Fugt og skimmelsvampe. Morten Hjorslev Hansen Statens Byggeforskningsinstitut

Transkript

1 Fugt og skimmelsvampe Morten Hjorslev Hansen Statens Byggeforskningsinstitut

2 Fugt og skimmelsvampe Morten Hjorslev Hansen Statens Byggeforskningsinstitut (fra 1. januar 2007) Danish Center of Excellence for the Built Environment

3 Det normale har vide grænser

4 Men ikke alt kan accepteres

5 Årsager kan være banale

6 Skimmelsvampevækst på træ Relativ luftfugtighed (%) uger For koldt 4-8 uger For varmt 80 > 8 uger 75 For tørt Temperatur ( C)

7 Beregning af skimmelsvampeindeks Metoden er beskrevet i en artikel fra 1999 af Hukka, A. & Viitanen, H.A. : A mathematical model of mould growth on wooden material i tidsskriftet Wood Science and Technology. Vol. 33, pp

8 Metodens karakteristika Er baseret på forsøg med ubehandlet træarterne fyr gran i kvaliteterne ovntørret ovntørret, savet overflade Forsøgsserier med konstant klima (< 12 uger) Forsøgsserier med varierende klima (6-24 uger) Forsøg er udført i temperaturområdet 5-40 C C Forsøg er udført for 75 % < RF< 100 %

9 Metodens karakteristika Er udviklet på forsøg med små forsøgsemner (7 x 15 x 50 mm) Indeholder empiriske elementer (fx vækstmodellen) Antager lineær vækst for M < 1 Skimmelsvampeindeks kan aftage i tørre perioder Er ikke skimmelsvampespecifik Minimum fugt og temperaturforhold er lavere for skimmelsvampevækst end for trænedbrydende svampe Kobler RF, temperatur og tid

10 Skimmelsvampeindeks (Mould Index) Indeks Beskrivelse ingen vækst nogen vækst konstateret vha. mikroskop moderat vækst konstateret vha. mikroskop (dækker mere end 10 % af overfladen) nogen vækst kan ses visuelt visuelt bestemt dækning af mere end 10 % visuelt bestemt dækning af mere end 50 % visuelt bestemt dækning 100 %

11 Beregningsksempel - tagkrydsfiner Tagkonstruktion MATCH fugt- og temperaturberegninger Bølgeplader af fibercement, ventilerede (Z = 0,5 GPa m 2 s/kg ) 18 mm krydsfiner (Z = 1,8 GPa m 2 s/kg for RF > 98%, Z = 7,2 GPa m 2 s/kg RF < 98 %) 300 mm rockwool (Z = 1,9 GPa m 2 s/kg) 0,1 mm PE dampspærre, Z =250 GPa m 2 s/kg) 12 mm gipsplade (Z = 0, 5 GPa m 2 s/kg) Tagfladen er nordvendt og dens hældning er 50 grader.

12 RF 0,1 mm PE-folie 0,1 mm PE folie Relativ fugtighed [%] År Yderste 2 mm Inderste 2 mm

13 RF 0,1/256 mm PE-folie 0, mm PE folie Relativ fugtighed [%] År Yderste 2 mm Inderste 2 mm

14 Skimmelsvampeindeks 6 0,1 mm PE folie 5 Skimmelsvampeindeks År Yderste 2 mm Inderste 2 mm

15 Skimmelsvampeindeks 6 Yderste 2 mm Skimmelsvampeindeks År 0,1 mm 0,1 mm / 2 0,1 mm / 4 0,1 mm / 8 0,1 mm / 16 0,1 mm / 32 0,1 mm / 64 0,1 mm / 128 0,1 mm / 256

16 Skimmelsvampeindeks 6 Inderste 2 mm Skimmelsvampeindeks År 0,1 mm 0,1 mm / 2 0,1 mm / 4 0,1 mm / 8 0,1 mm / 16 0,1 mm / 32 0,1 mm / 64 0,1 mm / 128 0,1 mm / 256

17 Tyske erfaringer I Tyskland har man også problemer med skimmelsvamp Skimmelsvampevækst giver ret til nedslag i huslejen fx 5 % - fugtskjolder og skimmelpletter i badeværelset 20 % - betydelig skimmelsvampevækst i dagligstue, soveværelse og bad

18 Tyske erfaringer - årsagstræ Oswald, 2003 For stor fugtproduktion i rummet Forkert brug af rummet Bygningsmæssige fugtkilder: utætheder, byggefugt RF i rumluften for høj Forkert luftudveksling med tilstødende rum Forkerte / mangelfulde ventilationsmuligheder De røde felter angiver tilstande hvor brugeren har ansvar Skimmelsva mpe på bygningsdel e Fugt fra rumluft: RF på bygningsdel ens overflade over 80 % Overfladet emperatur en for lav For lavt luftskifte Rum For lav utilstræk- rumtemkeligperatur opvarmet For ringe opvarm- Varmeudning af veksling overflader på overflader forhindret For ringe varmeisolering af bygningsdel Lufttæthed ændret; nye vinduer Forkert udluftning Opvarmningskilde mangler, er forkert dimensioneret eller defekt Utilstrækkelig opvarmning Forkert møblering / indretning Nødvendig indretning forkert planlagt Bygningsdel udført med mangelfuld isolering, kuldebro Varmeisolering forringet af fugtforhold Vandindtrængning udefra Utætheder Kondensvand i bygningsdel Diffusionsteknisk set forkert opbygning Kondensation af fugt i gennemstrømmende luft, luftutætheder Vand i bygningsdel en Vand fra bygningen s indre Utætheder i vådrum Utætte installationer og andre vandskader Uhensigtsmæssig omgang med vand Indbygning af for våde byggematerialer Byggefugt Bygning taget for tidlig i anvendelse Udtørring forhindret på grund af brugen

19 For stor fugtproduktion i rummet Forkert brug af rummet Bygningsmæssige fugtkilder: utætheder, byggefugt RF i rumluften for høj Forkert luftudveksling med tilstødende rum Forkerte / mangelfulde ventilationsmuligheder For lavt luftskifte Lufttæthed ændret; nye vinduer Forkert udluftning Skimmelsva mpe på bygningsdel e Fugt fra rumluft: RF på bygningsdel ens overflade over 80 % Overfladet emperatur en for lav For ringe opvarmning af overflader For ringe varmeisolering af bygningsdel Varmeudveksling på overflader forhindret Rum utilstrækkeligt opvarmet For lav rumtemperatur Opvarmningskilde mangler, er forkert dimensioneret eller defekt Utilstrækkelig opvarmning Forkert møblering / indretning Nødvendig indretning forkert planlagt Bygningsdel udført med mangelfuld isolering, kuldebro Varmeisolering forringet af fugtforhold

20 Vand i bygningsdel en Vandindtrængning udefra Kondensvand i bygningsdel Vand fra bygningen s indre Byggefugt Utætheder Diffusionsteknisk set forkert opbygning Kondensation af fugt i gennemstrømmende luft, luftutætheder Utætheder i vådrum Utætte installationer og andre vandskader Uhensigtsmæssig omgang med vand Indbygning af for våde byggematerialer Bygning taget for tidlig i anvendelse Udtørring forhindret på grund af brugen

21 Fugtkilder Byggefugt Nedbør - regn, sne (fygesne) Fugtproduktion ved indendørs aktiviteter: rengøring, madlavning, personer, tøjtørring, potteplanter tilfører fugt til indeluften Grundvand Brugsvand Utætte installationer (brugsvand, afløb, varme)

22 Fugtens variation Fugtindhold (masse-%) Beklædning Isolering bag vindspærre Konstruktionstræ

23 Vand i luft RF ν v = pv = p pvm RT mæt = ν v ν mæt Gram vand per m 3 luft pct. RF C

24 Rumklimaklasser Rumklimaklasse 1: 0-5 g/m 3 Tørre lagerhaller Træningshaller uden tilskuere Rumklimaklasse 2: 5-10 g/m 3 Beboelsesbygninger Kontorer Skoler Institutioner Industribygninger uden fugtproduktion Rumklimaklasse 3: mere end 10 g/m 3 Svømmehaller Fugtig industri Bade- og omklædningsrum i idrætsanlæg etc. 25 Gram vand per m 3 luft pct. RF C

25 Fugtproduktion i boliger Boligtype Etagebolige r Enfamiliehus Enfamiliehus Enfamiliehus -stue Enfamiliehus - soverum Ventilation Mekanisk udsugning Mekanisk udsugning Naturlig Naturlig Naturlig Fugttilførsel 90 2,8 2,8 3,8 3,8 4,9 %-fraktil g/m 3 Kilde 123 boliger opført SBI-Rapport naturligt ventilerede enfamiliehuse opført SBI-rapport 236

26 Luftens vandindhold ude og inde iht. TRY (refererenceåret) 25 Gramvand per m 3 luft c max c mid +4 c mid c min 0 jan apr jul okt jan

27 Nye energikrav - hvad er ændringerne? Der skal afleveres en energiberegning sammen med ansøgningen om byggetilladelse Nybyggeriet skal overholde en energirammebestemmelse Der er specifikke energikrav til tilbygninger og større ombygninger Der stilles tæthedskrav til byggeriet Der er nu defineret to klasser for lavenergibyggeri Nyt byggeri skal energimærkes, inden det må tages i brug

28 Energiramme Energirammen omfatter samlet tilført energi til Opvarmning Ventilation Køling Varmt brugsvand Belysning (kun for ikke-boliger) Der anvendes en faktor 2,5 ved sammenvejning af el med hhv. gas, olie og fjernvarme

29 Bygningsreglementets energirammer Nybyggeri Boliger uden mekanisk udsugning ( /A) kwh/m 2 per år Boliger med mekanisk udsugning ( /A + 130(q-0,3)) kwh/m 2 per år Andre bygninger end boliger ( /A) kwh/m 2 per år Lavenergibygning klasse 2 ( /A) kwh/m 2 per år Lavenergibygning klasse 1 ( /A) kwh/m 2 per år

30 Energiforforbrug [kwh/m 2 år] Boliger Andre bygninger Lavenergibygning klasse 2 Lavenergibygning klasse 1 Passivhaus (ekskl. varmt brugsvand) Areal [m 2 ]

31 Nye energikravs betydning for skimmelsvampevækst U-værdi W/m 2 K Væg, tung Væg, let Gulv uden gulvvarme Gulv med gulvvarme Tag Vinduer Tagvinduer og ovenlys BR-82 BR-95 BR ,35 0,30 0,20 0,30 0,20 0,20 0,30 0,20 0,15 0,30 0,20 0,12 0,20 0,15 0,15 2,9 1,8 1,5 1,8

32 Bygningsreglementernes tæthedskrav Luftskiftet gennem utætheder må ikke overstige 1,5 l/s per m 2 opvarmet etageareal ved trykprøvning med 50 Pa Kommunalbestyrelsen kan stille krav om dokumentation af luftskiftet Er der foretaget prøvning af luftskiftet, kan prøvningsresultatet anvendes ved beregning af energiforbruget ved ventilation. Foreligger dokumentation ikke, benyttes 1,5 l/s pr. m² ved 50 Pa. Billede: altompassivhuse.dk

33 Forsøg med træelementer i fugtforsøgshus

34 Isoleringstykkelsens betydning

35 Nye energikrav og skimmelsvampevækst Særregel for tunge konstruktioner ophævet: bedre konkurrenceevne for lette konstruktioner Mindre risiko for skimmelsvampevækst: Lavere U-værdier: højere indvendige overfladetemperaturer - Krav til linietab: reduktion af kuldebroer og dermed højere indvendige overfladetemperaturer Tæthedskravene kan, hvis de håndhæves, betyde reduktion af utæthederne og mindre risiko for skimmelsvampevækst

36 Ventilations betydning for indeluftens RF ν inde =ν ude + n = 0,5 h -1 G = 460 g/h V = 230 m 3 T ude = -1,1 C, RF ude = 90 % ν u = 4 g/m 3 T inde = 20 C G nv RF indendørs 1 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0, ,5 1 1,5 Luftskifte n [h -1 ]

37 Kondensation Opstår når fugtig luft afkøles til en temperatur der er lavere end dugpunktet Kan forekomme ved: Luft der strømmer ud gennem konstruktionen Luft der ventilerer kolde beklædninger og tagdækninger Vanddamp der diffunderer gennem konstruktionen Konstruktionsdele i skygge (fordampning i solside; fx tagflader)

38 Kritisk RF ved afkøling af luft Gram vand per m 3 luft pct. RF C

39 Kuldebroer

40 Jordtemperatur aug-96 sep-96 okt-96 nov-96 dec-96 jan-97 feb-97 mar-97 apr-97 maj-97 jun-97 jul-97 aug-97 sep-97 okt Temperatur, C m m m m Udeluft

41 Krybekælder - RH i luften ved ventilation ν inde =ν ude + G = 50 g/h V = 65 m 3 G nv T ude = 20 C, RF ude = 80 % ν u = 14 g/m 3 T inde = 17, 18 og 20 C Relativ fugtighed 105% 100% 95% 90% 85% 80% Luftskifte 17 C 18 C 19 C

42 Krybekældre BYG-ERFA Erfaringsblad (19) : Ved opførelse af nyt byggeri med kraftigt isolerede dæk kan det derfor ikke anbefales at anvende udeluftventilerede krybekældre. I stedet anbefales at anvende enten terrændæk eller krybekældre med isoleret fundament og bunddæk samt en beskeden tilførsel af udeluft

43 Hvorledes skal der reageres i tilfælde af skimmelsvamp Anbefal hurtig reaktion for at vise at problemet tages alvorligt Undgå overreaktion Overvej at benytte onkeltesten : Ville jeg lade min onkel bo her?

44

45 Dræning af hulrum Vand der er kommet ind bag regnskærmen skal ledes ud på kontrolleret vis Dræning skal være vel gennemtænkt omkring gennembrydninger (fx vinduer)

46 Ventilering af hulrum ifølge NBI Ventilationsåbninger anbringes hvor der ikke løber vand, fx i bunden, over vinduer, under tagudhæng Etagehøje (eller højere) hulrum skal have ventilationsåbninger i top og bund Lave hulrum kan nøjes med udluftning i bunden Træbeklædninger bør udluftes for hver etage

47 Åbne lodrette fuger Mindst 4-6 mm ved visse lodrette pladebeklædninger (SBI-anvisning 77) Højst 3 mm for at undgå regngennemslag til vindspærren (NBI)

48 Afdækkede lodrette fuger

49 Vandrette fuger Bør være forsynet med inddækning, fx Z-profil Vindspærren skal ligge udenpå den indre, øvre lodrette kant

50 Omsætning af vandindhold til RF Fugtindhold (vægtpct.) 40% 35% 30% 25% 20% 15% 10% 5% 0% 0% 20% 40% 60% 80% 100% Relativ fugtighed (%) u_des kg/kg u_ads kg/kg

51 Sorptionskurve - bøg Fugtindhold (vægtpct.) 40% 35% 30% 25% 20% 15% 10% 5% 0% 0% 20% 40% 60% 80% 100% Relativ fugtighed (%) u_des kg/kg u_ads kg/kg

52 Maksimalt skimmelsvampeindeks Maksimalt skimmelsvampeindeks Relativ fugtighed (%)

53 Eksempel på forsøgsresultater

54 Beregningsmetode Der foreligger tidsserier af RF, temperatur (t) Tid t RF h C % 0 3,5 84,2 0,24 7,8 84,3 0,73 9,0 85,6

55 Beregningsmetode Skimmelsvampeindekset beregnes time for time Skimmelsvampeindekset 0 antages ved begyndelsen T t RF M h C % M old M

56 Oversigt 100% 95% 90% 85% Relativ fugtighed 1: for koldt - vækst uændret 2: for varmt - vækst forsvinder 80% 75% 3: optimale betingelser - vækst 4: for tørt -vækst reduceres Temperatur

57 1: for koldt - vækst uændret M = M old

58 2: for varmt - vækst forsvinder M = 0

59 3: optimale betingelser - vækst > = = = + = = < < + = 1 M RF exp(0,33sq) 06 W) 3122h exp(0, M 1 RF exp(0,33sq) 1251h exp(0,14w) RF RF RF 20 C 0 0, K 0,0016K 0,0313K 1 C 20 0,8 RF old 12,72 0,74 old 1 13,9 0,68 2 max krit krit krit t t t t k t t x x M x C T T T T T v m v m

60 3: optimale betingelser - vækst k 2 M = max(0;1 10 = M old + k1k t m 2 M old ( t t M old max ) )

61 4: for tørt vækst reduceres 0 t 6h t dry M < > dry t dry 6h 24h 24h = max( M new ;0) M M M new new new = = = M M M old old old 0,00133h -1 0,000667h ( t -1 t ( t old t ) old ) t dry : udtørringsperiodens længde

62 Validering

63 Validering

64 Klimapåvirkninger Sol Vind Nedbør Luftfugtighed og -temperatur Orientering: N/S/Ø/V Hældning Eksponering: fleretages bygning kontra småhus

65 Krybekældre Skal være beskyttet mod jordfugt Skal være beskyttet mod overfladevand Terræn og belægninger skal have fald bort fra bygningen (1:50) Om nødvendigt udføres omfangsdræn Skal ventileres Bør have 80 mm betonbund gerne med 0,20 mm PEfugtspærre med fald mod siderne og holdt 30 mm fra væggene

66 Krybekældre Bør ventileres med 1 ventilationsåbning per 6 m ydervæg (antallet kan halveres ved ikke-fugtfølsomt krybekælderdæk, fx beton) Mindst 1 ventilationsåbning i hvert udadgående hjørne Ventilationsåbningerne areal bør være mindst 150 cm 2 Ventilationsåbninger i indvendige vægge

67 Strømning Drives af forskelle i vædsketryk, fx forårsaget af tyngdekraften Eksempler: Afstrømning af overfladevand (regnvand, smeltevand) Strømning af regnvand på tagflade, i nedløb og i afløb

68 Krybekældre Underkant af ventilationsåbninger skal have underkanten mm over terræn Ventilationsåbninger skal udmunde under krybekælderdækket Ventilationsåbninger/-kanalers tværsnitsareal eller antal bør forøges med 50 % hvis ventilationskanalerne forkrøppes

69 Fugttransportformer Diffusion Kapillarsugning Konvektion (Strømning)

70 Diffusion Drives af forskelle i vanddampkoncentration eller vanddamppartialtryk

71 Kapillarsugning Drives af hårrørsvirkningen fx i porerne i materialerne eller i smalle revner og sprækker

72 Konvektion Drives af forskelle i lufttryk, der skyldes Vindtrykforskelle Temperaturforskelle (skorstenseffekt)

73 Vindtryk Vindtrykkoefficienter på bygningskrop

74 Gennemblæsning ved hjørner

75 Gennemblæsning mellem åbninger

76 BR Energirammen for etageboliger, kollegier, hoteller m.m. Stk. 1. : Bygningens samlede behov for tilført energi til opvarmning, ventilation, køling og varmt brugsvand pr. m² opvarmet etageareal må højst være 70 kwh/m² pr. år tillagt 2200 kwh pr. år divideret med det opvarmede etageareal.

77 BR Energirammen for etageboliger, kollegier, hoteller m.m. Stk. 2. : I bygninger, hvor kravet i kapitel , stk. 3 om mekanisk udsugning fra baderum, wc-rum og køkken fører til, at luftskiftet overstiger 0,3 l/s pr. m² og afkastluftens varme ikke kan nyttiggøres, forøges energirammen svarende til opvarmning af den volumenstrøm, der overstiger et luftskifte på 0,3 l/s pr. m².

78 BR Lavenergibygninger Stk. 1. : En bygning, hvis samlede behov for tilført energi til opvarmning, ventilation, køling, varmt brugsvand og eventuel belysning pr. m² opvarmet etageareal ikke overstiger 35 kwh/m² pr. år tillagt 1100 kwh pr. år divideret med det opvarmede etageareal, kan klassificeres som en lavenergibygning klasse (8.2.4, stk. 1) : For lavenergibygninger klasse 1 er energirammen ( /A) kwh/m2 pr. år, hvor A er det opvarmede etageareal.

79 BR Lavenergibygninger Stk. 2. : En bygning, hvis samlede behov for tilført energi til opvarmning, ventilation, køling, varmt brugsvand og eventuel belysning pr. m² opvarmet etageareal ikke overstiger 50 kwh/m² pr. år tillagt 1600 kwh pr. år divideret med det opvarmede etageareal, kan klassificeres som en lavenergibygning klasse 2. (8.2.4, stk. 2) : For lavenergibygninger klasse 2 er energirammen ( /A ) kwh/m 2 pr. år, hvor A er det opvarmede etageareal.

80 Grundvand 1.6 Grundvandsspejl, mvs Tryktransducer Manuelle pejlinger -0.4 jun-95 jul-95 aug-95 sep-95 okt-95 Dato

81 Vurdering af behovet for dræning

82 Vurdering af behovet for dræning

83 Tagrum Tagdækning Undertag Ventilering Sol/skygge nord/syd Utætheder i dampspærre Inddækninger omkring gennembrydninger i tagfladen (ventilationsafkast, kviste mv.) Skotrender

84 Undertage Materialets egnethed: åbne tagdækninger kræver robuste undertage Diffusionsåbenhed hvis krævet Afslutning ved tagfod Ventilation på overside Ventilation på underside hvis uventileret Detaljer omkring gennemføringer, herunder også ovenlys

85 Ventilering af tage Ventilationsåbningernes samlede areal >= 1/500 af det samlede bebyggede areal (1/1000 ved hver tagkant) Ventilationsluften skal fordele sig jævnt over den ventilerede flade Ventileringsproblemer kan opstå fx ved: Specielle tagformer Omkring gennemføringer i tagfladen (fx ovenlys)

86 Utætheder i dampspærre Gennemføringer Indbyggede halogenspot (BYG ERFA blad) Samlinger mellem bygningsdele fx tagfod/væg, loft/skillevæg Elementsamlinger Samling af dampspærre

87 Boliger Fugtforholdene i boliger afhænger af : Fugtproduktionen (brugervaner) Ventilationen Byggefugt Kuldebroer Lækager, fx fra vådrum Fejl i klimaskærm

88 Naturlig ventilation krav Generelt krav: luftskifte 0,5 h -1 Tilførsel: Køkken, baderum, wc-rum og bryggers: Fri åbning på 100 cm 2 mod adgangsrummet Beboelsesrum og kælder: Udeluftventiler med fri åbning på 60 cm 2 per 25 m 2 gulvareal (dog mindst 60 cm 2 ) Kælder: Udeluftventil med fri åbning på 30 cm 2

89 Naturlig ventilation - krav Aftræk: Beboelsesrum: Intet krav Køkken, baderum, wc-rum, bryggers og kælder: Aftrækskanal med 200 cm 2 tværsnit

90 Totrinstætningsprincippet Regnskærm Trykudlignende, drænet luftspalte Vindspærre (lufttæt lag) P ude vindtryk P inde

91 Krav til regnskærm Fugtbestandig Frostbestandig UV-bestandig Vandafledende Ikke absolut lufttæt/forsynet med ventilationsåbninger til trykudligning

92 Krav til vindspærre Fugtbestandig Frostbestandig Vandafledende Lufttæt Detaljer skal være gennemtænkte