Fuktberegninger av kompakte tak med massivtreelementer - En parameterstudie i WUFI Pro

Abstract

Hensikten med oppgaven er å studere fuktforholdene og muggvekstrisikoen til et flatt kompakt tak med massivtreelementer med ulike konstruksjonsoppbygginger, byggfuktnivå og uteklima. Det undersøkes hvilke parametere som vil ha stor betydning for fukt- og muggvekstforholdene, og om det bør tas spesielle hensyn dersom massivtreelementer benyttes i slike konstruksjoner. Det undersøkes også om det bør brukes dampsperre eller ikke på oversiden av elementene.

Det gjennomføres en litteraturstudie der laboratoriemålte verdier for materialparametere til massivtre (KLT) kartlegges slik at dette kan modelleres og beregnes i dataprogrammet WUFI Pro.

Parameterstudie går inn for å undersøke effekter av ulike parametervariasjoner på takkonstruksjonen. Det utføres fuktberegninger i det endimensjonale simuleringsverktøyet WUFI Pro 6.3 og muggvekstrisikovurderinger i tilleggsprogrammet WUFI Mould Index VTT. Parameterstudie består av en hovedstudie og en tilleggsstudie med totalt 59 beregningsvarianter. Effekter av følgende parametere undersøkes: startfuktnivå (byggfuktnivå), dampsperresjikt, uteklima, innvendig fukttilskudd, isolasjonstype og -tykkelse, taktekningstype, massivtretykkelse, skygge og strålingsabsorpsjonstall til taktekning. Det tas kontroller av RF og temperatur i ytterste mm av massivtreelementet og mineralullen for å kunne vurdere fuktforholdene og muggvekstrisikoen til beregningsvariantene.

Resultatene fra kontrollene i ytterste mm av mineralullen gir urealistiske verdier for fukt- og muggvekstforholdene på denne overflaten. I vurderingene i oppgaven tas det derfor hovedsakelig utgangspunkt i verdier fra kontrollene i ytterste mm av massivtreelementet. Usikkerheter og begrensninger som kan være årsaker til at resultatene for kontroll av mineralullen viser det de viser er: strålingsabsorpsjonstall til taktekning, temperaturnivå i mineralullsjiktet, benyttede klimadata, muggvekstmodell i WUFI Mould Index VTT, begrensninger med WUFI Pro og materialparametere og -egenskaper til mineralull.

De undersøkte parameterne rangeres nedenfor ut i fra hvor stor effekt disse har på fukt- og muggvekstforholdene i takkonstruksjonen:

Stor effekt --> Byggfuktnivå, dampsperresjikt, isolasjonstype, isolasjonstykkelse Middels effekt --> Uteklima Liten effekt --> Strålingsabsorpsjonstall til taktekning, skygge, taktekningstype, massivtretykkelse Neglisjerbar effekt --> Innvendig fukttilskudd

Byggfuktnivået og dampsperresjikt viser seg å være de parameterne som har størst effekt på fuktforholdene, mens byggfuktnivået vil være mest kritisk for muggvekstrisikoen til konstruksjonen. Bruk av isolasjon av EPS og redusert isolasjonstykkelse viser seg å være risikabelt ved høye byggfuktnivå i massivtreelementene og bør unngås for slike tilfeller.

Om det bør brukes dampsperre eller ikke viser seg å være svært avhengig av byggfuktnivået i massivtreelementene. For lave byggfuktnivå har dette mindre betydning. Her blir bruk av dampbrems mest gunstig. For høye byggfuktnivå har dette stor betydning. Her blir sløyfing av dampsperren mest gunstig, mens bruk av dampbrems og PE-folie bør unngås.

Ved bruk av massivtreelementer i kompakte tak bør det tas spesielt hensyn til fuktsikring av elementene under byggefasen for å unngå at disse oppfuktes av nedbør.

The purpose of this thesis is to study the moisture conditions and mold growth risks in a flat compact roof with solid wood elements with different structural structures, building moisture levels and outdoor climates. It examines which parameteres that will be of great importance for the moisture and mold growth conditions, and whether special consideration needs to be taken into account when solid wood elements is used in such constructions. It also examines whether or not a vapour barrier should be used on top of the elements.

A literature study is carried out to map laboratory measured values of material parameters for solid wood elements (CLT) so that it can be modeled and calculated in the computer program WUFI Pro.

The parameter study investigates the effects of various parameter variations on the roof structure. It is performed moisture calculations in the one-dimensional simulation tool WUFI Pro 6.3 and mold growth risk assessments in the add-on program WUFI Mould Index VTT. The parameter study consists of a main study and a supplementary study with a total of 59 calculation variants. It investigates the effects of the following parameters: initial moisture level (building moisture level), vapour barrier, outdoor climate, internal moisture grants, insulation type, insulation thickness, roofing type, solid wood thickness, shading and radiation absorption number for the roofing. Controls of RH and temperature in the outermost mm of the solid wood element and mineral wool is taken to be able to assess the moisture conditions and mold growth risk of the calculation variants.

The results from the controls in the outermost mm of the mineral wool gives unrealistic values for the moisture and mold growth conditions on this surface. Therefore the assessments in the thesis mainly use values from the controls in the outermost mm of the solid wood element. Uncertainties and constraints that may cause the results from the control of the mineral wool to show the values it shows are: radiation absorption number for roofing, temperature levels in the mineral wool surface, climate data used, mold growth model in WUFI Mould Index VTT, limitations with WUFI Pro and material parameters and properties for mineral wool.

The examined parameters are ranked below based on their effect on the moisture and mold growth conditions in the roof structure:

Great effect --> Building moisture level, vapour barrier, insulation type, insulation thickness Medium effect --> Outdoor climate Small effect --> Radiation absorption number for roofing, shading, roofing type, solid wood thickness Negligible effect --> Internal moisture grants

The building moisture level and vapour barrier are found to be the parameters that have the greatest effect on the moisture conditions, while the building moisture level will be most critical for the mold growth risk of the construction. The use of EPS insulation and reduced insulation thickness are found to be risky at high building moisture levels and should be avoided for such cases.

Whether or not a vapour barrier should be used is highly dependant on the building moisture levels in the solid wood elements. For low building moisture levels this has less significance. Here the use of a vapour retarder is most favorable. For high building moisture levels this has greater significance. Here looping the vapour barrier is most favorable, while the use of a vapour retarder or PE-foil should be avoided.

When using solid wood elements in compact roofs, special consideration should be given to moisture protection of the elements during the construction phase to prevent them from being wetted by rain.