Inndrevsikre lufteløsninger for knappe takutstikk

Abstract

Samtidig som FNs klimapanel rapporterer om økende nedbørintensitet, er fokuset på minimalisme og rette linjer ved utforming av moderne boliger stort. Som en konsekvens av dette bygges det luftede takkonstruksjoner med kortere takutstikk enn anbefalt i Byggforskserien. Det er derfor viktig å ta hensyn til fremtidens værutfordringer under prosjektering av nye boliger, samtidig som arkitekten sitt estetiske ønske oppnås.

For å utforske problematikken rundt fremtidens lufteløsninger ble det gjennomført et fullskala laboratorieforsøk i samarbeid med SINTEF, Norgeshus og Isola. Prøvingen er gjennomført på to testobjekter av overgang tak/vegg med raftekasse bygd i full skala, én med og én uten utfellingskammer. Begge identisk utført med takrenner og bordtakbeslag og med takvinkel på 4°. Selve prøvingen er gjennomført i RaWi-boksen til SINTEF som muliggjør kontrollert testing mot slagregn opp til orkan-styrke. Løsningene ble testet for inndrev med ulike dråpestørrelser (tåkeregn og større vanndråper) og med fire ulike vindhastigheter. Det ble i alt gjennomført 24 ulike tester, hvor dokumentasjonen besto av bilder og notater av observert vannmengde på undertak, vindsperre og bakside av kledning.

Bruk av fluenetting viste seg å være effektiv mot vanninndrev med betydelig reduksjon i vannmengde for begge testobjektene samt for både tåkeregn og større vanndråper. Innsnevring til mindre luftespalteåpning reduserte også inndrevet av vann betraktelig, hvor det i de knappeste tilfellene resulterte i null innslipp. Bruk av utfellingskammer i tradisjonelle raftekasser har vært vurdert som en effektiv måte å felle ut inndrev av snø og regn før luften strømmer videre gjennom luftespalten under taktekkingen. Laboratorietestingen viser at utfellingskammeret virker mot sin hensikt i dette forsøket hvor taket har en veldig slak helning. I rafteløsningen uten utfellingskammer endrer retningen på luftstrømmen seg 90°, og regndråpene avsettes i overkant av luftespalteåpningen fremfor å bli med inn på undertaket. For løsningen med utfellingskammer fikk luftstrømmen en mer direkte tilgang til luftespalten over undertaket.

Prøving viser at det er mulig å bygge knappe takutstikk på tak med lav takvinkel også på værutsatte områder. Det anbefales da en oppbygning der luftstrømmen må gjøre en 90° retningsendring rett innenfor forkantbordet istedenfor bruk av utfellingskammer. Luftespalteåpningen anbefales til å være 18 mm i kombinasjon med fluenetting eller 5 mm hvor fluenetting kan brukes etter ønske. Bredden på spalteåpningen bør vurderes ut fra ønsket luftmengde i luftespalten under taktekkingen.

Oppgaven gir flere muligheter for videre arbeid. Effekten av ulik type fluenetting og ulike muligheter for musebånd kan være nyttig å utforske mer ettersom variasjonene gav ulike utfall. Variasjon av størrelsen på takutstikket og utfellingskammeret, takvinkel og plassering av luftespalteåpning er også interessant å jobbe videre med. Samtidig vil måling og testing med realistiske vindhastigheter og reelle byggematerialer være interessant å gjennomføre enten i laboratorie eller som CFD-beregninger.

A full-scale test was carried out in collaboration with SINTEF, Norgeshus and Isola to explore the challenges that future roof ventilation is facing. The tests included two full-scale test objects of a roof/wall transition with an eave, where one contains a deposition chamber and the other does not. The two test objects were constructed identically with a gutter, fascia bracket and a 4° roof angle. The testing took place in SINTEF's RaWi-box, where controlled testing of wind-driven rain up to hurricane force was possible. The different solutions were tested for wind-driven rain with different droplet sizes (drizzle and larger droplets) and four different windspeeds. A total of 24 tests were documented with pictures and the amount of water on the roofing underlayment, wind barrier and backside of cladding were all documented in writing as well.

The use of insect screen was an effective measure in preventing water ingress and was effective for both tests and for the two rain loads. By increasing the ventilation gap spacing, the water ingress reduced drastically, with the narrowest gap resulting in no ingress at all. Traditionally, a deposition chamber has been considered an effective way to prevent snow and water from traveling further into the roof structure due to wind. However, in this case, the testing showed that the use of a deposition chamber worked against its purpose when the roof angle was in a gentle slope. The tests without a deposition chamber showed a 90° direction change in the air flow, where raindrops where allocated above the ventilation gap spacing instead of being transported further into the ventilation gap. The deposition chamber allowed the airflow to have a more direct access to the ventilation gap over the roofing underlayment.

The results show that it is possible to build short eves in water-exposed areas. A construction that forces the wind to make a 90° change in direction on the inside of the fascia board instead of using a deposition chamber is recommended. An 18 mm air ventilation gap is recommended in a combination with an insect screen or a 5 mm air ventilation gap where the insect screen is optional. The gap size should be based on the preferred amount of airflow above the roofing underlayment.

The assignment offers many opportunities for further work. The effect of different rodent-proofing mesh and insect screens can be useful to look further into as the different variation gave various results. Variations in the size of the eave and deposition chamber, along with the roof angle and placement of the air ventilation gap, can also be interesting to explore further. Additionally, there could be significant value in testing with realistic materials and wind speeds in a laboratory or using CFD-calculations.