläsare kostar ca 9000 kr. Om flera läsare används kommunicerar samtliga läsare med en basstation som ansluts via kabel till en dator[13, 14]. 2.6 Givare Som referens i ett test användes en oanvänd kapacitiv RF- och temperaturgivare av märket Tinytag Ultra 2 vilken har en loggande funktion som kan ställas in för att mäta inom olika tidsintervall. Givaren har ett mätområde från -25 till +85 C samt 0 till 95 % relativ fuktighet. Osäkerheten i mätvärdena uppges vara 0,45 C och +/-3% relativ fuktighet vid 25 C[15]. Ytterligare information om givaren finns i bilaga A.6. Figur 8: Tinytag Ultra 2[15] 2.7 Fukt Kritiska fukttillstånd Värdena som visas i tabell 1 avser lång varaktighet i materialets yttersta skikt då materialet befinner sig i rumstemperatur. För trä och träbaserade material har det i studier framkommit att mögel inte kan växa när temperaturen är för låg eller för hög [16]. I figur 9 nedan exemplifieras hur temperatur, relativ fuktighet och mögelrisk hör ihop: 7

15 Materialgrupp Kritiskt fukttillstånd [% RF] Smutsade material Trä och träbaserade material Gipsskivor med papp Mineralullsisolering Cellplastisolering Betong Tabell 1: Kritiska fukttillstånd för byggmaterial [16] Figur 9: Mögelrisk på virke med hänsyn till relativ fuktighet, temperatur och varaktighet[16]. Substrat kategori 0: Substrat kategori I: Substrat kategori II Substrat kategori III Optimalt biologiskt medium Biologiskt återvinningsbara material som tapet, papper på gipsskivor av biologiskt nedbrytbara material, fogmassor Porösa byggmaterial som puts, mineraliska material, visst trämaterial och oskyddade material som inte hamnar i kategori I Material som varken är biologiskt nedbrytbara eller innehåller näringsämnen Tabell 2: Kategorier av substrat för mikrobiell påväxt [17]. Isopletsystemen är grundade på tidigare mätta värden och experimentella försök. Utifrån dessa har fyra kategorier erhållits. Det finns dock inga isopleter för kategori III då det inte kan växa mögel på dessa material utan att de är nedsmutsade. 8

16 Figur 10: Generaliserat isopletsystem för myceltillväxt och sporgroning [17] BBR För högsta tillåtna fukttillstånd i en byggnad säger BBR avsnitt 6:52: Vid bestämning av högsta tillåtna fukttillstånd ska kritiska fukttillstånd användas varvid hänsyn tas till osäkerhet i beräkningsmodell, ingångsparametrar (t.ex. materialdata) eller mätmetoder. För material och materialytor, där mögel och bakterier kan växa, ska väl undersökta och dokumenterade kritiska fukttillstånd användas. Vid bestämning av ett materials kritiska fukttillstånd ska hänsyn tas till eventuell nedsmutsning av materialet. Om det kritiska fukttillståndet för ett material inte är väl undersökt och dokumenterat ska en relativ fuktighet (RF) på 75 % användas som kritiskt fukttillstånd. [18] Fukt i oventilerade fasader Tidigare använde sig flera entreprenörer av träreglar och vindskivor av gips med papp i putsade, oventilerade utfackningsväggar vilket på grund av byggfel och en icke förlåtande konstruktion ledde till åtskilliga fuktskador. De flesta skadorna uppkom kring infästningar och fönster som inte varit tillräckligt tätade. När slagregn träffade fasaden så kunde vatten rinna in i konstruktionen vilket då ledde till att fukten blev instängd mellan den inre ångspärren, som har väldigt låg ånggenomsläpplighet, och den yttre cellplastskivan, som har relativt låg ånggenomsläpplighet. Nu har bl.a. NCC infört mindre fuktkänsliga material utfackningsväggarna. Konstruktionen kallas enligt SP för modifierad putsad, enstegstätad, regelvägg [19]. Trots att materialen är mer förlåtande ska de kritiska fukttillstånden inte överskridas. Därför har NCC valt att använda sig av trådlösa sensorer i ett pilotprojekt i Beckomberga för att kontrollera att dessa kritiska nivåer inte överskrids. 9

17 2.7.4 Fukt i våtrum Skador i våtrum beror främst på felaktigt arbetsutförande eller felaktiga material. Skadorna uppkommer lika ofta i golv som i väggar och de vanligaste skadeorsakerna är: Läckage mellan golvets tätskikt och golvbrunnen Otätheter i väggarnas eller golvets tätskikt Läckage i otätheter som uppstått i t.ex. skarvar, skruvhål eller rörgenomföringar Otät anslutning mellan väggens och golvets tätskikt. [20]. Med anledning av våtrummens känslighet finns även där stora fördelar med att använda trådlösa sensorer för att avgöra att kritiska fukttillstånd inte överskrids. 10

18 3 Passiva RFID-sensorer inom NCC 3.1 Problem i dagsläget Trådlösa sensorer inom byggindustrin är en relativt ny teknik som fortfarande är i utvecklingsstadiet. De fuktmätningsmetoder som oftast används idag är dels resistiva insticksgivare för att mäta fuktkvoten i trä och dels kapacitiva för mätning i luft, borrhål och provrör [21]. Metoderna är förstörande då fuktkvot eller relativ fuktighet ska mätas inuti en vägg eftersom det antingen krävs ett hål genom ångspärren eller att delar av väggen monteras ned. Vid många mätningar blir förfarandet besvärligt och kostsamt. Nu när NCC har börjat använda mindre fuktkänsliga utfackningsväggar och andra typer av konstruktioner där det förekommer plåtreglar finns det i dagsläget inga bra metoder för att mäta fukt. När dessutom Boverket gått ut med krav på att kritiska fuktnivåer för en konstruktions ingående material inte får överskridas så kan det tolkas som att mätningar eventuellt måste göras inuti väggar. Då behövs en metod för att se till att inte dessa nivåer överskrids. Passiva RFIDsensorer kan vara en bra metod då det med en knapptryckning går att läsa av fuktnivån i väggen. 3.2 Användningsområden Nedan följer några användningsområden där det finns potential att använda passiva RFID-sensorer i NCCs produktioner. De fältstudier som beskrivs i kapitel 5 är även utförda i nedanstående konstruktioner Addera badrumsrenovering Addera badrumsrenovering är ett koncept inom NCC Construction Sverige AB där badrum renoveras snabbt och effektivt. Hyresgästerna kan bo kvar i lägenheten under hela renoveringsprocessen, endast tillfälliga toalett-och duschutrymmen måste anordnas. Det tar 10 dagar per stam och arbetslag innan badrummet är färdigrenoverat. Systemet är framförallt ett sätt att möta det renoveringsbehov som finns i miljonprogrammet när en miljon renoveringar ska utföras under en 10-årsperiod[22]. Systemet består av en ventilerad konstruktion med luftspalter till det befintliga badrummet. Detta för att få en ventilationsspalt så att arbetet kan påbörjas direkt utan någon uttorkningstid. Konstruktionen kommer således få svårare att angripas av mögel. Väggarna består av kakel eller högtryckslaminat och golven får sin 11

19 luftspalt med en platonmatta som påförs avjämningsmassa och sedan förses med en golvbeläggning [23]. RFID-sensorer kan enkelt placeras i luftspalten i dessa konstruktioner. Här skulle det kunna finnas en potential till att använda sensorerna eftersom det är lätta och relativt tunna konstruktioner som inte kräver långa läsavstånd Utfackningsväggar Flera entreprenörer har tidigare haft stora problem med putsade, oventilerade fasader då vatten läckt in i konstruktionerna. För att mäta fukten har det då behövts förstörande mätmetoder. När entreprenörer nu använder sig av säkrare konstruktion med stålreglar och mindre fuktkänsliga skivor så går det inte att mäta med en fuktkvotsmätare i reglarna. Därför skulle även utfackningsväggar kunna vara ett bra användningsområde för trådlösa sensorer när man vill se till att de kritiska fuktnivåerna inte överskrids. I passivhus är det extra viktigt att kontrollera att väggens insida är helt tät eftersom kondenspunkten hamnar någonstans mitt inne i väggen. Om kondens skulle bildas så behöver fukten vandra genom fler material än i en vanlig utfackningsvägg. Det betyder att fukten kommer att stanna längre i konstruktionen vilket ökar risken för mögeltillväxt [24]. Eftersom passivhus är extra känsliga och det i dagsläget inte finns några bra och billiga metoder för att mäta fukt så finns potential för att använda trådlösa sensorer även i dessa Våtrum Då våtrum är extra känsligt ur fuktsynpunkt kan sensorerna vara användbara även här. NCC använder sig av oorganiska skivor och fukttålig plywood med bakomliggande plåtreglar. Det innebär att det är relativt fuktokänsliga material i konstruktionen. Det kan ändå finnas ett intresse av att kvalitetssäkra konstruktionen på något sätt. Sensorerna skulle kunna ge en indikering om fukttillståndet är högre än de tillåtna enligt BBR. Upp till en fjärdedel av alla skador uppstår vid golvbrunnen på grund av läckage mellan tätskiktet och golvbrunnen. Därför finns potential att använda sensorer i dessa anslutningar. 12

20 4 Fältstudie 4.1 Beckomberga I området Beckombergas första etapp har 40 stycken RFID-sensorer från Sensible solutions använts för fuktindikering i två separata hus. Husen är passivhus och har utfackningsväggar som är 405 mm tjocka. Sensorerna har placerats i utfackningsväggar, badrum samt trapphus i olika plan. För att få mätvärden från olika punkter har de klistrats fast i olika skikt i konstruktionen enligt figur 11 nedan. Figur 11: Placering av sensorer i utfackningsväggar Avläsningen ska ske fyra gånger per år för att hela årscykeln ska ingå i resultaten. 4.2 Vallby I området Vallby i Västerås renoverar fastighetsbolaget Mimer en lägenhet som ska visas upp som ett exempel hur energieffektiva bostäder kommer att kunna se ut i framtiden. Badrummen i lägenheten är renoverade med det tidigare nämnda konceptet Addera badrumsrenovering. I badrummen finns en luftspalt där sex passiva RFID-sensorer har fästs för att kontrollera fukt. De har placerats vid de punkter som kan anses vara mest fuktkänsliga. Fyra stycken i våtzon 1, två i väggarna och två under golvet intill golvbrunnen som består av en platonmatta och pågjuten avjämningsmassa samt en i våtzon 2 under handfatet. Se bild nedan: 13

21 250 mm 360 mm f.g 420 mm 200 mm 250 mm 360 mm f.g Figur 12: Principskiss över sensorernas placering. Bildkälla [22]. Ej skalenlig Antalet sensorer som monteras i badrummen motiveras utifrån Bygga F [20] samt rapport från Sensobyg, sensorer i bygninger [25]. Vid monteringen prövades om sensorerna kunde sättas åt fel håll, d.v.s. med framsidan av kortet mot ett material fastsatt med en tejpbit istället för det självhäftande lim som finns på baksidan av kortet. Anledningen till att denna metod testades var att skivan som sensorn sitter mot är det mest fuktkänsliga materialet och att det då går att läsa av den rakt framifrån. Två sensorer lades även under den luftspaltsbildande mattan i golvet som är pågjutet med avjämningsmassa, för att kontrollera om det gick att läsa av de genom avjämningsmassan. 14

22 5 Fuktberäkningar av väggkonstruktioner 5.1 Placering av RFID-sensorer Vid bestämning av placering av sensorer är det väsentligt att först undersöka vilka delar av en konstruktion som är mest fuktbelastade eller kritiska med avseende på fukt. Detta kan göras under fuktsäkerhetsprojekteringen där fuktkritiska konstruktioner, fuktkällor och fuktbelastningar identifieras. Detta examensarbete syftar främst till användningen av passiva RFID-sensorer i väggar och beräkningar av fukttransport kan i väggar göras med de nedanstående metoderna. 5.2 Glasermetoden Glasermetoden är en metod för att beräkna fukttransport under stationära förhållanden. Metoden försummar fuktkapacitet och kapillärsugande egenskaper samt solstrålning och nattutstrålning. Materialegenskaper och randvillkor måste behållas konstanta vilket överskattar risken för skadliga fuktnivåer i fukttröga konstruktioner [26]. Det finns ingen tidsaspekt med i beräkningen vilket är av stor betydelse ur fuktsynpunkt av den enkla anledningen att det är större risk för mögel om det är fuktigt under längre tid. Metoden är enkel och kan därför användas i handberäkningar för att urskilja om och var kondens kan uppstå i en konstruktion. Genom att ändra på olika parametrar som t.ex. temperatur inne och ute, relativ fuktighet ute samt fukttillskott inomhus fås olika relativa fuktighet i konstruktionen. Den relativa fuktigheten i de olika skikten är då endast baserad på fuktdiffusion. Två exempelberäkningar med denna metod redovisas i bilaga A Wufi Wufi är ett dataprogram där icke-stationära värme- och fuktberäkningar kan utföras. En konstruktion kan beräknas utifrån varierande klimat och fuktbelastningar. I programmet väljs den konstruktionsdel som är av intresse ur materialdatabasen. De materialparametrar som finns i databasen kan ändras utifrån de material som finns i den konstruktionsdel som ska beräknas. Övriga parametrar som går att ställas in är orientering, lutning och höjd på byggnaden, ytövergångskoefficienter, begynnelsevillkor i form av relativ fuktighet och temperatur i byggnadsdelen, under hur långt tidsintervall konstruktionen ska beräknas samt hygrotermiska specialinställningar. Utomhusklimatet 15