Fuktmåling i LVL med trådløse sensorer

Abstract

Masteroppgaven har til hensikt å undersøke fuktopptak i LVL (Laminated Veneer Lumber) og forskjellige målemetoder for å finne fuktinnholdet eller ”moisture content” (MC) i treverk utsatt for klima med forskjellig fuktighet. Det er i dag begrenset med forskning og kunnskap på dette området.

Fuktberegningsmetoder som er brukt i forsøket er tørke-/veie metoden (gravimetric method) og en elektrisk motstandsmåler (resistance method) og er gjort i henhold til NSEN13183-1 og NS3512:2014, med noen få unntak. (Norsk Standard, 2014; Norsk Standard, 2002)

Målingene ble gjort med 20 fuktsensorer fra Omnisense, som ble skrudd inn i 6 furu prøver og 14 LVL prøver. Prøvene ble undersøkt for klima variasjoner som man typisk kan finne i løpet av sommeren på byggeplasser i Norge. Temperaturen i forsøket ble stilt inn på 23°C og fuktigheten ble variert mellom 23%-98% i relativ fuktighet. Prøvene ble jevnlig veid under forsøket for å kunne beregne fuktinnholdet igjennom tørke-/veie metoden. Det ble observert at LVL prøvene tok opp raskere fuktighet sammenlignet med furu prøvene. Når prøvene ble flyttet fra luftfuktighet 50%RF til 75%RF absorberte LVL fukt betydelig raskere sammenlignet med furu. Ved måling med elektriske motstandsmåler fikk LVL et høyere fuktinnhold (%WME) enn furu i samme klima, der forskjellen økte ved høyere luftfuktighet. Resultatene fra tørke-/veie metoden viste at LVL og furu tok opp nesten like mye fukt. Motstandsmetoden målte for høyt fuktinnhold for LVL og for lavt for furu. Fra litteratursøket ble det bekreftet at limet påvirker ledningsevnen til limtre. Den betydelige forskjellen mellom de to metodene viser at limet i LVL leder strøm bedre i fuktighet over 65%RF. I oppgaven er det laget to korrigeringstabeller, en for LVL og en for furu. Disse tabellene viser forskjellen på målte fuktverdier fra den elektriske motstandsmåleren og den antatte reelle fuktverdien.

Ved testing av posisjonene til sensorene, ble det observert 1-2 vektprosent forskjell i fuktinnholdet mellom de forskjellige posisjonene. Disse forskjellene ga ingen tydelig påvirkning på måleresultatene.

Sensorene som ble brukt har ifølge leverandørene en rekkevidde til Gatewayen på 100m, avhengig av bygningselementer i mellom. I enkelte tilfeller har det oppstått problemer med å få kontakt mellom Gatewayen og fuktsensorene. I et enkelt forsøk ble Gatewayen flyttet rundt på SINTEF laboratoriet for å undersøke hva som skal til for å blokkere signalene fra sensorene helt. Fra forsøket mistet gatewayen kontakt med sensorene etter 28m på samme plan og signalene nådde over to etasjer opp. Forsøket var ikke gjennomført systematisk nok til å trekke en klar konklusjon, men det kom tydelig frem at vegg og dekkeelementer blokkerer signalene betraktelig.

This master's thesis aimed to investigate moisture absorption and desorption in LVL (Laminated Veneer Lumber) exposed to atmospheric environments of different humidity and whether different measurement methods would give deviation in measured moisture content. Two different measuring methods were used to find the moisture content (MC). Research and knowledge in this area are currently limited.

The methods used to measure MC in this experiment are the gravimetric method and the electrical resistance method. The measurements are done according to method descriptions in NS-EN13183-1 and NS3512: 2014, with a few exceptions. (Norwegian Standard, 2014; Norwegian Standard, 2002)

The measurements were conducted with 20 moisture sensors from Omnisense screwed into 6 pine pieces and 14 LVL pieces. The samples were examined in atmospheric conditions typical for a construction sites during a Norwegian summer, with temperatures around 23°C and humidity variation of 23% to 98% RH. The weight of the samples was checked regularly during the experiment in order to calculate the moisture content according to the gravimetric method. The electrical measurement results showed that the LVL pieces absorbed moisture faster than pine pieces. When moved from an environment of 50% to 75% RH, LVL absorbed moisture considerably faster than pine according to the electrical measurements.

In summary when measuring with electric resistance meters, LVL had a higher moisture content (% WME) than pine in the same climate, and the difference increased with higher humidity. The results from the gravimetric method showed that LVL and pine actually had the same moisture content. The indicated moisture content from the resistance method was too high for LVL and too low for pine. Results from the literature review highlights that the glue in glued laminates affects the materials electrical conductivity. Why the measurements for pine was too low has not been assessed. The significant difference between the two methods shows that the adhesive in LVL conducts the electrical current better in moist environments above 65% RH. In this thesis, there are two correction tables, one for LVL and one for pine. These tables show the difference in measured moisture content from the electrical resistance meter from Omnisense and the actual moisture content.

When testing the positions of the sensors, results showed that such changes can have an effect of 1-2% in moisture content. However, this did not result in distinct impact on the results.

The sensors have, according to the vendor, a signal range of 100m to the gateway, depending on the building elements in between. In some cases, the contact between the gateway and the humidity sensors has been problematic. In an attempt to investigate this problem further, the gateway was moved around the SINTEF laboratory to determine what was needed to completely block the signals from the sensors. The results from this investigation showed that the gateway lost contact with the sensors already at a distance of 28m on the same floor and the signals reached over two floors. A clear distinct conclusion cannot be drawn, since the investigation was not carried out in a systematic manner.