FUKT I MATERIAL Anders Jansson RISE Research Institutes of Sweden SAMHÄLLSBYGGNAD/BYGGTEKNIK Fukt i material, allmänt Porösa material har några g vattenånga per m3 porvolym Den fuktmängden är oftast helt försumbar Många material innehåller 10-tals eller 100-tals kg fukt per m3 material Den mängden dominerar fullständigt över ångan! Hygroskopicitet = förmåga att binda fukt från luften (hygro = luftfukt) Hygroskopiciteten bestäms av specifik yta och porstorleksfördelning! (ångan spelar roll för fukttransport i ångfas) Varifrån kommer fukten på tallriken? Foto: IVL 1
Fukt i material Ett materials fuktinnehåll påverkas av: Kontakt med omgivande luft Kontakt med fritt vatten, eventuellt övertryck Kontakt med annat material Fuktkvot u = vikt vatten vikt torrt material kg / kg Fukthalt W = vikt vatten 3 kg / m volym material Fukt i material, sorptionskurvor Om ett material placeras i en luftvolym med konstant RF så kommer RF i materialets porer att vid jämvikt få samma RF som i luften. Vid en viss RF i materialets porsystem så innehåller materialet en viss mängd vatten. Sambandet mellan fuktinnehåll och RF, vid given temperatur, anges i en s.k. sorptionskurva. Sorptionskurvan talar om hur mycket vatten ett material innehåller vid jämvikt med luft av en viss RF. Fukt i material, sorptionskurvor Betong K-25 2
Fukt i material, jämvikt Om två olika material har samma RF befinner de sig i jämvikt. Fukt i material Temperaturberoende Normalt anses sorptionskurvan vara oberoende av temperaturen I verkligheten finns dock ett svagt temperaturberoende RF ökar med ökande temperatur, d.v.s. tvärtemot luft 3
Uttorkning av byggnadsmaterial Vill man påskynda uttorkningen kan man antingen värma materialet eller avfukta luften i omgivningen Utförs både värmning och avfuktning uppstår mycket bra klimat för uttorkning av byggnadsmaterial Observera dock att värmning av t ex delar av en konstruktion kan skapa en drivkraft för fukt att transporteras till närliggande delar Fukttransport Byggnadsfysik Transport i material och konstruktioner av: Luft Påtvingad konvektion Egenkonvektion Konvektion Värme Ledning Strålning Konvektion Fukt Diffusion Kapillaritet Kondens Konvektion 4
Fuktkällor Luftfukt Byggfukt Regn Markfukt Våtrum Risk för mögelpåväxt RF 75 % (rötsvampar betydligt högre) Temperatur över 0 C Organiskt material Tillgång till syre Synlig med blotta ögat? Fukttransport sker på olika sätt DIFFUSION fukt vandrar från hög ånghalt till lägre. Detta är en långsam process med relativt små fuktmängder genom konstruktioner. Viktig mekanism för uttorkning. Drivkraft: Skillnad i ånghalt. KONVEKTION luft som rör sig bär med sig fukt. Detta är en snabb process. Om luftströmmen kyls av kan stora mängder fukt kondensera. Drivkraft: Skillnad i lufttryck. KAPILLÄRSUGNING i ett poröst material kan vatten sugas från blött område till torrare så länge som vattenfasen är kontinuerlig. Drivkraft: Skillnad i vatteninnehåll. 5
Värmens väg i en vägg (kallare) Homogen, oisolerad vägg (varmare) Värmen vandrar inifrån och ut Värmens väg i en vägg (kallare) Homogen, oisolerad vägg (varmare) Värmen vandrar inifrån och ut Utvändigt isolerad Temperaturfallet sker i isoleringen Värmens väg i en vägg (kallare) Homogen, oisolerad vägg (varmare) Värmen vandrar inifrån och ut Utvändigt isolerad Temperaturfallet sker i isoleringen Invändigt isolerad Temperaturfallet sker i isoleringen = väggen blir kall och fuktig skaderisk 6
Fuktens väg genom en vägg (torrare luft) Homogen vägg (fuktigare luft) Fukten vandrar inifrån och ut Fuktens väg genom en vägg (torrare luft) Homogen vägg (fuktigare luft) Fukten vandrar inifrån och ut Invändigt tätskikt Fuktig inneluft tar sig ej ut Fuktens väg genom en vägg (torrare luft) Homogen vägg (fuktigare luft) Fukten vandrar inifrån och ut Invändigt tätskikt Fuktig inneluft tar sig ej ut Utvändigt tätskikt Fuktig luft tar sig ut i väggen och kondenserar vid det kalla tätskiktet skaderisk 7
Diffusion Drivkraften är ånghalten (v) Fukt diffunderar från hög ånghalt till lägre ånghalt Ånghalten v beräknas med formeln v = v. s RF där v s = mättnadsånghalten (g/m³) RF = relativ fuktighet Exempel Åt vilket håll diffunderar fukt i följande fall? t = 20 C RF = 40 % t = 0 C RF = 90 % Forts. Diffusion Exempel Åt vilket håll diffunderar fukt i följande fall? t = 20 C RF = 40 % t = 0 C RF = 90 % Ånghalt inne v s för 20 C = 17,3 g/m³ v = v. s RF = 17,3. 0,4 = 6,9 g/m³ Ånghalt ute v s för 0 C = 4,8 g/m³ v = 4,8. 0,9 = 4,3 g/m³ Svar: högre ånghalt inne jämfört med ute således sker en fuktvandring inifrån och ut Diffusion i golv på platta på mark Åt vilket håll diffunderar fukten? 1. temperatur = 20,0 C RF = 55 % 2. Mellan isolering och betong temperatur = 13,2 C RF = 85 % 3. I mark under betong temperatur = 12,8 C RF = 96 % 8
Forts. Diffusion i golv på platta på mark Ånghalt inne v s för 20 C = 17,3 g/m³ v = 17,3. 0,55 = 9,5 g/m³ Ånghalt golv v s för 13,2 C = 11,5 g/m³ v = 11,5. 0,85 = 9,8 g/m³ Ånghalt mark v s för 12,8 C = 11,2 g/m³ v = 11,2. 0,96 = 10,8 g/m³ Slutsats: Det sker en fuktvandring genom diffusion från mark till golv och inneluft. Diffusion genom material v 1 v 2 G = d där G = transporterad fuktmängd (kg/m². s) = ånggenomsläpplighet m²/s v = ånghalt på ömse sidor om materialet (kg/m³) d = materialtjocklek (m) Forts. Diffusion genom material Beräkna den diffunderande fuktmängden per månad genom 10 cm material vid följande förutsättningar: 0 C 20 C 90 % 45 % Materialen är: Mineralull Gasbetong Betong = 20. 10-6 m²/s = 10. 10-6 m²/s = 1. 10-6 m²/s 9
Forts. Diffusion genom material v u = 4,8. 10 - ³. 0,90 = 4,3. 10 - ³ kg/m³ v i = 17,3. 10 - ³. 0,45 = 7,8. 10 - ³ kg /m³ för mineralull G = 20. 10-6. ( 7,8 4,3 ) 10 0,1 3. 3600. 24. 30 = 1,8 kg/m² mån Motsvarande beräkning för gasbetong ger: G = 0,9 kg/m² mån Betong ger: G = 0,09 kg/m² mån Sammanfattning, diffusion Ska man hindra diffusion ska man använda ångtätt material, t ex plastfolie, asfaltpapp eller plåt Alla material har ett visst motstånd mot diffusion och fungerar som ångbroms i större eller mindre grad Diffusionsspärren får inte finnas på fel ställe då samlar den upp fukt Flera täta skikt innebär risk för att fukt kan stängas inne Varför fuktskada bara på det ena taket? Det enda som skiljer husen åt är att det vänstra har enbart självdrag medan det högra har frånluftsventilation. Foto: RISE 10
Konvektion Det kan bli kondens av luftrörelser om: luften är fuktig Det är otätt Övertryck gör att luften vill pysa ut Otätt Övertryck inne Fuktig luft Teckning: RISE Luftrörelser kan ge fuktskador Om fuktig inneluft strömmar genom otätheter ut mot kalla delar av väggen kan man få kondens 32 Luftrörelser Men om kall uteluft strömmar in genom otätheter blir det ingen kondens. 33 11
Konvektion Förutsättningar för konvektion Otät konstruktion Invändigt övertryck Fukttillskott G = v. Q där G = fuktflödet (kg/s) v = ånghaltsskillnaden inne-ute (kg/m³) Q = luftflödet (m³/s) Q = 0,8. A. p Konvektion Beräkna hur mycket fukt som transporteras på en månad till ett vindsutrymme med följande förutsättningar : Ett hål med radie på Fukttillskott inne Tryckskillnad 2 cm 3 g/m³ 5 Pa Arean (A) på hålet A =. 0,02² = 1,26. 10 - ³ m² Luftflödet (Q) genom hålet Q = 0,8. 1,26. 10-3. 5 = 2,3. 10 - ³ m ³ /s Forts. Konvektion Fuktflödet (G) genom hålet G = 3. 10-3. 2,3. 10-3 = 6,9. 10-6 kg/s på en månad blir detta 6,9. 10-6. 3600. 24. 30 = 17,9 kg/månad 12
Kapillärtransport Vid kapillärtransport så sker fukttransporten i vätskefas. Stora fuktmängder kan överföras via kapillärtransport. TACK! Anders Jansson anders.jansson@ri.se 010-516 57 26 RISE Research Institutes of Sweden SAMHÄLLSBYGGNAD/BYGGTEKNIK 13