Kold formur Er klimaet i formuren ændret væsentligt de sidste 15 år?

Transkript

1 Kold formur Er klimaet i formuren ændret væsentligt de sidste 15 år? Rekvirent: Kalk- og Teglværksforeningen af 1893 Nørre Voldgade København Att.: Direktør Tommy Bisgaard Udført af ingeniør Abelone Køster og civilingeniør Arash Ehtesham Århus, den [dato] fremsendt til KT93 Ordrenr.: Resultatet af undersøgelsen må kun gengives i sin helhed. I uddrag kun efter Teknologisk Instituts godkendelse. Byggeri

2 INDHOLDSFORTEGNELSE Indledning... 1 Baggrund... 1 Formål... 1 Historik for energiforhold og isolering af facademuren... 2 Undersøgelser... 4 Temperaturprofiler og isotermer... 6 Kuldebroer ved faste udmuringer Simuleringer i WUFI 2D, temperaturforhold Resultater af temperaturanalyser Resultater vedr. fugtforhold (WUFI) Iagttagelser fra besigtigelser Opsamling Konklusion Bilag 1: Modeller, materialedata og randbetingelser i WUFI2D Bilag 2: Eksempler på resultater kold formur rapport udkast sendt til KT

3 aek/areh/[init] KOLD FORMUR Indledning Teknologisk Institut, Murværk har for Kalk- og Teglværksforeningen af 1893, København, gennemført dette projekt vedr. facademurens udvikling. Baggrunden for projektet er, at Murværk modtager en række henvendelser, som tyder på at der er opstået en myte, gående ud på, at mørtler i formuren ikke vil hærde og muren ikke tørre, fordi en bedre isolering af hulmuren har gjort miljøet i formuren mere koldt. Myten går på, at facademurværket ikke kan undvære opvarmning indefra, altså vi skal ikke blot fyre for gråspurvene, men for facademuren. Baggrund Følgende punkter har dannet baggrund for projektet: Isoleret hulmur har været anvendt fra 1961, og i form af 35 cm isoleret mur helt op til omkring Denne murtype opfattes ikke som problematisk af målgruppen. Der henvises typisk til mure på ½ meters tykkelse, hvorfor undersøgelserne tager udgangspunkt i forskellen på 35 cm mur og 48 cm, eller mere. I Sverige har man altid en ventilationsspalte bag facademuren, hvor man i DK traditionelt har stoppet hulmuren fuld af mineraluld. I Sverige har man også tradition for at have organiske bærende materialer (træ) i bagmuren, hvilken givetvis er hovedårsag til behovet for ventilationsspalten. Men nu spørger arkitekter og andre i DK til, om der skal være denne ventilationsspalte, også i traditionelle hulmure. Herudover har arkitekter ved flere lejligheder (konference på Kunstakademiet i efteråret 2012) foreslået at gå tilbage til faste murede bindere, som blev forladt før 1961, for at føre varme ud i formuren. Det fører selvsagt til eklatante kuldebroer. Projektet vil undersøge og dokumentere problemstillingen mht. temperaturer til bunds ved hjælp af beregninger og simuleringer, samt inddrage erfaringer fra besigtigelser. Formål At afklare, om de senere års mere effektive isolering af hulmuren har en praktisk betydning for fugernes udtørrings- og styrkeudviklingsbetingelser i formuren, herunder om en ventilationsspalte mellem formur og isolering kan forventes at skabe forbedrede forhold i formuren, vedr. udtørring og styrkeudvikling kold formur rapport udkast sendt til KT

4 Hypotese Projektet undersøger følgende påstand: Efter at man er begyndt at øge isoleringstykkelsen i hulmuren fra de gængse ca. 13 cm i en 35 cm hulmur, til 19 cm eller mere, er formuren blevet så kold, at mørtlen ikke vil hærdne. Der ses siden år 2000 en del skader med fugt, misfarvninger og forvitringer i mørtelfuger, som kan henvises til at mørtlen ikke har haft optimale betingelser for styrkeudvikling, typisk pga. af et stort og konstant fugtindhold i fugen. Ifølge påstanden skyldes det høje fugtindhold, at der med det tykkere isoleringslag, ikke kan trænge varme ud i facademuren, så denne kan tørre ud. Påstanden undersøges ved at afklare, om hypotesen H1 er sand, og sammenholde dette med de perioder, hvor skaderne er konstateret. H1. Temperaturforholdene i facademuren ændrede sig væsentligt, da man gik fra uisoleret hulmur til isoleret hulmur. Ændringen fra 13 cm isolering til 19 cm eller mere, har haft langt mindre indflydelse på temperaturforholdene i facademuren, end ændringen fra uisoleret til isoleret. Desuden undersøges følgende hypoteser: H2. En ventilationsspalte bag facademuren på en kraftigt isoleret hulmur (19 cm isolering eller mere) har ikke væsentlig indflydelse på fugtforholdene i facademuren, set i forhold til forskellen på fugtforholdene i facaden på en uisoleret hulmur contra en 13 cm isoleret. H3. Faste murede bindere i en isoleret hulmur, kan hjælpe til at hæve temperaturen i facademuren Historik for energiforhold og isolering af facademuren I 1961 stilledes der i Bygningsreglementet for første gang krav til ydervæggens U- værdi. Tunge ydervægge var i 1961 typisk 29 cm hulmure, oftest med trådbindere, hvor faste bindere tidligere havde været almindeligt. U-værdien for en 29 cm hulmur med trådbindere er ca. 1,6 W/m 2 K. Kravet i BR 1961 om en U-værdi på højst 1,00 W/m 2 K kunne kun overholdes ved at isolere hulrummet, så man kan gå ud fra, at hulmure har været isoleret fra Varmeisoleringskravene var således i det første bygningsreglement i 1961 beskedne og forblev uforandrede indtil en betydelig skærpelse i Bygningsreglementet fra 1977, som fastsatte nye krav gældende fra Men da der i midten af 1970 erne var en generel opmærksomhed i samfundet på energibesparelser i småhuse, medførte det dog, at der i en del småhuse fra den sidste halvdel af årtiet blev anvendt større isoleringstykkelser, typisk i form af 35 cm mur med 13 cm isolering, end det gældende bygningsreglement krævede. Hulrummet i muren kan således i huse fra 1961, være opført med hulrumsisolering af mineraluld (7 til 13 cm) eller letklinker eller skum. I tabel 1 ses udviklingen i perioden for kravene til bygningsdelenes varmeisoleringsevne i form af U-værdi, samt typiske konstruktioner i perioderne kold formur rapport udkast sendt til KT

5 Periode Krav i BR. U- værdi i W/m 2 K for tung ydervæg Typiske konstruktioner i perioden (årstallene kan ikke betragtes som skarpe skillelinjer, de nævnte konstruktioner forekommer både tidligere og senere) Før 1961 Intet krav 29 cm hulmur, uisoleret *) 1,00 29 cm isoleret hulmur, men fra midt 70 erne ses mest 35 cm isoleret hulmur **) 0,40 35 cm isoleret hulmur er standard ca ,35 35 cm isoleret hulmur er standard, men efter 2000 ses også 41 cm og 48 cm mur ,40***) 41 og 48 cm vinder mere og mere indpas 2008 til nu 0,30***) 41 cm mur er nu minimum og meget bygges i 48 cm mur og tykkere *) Bygningsreglement 1977 fastsætter nye krav gældende fra **) Bygningsreglement 1982 fastsætter nye krav gældende fra ***) Småhusreglement Fra 2006 gælder Energiramme bestemmelserne, og krav til konstruktionsdele er komfortkrav. Tabel 1: udviklingen i kravene til bygningsdelenes varmeisoleringsevne/u-værdi, samt typiske konstruktioner i perioderne. Det vil altså sige, at i hvert fald fra midten af 70 erne bliver 35 cm isoleret hulmur almindeligt, og fra 1979 er dette mindste krav. Herefter strammes kravene igen i 1986, men kun en smule, til 0,35 W/m 2 K. I praksis anvendes da overalt en 35 cm hulmur, og U-værdien ligger oftest noget lavere end mindstekravet. Fra 2006 er det ikke BR s minimums krav til bygningsdelen, som er bestemmende, men rammekravene. I et notat fra 2006 fra Teknologisk Institut, dokumenteres det, at 35 cm mur stadig kan opfylde kravene, når blot kuldebroer minimeres Kravene til U-værdi i BR er derfor ikke alene bestemmende for de faktiske U-værdier for ydermure for de senere år. I tabel 2 ses U-værdierne for de typiske konstruktioner. Endvidere ses ændringer i U-værdi procentuelt og dermed ændringen i den potentielle varmestrøm fra murens opvarmede side til facademuren. Murtype U-værdi Reduktion Historik af U-værdi 29 cm hulmur, 1,58 - Før 1961 uisoleret 29 cm hulmur *) 0,40 70 % Fra cm hulmur *) 0,27 83 % fra ca. midt 70 erne 41 cm hulmur *) 0,19 88 % Almindelig fra ca cm hulmur *) 0,14 91 % Anvendes sideløbende med 41 cm 60 cm hulmur 0,09 94 % Til lavenergi eller passiv huse *) beregnet med isolering af mineraluld, λ = 37. Tabel 2. U-værdi i almindelige ydermurskonstruktioner i de angivne perioder kold formur rapport udkast sendt til KT

6 Undersøgelser Rapporten er baseret på 3 typer undersøgelser 1. Beregning af temperaturprofiler og isotermer i konstruktionen under statiske forhold 2. Simulering af fugt- og temperaturforhold løbende over 1 år 3. Skadetyper og omfang af skader i den undersøgte periode Beregninger og simuleringer er gennemført for følgende konstruktionstyper: Ældre forhold: hulmur 29 cm uisoleret, (simuleringer er dog gennemført på en 35 cm uisoleret hulmur, for at begrænse mængden af modeller) 1970 erne frem til ca. 2000: hulmur 35 cm isolereret Nutidige forhold: 48 cm*) isoleret hulmur undersøges med og uden luftspalte bag facademuren Lavenergi: 60 cm isoleret hulmur undersøges med og uden luftspalte bag facademuren *) de indledende undersøgelse viste så ringe forskel på 42 og 48 cm hulmur, at det på den sikre side blev valgt at nøjes med 48 cm. Temperaturprofiler og isotermer Figur 1: Eksempler på temperaturprofiler af ydervægskonstruktioner. Kilde: SBI Anvisning 240, Efterisolering af småhuse, Byggetekniske løsninger, kold formur rapport udkast sendt til KT

7 Der udarbejdes temperaturprofil ved 20 C indvendigt og dimensionerende vintertemperatur -12 C, for de førnævnte murtyper. Temperaturprofilet viser temperaturfaldet over hulmuren under statiske forhold. Det kan da tydeligt ses, om formuren er blevet mere kold når tykkelsen øges fra 35 cm. For en massiv binderkolonne udført i 35 cm hulmur uden isolering, og tilsvarende for en 35 cm isoleret hulmur, udarbejdes en isoterm beregning af kuldebroen, som viser temperaturgradienter og beregner U-værdi og linjetab. Det kan da ses, om formuren bliver opvarmet, eller man blot får en lokal kuldebro. Simulering af fugt- og temperaturforhold over 1 år Mens statiske temperaturprofiler udarbejdes for en vintersituation, kan simuleringer vise de løbende forhold forskellige steder i konstruktionen. Dette er undersøgt ved at gennemføre fugt- og temperatursimuleringer over et år, (software WUFI2D). Randbetingelser og startdata er listet i bilag 1 for de gennemførte simuleringer, hvorfra data er opsamlet. Der er valgt vejrdata fra Kristianssand i Norge, som vurderes at være på den sikre side i forhold til danske vejrdata, både mht. nedbør, vind og temperaturforhold. Simuleringerne vil vise 1 normalårs forløb i formuren med kombinerede fugt- og temperaturforhold, herunder slagregn. Man vil da kunne vise effekten af den øgede isoleringstykkelse på klimaet i formuren, set over et helt år. For 48 cm og 60 cm hulmur undersøges effekten af et ventileret hulrum bag facademuren. Indledningsvis er der gennemført simuleringer over 3 eller 5 år, for at sikre, at der er opnået ligevægts situation. Dette tjekkes ved at se, at variationen over et år gentages ensartet år for år. Der er endvidere foretaget supplerende simuleringer med orientering mod syd, for at se om det gav større fugtindhold. Det gjorde det ikke. Vægtype Murtykkelse Hulrum Isolering mineraluld Bagmur (tegl) U- værdi Orientering Årstid start mm mm mm mm Kvartal (1,35) vest ,24 vest 4 4a ,14 vest 4 4b ,14 vest 4 6a ,09 vest 4 6a ,09 vest 4 Tabel 3: oversigt over konstruktioner, for hvilke der er foretaget simuleringer i WUFI Vurdering af analyser og begrænsninger i WUFI Ved gennemførelse af simuleringer i WUFI2D anvendes vejrdata fra et såkaldt normalår. Når man således gennemfører simuleringer over flere år, kan man ikke tage højde for de tilfældige variationer, der forekommer i vejret, men man får en realistisk vurdering af, om der sker en løbende fugtophobning (eller udtørring) af en given konstruktion, ved at se, om der over flere år forekommer en ensartet variation i fugt- og temperaturforhold kold formur rapport udkast sendt til KT

8 På samme måde er man afhængig af, at de materialedata, som der er adgang til, er realistiske. Når man opmurer murværk, er udgangspunktet, at der er meget vand i mørtlen og at der lige efter opmuring sker en afsugning af vand fra mørtlen til teglet. Dette forhold kan ikke simuleres, da det er ikke muligt at angive startbetingelser med kraftigt opfugtede materialer, hvor der er mere vand i, end porøsiteten af materialet giver mulighed for. Simuleringerne tager derfor udgangspunkt i normalt murværk, hvor styrkeudvikling i mørtelfugen har været normal. Vurderingen af fugtindholdet vil være mere usikker end temperaturen, fordi murværk er inhomogent, og tegl og mørtel har så forskellige egenskaber. Endvidere er det usikkert, hvor godt WUFI kan simulere virkningen af det ventilerede hulrum; Der er opstillet en ideel situation med konstant ventilering på 10 x i timen, hvilket er højt sat. I praksis vil det være svært at undgå mørtelspild i hulrummet samt at vurdere, hvor meget ekstra vand der evt. kan komme ind ad de åbne studsfuger, som skal være både øverst og nederst i facademuren. På grund af de standardiserede vejr- og materialedata skal man ikke regne med, at resultaterne af en simulering kan tages bogstaveligt, altså at man kan regne med at præcis de beregnede temperatur- og fugtforhold vil forekomme på de nævnte tidspunkter og perioder. Specielt for fugtforhold vil der konstant ske en omfordeling mellem tegl og mørtel, som det er temmelig usikkert, om WUFI2D kan håndtere. Der lægges i vurderingen af resultaterne derfor mindre vægt på de konkrete temperaturer og fugtindhold, end på forskellene imellem konstruktionstyperne. Resultater kan hentes ud fra WUFI analyse på forskellige måde. I dette projekt er valgt en grafisk præsentation som giver bedst overblik over perioder i simuleringen. Man kan vælge konstruktionsdele, perioder og parametre. Den grafiske metode giver et godt overblik, men da de konkrete værdier aflæses på grafen, giver det selvfølgelig ikke helt præcise værdier. Jf. ovenstående er der dog heller ikke behov for at kende værdierne på flere decimaler. Skadetyper Endelig inddrages erfaringer fra besigtigelser, hvor hærdnings- og udtørringsforhold er vurderet. Her sættes beregninger og simuleringer over for de faktiske tilfælde af fugt- og frostskader i fuger, og de konstruktioner, hvor skaderne optræder. Det er en væsentlig del af vurderingen, at Teknologisk Institut har kunne konstatere, hvornår de nævnte skadetyper er begyndt at optræde i større antal, set i forhold til, hvornår konstruktionerne i praksis er ændrede. Temperaturprofiler og isotermer I dette afsnit betragtes alene stationære forhold ved -12 C udvendigt og 20 C indvendigt, svarende til dimensionerende temperatur ved beregning af varmetab. Som det fremgår af oversigten over historiske U-værdier i tabel 2, sker de største ændringer i varmestrømmen (U-værdien) ved ændringen fra uisoleret til isoleret hulmur på 35 cm. Den samlede ændring i varmestrømmen fra 29 cm uisoleret til 35 cm isoleret er på 83 % kold formur rapport udkast sendt til KT

9 Temperatur C I figur 2 til 5 ses temperaturprofilerne for: 29 cm uisoleret hulmur 35 cm isoleret hulmur 48 cm isoleret hulmur 60 cm isoleret hulmur Alle mure er med trådbindere. Indvendig mur er til venstre i diagrammet. Temperaturen vises på y-aksen, og x-aksen viser afstanden i mm fra indvendig vægoverflade 25,00 20,00 15,00 10,00 5,00 0, ,00-10,00-15,00 Position fra indvendig til udvendig, mm Figur 2: Temperaturprofil, 29 cm uisoleret hulmur. Indvendig overfladetemp: 12,5 C kold formur rapport udkast sendt til KT

10 Temperatur C ,00 20,00 15,00 10,00 5,00 0, ,00-10,00-15,00 Position fra indvendig til udvendig, mm Figur 3: Temperaturprofil, 35 cm isoleret hulmur. Betragtes temperaturprofilet for 29 cm uisoleret hulmur i figur 2, bemærkes først og fremmest den meget lave temperatur på indersiden af muren, som skyldes murens dårlige isoleringsevne, og som vil give ekstrem dårlig komfort, når udetemperaturen kommer så langt ned som her. Den indvendige mur er med en middeltemperatur på 7-8 C langt koldere, end når muren isoleres med blot 132 mm mineraluld, hvor den indvendige mur bliver gennemsnitligt næsten 10 grader varmere (figur 3). For facademuren sker der også et markant temperaturfald ved isolering. På den indvendige side af facademuren sker et temperaturfald på ca. 7,5 C, og i gennemsnit er temperaturfaldet på ca. 4 grader. Dette gælder ved den dimensionerende udetemperatur på - 12 C, og forskellene er naturligvis mindre ved højere temperaturer, idet den indvendige temperatur fortsat vil være ca. 20 C. De præcise temperaturer er: Temperatur i C 29 cm uisol. 35 cm isol. 48 cm isol. 60 cm isol. Indvendig 20,00 20,00 20,00 20,00 vægoverflade 12,10 18,70 19,27 19,49 inderside isol. 3,73 16,86 18,23 18,78 inderside mur -2,97-10,51-11,16-11,42 yderside mur -10,14-11,69-11,83-11,88 udvendig -12,00-12,00-12,00-12,00 Tabel 4: oversigt over temperaturer i temperaturprofiler i figur 2 til kold formur rapport udkast sendt til KT

11 Temperatur C Temperaturprofilerne for hhv. 48 cm og 60 cm isoleret hulmur er vist på figur 4 og 5. Temperaturændringerne er her betydeligt mindre, set i forhold til ændringen ved overgang til 35 cm isoleret hulmur. Det står derfor klart, at den mest markante ændring af temperaturen i facademuren, sker ved trin 1 altså ændringen fra 29 cm uisoleret hulmur til 35 cm isoleret hulmur. 25,00 20,00 15,00 10,00 5,00 0, ,00-10,00-15,00 Position fra indvendig til udvendig, mm Figur 4: Temperaturprofil, 48 cm isoleret hulmur kold formur rapport udkast sendt til KT

12 Temperatur C ,00 20,00 15,00 10,00 5,00 0, ,00-10,00-15,00 Figur 5: Temperaturprofil, 60 cm isoleret hulmur. Kuldebroer ved faste udmuringer Position fra indvendig til udvendig, mm Der er foretaget beregning af 2 konstruktioner i Therm Ver , henholdsvis en 348 mm hulmur uden isolering og med isolering, begge med faste bindere pr. 59 cm. Beregningsforudsætninger: Mineraluld: Lambda 0,037 W/mK Murværk: Lambda 0,7 W/mK (Murværkets densitet bliver da: (0, , ) kg/m 3 =1744 kg/m 3 Ved aflæsning af kurve B (DS 418) for udvendigt murværk fås λdesign = 0,7 W/m K. Ved temperatur beregninger er der forudsat -12ºC udvendigt og 20ºC indvendigt. 348 mm hulmur med faste bindere. Uden isolering. U-værdi 1,47 W/m2K Der er regnet med ikke ventileret hulrum. Therm udregner selv varmeledningsevnen på luften som ved denne geometri bliver 0,6352 W/mK for yderfelterne og 0,6724 W/mK for midterfeltet kold formur rapport udkast sendt til KT

13 Figur 6. Forløb af isotermer vist grafisk og som farvekode, uisoleret mur med bindere For den uisolerede mur vist i figur 6 er effekten af binderne minimal. Temperaturkurverne forløber næsten upåvirket gennem konstruktionen, og den samlede U-værdi for muren er 1,47 W/m 2 K mod 1,23 W/m 2 K uden de faste bindere. Varmestrømmen er altså kun ændret i mindre omfang kold formur rapport udkast sendt til KT

14 348 mm hulmur med faste bindere. Med isolering. U-værdi: 0,61 W/m 2 K Figur 7. Forløb af isotermer vist grafisk og som farvekode, isoleret mur med bindere I den isolerede mur vist i figur 7 ses en kraftig kuldebro ud for den faste binder, således at overfladetemperaturen indvendigt lokalt falder til ca. 16 C, eller 4 grader lavere end den indvendige temperatur, som er 20 C. Det medfører, at der ved 80 % RH og derover vil være risiko for lokal kondens indvendigt på muren. Det ses også, at den udvendige overflade og mur knap opvarmes. I et lille område svarende ca. til arealet af en mursten hæves temperaturen i gennemsnit med ca. 5 ºC, mindst ved ydersiden. Hele formuren er stadig gennem frosset, med temperaturer under 0 ºC overalt. Kun 35-40% af facademurens tværsnit opnår en temperaturstigning på et par grader. Den samlede U-værdi for muren er 0,61 W/m 2 K mod 0,27 W/m 2 K uden de faste bindere. Varmestrømmen er altså mere end fordoblet, uden at man har fået positive effekter ud af det, tvært imod, der er en øget risiko for kondens og dermed risiko for skimmel. De to eksempler viser klart, at indførelse af faste binderkolonner ikke er en energiøkonomisk eller indeklimamæssigt sund fremgangmåde. Den faste binderkolonne vil også præsentere en alvorlig risiko for at fugt fra slagregn kan trænge ind til indermuren kold formur rapport udkast sendt til KT

15 Simuleringer i WUFI 2D, temperaturforhold Resulaterne af simuleringer af temperaturforhold er analyseret på baggrund af udtegnede grafer. Eksempler på grafer fra WUFi er vist i bilag 2. For at kunne få overblik over hele årets variation, er valgt følgende fremgangsmåde: For temperatur i formuren er denne udtegnet som graf over hhv. en gennemsnitstemperatur for hele formuren, temperaturen i et lille område midt i formuren, og temperaturen ved indersiden af formuren. Det er klart, at temperaturen alleryderst i formuren er ens for alle konstruktioner, da de følger temperaturen i vejrdatafilen. Ved sammenligning af data er det konstateret, at temperaturforløbet for et lille område midt i formuren svarer ret nøje til gennemsnitstemperaturen for hele formuren, for en given konstruktion. Variationen er højst 0,1 C, hvor temperaturen midt i muren er koldest. Herefter undersøges temperaturen i formuren som gennemsnittet af hele formuren. For hver af de undersøgte konstruktioner er der udtegnet graf over temperatur i formuren som gennemsnit, for hver måned i året. Resultaterne er analyseret grafisk ved at registrere, for hver måned: - Minimums- og maksimumstemperatur - Middeltemperatur for hele måneden - Antal nulpunktspassager - Antal hele døgn med henholdsvis temperatur under 0 C, og hele døgn med temperaturer i intervallerne 0-5 C, 5-10 C samt over 10 C. Resultater af temperaturanalyser Alle simuleringer foretaget som vestvendt konstruktion (mest fugtudsat) og med 80-90% RH som start fugtindhold. Der er startet i 4. kvartal i år 2012, og analyseresultater er taget fra år Indledende simuleringer har vist, at forholdende er stabile dvs. cykliske gentagelser hvert år. I de følgende tabeller benævnes forskellene mellem modeller / konstruktioner således (alle modeller er uden luftspalte): Trin 1 = ændring fra 35 cm uisoleret til 35 cm isoleret Trin 2 = ændring fra 35 cm til 48 cm, begge isoleret Trin 3 = ændring fra 48 cm til 60 cm, begge isoleret kold formur rapport udkast sendt til KT

16 Udvikling i formurens middeltemperatur måned 35 cm uisoleret Trin 1 Δ fald 35 cm isoleret Trin 2 Δ fald 48 cm Trin 3 Δ fald 60 cm Jan Feb Mar Apr Maj Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dec ialt Tabel 5: Formurens middeltemperatur, anført i C. Negativ værdi af Δ fald betyder at der sker en stigning i temperaturen. Trin 1: Det ses, at ændringen fra uisoleret til isoleret 35 cm hulmur ( fra 0 til 132 mm isolering) er et temperaturfald på mellem 3 og 6 C i årets 1. og 4. kvartal, det vil sige vinterhalvåret. I de varme måneder i 2. og 3. kvartal er faldet i middeltemperatur noget mindre, fra 0 til 3 C. Trin 2: Ved ændring fra 35 cm isoleret til 48 cm isoleret hulmur (fra 132 til 262 mm isolering, altså isoleringstykkelsen forøget med godt 90 %) er temperaturfaldet markant mindre, kun 1 C i januar for vinterhalvårets vedkommende, og derudover sker der fald på 1 C i flere af de varme måneder, hvilket må anses for mindre betydende. Trin 3: Ved den næste øgning af isoleringstykkelsen, altså fra 262 mm til til 372 mm, en øgning på 47 %, sker der også kun i oktober et fald i gennemsnitstemperaturen på 1 C, mens der i de varme måneder kun i september sker en ændring, og det er en temperaturstigning på 1 C. Delkonklusion: Samlet set er middeltemperaturen i formuren kun faldet væsentligt, fra hulmuren gik fra at være helt uisoleret, og til 35 cm isoleret hulmur. De senere øgninger af isoleringen har sænket U-værdien og varmetabet fra hulmuren, men har temperaturmæssigt ikke påvirket middeltemperaturen i formuren væsentligt kold formur rapport udkast sendt til KT

17 Ændring i antal nulpunktspassager, pr. måned og totalt måned 35 cm uisoleret Trin 1 Δ stk 35 cm isoleret Trin 2 Δ stk 48 cm Trin 3 Δ stk 60 cm Jan Feb Mar Apr Maj Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dec ialt Tabel 6: Antal nulpunktspassager, opgjort pr. måned. Negativ værdi af Δ stk betyder, at antal nulpunktspassager falder. Antallet af nulpunktspassager i hver måned er talt op ud fra grafen over middeltemperaturen i hulmuren. Trin 1: Det ses, at det samlede antal nulpunktspassager falder med 7 stk. eller ca. 20 %, ved ændring fra uisoleret til 35 cm isoleret hulmur. Dette dækker dog over, at der i flere måneder er sket en større ændring af antallet, dvs. at frostpunktpassagerne forekommer i nogle andre måneder end før, som følge af at temperaturen er sænket generelt, jf. ændringen i middeltemperatur. Trin 2 og 3: Svarende til dette, sker der ikke signifikante ændringer i antallet af nulpunktspassager ved øgning af murens tykkelse til hhv. 48 og 60 cm Delkonklusion: Det er kun trin 1, dvs. ændringen fra uisoleret til isoleret 35 cm konstruktion, som væsentlig har ændret antallet af nulpunktspassager. Der er blevet færre af disse. Det skal påpeges, at det er middeltemperaturen i facademuren, som betragtes her. Yderst i mørtelfugen, hvor frostskaderne optræder, vil der naturligvis være flere nulpunktspassager. Men som det tidligere er forklaret, er temperaturen yderst i formuren primært påvirket af udetemperaturen og i mindre grad af isoleringstykkelsen. Det vurderes derfor ikke, at de konstaterede forskydninger i antal nulpunktspassager, vurderet som middeltemperatur, har nogen større betydning for vurdering af frostskader, men det kan da konstateres, at tendensen ved denne parameter er den samme som for de øvrige, nemlig at de væsentlige ændringer sker i trin kold formur rapport udkast sendt til KT

18 Ændring i antal perioder med risiko for frostskader hhv. god styrkeudvikling. Der er foretaget opgørelse af antal døgn, som falder i flg. 4 temperatur intervaller: Interval Bemærkninger Se tabel < 0 C Temperaturer under 0 C kan forårsage frostskader i fuger som er opfugtede over 7-8 vægt % og ikke har fornøden styrkeudvikling. 0 5 C Ved temperaturer 0 5 C går styrkeudviklingen forholdsvis langsomt C Over 5 grader antages at være temperatur, hvor styrkeudvikling kan foregå. > 10 C Over 10 grader antages at være temperatur, hvor styrkeudvikling kan foregå. Jf. bemærkningerne er det interessant at se på omfanget af sådanne perioder for de forskellige konstruktioner. måned 35 cm uisoleret Trin 1 Δ stk 35 cm isoleret Trin 2 Δ stk 48 cm Trin 3 Δ stk cm Jan Feb Mar Apr Maj Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dec ialt Tabel 7. Ændring i antal døgn (Δ stk.) med temperatur i formuren under 0 C kold formur rapport udkast sendt til KT

19 måned 35 cm uisoleret Trin 1 Δ stk 35 cm isoleret Trin 2 Δ stk 48 cm Trin 3 Δ stk 60 cm Jan Feb Mar Apr Maj Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dec ialt Tabel 8: Ændring i antal døgn (Δ stk.) med temperatur i formuren mellem 0 og 5 C måned 35 cm uisoleret Trin 1 Δ stk 35 cm isoleret Trin 2 Δ stk 48 cm Trin 3 Δ stk 60 cm Jan Feb Mar Apr Maj Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dec ialt Tabel 9: Ændring i antal døgn (Δ stk.) med temperatur i formuren mellem 5 og 10 C kold formur rapport udkast sendt til KT

20 måned 35 cm uisoleret Trin 1 Δ stk 35 cm isoleret Trin 2 Δ stk 48 cm Trin 3 Δ stk 60 cm Jan Feb Mar Apr Maj Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dec ialt Tabel 10: Ændring i antal døgn (Δ stk.) med temperatur i formuren over 10 C Trin 1: Det ses tydeligt, at den største forandring af temperaturforholdene sker ved ændringen fra helt uisoleret til 35 cm isoleret hulmur: Antallet af døgn med temperaturer under 0 C mere end 4-dobles (fra 12 til 49 stk.) Antallet af døgn med langsom styrkeudvikling 0 5 C øges med 43 % fra 42 til 60 stk. Heraf følger samtidigt, at antallet af døgn med temperatur over 5 C halveres, dvs. går fra 306 til 151 stk. Heraf udgør døgn med temperaturer over 10 C hhv. 213 og 163 stk. Risikoen i form af antal døgn med frost øges altså kraftigt, mens perioder med god styrke udvikling halveres. Trin 2 og 3: Ser man på den videre udvikling, giver øgning til 48 cm hhv. 60 cm murtykkelse hhv. : 2 og 3 døgn mere med temperatur under 0 C, altså ret ubetydeligt i forhold til ændringen frem til 35 cm isoleret hulmur. Perioder med temperaturer 0 5 C falder med 2 hhv. stiger med 2 døgn, dvs. ved 60 cm mur er antallet det samme som ved 35 cm isoleret hulmur. For temperaturer 5 10 C hhv. > 10 C ses for 48 cm hulmur, at der er 6 flere af førstnævnte og 6 mindre af sidstnævnte, dvs. samlet set det samme som for 35 cm isoleret mur, dog lidt flere af de kølige døgn under 10 C. For 60 cm mur i forhold til 48 cm mur, falder antallet af døgn 5 10 C med 16 stk, mens antal døgn > 10 C øges med 11. Samlet er der altså flyttet 5 døgn til temperaturer under 5 C kold formur rapport udkast sendt til KT

21 Delkonklusion: Også ved denne måde at opgøre temperaturændringer i facademuren, er det klart, at de betydelige ændringer i form af lavere temperaturer, risiko for frost og bremsning af styrkeudvikling, sker ved ændringen fra uisoleret konstruktion til 35 cm isoleret hulmur (trin 1). Resultater vedr. fugtforhold (WUFI) I WUFI2D er det som tidligere nævnt ikke muligt at simulere den friske mørtels vandindhold ved opmuringen. Simuleringen kan således kun håndtere en færdighærdnet mørtelfuge. I simuleringen udsættes facademuren for slagregn, og man kan aflæse varierende fugtindhold i teglsten og mørtelfuge. I forbindelse med vurdering af skimmelrisiko lægges der meget vægt på det relative fugtindhold RH i %. Da RH afhænger af både temperatur og det absolutte fugtindholdet, ses RH at variere kraftigt over døgnet, selvom det absolutte fugtindhold ændrer sig noget langsommere. Skimmelrisikoen er ikke relevant i ydermuren, derfor er det her valgt alene at betragte det absolutte fugtindhold, målt som vægt %. Dette mål fortæller mere om tilførsel af fugt og udtørring. Fugtindholdet målt i vægtprocent ændres noget langsommere end temperaturen, og analyserne er derfor baseret på kvartalsvise grafer, og ikke månedsvise, som for temperaturanalysen. Da fugtindholdet kun ændres langsomt, er vægt% udlæst kvartalsvis via graferne, som et gennemsnit af hele mørtelfugen. Se eksempel i bilag 2. Hvert kvartal inddeles i graferne i 5 perioder, som således har en varighed på 18 dage. Der er aflæst en visuel middelværdi for hver periode på 18 dage i kvartalet. Der fokuseres på fugtindholdet i mørtelfugerne. I de efterfølgende diagrammer ses et overblik over resultaterne kold formur rapport udkast sendt til KT

22 6 Fugtindhold i vægt%, mørtelfuge i facademur cm uisol. 35 cm isol 48 cm 60 cm Figur 8: Y-aksen viser fugtindhold i vægt% i mørtelfugen. X-aksen viser 18 dages perioder (5 perioder i hvert kvartal) Figur 8 viser fugtindholdet i vægt% i en mørtelfuge i facademuren, som gennemsnit i perioder af 18 dage, set over et helt år, for de 4 konstruktioner med 0 cm, 13 cm, 26 cm og helt op til 38 cm isolering. Den blå kurve, som repræsenterer den uisolerede hulmur, ses at adskille sig klart fra alle de øvrige, med et betydeligt lavere fugtindhold, omkring 1 %, hele året. Allerede med 13 cm isolering, i den isolerede 35 cm hulmur, ses fugtindholdet at stige kraftigt i vinterperioden, fra oktober til hen mod maj. For alle tykkelser af isolering gælder dog, at der i sommerperioden er et lavt fugtindhold, under 2 vægt%. Det bemærkes, at et fugtindhold på 5-6 vægt% i mørtelfugen på ingen måde er kritisk. Risikoen for frostskader i mørtelfuger anses for meget lille ved vandindhold < 7 %. Men fugtindholdet kan også sagtens i korte perioder være højere i virkeligheden. Det som simuleringer viser er, at der sker en generel stigning i fugtindholdet, specielt i vinterperioden, når man går fra uisoleret til isoleret hulmur. Men når isoleringslaget øges yderligere, sker der kun en ubetydelig ændring i fugtforholdene, idet kurverne for de 3 isolerede konstruktioner ikke viser betydelige forskelle. Fugtforhold i ventilerede konstruktioner Der er gennemført simulering af ventileret konstruktion for en 48 cm og en 60 cm hulmur. I disse konstruktioner er der bag facademuren tilføjet et 30 mm hulrum samt en vindspærre uden på isoleringslaget. Murene er da hhv. 51 og 63 cm tykke, men for kold formur rapport udkast sendt til KT

23 at vise, at der er tale om samme tykkelse af isolering, benævnes de som hhv. 48 cm og 60 cm ventileret hulmur. Der er ansat en ventilation med udeluft på 10 gange i timen. Det har ikke været muligt at finde referencer, som angiver hvor stor ventilation man kan regne med. Luftskiftet vil være afhængig af vindhastighed og temperaturforhold, som kan give en skorstensvirkning. Det er ikke realistisk at ventilationen er konstant 10 gange i timen, og det forventes at dette tal er højt sat, selv om der i perioder evt. kan være større ventilation. Der er kørt nogle prøvesimuleringer, for at se effekten af stigende ventilation. Under 10 x ventilation, er der næsten ingen effekt. Det anses, at en større ventilation er urealistisk Fugtindhold i vægt% i mørtelfuge, 48 cm mur 48 cm 48 cm m/ vent Figur 9: Fugtindhold uden hhv. med et ventileret 30 mm hulrum bag facaden Fugtindhold i vægt% i mørtelfuge, 60 cm mur 60 cm 60 cm m/ vent Figur 10: Fugtindhold uden hhv. med et ventileret 30 mm hulrum bag facaden kold formur rapport udkast sendt til KT

24 Af figur 9 og 10 ses, at selv med en konstant kraftig ventilation, opnås der kun en begrænset virkning i form af lavere fugtindhold i mørtelfugen, i en del af året. Fra juliaugust til december, dvs. næsten halvdelen af året, ses der ingen effekt. I den resterende del af året sker der en mindre udtørring, i størrelsesordenen 0,5 vægt%, i begge mure. Delkonklusion: Indførelse af et ventileret hulrum bag facademuren har meget begrænset indvirkning på fugtindholdet i mørtelfugen i en isoleret hulmur. Iagttagelser fra besigtigelser. Omkring år 2000 begyndte Teknologisk Instituts besigtigelsesfolk at bemærke en speciel type af fugeskade: Fugen forvitrer i et karakteristisk ringformet mønster på overfladen, eller der ses frostskader på fugerne, i nogle tilfælde flere år efter, at murværket er opført. Fænomenet forekommer kun for mørtelfuger med bindemidler, der består af en kombination af hydraulisk bindemiddel og hydratkalk, typisk i form af kalkcement- eller KC-mørtler. Der kan være tale om tørmørtler, men som oftest er der tale om KC-mørtler fremstillet på byggepladsen ud fra en kalktilpasset vådmørtel. Ved udtagning af 2 sammenhængende sten kan der for de ældre eksempler (det vil sige som er opført mere en 5 år tidligere) ses en karakteristisk ringformet struktur, hvor ringene angiver zoner med stærk hhv. svag mørtel. Det er disse ringe, som ses på fugens overflade. Figur 11. Ringformede strukturer i mørtelfugens tværsnit. Murværket er opført flere år tidligere, og mørtlen er gennemcarbonatiseret, men med stærke og svage zoner kold formur rapport udkast sendt til KT

25 Der er tale om en form for årringe, som afspejler årstider med forskellige hærdningsbetingelser. Kemiske analyser har vist, at cementindholdet er identisk i begge typer zoner, mens kalkindholdet er lavet i de svage mørtelzoner. Kalk er altså blevet opløst her og er diffunderet andre steder hen. Når kalken fjernes falder styrken. Fænomenet ses kun murværk af rødbrændende tegl. Der er altså forskellige kemiske betingelser i rødt og gult murværk, men den præcise årsagssammenhæng kendes ikke. Figur 12. Samme type fænomen som på figur 11, lodret snit i fuge og sten. Et par andre forhold er karakteristiske for fænomenet ringformede strukturer: Strukturerne er typisk symmetriske omkring formurens længeakse. Da styrkeudviklingen af mørtlens kalkdel kræver dels tilgang af CO2 og dels en vis udtørring, viser dette, at tilgangen af CO2 og udtørring sker lige godt fra forog bagsiden af formuren. Fænomenet ringformede strukturer ses kun ved sten af rødbrændende tegl. Hvis det var klimaet i formuren som var den specifikke årsag, ville skaderne optræder for alle tegltyper. Ved de første iagttagelser af disse skader skete der ingen nærmere afklaring af hændelsesforløb eller skadesårsag. Først i de senere år er det typiske forløb blevet afklaret. Det er sket gennem en række undersøgelser af skadessager samt forsøg med opmuring og udtørring, foretaget bl.a. i forbindelse med en videnkupon udført for Sylan A/S. I forbindelse med skadessagerne er hændelsesforløbet i forbindelse med opmuring, når der er tale om nyere byggesager, registreret i det omfang, det kunne oplyses. To typer af forløb har vist sig at være typiske: kold formur rapport udkast sendt til KT

26 Der er opmuret i køligt og fugtigt vejr, og mørtlen kommer ikke i gang med styrkeudvikling, før det bliver vinter, og koldt Der er opmuret i meget varmt (tørt) vejr, men lige efter opmuring, eller evt. under opmuring hvor der ikke er afdækket, får murværket en masse vand Der er således afklaret en række forhold, som er vigtige for opmuring og styrkeudvikling af fugen, og som i kritiske tilfælde kan starte en ond cirkel for mørtelfugen. Vi betragter dermed 2 faser, som er kritiske for at opnå sundt murværk: Fase 1: Opmuring: Under selve opmuringen sker der en initial afsugning af mørtelvand. Denne vandring af vand fra mørtel til sten fortsætter i et ukendt, men kortere tidsrum lige efter opmuringen, og skaber, ved normale forhold, netop det rette vandindhold i mørtelfugen: både kalk og cement kan hærdne, og frostskader kan tillige undgås med vandindhold under 7%. Her er det væsentligt at mørtlens vandindhold og vandholdeevne harmonerer med murstenenes minutsug. For meget vand og for lidt sugning giver murværk der sejler, og en potentiel risiko for, at der er for meget vand til at mørtlen kan komme i gang med styrkeudvikling og murværket få et naturligt udtørringsforløb. Fase 2: afbinding og start på styrkeudvikling, ca. to døgn efter opmuring: Efter opmuringen går der nogle timer, måske op til ca. 2 døgn, så vender strømmen og fugten suges tilbage i mørtlen. Den nærmere proces er ikke klarlagt, og dette sker kun for mørtler med en kombination af hydraulisk bindemiddel og hydratkalk. Hvis der på dette tidspunkt er så meget vand i murværket, at fugtindholdet i fugen når over 8%, er der alvorlig risiko for at starte en ond cirkel hvor fugten bindes i fugen og kalken ikke kan binde af. Effekten forstærkes af, at den uhærdnede kalk er hygroskopisk og dermed holder på fugten, og kan optage denne fra luftens fugtindhold. Der kan da komme udfældninger og frostskader. Udløsende faktorer: Hvis stenene har for lav vandoptagelse, vil der ikke blive suget tilstrækkelig vand over i stenene, (hvorfra det kan fordampe), og/eller hvis murværket udsættes for slagregn inden for ca. 2 døgn (i koldt vejr længere tid) kommer fugt- og frostskaderne. Den onde cirkel kan vare i måneder eller adskillige år. I nogle tilfælde kommer der frostskader i den første eller anden vinter efter opførelsen, eller fænomenet med ringformede strukturer kan optræde, hvis tilstanden varer ved i flere år. I forbindelse med skadessager er der ikke sket en særskiæt registrering af murtykkelsen, men fænomenet er konstateret på murværk af forskellig tykkelse, opført fra slutningen af 80 erne, og er blevet hyppigere i 00 erne. Særligt mange skader er iagttaget på byggeri opført lige omkring år kold formur rapport udkast sendt til KT

27 Opsamling Der er gennemført en gennemgang af de murede konstruktioners historik samt gennemført 3 typer af undersøgelser 1. Beregning af temperaturprofiler og isotermer i konstruktionen under statiske forhold 2. Simulering af fugt- og temperaturforhold løbende over 1 år 3. Skadetyper og omfang af skader i den undersøgte periode På baggrund af historikken kan følgende oversigt opstilles for perioden 1961 og frem til i dag: Ændring Trin 1 Periode (ca.) Frem til Praktisk U-værdi Ca. 1,58 Konstruktionsudvikling og skader 29 cm hulmur. De faste bindere fases ud til fordel for trådbindere 0,48 29 cm isoleret hulmur med trådbindere, U-værdien, og dermed varmetransporten, er reduceret med 2/3 i forhold til tidligere Trin 2 og trin ,25 35 cm isoleret hulmur. U-værdien, og dermed varmetransporten, halveres ,19-0,25 35 cm isoleret hulmur er mest almindelig, men 42 cm forekommer også. Større isoleringstykkelser ses kun i særlige projekter. Materialer med bedre isoleringsværdier kommer på markedet. Omkring år 2000 opdages de første skader med ,10-0,14 ringformede strukturer og uhærdnet mørtel 35 cm isoleret hulmur er ved at være udfaset. Flere tykkelser forekommer, men 48 cm ser ud til at blive den nye standard mens 60 cm er forbeholdt lavenergihuse. Skader med uhærdnede mørtler bliver mere almindelige og der er særligt mange i byggeri fra Tabel 11. Perioderne er ikke skarpt afgrænsede, og de nævnte konstruktioner dukker op og fortsætter i perioderne før og efter. Trin refererer til overgange i isoleringstykkelse som beskrevet på side 13. Nu kan følgende resultater og erfaringer sammenfattes: Undersøgelse af temperaturprofiler ved statisk udvendig temperatur -12 C, viser at der sker en sænkning af facademurens temperatur med ca. 4 C fra 7 til - 11 C i trin 1, fra uisoleret 29 cm hulmur til 35 cm isoleret hulmur. Ved trin 2 og trin 3 sænkes kold formur rapport udkast sendt til KT

28 middeltemperaturen kun yderlige 0,5 C. Dette er naturligt nok, da facademuren allerede efter trin 1 når en temperatur, der kun er 1 C fra udetemperaturen på 12 C. Trin 1 er altså afgørende for et nyt klima i facademuren, mens trin 2 og 3 er ubetydelige. Undersøgelse af gennemsnitstemperaturen i facademuren set over et helt år, viser for trin 1 at temperaturen i vinterhalvåret falder med 3 til 6 C, og med 0 til 3 C i sommerhalvåret. I trin 2 og 3 er temperaturfaldet ca. 1 C i en enkelt vintermåned, mens temperaturen om sommeren næsten ikke er ændret i en enkelt måned for trin 3, endda steget 1 grad i facademuren. Trin 1 er altså betydende for et nyt klima i facademuren, mens trin 2 og 3 er ubetydelige. Undersøgelse af perioder med risiko for frostskader i mørtelfugen viser, at ændringen i trin 1 er meget betydelig: antallet af hele døgn med temperaturer under 0 C mere end 4-dobles (øges 308 %). I trin 2 er stigningen kun 4 % og yderligere 6 % i trin 3. Igen er det klart, at den store ændring i facademurens klima sker i trin 1. Undersøgelsen af perioder med temperaturer over 0 C, men under 5 C, dvs. hvor styrkeudviklingen må forventes at gå langsommere, viser at antal dage med dette temperaturområde er øget med 43 % ved trin 1, falder 3 % i trin 2 og stiger igen 3 % i trin 3. Igen er trin 1 det sted, hvor forholdene ændres betydeligt. Når perioderne med frost og ringe betingelser for styrkeudvikling bliver længere ved trin 1, følger at der bliver kortere perioder med højere temperaturer, og her er billedet naturligvis præcis det samme. Alle opgørelser af temperaturforhold i facademuren peger således i samme retning: ja, facademuren er blevet betydeligt koldere inden for de seneste 60+ år, men ændringen er sket allerede i forbindelse med, at hulmuren blev isoleret første gang. Ser man på fugtindholdet, er samme tendens tydelig: facademuren i den uisolerede hulmur er helt tør med et fugtindhold på ca. 1 vægt% året rundt, i simuleringen. Men fra trin 1 opstår et noget højere fugtindhold, i hvert fald i vinterhalvåret. Ved trin 2 og 3 sker der en yderligere øgning af fugtindholdet, men den er ubetydelig i forhold til ændringen i trin 1. Det øgede fugtindhold i kombination med lavere temperaturer forøger risikoen for frostskader og forvitringer. 2 specialtilfælde er desuden undersøgt: Effekten af etablering af faste binderkolonner i isoleret hulmur: det fremgår tydeligt af isoterm billederne, at de faste binderkoloner har en negativ effekt på både energiforbruget, idet U-værdien sænkes, og på indeklimaet, idet der opstår en lokal sænkning af den indvendige overfladetemperatur med næsten 3 C. Samtidig udebliver den forventede effekt i form af en opvarmning af facademuren, idet effekten ganske vist er synlig, men kun helt lokalt ud for binderkolonnen. Effekten af et ventileret hulrum bag facademuren ses at have en vis effekt, men den er dog ganske ringe, set i forhold til det øgede fugtindhold som kommer af isolering af hulmuren i trin kold formur rapport udkast sendt til KT

29 Konklusion Undersøgelserne har vist, at det er korrekt, at klimaet i facademuren har ændret sig, idet temperaturen er faldet og fugtindholdet steget, primært i vinterperioden. Kombinationen af øget fugtindhold og lavere temperaturer må forventes at forstærke den samlede effekt kraftigt. Denne ændring er sket i det vi har defineret som trin 1, altså ændringen fra 29 cm uisoleret hulmur til 35 cm isoleret hulmur. I trin 2, defineret som ændringen fra 35 cm 48 cm isoleret hulmur, og trin 3, defineret som ændringen fra 48 cm til 60 cm isoleret hulmur, sker der et yderligere temperaturfald og en stigning i fugtindholdet, men i et helt ubetydeligt omfang set i forhold til ændringerne i trin 1. Trin 1 kan tidsmæssigt fastsættes til at forløbe allerede fra omkring 1961, hvor hulmuren isoleres og U-værdien reduceres med 70 %, og frem til ca. 1975, hvor 35 cm isoleret hulmur må siges at være fremherskende. Samlet reduceres U-værdien med 83 % i trin 1. Sammenholdes dette med skadeserfaringerne, så er det klart, at skader af typen: uhærdnet mørtelfuge, med følgeskader som udvaskninger og misfarvninger samt forvitringer i fugen, ikke opstår i forbindelse med trin 1, men først langt senere. Faktisk er skadetypen sammenfaldende tidsmæssigt med trin 2 og 3, som forekommer mere eller mindre sideløbende. Det er derfor nærliggende at antage, jf. påstanden i rapportens indledende afsnit, at skadetypen skyldes den øgede isolering i trin 2 og 3. Men dette modbevises af det faktum, at der ikke er sket nogen betydende ændring af facademurens klima ved hverken trin 2 eller trin 3. Altså kan det konkluderes, at når isoleringstykkelsen øges, fra de ca. 13 cm i en 35 cm hulmur med en U-værdi på ca. 0,25 W/m 2 K, eller U-værdien på anden måde sænkes ved at anvende bedre isolerende materialer, så har det ikke nogen væsentlig effekt på skader, som skyldes muremørtlens manglende styrkeudvikling eller udtørring. Teknologisk Instituts undersøgelser og erfaringer fra skadesanalyser har i stedet vist, at det er afgørende for en sund styrkeudvikling og udtørring af facademuren, 1. At teglsten og mørtel passer sammen så mørtlen kan afgive en passende mængde vand til murstenen i forbindelse med opmuring, og 2. At murværket beskyttes effektivt mod utilsigtet opfugtning, både under og lige efter opmuring Undersøgelserne har endvidere dokumenteret, at etablering af et ventileret hulrum bag facademuren kun har begrænset effekt i forhold til at udtørre facademuren. For at etablere et sådan effektiv hulrum på mindst 30 mm, skal der typisk i praksis projekteres med op til 50 mm, hvor isoleringen da skal fastholdes til bagmuren, og det er tilmed nødvendigt at etablere en vindspærre. Sammenholdes effekten med de ekstra kold formur rapport udkast sendt til KT

30 omkostningerne og pladsforbruget, må denne fremfærd frarådes. Ressourcerne vil være bedre anvendt til at sikre, at ovenstående 2 punkter følges. Undersøgelserne har også vist, at faste binderkolonner ikke er gavnlige i isoleret hulmur. Ud over at danne en kraftig kuldebro, opstår der risiko for at fugt kan trænge fra formuren ind til indermuren. I andre typer af murede konstruktioner kan sådanne diafragmavægge have indlysende statiske fordele. Vender vi tilbage til hypotesen: H1. Temperaturforholdene i facademuren ændrede sig væsentligt, da man gik fra uisoleret hulmur til isoleret hulmur. Ændringen fra 13 cm isolering til 19 cm eller mere, har haft langt mindre indflydelse på temperaturforholdene i facademuren, end ændringen fra uisoleret til isoleret. - Så kan den konkluderes at være sand. Påstanden: Efter at man er begyndt at øge isoleringstykkelsen i hulmuren fra de gængse ca. 13 cm i en 35 cm hulmur, til 19 cm eller mere, er formuren blevet så kold, at mørtlen ikke vil hærdne. Der ses siden år 2000 en del skader med fugt, misfarvninger og forvitringer i mørtelfuger, som kan henvises til at mørtlen ikke har haft optimale betingelser for styrkeudvikling, typisk pga. af et stort og konstant fugtindhold i fugen. Ifølge påstanden skyldes det høje fugtindhold, at der med det tykkere isoleringslag, ikke kan trænge varme ud i facademuren, så denne kan tørre ud. - kan altså afvises. Facademuren er ikke blevet væsentlig koldere eller mere fugtig, af at isoleringen er øget fra 13 cm til 19 cm eller mere. De beskrevne skader i form af uhærdnede mørtlefuger skyldes et for stort fugtindhold fra starten. Hypotesen H2: En ventilationsspalte bag facademuren på en kraftigt isoleret hulmur (19 cm isolering eller mere) har ikke væsentlig indflydelse på fugtforholdene i facademuren, set i forhold til forskellen på fugtforholdene i facaden på en uisoleret hulmur contra en 13 cm isoleret. er påvist sand. Hypotesen H3: Faste murede bindere i en isoleret hulmur, kan hjælpe til at hæve temperaturen i facademuren er påvist usand. Århus, den [dato] Teknologisk Institut, Byggeri Abelone Køster Dir. tlf.: [email protected] / Arash Ehtesham Dir. tlf.: [email protected] kold formur rapport udkast sendt til KT

31 Bilag 1: Modeller, materialedata og randbetingelser i WUFI2D Bilag 1 viser opbygning af modeller i WUFI2D, samt anvendte materialedata og randbetingelser. Alle detaljer i materialedata er ikke vist her, idet der er lagt vægt på at identificere materialerne, som alle er taget uændret fra WUFI s database. Det vil sige at detaljerne kan genfindes i materialedatabasen. Figur 1: Princip for opbygning af hulmur med ventilationsspalte, i dette tilfælde vist som 60 cm hulmur, med 37 cm isolering. Bemærk at facademur og bagmur er opbygget af teglsten og mørtel lagvis. Da modellen kun er 2-dimensionel, er der kompenseret for studsfuger ved at øge tykkelsen af liggefugerne. I konstruktioner uden luftspalte er opbygningen tilsvarende, dog uden luftspalte og vindspærre kold formur rapport udkast sendt til KT

32 Figur 2: Materialet i teglsten i for- og bagmur er valgt som Solid brick, extruded. Figur 3: Materialet i mørtel i for- og bagmur er valgt som Lime cement mortar, coarse kold formur rapport udkast sendt til KT

33 Figur 4: Materialet i luftlaget er valgt som Air layer 30 mm without additional moisture capacity. WUFI anbefaler denne type til undersøgelse af ventilerede hulrum, da det giver de mest realistiske resultater. Figur 5: Materialet i vindspærren er valgt som Weather resistive barrier (sd=0,1) kold formur rapport udkast sendt til KT

34 Figur 6: Isoleringsmaterialet er Mineral Wool med varmeledningsevne 0,04 W/mK. Dette svarer til typiske materialer tidligt i perioden. Var der valgt materialer med lavere varmeledningsevne, så ville trin 1 i undersøgelsen have fået endnu større effekt kold formur rapport udkast sendt til KT

35 Figur 7: udeklima, ud for teglsten kold formur rapport udkast sendt til KT

36 Figur 8:, udeklima, ud for mørtelfuger kold formur rapport udkast sendt til KT

37 Figur 9: indeklima Yderligere oplysninger: Alle simuleringer er foretaget for en vestvendt konstruktion, med simuleringsstart 1. oktober år 0, hvilket svarer til år 2012 i simuleringerne. Simuleringerne er på mindst 1½ år, efter det er konstateret, at stabile forhold opnås allerede efter 3 mdr. Aflæsningerne er derefter foretaget fra 1. januar Startbetingelserne er enten 80% eller 90% RH i materialerne. Dette har ingen praktisk betydning, da ligevægt opnås inden for 3 mdr kold formur rapport udkast sendt til KT

38 Bilag 2: Eksempler på resultater Efterfølgende er vist nogle eksempler på grafiske resultater fra WUFI, og hvorledes disse er behandlet, for at skabe overblik over data fra forskellige konstruktioner og simuleringer. Generelt er den grafiske aflæsning behæftet med nogen usikkerhed, ikke mindst fordi WUFI ikke udlæser med logiske akseværdier. Men metoden er valgt, da det som nævnt ikke handler om de eksakte temperaturer og fugtindholde vejrdata er alligevel fiktive i en vis forstand men fokus er på at finde forskelle mellem konstruktionerne kold formur rapport udkast sendt til KT

39 Figur 1. Temperaturdata for februar måned, for type 1B: isoleret 35 cm hulmur, uden ventilation. Måneden inddeles (af WUFI) i perioder, dvs. ca. 6 dage i hver. Denne graf er brugt til at finde: månedens minimum og maksimumstemperaturer, månedens middeltemperatur, og antal døgn i forskellige temperatur intervaller. Der er blot brug lineal og en visuel vurdering af perioders længde og areal under kurven kold formur rapport udkast sendt til KT

40 Figur 2: Denne graf er anvendt både til optælling af data som beskrevet under figur 1, men også til de indledende vurderinger af, om det var nødvendigt at analysere flere områder i facademuren mht. til temperatur. Som det ses, er temperaturen inderst i facademuren meget tæt på temperaturen midt i formuren. I andre grafer er det påvist at middeltemperaturen for hele formuren er meget lig temperaturen i et punkt midt i muren. Det er en naturlig følge af, at lambdaværdien kun ændrer sig en smule med fugtindhold og temperatur, og temperaturfaldet er derfor jævnt over tvæersnittet kold formur rapport udkast sendt til KT

41 Figur 3: Denne graf viser relativt fugtighed RH og fugtindhold i vægt% i mørtelfugen, tværs over facademuren, for 1 kvartal. Kvartalet er inddelt i 5 perioder, dvs. ca. 18 dage i hver. I 4. kvartal vurderes fugtindholdet således i 5 perioder betegnet oktober (første 18 dage), okt-nov, november (midterste 18 dage), nov-dec, og december (sidste 18 dage). Denne lidt skæve inddeling er et vilkår i WUFI. Det fremgår, at det er ret enkelt at vurdere det gennemsnitlige fugtindhold i en periode, ud fra en vurdering af kurvearealet. Tallene er dog ikke præcise kold formur rapport udkast sendt til KT