Fugt i træskeletvægge

Transkript

1 Fugt i træskeletvægge - Korttidsmålinger og tilstanden efter 20 år SBI-MEDDELELSE 131 STATENS BYGGEFORSKNINGSINSTITUT 2000

2 Fugt i træskeletvægge - Korttidsmålinger og tilstanden efter 20 år Tove Andersen SBI-MEDDELELSE 131 STATENS BYGGEFORSKNINGSINSTITUT 2000

3 SBI-meddelelser er foreløbige rapporteringer og beretninger om forundersøgelser, konferencer, symposier mv. Denne meddelelse kan frit læses og downloades fra SBI s hjemmeside: SBI-publikationer udgives i følgende serier: Anvisninger, Rapporter, Meddelelser, Byplanlægning og Beton. Publikationerne kan købes gennem boghandlen eller via et SBI-abonnement. SBI-abonnement er en rabatordning med mange fordele for dem, der vil sikre sig løbende orientering om væsentlige udgivelser inden for byggeforskningsområdet. Kontakt SBI og hør nærmere, eller slå op på SBI s hjemmeside: ISBN ISSN Pris: Kr. 55,00 inkl. 25 pct. moms. Statens Byggeforskningsinstitut Postboks 119, 2970 Hørsholm. E-post: sbi@sbi.dk Eftertryk i uddrag er tilladt, men kun med kildeangivelsen: SBI-meddelelse 131: Fugt i træskeletvægge. 2000

4 Indhold Forord...4 Baggrund og formål...5 Oprindelige forsøg...6 Lufttæthed i pladebeklædte skeletvægge...7 Diffusionstæthed i pladebeklædte skeletvægge...13 Konklusion...24 Summary

5 Forord Siden 1976 har SBI gennemført fugtmålinger i forskellige former for tag- og vægkonstruktioner i et forsøgshus beliggende i tilknytning til SBIs bygning i Hørsholm. Væg- og tagkonstruktioner har været udsat for det naturlige klimas påvirkninger, medens klimaet inde i huset har været styret således, at der har været normalt rumklima. Som følge af igangsættelse af et nyt projekt vedrørende fugtforhold i højisolerede vægelementer af træ blev de eksisterende vægelementer, som også var træbaserede, fjernet i efteråret I forbindelse med nedrivning af væggene blev disse adskilt (åbnet), således at det varmuligtatkonstatere,omdervarsporefterfugtansamlingerielementerne. De undersøgte elementer havde siddet i forsøgshuset i ca. 22 år. Statens Byggeforskningsinstitut Afdelingen for Byggeteknik og Produktivitet Jørgen Nielsen, forskningschef, maj

6 Baggrund og formål SBI opførte i 1975 et fugtforsøgshus på instituttets areal i Hørsholm for at vurdere nogle udvalgte tag- og ydervægskonstruktioners fugtog vametekniske forhold under danske klimapåvirkninger. Nogle af forsøgsfelterne har været uændret i hele perioden, hvor de har været udsat for forskellige påvirkninger i forbindelse med forskellige forsøgsopstillinger. De intakte forsøgsfelter er de nordvendte vægge, der blev bygget for at belyse betydningen af: - lufttæthed i pladebeklædte skeletvægge - diffussionstæthed i pladebeklædte skeletvægge. Disse vægge blev i efteråret 1997 udskiftet med nye forsøgselementer i forbindelse med projektet "Fugtsikre træfacader". I forbindelse med nedtagningen blev de gamle facadeelementers tilstand registreret. Formålet var at undersøge, om vurderingen vedrørende konstruktioners fugtbelastning baseret på de oprindelige korttidsforsøg, svarer til, hvad der nu kan registreres efter lang tids påvirkning. Det har stor betydning for vurdering af pålideligheden af korttidsforsøg, som man normalt er henvist til. Da de nordvendte facader normalt er de kritiske, og da det også var de nordvendte vægge, der var mest fugtpåvirkede under de oprindelige forsøg, anses det for forsvarligt at basere konklusionerne alene på observationerne fra de nordvendte felter. Registreringen af materialernes tilstand er baseret på visuelle observation i forbindelse med nedtagningen af forsøgsvæggene. 5

7 Oprindelige forsøg Formålet med de oprindelige forsøg var at vurdere nogle udvalgte tag- og ydervægskonstruktioners fugt- og varmetekniske forhold under danske klimapåvirkninger. Det oprindelige forsøg vedrørende ydervægge omfattede ens felter i facaderne mod nord og syd: 3 felter - skeletvægge med forskellige grader af luftutæthed 3 felter - skeletvægge med beklædninger med forskellig diffusionstæthed. Der var derudover 4 felter med hulmure med forskellig isoleringsmaterialer. Disse omtales ikke yderligere i denne rapport. Det samme gælder felterne mod syd, der har været brugt til supplerende forsøg, og er ændret undervejs. Forsøgsfelterne har været udsat for de i tabel 1 viste varme- og fugtpåvirkninger. Tabel 1. Påvirkninger på indersiden af vægfelterne og tilhørende rapporter. Der foreligger ingen notater om fugt og varmeforhold i de mellemliggende perioder, hvor huset det meste af tiden har stået uopvarmet. År Påvirkning Rapport Vinter: 20 C 50 % RF SBI-rapport 134: Fugt- og varmetekniske målinger i tage og ydervægge, C SBI-rapport 171: Sommerkondens en risiko ved indvendig efterisolering af ydermure?, C BUR Rapport: Ventileret ydervæg - Vindens indflydelse på varmetabet", C 60 % RF SBI-Rapport 292: Undersøgelser af uventilerede undertage",

8 Lufttæthed i pladebeklædte skeletvægge Det oprindelige forsøg Formålet med forsøget var at foretage en fugt- og varmeteknisk vurdering af konstruktioner med forskellige grader af luftutæthed. Opbygningen af konstruktionerne i det oprindelige forsøg var: - krydsfiner, 12 mm - mineraluld, 200 mm - krydsfiner, 12 mm - ventileret hulrum, 50 mm - regnskærm af malet træfiberplade. De forskellige grader af luftutæthed var opnået på følgende måde: - Ingen spalter i den udvendige eller indvendige krydsfiner - 2 stk. 1 mm vandrette spalter i både den udvendige og indvendige krydsfiner - 4 stk. 1 mm vandrette spalter i både den udvendige og indvendige krydsfiner. Resultaterne fra forsøgene (se figur 1, 2 og 3) var: Målingerne af fugtindholdet i yderfineren viser, at det tætte vægstykke har den mindste opfugtning. Alle vægstykkerne kan tørre ud om sommeren. For de nordvendte utætte vægstykker kom der et højt fugtindhold om vinteren (Citat fra SBI-rapport 134: Fugt- og varmetekniske målinger i tage og ydervægge). Konklusionen fra forsøgene var: Hvis en pladebeklædt skeletvæg ikke er lufttæt, nedsættes isoleringsevnen ganske betydeligt. Men selv i en lufttæt væg med krydsfinerbeklædning på begge sider, vil der blive lidt for højt fugtindhold i vinterperioden. (Citat fra SBI-rapport 134: Fugt- og varmetekniske målinger i tage og ydervægge). 7

9 Figur 1. Nordvendt skeletvæg med pladebeklædning af krydsfiner på begge sider. Dereringenspalteridenudvendigeellerindvendigekrydsfiner. Figuren viser fugtindholdet i konstruktionens udvendige beklædning gennem 3 år. Figur 2. Nordvendt skeletvæg med pladebeklædning af krydsfiner på begge sider. Væggen har 2 stk. 1 mm spalter i både den udvendige og indvendige krydsfiner. Figuren viser fugtindholdet i konstruktionenes udvendige beklædning gennem 3 år. 8

10 Figur 3. Nordvendt skeletvæg med pladebeklædning af krydsfiner på begge sider. Væggen har 4 stk. 1 mm spalter i både den udvendige og indvendige krydsfiner. Figuren viser fugtindholdet i konstruktionenes udvendige beklædning gennem 3 år. Tilstandsregistrering I forbindelse med nedtagningen af forsøgsfelterne blev tilstanden af de forskellige materialer i konstruktionen registreret. Kommentarer vedrørende iagttagelserne er knyttet til billederne (se figur 4-10). 2 spalter Ingen spalter 4 spalter Figur 4. Vindspærre. Det yderste lag krydsfiner set udefra. Alle felterne havde fugtaftegninger langs fundamentet. Det tætte vægfelt uden spalter havde derudover ingen fugtaftegninger, hvorimod de utætte vægfelter havde fugtaftegninger over spalterne Det mest utætte vægfelt havde de kraftigste aftegninger. (De røde pletter er afpropning af målerør). 9

11 2 spalter Ingen spalter 4 spalter Figur 5. Mineraluld set udefra. Mineralulden ser ud som ny i det vægfelt, der er uden spalter. Mineralulden i de utætte vægfelter er misfarvet efter fugtpåvirkninger, specielt i vægfelternes nederste halvdel, hvor de har mørke aftegninger ud for spalterne. Det mest utætte vægfelt med 4 spalter er kraftigst påvirket, og har misfarvninger over hele vægfeltet. (De røde pletter er afpropning af målerør). 2 spalter Ingen spalter 4 spalter Figur 6. Trækassetter. Trækassetterne er alle misfarvet i bunden og op ad bagbeklædningen (se også figur 7, 8 og 9). De utætte vægfelter har kraftig misfarvning langs yderste kant af trækassetten, og bagbeklædningen har lettere aftegninger efter fugt over spalterne. Trækassetten i det mest utætte vægfelt er angrebet i bunden af skimmelsvamp. 10

12 Figur 7. Vægfelt uden spalte. Lettere misfavning i bunden af trækassetterne og op ad bagbeklædning, ellers er træet frisk. Figur 8. Vægfelt med 2 spalter. Kraftig misfavning i bunden og langs yderste kant af trækassetten. Figur 9. Vægfelt med 4 spalter. Træet er angrebet af skimmelsvamp i bunden, og der er kraftig misfavning i bunden og langs yderste kant af trækassetten. Misfavningerne er kraftigere end på vægfeltet med 2 spalter. Der er lettere fugtaftegninger over spalter i bagbeklædningen. 11

13 4 spalter Ingen spalter 2 spalter Figur 10. Bagbeklædning set indefra. Alle vægfelter har fugtaftegninger på den nederste del af den indvendige beklædning. Ingen af krydsfinerpladerne har aftegninger af fugt langs spalterne på den side, der vender ind mod rummet. Lufttæthed - Sammenfatning Ved nedtagningen af elementerne bekræftedes de forventninger, der var knyttet til den oprindelige konklusion, idet der kunne ses en klar sammenhæng mellem konstruktionernes utæthed, de oprindeligt målte fugtindhold samt de anvendte materialers tilstand. Der kunne således tydeligt ses en sammenhæng mellem misfarvningen efter fugtpåvirkninger og graden af utætheder. I konstruktionen uden spalter blev der kun konstateret en lettere misfarvning af træet i bunden af elementet svarende til at det oprindeligt blev konkluderet, at selv i denne konstruktion, ville der blive et lidt for højt fugtindhold i vinterperioderne. Generelt set var tegnene på fugtpåvirkninger størst i den ydre/kolde del af konstruktionerne og i bunden af elementerne. Det er dog bemærkelsesværdigt, at der ikke er konstateret egentlige svampeangreb, til trods for at der er kraftige fugtpåvirkninger i flere tilfælde. Forklaringen antages at være, at i forbindelse med fugtpåvirkninger har temperaturerne i de ydre bygningsdele, hvor fugtophobningen blev konstateret, været så lav, at svampeangreb ikke går i gang. Lufttæthed - Konklusion Tilstanden af de ca. 22 år gamle vægge svarer nøje til de forventninger, man kunne have på baggrund af de korttidsforsøg, der oprindeligt blev udført til bestemmelse af de klimabaserede fugtbelastninger. Tilstandsregistreringen har, ud over at bekræfte betydningen af at en pladebeklædt skeletvæg udføres lufttæt, vist at opfugtningen er kraftigst i bunden og i den udvendige del af konstruktionen. 12

14 Diffusionstæthed i pladebeklædte skeletvægge Det oprindelige forsøg Formålet med forsøget vedrørende pladebeklædte skeletvægge med forskellig diffusionstæthed var at foretage en fugt- og varmeteknisk vurdering af konstruktionerne. Konstruktionerne var bygget ens op men med varierende indvendig og udvendig beklædning og dermed forskellig diffusionstæthed. De eksakte værdier er dog ikke nævnt i rapporten. Væg A. Størst diffusionsmodstand indvendig: - Krydsfiner, 12 mm - Mineraluld, 200 mm - Træfiberplade, 12 mm - Ventileret hulrum, 50 mm - Regnskærm. Væg B. Mindst diffusionsmodstand indvendig: - Træfiberplade, 12 mm - Mineraluld, 200 mm - Krydsfiner, 12 mm - Ventileret hulrum, 50 mm - Regnskærm. Væg C. Ens lav diffusionsmodstand indvendig og udvendig: - Træfiberplade, 12 mm - Mineraluld, 200 mm - Træfiberplade, 12 mm - Ventileret hulrum, 50 mm - Regnskærm. Endvidere medtages den tætte konstruktion fra forsøget vedrørende luftutæthed. Ens diffusionsmodstand indvendig og udvendig: - Krydsfiner 12 mm - Mineraluld, 200 mm - Krydsfiner, 12 mm - Ventileret hulrum, 50 mm - Regnskærm. Resultaterne fra forsøgene (se figur 11 og 12) var: Væg A havde krydsfiner indvendigt og træfiberplade udvendigt. Her kom der en mindre fugtophobning i den udvendige plade om vinteren. Væg B med krydsfiner udvendigt og træfiberplade indven- 13

15 digt fik en kraftig fugtophobning om vinteren. Væg C med træfiberplade både indvendig og udvendig fik om vinteren en fugtophobning, som lå lige på grænsen af det acceptable (Citat fra SBI-Rapport 134: Fugt- og varmetekniske målinger i tage og ydervægge). Konklusionen fra forsøgene var: Beklædningen på indersiden af en skeletvæg skal have en større diffusionsmodstand end beklædningen på ydersiden. Vægelmenter må være tydeligt mærket indvendig og udvendig for at undgå fejlmontage. Anvendelse af samme plader på begge sider af væggen kan give for kraftig fugtophobning om vinteren ved væggens yderside. Det må bemærkes, at der her er tale om vægge, hvor der ikke er indbygget egentlig dampspærre. (Citat fra SBI-rapport 134: Fugt- og varmetekniske målinger i tage og ydervægge). 14

16 = sydvendt væg = nordvendt væg A: krydsfiner inde, træfiberplade ude B: træfiberplade inde, krydsfiner inde C: Træfiberplade inde, træfiberplade ude Figur 11. Skeletvægge med pladebeklædnin. Figuren viser fugtindholdet i konstruktionernes udvendige beklædning gennem 3 år. 15

17 Figur 12. Nordvendt skeletvæg med pladebeklædning af krydsfiner på begge sider. Der er ingen spalter i den udvendige og indvendige krydsfiner. Figuren viser fugtindholdet i konstruktionens udvendige beklædning gennem 3 år. Fugtniveauet lå højere i denne konstruktion end i væg C, der også har ens beklædning indvendig og udvendig (se figur 11). Tilstandsregistrering I forbindelse med nedtagningen af forsøgsfelterne blev tilstanden i de forskellige materialer registreret. Iagttagelserne fremgår af figur Krydsfiner inde, træfiber ude Træfiber inde, krydsfiner ude Træfiber inde, træfiber ude Krydsfiner inde, krydsfiner ude Figur 13. Vindspærre set udefra. Alle felter har fugtaftegninger mod fundamentet. Feltet til højre er det tætte element fra forsøg med luftutæthed. Omkring de gennemgående indbyggede målerør var der tegn på fugt (se figur 14, 15,16 og 17). Åsagerne hertil kan være luftutæthed og/eller kuldebroeffekten. Observationerne giver ikke grundlag for at pege på, i hvilken udstrækning fugtaftegningerne skyldes luftutæthed og/eller kuldebroeffekt. 16

18 Figur 14. Vindspærre. Størst diffusionsmodstand inde. (krydsfiner inde, træfiberplade ude). Der var flammeformede fugtaftegninger omkring rørgennemføringerne. Figur 15. Vindspærre. Ens diffusionsmodstand indvendig og udvendig (træfiberplade inde, træfiberplade ude). Fugtaftegningerne omkring rørgennemføringerne er nærmest cirkulære. Fugtaftegningerne er kraftigere end på figur 14. Figur 16. Vindspærre. Mindst diffusionsmodstand inde (træfiberplade inde, krydsfiner ude). Fugtaftegningerne ved rørgennemføringerne er "langstrakte" med noget over rørene og mere under rørene. Der kan ikke ud fra visuelle betragtninger konkluderes vedrørende fugtniveauet i forhold til konstruktionerne med træfiberplade udvendig, da fugtaftegningerne er forskellige, hvorimod fugtaftegningerne synes kraftigere end på konstruktion med ens diffusionsmodstand med krydsfiner (se figur 17). 17

19 Figur 17. Vindspærre. Ens diffusionstæthed inde og ude (krydsfiner inde, krydsfiner ude). Størst diffusionsmodstand inde. Mindst diffusionsmodstand inde. Ens diffusionsmodstand. Ens diffusionsmodstand. Krydsfiner inde, træfiber ude. Træfiber inde, krydsfiner ude. Træfiber inde, træfiber ude. Krydsfiner inde, krydsfiner ude. Figur 18. Mineraluld set udefra. Mineralulden ser ud som ny i alle felter. Det lysere isoleringsmateriale er et andet produkt end resten. 18

20 Krydsfiner inde, træfiber ude Træfiber inde, krydsfiner ude Træfiber inde, træfiber ude Figur 19. Trækassette set udefra (se detaljer figur 20-26). Figur 20. Trækassette. Størst diffusionsmodstand inde (krydsfiner inde, træfiberplade ude). Træet er frisk i top og bund, her ses toppen af kassetten (se figur 21). 19

21 Figur 21. Trækassette. Størst diffusionsmodstand inde (krydsfiner inde, træfiberplade ude). Træet er frisk i top og bund, her ses bunden af kassetten (se figur 20). Figur 22. Trækassette. Mindst diffusionsmodstand indvendig (træfiberplade inde, krydsfiner ude). Der er misfarvning langs yderste kant af trækassetten, og i toppen af kassetten i bundens yderste halvdel er der kraftig misfarvning (se figur 23). Figur 23. Trækassetter. Mindst diffusionsmodstand indvendig (træfiberplade inde, krydsfiner ude). Kraftig misfarvning af bundens yderste halvdel. Der er også misfarvning langs yderste kant af trækassetten og i toppen af kassetten (se figur 22). 20

22 Figur 24. Trækassette. Ens diffusionsmodstand inde og ude (træfiberplade inde, træfiberplade ude). Liste i top af trækassette med farveændring. Ellers er træet frisk i toppen af kassetten. Der er ingen misfarvning langs de lodrette kanter, men der ses lettere fugtskygger i yderste del af bunden (se figur 25). Figur 25. Trækassette. Ens diffusionsmodstand inde og ude (træfiberplade inde, træfiberplade ude). Lettere fugtskygger i yderste del af bunden. Ingen misfarvning langs lodrette kanter (se figur 24). Figur 26. Trækassette. Ens diffusionsmodstand inde og ude (krydsfiner indvendig, krydsfiner udvendig). Lettere misfarvning af bund i kassette og op af bagbeklædning ellers er træet frisk. Der er lettere misfarvninger i begge konstruktioner med ens diffusionsmodstand inde og ude (se figur 25). 21

23 Krydsfiner inde, træfiber ude. Træfiber inde, krydsfiner ude. Træfiber inde, træfiber ude. Figur 27. Bagbeklædning set udefra. Bagbeklædningen på feltet med træfiber indvendigt og krydsfiner udvendigt er lettere skjoldet Diffusionstæthed - Sammenfatning Ved nedtagningen af elementerne kunne der ses en sammenhæng mellem beklædningernes diffusionstæthed og de anvendte materialers tilstand. I konstruktionen med størst diffusionsmodstand indvendig bar materialerne ikke tegn på fugtpåvirkning, hvorimod der fandtes tegn på lettere fugtpåvirkning af materialerne i konstruktionerne med ens diffusionsmodstand ude og inde. I konstruktioner med mindst diffusionsmodstand inde ses en kraftigere fugtpåvirkning. I konstruktioner med ens diffusionsmodstand inde og ude blev der kun konstateret en lettere misfarvning i bunden af elementerne, svarende til den oprindelige konklusion om at sådanne konstruktioners fugtbelastninger ligger på grænsen til det acceptable. Ved sammenligning mellem de oprindelige målinger (se figur 11 og 12) og iagttagelserne (se figur 25 og 26) kan det konstateres, at fugtniveauet afhænger af materialerne i elementerne, når der er ens diffusionsmodstand inde og ude. Diffusionstæthed - Konklusion Tilstanden af de ca. 22 år gamle vægfelter svarer nøje til de forventninger, man kunne have på baggrund af de korttidsforsøg, der oprindeligt blev udført til vurdering af konstruktionernes fugt- og varmetekniske forhold under danske klimapåvirkninger. Tilstandsregistreringen har bekræftet betydningen af at beklædningen på indersiden af en ydervæg, skal have en diffusionsmodstand, der er større end eller lig den udvendige beklædnings diffusi- 22

24 onsmodstand. Det er endvidere bekræftet, at der er risiko for fugtophobning i konstruktionen ved anvendelse af indvendige og udvendige beklædninger med samme diffusionsmodstand. I overensstemmelse med de oprindelige målinger er denne risiko forskellig for forskellige valg af beklædning. Tilstandsregistreringen giver endvidere anledning til at pege på betydningen af, at f.eks. rørgennemføringer i beklædningen udføres så der ikke bliver utætheder. 23

25 Konklusion Sammenholder man resultaterne fra undersøgelsen om lufttæthed med resultaterne fra undersøgelsen om diffussionstæthed, er det interessant at iagttage, at konstruktionernes lufttæthed har langt større betydning for fugtophobningen og dermed for materialernes holdbarhed end beklædningernes diffusionsmodstand. Registreringen af de ca. 22 år gamle skeletvægges tilstand har behæftet den oprindelige konklusion: "Pladebeklædte skeletvægge uden indlagt dampspærre kan anvendes, hvis de enkelte vægkomponenter er tætte, samt hvis den indvendige pladebeklædning har større diffusionsmodstand end den udvendige. Komponenter med samme plademateriale på indvendig og udvendig side bør undgås, da der vil være risiko for fugtophobning i væggenes yderside". Den gennemførte registrering har altså vist, at vurderingen på baggrund af korttidsforsøgene svarer til vurderingen foretaget efter lang tids påvirkning. Det kan derfor konkluderes, at der ud fra undersøgelser vedrørende konstruktioners fugtbelastning baseret på korttidsforsøg, kan drages pålidelige konklusioner vedrørende langtidspåvirkninger af konstruktionerne. 24

26 Summary SBI Bulletin 131 Moisture in Timber Frame Walls - Short-term measurements and conditions after 20 years In 1975 the Danish Building Research Institute (SBI) erected a moisture test house to examine the significance of leaks and diffusion tightness of light timber framed outer walls over a number of years. The claddings used in this investigation were all wood based panels. In 1997 these constructions were dismantled to leave room for new tests. In this process the condition of the test elements was examined and a comparison was made between this registration and the original conclusion. Looking at the results of the examinations, it is interesting to observe that the airtightness is of greater importance to the moisture accumulation and consequently to the durability of the materials than the water vapour diffusion resistance of the claddings. The registration of the condition of the old frame walls has confirmed the original conclusion: Frame walls with cladding without a vapour barrier may be used if the individual components of the wall are airtight, and if the resistance to moisture diffusion of the interior cladding is higher than that of the exterior cladding. Components with identical cladding on the outside and the inside should not be used since moisture may accumulate in the exterior part of the walls. The examinations of the constructions durability made 20 years after the first measurements were initiated confirm the conclusions of the first report, and that it is possible to make reliable conclusions concerning long-term exposure effects based on short-term tests. 25

27 SBI opførte i 1975 et fugtforsøgshus for at vurdere ydervægskonstruktionerners fugttekniske forhold. I 1997 blev væggene nedtaget og deres tilstand registreret. Registreringen viste, at den fugttekniske vurdering der blev foretaget på baggrund af korttidsforsøg, svarer til vurderingen foretaget efter lang tids påvirkning.