Risker med karbamidskumplast- och cellplastisolering i kulturhistoriskt värdefulla byggnader

(1)

Institutionen för teknik och design, TD

Risker med

karbamidskumplast- och cellplastisolering i

kulturhistoriskt värdefulla byggnader

Risks with carbamidfoamplastic - and

cellularplasticinsulation in historical valuable

buildings

Växjö Juni 2008 Examensarbete nr: TD015/2008 Sören Andersson

(2)

Organisation/ Organization Författare/Author(s)

VÄXJÖ UNIVERSITET Sören Andersson Institutionen för teknik och design

Växjö University

School of Technology and Design

Dokumenttyp/Type of document Handledare/tutor Examinator/examiner

Examensarbete/ Diplomawork Mikael Andersson/FLK Bertil Bredmar

Magnus Bengtsson/FLK

Titel och undertitel/Title and subtitle

Riskerna med karbamidskumplast- och cellplastisolering i kulturhistoriskt värdefulla byggnader / Risks with carbamidfoamplastic - and cellularplasticinsulation in historical valuable buildings

Sammanfattning (på svenska)

Examensarbetet har genomförts på uppdrag av Länsstyrelsen i Blekinge och Ronneby Kommun och syftar på att utreda om tidigare tilläggsisolering med karbamidskumplast och polystyrencellplastkulor, på tre stycken byggnadsminnesförklarade byggnader på Ronneby Brunn i Blekinge, har medfört eventuella fuktskador. Undersökningarna av byggnaderna har utförts med ett antal valda undersökningsmetoder som var, okulär besiktning, termografering, klimatmätning, materialtest, fuktkvotsmätning elektrisk, fuktkvotsmätning med metoden vägning-torkning-vägning, samt simulerade fuktdiffusionsberäkningar. Efter att ha sammanvägt de olika undersökningsmetodernas resultat för respektive byggnad antas det att isoleringen inte utgör något hot för väggkonstruktionerna så länge de har en hög ånggenomsläpplighet och har tätt ytskikt på utsidan.Den förhöjda relativa fuktigheten som har noterats vid beräkningar av väggkonstruktionerna antas torka ut snabbt då konstruktionen har lågt ånggenomgångsmotstånd. De skador som upptäckts vid undersökningarna beror inte på byggnadernas isolering. Ett materialtest på karbamidskumplasten visar att fuktupptagningsförmågan är högre för material ifrån byggnaderna än från ett nyare material. Det innebär att om byggnaderna utsätts för inträngande vatten kan detta sugas upp kapillärt. Därför är det av vikt att den yttre tätningen som endast består av träpanel och färg har ett tätt skikt. Polystyrencellplasten antas däremot inte ha någon större kapillaritet alls. Då konstruktionerna har ett mycket begränsat värmemotstånd och vetskapen om att ogenomtänkta åtgärder kan skapa problem, bör det företas en kartläggning av byggnadernas möjlighet till att bli mer fuktsäkra och inte minst mer energieffektiva.

Nyckelord

Kulturhistoriska byggnader, undersökningsmetoder, fukt, karbamidskumplast, polystyrencellplastkulor

Abstract (in English)

The diploma work has been implemented on commissions of the county administrative board in Blekinge and Ronneby municipality and aims on investigating about earlier addition isolation with carbamidfoamplastic and polystyrene cellularplastic pellets, on three historic building memory-explained buildings on Ronneby in Blekinge, has cause possible moisturedamages. The surveys of the buildings happen with a number select survey methods that are, ocular inspection, termografering, moisture quota measurement electrical, moisture quota measurement with the method weigh-get dry-weigh, and simulated moisture diffusion calculates. After that compound the different survey methods´ results for respective building to be assumed it that the isolation not constitutes some threat for wall constructions, so long they have a high vapour transmission. The increased relative humidity that has been noted wide calculations of wall constructions are assumed dry out quickly then the construction has high vapour transmission. Those damages as been detected in connection with the surveys have nothing with the buildings´ isolation to do. One material test on carbamidfoamplastic shows that the

moisture-pickup-power is higher for materials from the buildings than from newer materials. It means that about carbamidfoamplastic is set for waters can this be sucked up capillarity. The polystyrenecellplastic is not assumed on the other hand has some bigger capillarity at all. Therefore it is important that it extraneous sealing that only consist wooden panel and colour has a compact stratum. Then constructions has a very limited thermal resistance and the knowledge that don’t well thought measures can create problems, it should be carried out a mapping of the buildings' possibility to becoming more moisture safe and especially more energy effective.

Key Words

Historical valuable buildings, survey methods, moisture, carbamidfoamplastic, polystyrene cellularplastic pellets

Utgivningsår/Year of issue Språk/Language Antal sidor/Number of pages

(3)

Förord

Den här examensuppsatsen har skrivits som ett examensarbete på 15 hp vilket avslutar min utbildning på byggteknikprogrammet vid Ingenjörshögskolan Växjö universitet.

Examensarbetet har utförts av Sören Andersson Karlskrona.

Uppdragsgivare till detta examensarbete har varit Länsstyrelsens avdelning för kulturmiljö med Anette Johansson och Anna-Karin Skiöld, samt Ronneby Kommuns Bygg- och fastighetsenhet genom Johnny Kullberg. Jag vill tacka dem för sitt engagemang i arbetet samt för de resurser som möjliggjort delar av undersökningarna.

Till handledarna Mikael Andersson och Magnus Bengtsson på FLK Sverige, Växjö-kontoret, vill jag rikta ett stort tack för sin delaktighet, engagemang och vägledning under tiden med mitt examensarbete.

Universitetsadjunkt Bertil Bredmar har fungerat som handledare vid universitet i mitt examensarbete och har hjälpt mig på ett föredömligt sätt med det akademiska innehållet och utformning av arbetet. Ett tack till Bertil Enquist och Jonaz Nilsson, Växjö universitet, och Christer Carlsson Ronneby Kommun som har varit behjälpliga vid olika moment vid undersökningarna.

Tor Broström, högskolelektor vid Gotlands högskola har bistått med övergripande råd i mitt arbete som jag mottagit tacksamt.

Arbetet har huvudsakligen utförts på konsultföretaget FLK i Karlskrona, och till viss del vid byggnaderna i Ronneby Brunnspark och hemma i bostaden. Jag vill tacka FLK i Karlskrona för de resurser och teknisk assistans de ställt till förfogande under examensperioden. Jag vill dessutom uppmärksamma det goda sociala umgänget på kontoret som gett en extra kraft i arbetet.

Sist och inte minst vill jag tacka min fru och mina barn som har ställt upp för mig och gett mig stöd under studietiden och examensperiod.

Karlskrona Juni 2008 Sören Andersson

(4)

Sammanfattning

Detta examensarbete syftar på att utreda om tidigare tilläggsisolering med karbamidskumplast och polystyrencellplastkulor, på tre stycken byggnadsminnesförklarade byggnader på Ronneby Brunn i Blekinge, har medfört eventuella fuktskador. I spåren av energieffektiviseringar under framförallt 1970-talet med åtgärder i byggnaders klimatskal har många hus istället drabbats av fuktskador. Felaktiga tilläggsisoleringar och bristande kunskap om fukt och fuktens påverkan på byggnadskonstruktioner, har lett till mögel och rötskador i byggnaderna, även på senare tid. Detta har skapat stora kostnader för samhället och många människor har dessutom drabbats av hälsoproblem.

Länsstyrelsen i Blekinge tillsammans med Ronneby Kommun avser med detta examensarbete på 15 hp att få svar på frågan om denna tilläggsisolering påverkat byggnaderna negativt. Undersökningarna av byggnaderna har skett med ett antal olika undersökningsmetoder beroende på vilken byggnad som undersökts. Metoderna som använts är följande; okulär besiktning, termografering, klimatmätning, fuktkvotsmätning, fuktkvotsmätning med metoden vägning-torkning-vägning, samt simulerade fuktdiffusionsberäkningar baserade på klimatparametrar för Ronneby. För att bedöma fuktupptagningsförmågan hos de olika karbamidskumplasterna gjorde ett kapillärsugningstest.

Efter att sammanvägt de olika undersökningsmetodernas resultat för respektive byggnad antas det att isoleringen inte utgör något hot för väggkonstruktionerna så länge de har en hög

ånggenomsläpplighet och har tätt ytskikt på utsidan. Den förhöjda relativa fuktigheten som har noterats vid beräkningar av väggkonstruktionerna antas torka ut snabbt då konstruktionen har lågt ånggenomgångsmotstånd. Skulle den inre eller yttre ånghalten öka på grund av t.ex. förändrad verksamhet med ökad fuktproduktion, förändrat klimat, eller förändringar i ytskikten kan det inte uteslutas att skadlig kondens skulle kunna inträffa inne i konstruktionerna som då inte ges möjlighet till att torka ut tillräckligt snabbt.

Fuktkvotsmätningar på provplatserna visar att det inte råder förhöjda värden i någon av byggnadernas väggkonstruktioner på grund av isoleringen. De förhöjda värden som noterats har med yttre och inre fuktbelastningar att göra.

Vid kapillärsugningstest visade det sig att den äldre karbamidskumisoleringen hade en markant högre fuktupptagning än nyare isolering. Orsaken till fuktupptagningen antas bero på tre faktorer som kan ha skett i samverkan eller var för sig. Faktorerna som antas ha påverkat isoleringen negativt är; åldern på materialet eller på grund av fel i materialsammansättningen vid insprutning, eller den tredje orsaken som skulle kunna vara att isoleringen har utsatts för höga fukthalter och genomgått en nedbrytningsprocess. Den processen kan då ha bidragit till att ge isoleringen en öppnare cellstruktur som då gett en ökad kapillaritet. Utsätts en äldre karbamidskumplast för inträngande vatten ökar risken för att vatten kan sugas upp kapillärt. Därför är det av vikt att den yttre tätningen som endast består av träpanel och färg har ett tätt skikt.

Då konstruktionerna har ett mycket begränsat värmemotstånd och vetskapen om att ogenomtänkta åtgärder kan skapa problem, bör det företas en kartläggning av byggnadernas möjlighet till att bli mer fuktsäkra och inte minst mer energieffektiva.

(5)

Innehållsförteckning

FÖRORD ... 3 SAMMANFATTNING ... 4 INNEHÅLLSFÖRTECKNING ... 5 1 INLEDNING ... 7 1.1 BAKGRUND... 7 1.2 SYFTET UTREDNINGEN... 7 1.3 METOD... 7 1.4 AVGRÄNSNINGAR... 9 2 TEORETISK BAKGRUND ... 10 2.1 FUKTTEORI... 10 2.1.1 Fukt i luft ... 10 2.1.2 Fukt i material... 11 2.1.3 Fuktens transportmekanismer ... 13 2.1.4 Fuktkällor... 15 2.2 FUKTSKADOR... 16 2.2.1 Mikrobiella angrepp... 17 2.3 UNDERSÖKNINGENS DELAR... 18 2.3.1 Okulär besiktning ... 18 2.3.2 Termografering ... 19 2.3.3 Datalogger Tinytag ... 19

2.3.4 Elektrisk fuktkvotsgivare och temperaturgivare... 20

2.3.5 Vägning-torkning-vägning ... 20

2.3.6 Beräkning av stationära fukttillstånd i konstruktionen ... 20

2.4 TILLÄGGSISOLERING... 22

2.4.1 Karbamidskumplast... 22

2.4.2 Lös utfyllnad av polystyrencellplastkulor... 23

2.5 HISTORIK ÖVER RONNEBY BRUNN OCH BEBYGGELSE... 23

2.5.1 Byggnad Gymnastiken... 24

2.5.2 Byggnad Direktörsvillan ... 25

2.5.3 Byggnad Rydénska sjukhemmet... 26

2.6 BYGGNADSMINNESFÖRKLARING... 27

3 SJU UNDERSÖKNINGSMETODER ... 28

3.1 OKULÄR BESIKTNING OCH SKADEHISTORIK... 28

3.2 TERMOGRAFERING... 30

3.3 KLIMATMÄTNING... 31

3.4 FUKTKVOTSMÄTNING / ELEKTRISK MÄTARE / VÄGNING- TORKNING- VÄGNING... 33

3.5 STATIONÄR DIFFUSIONSBERÄKNING... 38

3.5.3 Byggnad: Rydénska sjukhemmet ... 43

3.6 UNDERSÖKNING AV ISOLERING... 45

(6)

3.6.2 Polystyrencellplastkulor... 46

4 ANALYS AV RESULTAT ... 47

4.1 BYGGNADERNAS STATUS... 47

4.1.1 Byggnadernas förutsättningar... 47

4.1.2 Analys av resultatet av undersökningarna ... 48

4.2 RISKER MED HÖGT FUKTINNEHÅLL OCH FUKTTILLSTÅND I TRÄKONSTRUKTIONER... 51

4.3 HUR PÅVERKAS ISOLERINGEN AV HÖGT FUKTTILLSTÅND I KONSTRUKTIONERNA... 52

4.4 BEDÖMNING AV UNDERSÖKNINGSMETODERNA... 53 5 SLUTSATS... 55 5.1 REKOMMENDATIONER... 57 5.1.1 Egna reflektioner... 57 6 REFERENSER ... 58 6.1 LITTERATUR... 58 6.2 RAPPORTER... 58 6.3 INTERVJUER... 59 6.4 INTERNET... 59 6.5 FOTO... 59 7 BILAGOR ... 60

(7)

1 Inledning

1.1 Bakgrund

Länsstyrelsen i Blekinge och Ronneby Kommun upptäckte under slutet av 1990-talet ett angrepp av hussvamp i en av de byggnadsminnesförklarade byggnaderna på Ronneby brunn. Lämpliga åtgärder vidtogs för att sanera skadan. Efter att byggnaden eldhärjades under 2006 upptäcktes angrepp av röt- och mögelsvampar i konstruktionen. Byggnadens konstruktion var utförd som stolpverkskonstruktion av trä och på en krypgrund med granitsockel.

Under 1970- 80-talet tilläggsisolerades ett antal av byggnaderna på Ronneby Brunn. Detta efter att byggnaderna fick nya verksamheter året runt med ökade krav på komfort och energibesparingar. Ett antal byggnader tilläggsisolerades genom att karbamidskumplast eller polystyrencellplastkulor blåstes in i stolpverkskonstruktionen och/eller golvbjälklag.

Länsstyrelsen i Blekinge och Ronneby Kommun befarar nu att dessa tilläggsisolerade byggnader kan vara behäftade med fuktskador liknande tidigare upptäckta skador. För att utreda vilka risker och hot tilläggsisoleringen utgör för de byggnadsminnesförklarade byggnaderna formulerade länsstyrelsen i Blekinge ett förslag till examensarbete. Detta förslag ligger nu till grund för detta examensarbete som omfattar tre stycken byggnader inom brunnsområdet. Det gäller Gymnastiken, Direktörsvillan och Rydénska sjukhemmet.

1.2 Syftet utredningen

Syftet med examensarbetet är att presentera statusen avseende väggkonstruktionerna i byggnaderna genom;

• att tillämpa och värdera ett antal undersökningsmetoder med hänsyn tas till byggnadernas skyddsföreskrifter och kulturhistoriska värde.

• att beskriva vilken eventuell hotbild byggnaderna står inför och om det behöver åtgärdas eller saneras.

• att uppdragsgivarna får frågan belyst angående i vilken utsträckning tilläggsisoleringen kan orsaka skador i form av fukt, mögel- eller rötangrepp i byggnadens väggar.

• om åtgärder krävs, dokumentera alternativ eller metoder till att isolera en byggnad med stolpverkskonstruktion utan att skada en skyddad inredning enligt byggnadsminnesförklaringen

1.3 Metod

Genom litteraturstudier läggs grunden för vilka beräkningar och vilka metoder som bör användas vid riskbedömningar av konstruktionen/byggnadsdelen, samt vilka åtgärder som kan vara lämpliga vid eventuella skador på skyddade kulturhistoriskt värdefulla byggnader.

(8)

Genom att inledningsvis studera byggnaderna översiktligt kan man att förstå vilka behov av undersökningar som krävs vidare. För att skapa en logisk ordning och lämplig strategi för undersökningen görs en enklare översikt (se figur 1.1).

Arbetsordning

Noggranna mätningar/beräkningar

• Fuktmätning, relativa fuktigheten • Temperaturmätning

• Termografering

• Håltagning i väggar för kontroll och beräkningar av fukttillstånd

• Fuktdiffusionsberäkningar

Val av vidare undersökningsstrategi Översiktlig probleminventering • Okulär besiktning o Fuktskador o Lukter • Intervjuer • Sökning av skadehistorik

Sammanställning av resultat - analys

Figur 1.1: Arbetsordning vid undersökning av byggnaderna

Efter en första överblick av byggnaderna skapades en bild av vilka metoder som var lämpliga att använda för att undersöka tänkbara fuktskador i väggkonstruktionerna. Genom arkivsökning och intervjuer kompletterades bakgrundsbeskrivningen. Resultatet av första överblicken var att det krävdes ett antal olika undersökningsmetoder för att kunna göra en noggrann bedömning av väggarnas status.

Följande metoder kom att tillämpas vid samtliga byggnader; en fördjupad okulär besiktning av ytor samt förekomst av avvikande lukter. Termografering utgör en bedömning av isoleringens status och förekomst av eventuella fuktkoncentrationer i väggkonstruktionerna.

(9)

Resultatet av okulär besiktning och termografering ligger senare till grund för val av provplatser för en djupare analys av byggnadsdel/-ar på respektive byggnad. Den djupare analysen består av att ta upp provhål i väggkonstruktionen och mäta fuktkvot i materialet. Efter mätningar och kontroll i respektive provhål sammanställs resultatet och en fuktprofil görs en av den relativa fuktigheten över konstruktionsdelen. Samtidigt analyseras vilket håll fukttransporten sker i respektive konstruktionsdel.

Då det endast görs några få provhål i väggkonstruktionerna är det av vikt att provplatsen/-erna är representativa för en större del av byggnaden samt att de är godkända för håltagning av uppdragsgivarna. Mätningarna består av fuktkvotsbestämning med elektrisk fuktkvotsgivare (kapacitiv) och fuktkvotsbestämning genom vägning-torkning-vägning.

För att uppskatta risken för att kondens kan inträffa någon gång under året, i respektive konstruktion, görs stationära fuktdiffusionberäkningar. Beräkningarna utförs i ett excelprogram där följande parametrar läggs in; utomhus- och inomhustemperatur, relativa fuktigheten utomhus samt eventuellt fukttillskott inomhus.

I byggnad Gymnastiken sker längre kartläggning av RF (%) och temperatur (oC) inomhus, utomhus och i krypgrund. Resultatet ligger sedan till grund för diffusionsberäkningar över konstruktionsdelarna. Ett kapillaritetstest utförs på karbamidskumplast från Gymnastiken och Rydénska sjukhemmet samt ett nyare material som erhållits från en isoleringsentreprenör. Genom att tillämpa ett antal olika undersökningsmetoder minskar risken för felbedömningar och säkrare slutsatser kan dras för byggnadernas vägg-konstruktioner.

1.4 Avgränsningar

Arbetet avgränsas till att beröra tre stycken byggnader i Ronneby brunnspark, Gymnastiken, Direktörsvillan och Rydénska sjukhemmet. Dessa byggnader har en isolering av polystyrencellplastkulor eller karbamidskumplast i väggkonstruktionerna. Undersökningen av väggkonstruktioner sker genom håltagning i väggar och begränsas till utrymmen och platser som godkänts av antikvarie och representant för Ronneby Kommun i respektive byggnad. Beräkningar sker på materialens värme- och fukttekniska egenskaper och begränsas till att gälla för diffusionsberäkningarna. För att bedöma kondensrisken och kritiska fukttillstånd för respektive byggnadsdel kommer beräkningarna att fokuseras på fuktdiffusionen genom en stationär beräkningsmodell. Beräkningar på icke stationära förhållande, dvs. ett flerdimensionellt förlopp såsom fuktlagringsförmåga i materialet, inverkan av regn, sol och vind utförs inte på grund av komplexiteten. För att få en heltäckande beskrivning av fuktfördelning och fuktflöde i en konstruktion krävs tillgång av datorprogram och tillförlitliga numeriska modeller (Harderup L-E, 2000).

(10)

2 Teoretisk

bakgrund

2.1 Fuktteori 2.1.1 Fukt i luft

Fuktig luft är en blandning av torr luft och vattenånga där luften är en blandning av flertalet gaser. Det innebär att alla byggnadsdelar ovan vatten som omges av luft innehåller en viss mängd vattenånga. Byggnadsmaterial är mer eller mindre porösa vilket medför att luften i porerna har kontakt med luften runt omkring byggnadsdelen. Det betyder att material kommer att anta den fuktighet som råder i den omgivande luften. Fuktig luft strävar uppåt i jämförelse med torr luft vid samma temperatur. Detta beror på molekylvikten, torr luft har en molekylvikt på Ml = 28,96 kg/mol och vattenånga har en molekylvikt på Mv. =18,02 kg/mol.

Mängden vattenånga beskrivs som en koncentration i luften, dvs. mängden ånga som finns per volymenhet luft anges med ånghalten (v). Mängden vattenånga anges som kg/m3 eller g/m3, per m3 luft. Vid en given temperatur kan luft inte innehålla mer än viss mängd vattenånga som då svarar mot mättnadsånghalten (vm) (T). Förhållandet mellan ånghalten och

mättnadsånghalten vid aktuell temperatur är den relativa fuktigheten (RF) och betecknas ϕ.

ϕ = ) (T v v m ekv 2.1 ϕ = relativ fuktighet (%) v = verkligt fuktinnehåll (g/m3)

vm = mättnadsånghalten (g/m3) vid temperatur (T).

Det innebär att om ånghalt och mättnadsånghalt är lika och att temperaturen sjunker ytterligare så faller vattenångan ut som kondens. Mängden kondenserad vattenånga bestäms av skillnaden mellan ånghalten och mättnadsånghalten vid den aktuella temperaturen. För att bildligt beskriva vad som sker vid en kondensering används ett exempel: vid en temperatur på 20oC kan luften hålla en ånghalt på ca: 17 g/m3 utan att kondensera. Den luften har då nästan 100 % RF. Kommer den luften in i ett utrymme t.ex. en krypgrund där temperaturen är 15 oC så kan den temperaturen där bara hålla en ånghalt på ca: 13 g/m3 innan den faller ut som kondens. Detta innebär att en fuktmängd om 4 g/m3 kommer att fällas ut som kondens (vattendroppar) på ytor i kryprummet som har 15 oC.

Genom att mättnadsånghalten i luft har ett stort samband med temperaturen kan man förklara mättnadsånghalten som en funktion av temperaturen. Sambandet visar också att om temperaturen stiger sjunker RF och tvärtom (se figur 2.1).

(11)

Mättnadsånghalt som en funktion av temperaturen 0 5 10 15 20 25 -20 -15 -10 -5 0 5 10 15 20 25 Temperatur (oC) Mä ttn a d s å n g h a lt (g /m 3 )

Figur 2.1: Samband mellan mättnadsånghalt och temperatur.

2.1.2 Fukt i material

Det finns alltid en viss mängd vatten i byggnadsmaterial som kan vara mer eller mindre bundet till materialet. Vattenångan kan vara bunden i materialets luftporer, till porernas väggar eller kemiskt bundet i materialet. Om ett material befinner sig i viss relativ fuktighet (RF) kommer så materialets porer att få samma fuktighet (RF). Det innebär att omgivningen eller miljön kring ett material har stor betydelse för hur snabbt och hur mycket vatten som kan tas upp eller avges.

Trä är ett starkt hygroskopiskt material, dvs. att materialet kan ta till sig fukt från luft. I det hygroskopiska området mellan 0-98 % RF är det dominerande transportsättet diffusion, dock sker en kombination av fukttransporten i både ång- och vattenfas. För att nå 98-100 % RF i ett material krävs i allmänhet en kapillär uppsugning av vatten. I detta område är lutningen på sorptionskurvan mycket brant för de flesta material där materialets porositet bestämmer hur mycket fukt som materialet kan ta upp.

Stora variationer i den relativa fuktigheten kan öka risken för sprickor i trä. Därför är det viktigt att den relativa fuktigheten ligger på en stabil nivå. Större avvikelser under kort tid är acceptabelt, dock bör värdet ligga i intervallet 30 %<RF>75 % för att undvika uttorknings-skador.

Fuktinnehåll - fukttillstånd

Att mäta fuktinnehåll och fukttillstånd (RF) är två helt skilda typer av begrepp och mätningar. Fuktinnehållet är svårt att översätta till fukttillstånd och tvärtom med stor noggrannhet. Med hjälp av sorptionskurvan kan man uppskatta fukttillståndet (RF). För att mäta fuktkvot eller fukthalt finns ett antal metoder att tillgå beroende på material, i detta arbete används elektrisk fuktkvotsgivare och metoden vägning-torkning-vägning. Vill man veta direkt hur fukt rör sig dvs. fukttillståndet mäter man RF. Vid mätningar i RF-området 98-100 % är måttet fuktkvotsmätning att föredra framför direkta RF-mätningar.

(12)

För bedömning och beräkningar av fuktinnehåll och fukttillstånd i en konstruktion krävs kunskap om materialens egenskaper. De två viktigaste egenskaperna är dels sorptionskurvan

w/(RF) och ångpermeabiliteten (δ_v) (dvs. ånggenomsläpplighet) eller

ånggenomgångsmotståndet Z för materialen. För många byggnadsmaterial varierar ångpermeabiliteten med den relativa fuktigheten vilket innebär att ju högre relativ fuktighet material har desto större blir materialets ånggenomsläpplighet (Hedenblad, 2000).

Vid beräkningar av fuktmängden i ett material kan antingen fuktkvot (u) eller fukthalt (w) anges. Det är dock enklare att vid beräkningar använda begreppet fukthalt w (kg/m3_{) då den}

har samma dimension som ånghalt v (kg/m3) i luft. Genom att använda sorptionskurvan eller sk. jämviktskurva kan man utläsa sambandet mellan fukthalten i volymenhet (kg/m3) och relativa fuktigheten (RF) i materialets porer för varje punkt på sorptionskurvan. Sambandet ger en s-formad kurva i ett diagram som ser olika ut för olika material.

Jämviktskurva Gran 0 50 100 150 200 0 25 50 75 RF (%) W (kg/m3) 100 Desorption Absorption

Figur 2.2: Jämviktskurva gran, densitet 420 kg/m3

Sorptionskurvan i figur 2.2 visar hysteres för gran, vilket betyder att det finns två kurvor, en för absorption och en för desorption, dvs. uppfuktning och uttorkning av i detta fall gran. Temperaturen påverkar även till en viss del kurvans utseende, generellt brukar jämviktskurvan ligga något högre med en högre fukthalt eller fuktkvot, vid lägre temperaturer. Om skillnaden mellan uppfuktning och uttorkning inte är stor torde man försumma inverkan av hysteres vid fuktberäkningar varvid en kurva kan representera båda förloppen (Hedenblad, 2000).

(13)

Fuktkvot

Fuktkvoten (u) är förhållandet mellan förångningsbara vattnets vikt och mängden torrt material i kg. Fuktkvoten anges ofta i procent. Fuktkvoten kan bestämmas antingen genom vägning-torkning-vägning eller genom elektrisk fuktkvotsgivare.

u = o w m m * 100 [%] ekv 2.2 u = fuktkvot w

m = mängden förångningsbart vatten, kg o

m = mängden torrt material, kg

Fukthalt

Fukthalten är ett mått på hur mycket vatten (kg) det finns per volym (m3) av ett material. Förhållandet mellan fukthalt och fuktkvot ges av formeln:

w = ρ * u ekv 2.3

ρ = materialets densitet [kg/m3]

2.1.3 Fuktens transportmekanismer Allmänt

Grunderna till att fukt förflyttas på olika sätt genom en byggnadskonstruktion beror på skillnad i ånghalt, fukthalt eller lufttryck. För att kunna göra kvalitativa fuktberäkningar bör hänsyn tas till följande delar:

• materialets värme- och fukttekniska egenskaper

• ursprungligt tillstånd i form av fukthalter och temperaturer i material och omgivning • aktuellt fukttillstånd och temperatur och hur dessa kan vara fördelade över tid • teorier om hur fukt tas upp, transporteras och avges

• beräkningsmetoder

Fukttransport genom material sker på olika sätt och många gånger i samverkan. De fukttransporter som beskrivs nedan är diffusion, konvektion och kapillärsugning. Diffusion

Inomhusluft har normalt högre ånghalt än uteluften och vattenångan strävar därför att diffundera ut i konstruktionsskalet. Vid ogynnsamma omständigheter kan fukt lagras och kondensera i kallare delar av konstruktionen. Luftmolekylerna däremot har en lägre vikt och kommer att diffundera i motsatt riktning. Därför är det viktigt att ha ett tämligen ångtätt material på insidan av en konstruktion för att förhindra eller bromsa diffusionen.

(14)

Hur mycket ånga som går igenom ett material beror på dess ångmotstånd respektive ånggenomsläpplighet. Beroende på vilken luftfuktighet som råder i omgivningen har materialen olika ånggenomsläpplighet alternativt ångmotstånd vilket beskrivs i

figur 2.3.

Material Ånggenomsl. δ_v [x 10-6 m2/s] Ång.motst. Zv [X 10 3 s/m]

Träpanel 0,2-3,5 Karbamidskum 8-20 Lös cellplastisolering 8-20 Linoljefärg 0,05 mm 25-75 Akrylat inomhus 0,05 mm 5-20 13 mm gips 2,5-7,2 Polyetenfolie PE 0,2 mm >2000

Figur 2.3: Beskriver ångenomsläpplighet respektive ånggenomgångsmotstånd för olika material. (Nevander, Elmarsson, 2007)

Konvektion

Drivkraften för fuktkonvektion är lufttrycksskillnader över klimatskalet. Dessa uppstår genom temperaturskillnader mellan ute- och inneluft. Det innebär att varm luft stiger vilket skapar ett högre tryck i den övre delen i en byggnad. Med större temperaturdifferens och högre byggnad ökar riskerna för fuktkonvektion. Därför är riskerna störst på vintern, då den termiska drivkraften är som störst och klimatskalet är kallare i sin yttre del. Den fuktiga inneluften kyls av på väg ut i konstruktionen med ökad RF till följd vilket ökar risken för kondens i byggnadsdelen.

Under den varma årstiden minskar den termiska drivkraften då temperaturdifferensen är liten mellan ute- och inomhusklimat. Genom detta kommer ånghalten att öka inomhus. Eftersom tryckskillnaden är liten över konstruktionen och utsidan varm kommer risken för konvektionsskador att vara liten. Fuktsäkerheten minskar således med en otät byggnad. Konvektionen kan också vara påtvingad och då talar man om följande drivkrafter för konvektionen:

Vindens drivkraft, genom vind mot en byggnad skapas ett övertryck på lovartsidan och ett

undertryck på läsidan. Vindtrycket kan dessutom pressa in nederbörd i sprickor.

Mekanisk drivkraft, sker huvudsakligen genom en byggnads ventilationssystem.

Luftpermeabiliteten, dvs. luftgenomsläppligheten, är liten för de flesta byggnadsmaterial dock ej isolermaterial. Det betyder att ångtransporten genom de flesta material på grund av fuktkonvektion i allmänhet är liten i jämförelse med diffusion.

(15)

Kapillärsugning

Kapillärsugning är en av de viktigaste drivkrafterna vid transport av vatten i vätskefas. För att ett material ska kunna suga upp vätska måste porerna och kapillärerna bilda ett sammanhängande system. Det sker först när den nått den kritiska fukthalten, som för trä är över 98 % RF. Kapillär fukttransport, dvs. transport av vatten i vätskefas, sker i porösa material där finheten på porernas storlek bestämmer sugkraft och sughastighet. Material som står i kontakt med grundvatten eller en fasad som utsatts för starkt slagregn kan antas ha en RF på 100 % (Sikander, 1996).

2.1.4 Fuktkällor

Allmänt utsätts en byggnad för fukt i alla former, som ånga, regn och snö, mer eller mindre beroende på var i Sverige byggnaden står. Fuktbelastningarna som en byggnad utsätts för kan indelas i normal fuktpåverkan eller enstaka fuktpåverkan. Till normal fuktbelastning räknas nederbörd som kan förekomma antingen som regn eller snö, luftfukt inom- och utomhus samt markfukt. Enstaka påverkningar menas med översvämning eller skyfall. Enstaka påverkningar kan ge allvarliga skador i en byggnad till följd av inträngande vatten och kapillärsugning i material.

Utomhusluft

Den relativa ånghalten i luften varierar med årstiderna med 80-90 % på vintern till 60-80 % på sommaren. Under perioder av regn och dimma kan den relativa ånghalten öka till 95-100 % medan torrt och varmt klimat kan sänka RF till 35-40 %. Under natten är relativa ånghalten ofta större än på dagen. Ånghalten i luften varierar på vintern mellan 1,5-4 g/m3 till 7-11 g/m3 på sommaren. Det ger en högre ånghalt i luften under sommaren och den högsta relativa fuktigheten på vintern (se figur: 2.4).

Ånghalt och RF medianvärde för Ronneby 1961-1990 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Tid [Månad] Ånghalt [g/m3] 0 20 40 60 80 100 RF[%] Ånghalt RF

(16)

Inomhusluft

Inomhusånghalten bestäms i första hand av utomhusånghalten. De faktorer som ytterligare påverkar fukttillskottet (vFT), är storleken på fuktproduktionen inomhus, ventilationens storlek

och fuktlagring i omgivande material. Fukttillskottet (dvs. ånghalten g/m3) är en avgörande parameter vid beräkningar i ångfas dvs. diffusion och konvektion. Fuktproduktion förekommer främst i bostäders kök och badrum men sker kontinuerligt vid avdunstning från människor, djur och växter. I bostäder antas oftast fukttillskottet till 4 g/m3 vid beräkningar. I kontorsmiljöer är däremot fuktproduktionen i allmänhet låg vilket ger låga relativa fuktigheter.

I byggnader med fuktproduktion ökar den relativa fuktigheten och därmed risken med ytkondensation. Det innebär att om en yta som kyls ned, antingen genom köldbrygga i konstruktionen eller inte blir tillräckligt uppvärmd av inomhusluften, kan en ytkondensation ske där. Ökad fuktighet kan öka risken och leda till olägenheter i form av mögelpåväxt. Regn

Regn som faller vertikalt träffar endast tak och liknande konstruktioner. Med vind kan slagregn uppstå och får då en mer horisontell rörelse och kan då träffa fasader och vertikala byggnadsdelar.

2.2 Fuktskador

Fukt förekommer i mer eller mindre naturligt i alla material och i olika faser antingen som ånga, vatten eller is. Det är först när en fuktbelastning går över det kritiska fukttillståndet (RFkrit) som materialen löper risk för skada. Med kritiskt fukttillstånd menas gränsen för att

materialet ska bibehålla sin funktion under hela den tid som den utsätts för fukt. Fukthandboken (Nevander, Elmarsson, 2007) anger att som dimensionerande värde anta det kritiska fukttillståndet RF ϕ_Krit till 80 % för träbaserade produkter. Värdet gäller inomhus och inre delarna av klimatskärmen. Vintertid stiger RF-värdena ofta över 80 % men av erfarenhet vet man att trä klarar sig om det är väl skyddat mot regn. Att ett material utsätts för höga fuktbelastningar behöver inte leda till skador ifall en uttorkning kan ske inom rimlig tid. Står materialet i kontakt med fukt under längre tid kan materialet angripas av skador av olika former. De olika skador och olägenheter som en fuktskada kan medföra är följande:

Nedbrytningar av materialet

o Röta och påväxt av mikroorganismer o Korrosion

o Kemisk eller fysikalisk omvandling o Försämrad hållfasthet

• Fuktbetingade rörelser i form av

o Svällning, krympning, välvning • Ökat energibehov genom

o Försämrad värmeisolering o Avdunstning av fukt • Hälsorisker och elak lukt av

o Mögel och andra mikroorganismer o Emissioner från materialet

(17)

2.2.1 Mikrobiella angrepp

I vår miljö omges vi normalt av svampar och bakterier i olika livsformer som sporer, mycel, fruktkroppar och celler. Byggnadsmaterial innehåller därför en mikrobiell flora redan från inbyggnadstadiet. Om material under lång tid utsätts för fuktig miljö ökar riskerna för tillväxt av mikroorganismer. Dessa mikroorganismer kan leda till lukter, missfärgning och materialförstöring. Med mikroorganismer menas organismer som är så små att man behöver mikroskop för att kunna se eller studera dem. Förutsättningen för att mikroorganismer skall kunna bildas beror på följande faktorer:

• fuktförhållande • temperatur • pH-värde

• näring i och på materialet samt att syre finns i tillräcklig mängd • vilken art och mängd organismer som finns i området

Fuktförhållande

Olika svampar har olika betingelser för etablering och tillväxt. Rötsvampar kräver fritt vatten för sporernas groning och en fuktkvot över 30 % för tillväxt och nedbrytning. Mögel kan växa till vid mycket lägre fuktkvoter än röt- och blånadssvampar. Dock är det inte vetenskapligt belagt att röta eller mögel startar vid nedan givna värde utan att man får se tabellen ur ett perspektiv där riskerna ökar vid olika fuktkvoter och RF. Har ett material varit utsatt tidigare för höga fuktnivåer är det sannolikt att materialet är känsligare för ett nytt mögelangrep.

Risk för angrepp

Fk = fuktkvot [%]

RF = Relativ fuktighet [%] Ingen Liten-måttlig Stor

Fk % < 16 16-25 >25 Röta RF % < 75 75-95 >95 Fk % < 15 15-20 >20 Mögel RF % < 70 70-80 >85

Figur 2.5: Risk för tillväxt av röta och mögelsvamp vid för tillväxt gynnsam temperatur (Nevander & Elmarsson, 2007)

Temperatur

Svampar och bakterier kan växa inom ett stort temperaturområde som sträcker sig från -5oC till ca +80 oC ( Hilling, 1993). Vid en temperatur mellan 0-8 oC och en RF på ca 80 % är risken mycket liten för att mögel ska bildas. Vid 90 % RF och en temperatur mellan 0-8 oC är risken ca 10 %. Är RF närmre 100 % ökar risken, med samma temperatur som innan, till ca 80 %. Riskerna ska ses som riktmärke då undersökningarna anses ofullständiga och osäkra (Nevander & Elmarsson, 2007).

Ph-värde

Svamptillväxt gynnas av svagt sur miljö, beroende på art växer de i intervallet Ph2 – Ph10. Näring

Svampar och bakterier livnär sig på organiska ämnen, även färg kan utgöra näring. En annan näringskälla också kan också vara bindemedel i isolering t.ex. urinämnen och mineraloljor. Förekomsten av mängden syre påverkar vilka bakterier eller svampar som kan växa till sig.

(18)

Missfärgning

Mögel kan växa så att det blir synligt, och kan då vara pigmenterade sporer eller mycel, och uppfattas ofta som en missfärgning på en yta. Detta kan avgöras med lupp eller ljusmikroskop. Undersökning av mögel och bakterier, på eller i material, sker genom att tar ut en provbit från materialet som sedan analyseras på laboratorium. Missfärgning kan också bero på bakterieangrepp vilket endast kan kontrolleras i mikroskopering. Blånadssvamp är en svamp som angriper trä och ger missfärgningar. Alger är en annan typ av mikroorganism, som företrädesvis trivs på skuggiga husfasader (Björk, 2007).

Lukt

Lukt, dvs. flyktiga ämnen eller gaser sprids från mögel och bakterier i samband med deras ämnesomsättning. Lukt kan bita sig fast i material och finnas kvar under lång tid. En del ämnen har hög penetrationsförmåga och kan till och med gå igenom plastfolier. Vissa mikroorganismer kan dessutom utveckla giftiga produkter som mykotoxiner och bakterietoxiner. Organismer som växer inne i slutna konstruktioner eller kryputrymmen sprider sig i allmänhet inte alls eller endast i mycket begränsad omfattning till rumsluft (Hilling, Palmgren, 1993).

Materialförstöring

Mögelsvampar och blånad medför missfärgning men ingen förstörelse av vedcellerna. Rötsvampar bryter däremot ned vedcellerna och kan ge försämrad beständighet, minskad hållfasthet och deformationer. Träets fuktkvot eller omgivningens relativa fuktighet är avgörande för om materialet ska angripas biologiskt och fortgå. En annan svamp bland rötsvamparna är den äkta hussvampen som genom etablering kan hämta sitt vatten långt ifrån själva växtstället.

2.3 Undersökningens delar 2.3.1 Okulär besiktning Syfte

Genom besök i byggnaderna skapas en bild över förhållandena som sedan ligger till grund för vilka metoder som bör användas vidare och var djupare analyser bör utföras.

Mätprincip

Till hjälp vid inventeringen av byggnaderna användes ritningar och uppgifter både muntliga och efter arkivsökning om skadehistoriken och allmänna åtgärder i byggnaderna. Dokumentation sker fortlöpande och eventuella skador fotograferas. De uppgifter som är viktiga för den okulära undersökningen av främst väggytor och närliggande område som

• allmänna uppgifter om byggnaderna

• luktindikering av byggnadsrelaterade lukter • ventilation och värmesystem

(19)

2.3.2 Termografering Syfte

Metoden används för att bestämma skillnader i yttemperaturer. Syftet med mätningen är att bedöma isoler- och täthetsbrister samt köldbryggor i byggnadernas väggkonstruktioner. Genom termograferingen är det möjligt att upptäcka höga fukttillstånd konstruktionerna. Det beror på att vatten har bättre värmeledningsförmåga än luft. Termografering är en ickeförstörande mätmetod av en byggands yta.

Mätprincip

Instrumentet mäter den infraröda strålningen från ytor där 78 000 punkter kan temperaturbestämmas på en bild av en yta. För att erhålla ett bra resultat av termograferingen bör temperaturdifferensen vara 15oC mellan inomhustemperatur och utomhustemperatur. Vid invändig termografering bör man skapa ett undertryck i byggnaden. Då avslöjas eventuella springor lättare genom att de får en lägre temperatur och syns tydligt på displayen. Mätning bör inte ske på solbelysta ytor då felvärde uppträder. Korrigering för ytornas emittans (ε ), dvs. ytors strålning, ställs in innan mätning som för trä är 0,85 (se bilaga 1). Begränsningar

Tolkningen av bilder måste ske med noggrannhet och med hänsyn till hur andra källor kan påverka temperaturdifferensen. De viktigaste orsakerna som kan påverka resultatet vid termografering av klimatskal på byggnader är värmekällor, elledningar och blanka ytor.

2.3.3 Datalogger Tinytag Syfte

Genom klimatmätning med datalogger inom- och utomhus erhålls noggranna värden över den relativa fuktigheten och temperaturen under längre tider. Resultaten ligger till grund för att bestämma rådande ånghalt och vilket fukttillskott byggnaderna får av utomhusluften. Temperaturmätningarna ligger till grund för diffusionsberäkningarna.

Mätprincip

Tinytag placeras för mätningen mest lämpade platsen. Då de är små till formen är de lätta att placera även på svåråtkomliga platser (se bilaga 1). Innan mätning ställs loggarna in på lämpligt mätintervall som kan vara mellan 1 sekund till 10 dagar. Temperatur- och RF-data från Tinytagen förs sedan in i dator med hjälp av ett program och åskådliggörs sedan med kurvor diagram via Excel.

Begränsningar

(20)

2.3.4 Elektrisk fuktkvotsgivare och temperaturgivare Syfte

Genom mätning av elektrisk resistans kan man bestämma träets fuktinnehåll, fuktkvoten u. Mätprincip

Den elektriska resistansen i trä är beroende av bl. a. fuktinnehållet, dvs. ju högre fuktinnehåll desto lägre motstånd. Resistansen mäts genom stift som trycks in i träets längdriktning. Instrumentet omvandlar signalerna till fuktkvot som anges i (%) vilket är vikten vatten genom vikten torrt material (kg/kg) (se bilaga 1).

Begränsningar

Beroende på hur djupt elektroderna trycks in i materialet kommer det omgivande klimatets variationer ha varierande påverkan. Ytorna på trä ställer sig fortare i jämvikt omgivningen än material som finns längre in i virket. Därför bör intryckningen av stiften ske till lika djup på mätpunkterna. Dessutom är det viktigt att materialet är homogent. Salthalter, kvistar och tryckimpregnerat virke kan påverka ledningsförmågan och mätresultat.

2.3.5 Vägning-torkning-vägning Syfte

Avsikten med mätningen är att bestämma fuktinnehållet på ett uttaget materialprov. Resultatet redovisas som materialets fuktkvot (kg/kg). Genom att använda ekvation 2.3 kan materialets fukthalt bestämmas. Med kännedom om sorptionskurvan för materialet kan den relativa fuktigheten RF uppskattas över konstruktionen.

Mätprincip

Prov tas från materialet genom att antingen skära, såga eller kärnborra i materialet. Provet läggs omedelbart i plastpåse som skall sluta helt tätt kring materialet. Provet vägs med lämplig våg, (se bilaga 1), för att sedan läggas in i ugn för torkning. Träprov torkas i en ugn vid en temperatur av 103 oC. Torkning av karbamidskumplasten sker vid en temperatur av 40

o_C.

Begränsningar

För att inte vatten ska diffundera ur materialet måste provbiten omedelbart efter borttagning läggas i ett diffusionstätt, litet utrymme. I annat fall blir mätresultatet felaktigt. När prover tas bör en utrustning användas som inte stör provet. Genom att använda sig av större provbitar undviker man större felmätningar (Samuelsson et.al., 1999). Vid beräkning av RF används sorptionskurvan (se figur 2.2).

2.3.6 Beräkning av stationära fukttillstånd i konstruktionen

Genom en stationär beräkning/bedömning av ett fukttillstånd i en konstruktion kan en ånghaltsfördelning/fuktprofil skapas över konstruktionsdelen. Beräkningen innebär att fuktflödet vid en tidpunkt är konstant och oföränderligt och materialen saknar fuktlagrande förmåga. Genom att försumma den fuktlagrande förmågan anses materialet att anpassa sig momentant till omgivningen vid varje tidpunkt. En stationär beräkning ger en god bild över konstruktionens medelfukttillstånd under längre tidsperioder. (Nevander, Elmarsson, 2007)

(21)

Beräkningar på fukttillstånd skall göras utifrån de mest ogynnsamma förutsättningarna dvs. under uppfuktningsperiod (kall årstid) och uttorkningsperiod (varm årstid). Det är vid dessa tidpunkter risken är som störst för höga RF och risken för kondens i en konstruktion. Värdena på materialens fuktmotstånd väljs med hänsyn tagen till vilken RF materialet befinner sig i. För beräkningar över längre perioder krävs klimatdata för orten där byggnaden finns. För lätta konstruktioner behövs data sammanställda för varje timme, medan för trögare konstruktioner används medelvärden över dygn upp till fem dygn (Harderup, E, 1999). Fuktdiffusionsberäkning

Som underlag för stationära beräkningar av fukttillstånd krävs kännedom av följande; • materialet i konstruktionen och dess värmetröghet

• temperatur och fuktförhållanden in- och utvändigt • klimatdata för orten

• byggnadens ventilation och fuktkällor

Genom ekvation 2.4 och 2.5 kan temperaturen (oC) ånghalten v och beräknas i varje punkt i en konstruktion. Beräkningarna sker i excelprogram, exempel på beräkning se bilaga 10. Beräkningarna av fuktflödet genom en konstruktion ges av

TΔ =

∑

R R _{∗ (T} i -Tu ) [oC] ekv. 2.4 Δv =

∑

Z Z _{∗ (v} i -vu ) [kg/m3] ekv. 2.5

Där Δvär skillnaden i ånghalt kg/m3 över skiktet. Förklaring = temperaturdifferens [o_C] T Δ R = värmemotstånd, (d/λ) [(m2 *oC)/W] ∑ R = totalt värmemotstånd [(m2 *oC)/W] Ti = lufttemperatur inne [oC] v Δ = ånghaltsdifferens [kg/m3] Z = ånggenomgångsm.(d /δ_v) [s/m] ∑ Z = totalt ånggenomgsm. [s/m] vi = ånghalt inne [kg/m3] vu = ånghalt ute [kg/m3]

Genom att det inte sker någon beräkning på upplagring av fukt i materialet under stationära beräkningsförhållanden är flödet konstant varvid ånghaltskurvan får ett rätlinjigt förlopp genom materialet.

(22)

2.4 Tilläggsisolering

Med energikrisen 1973-1975 kom krav på lufttätare och mer välisolerade byggnader för att spara energi. Byggnaders klimatskal tilläggsisolerades och gjordes mer lufttäta, bl.a. med hjälp av polyetenfolie. Under en period på 1960-70-talet var det vanligt att tilläggsisolera väggar och bjälklag med skumplastisolering för att i första hand förbättra värmeisoleringen men också deras täthet (Thurell 2005).

En isoleringens funktion bygger på att få luften stillastående i luftspalten där konvektion och strålningsutbyte hejdas. Fukt i isoleringen medverkar till högre värmeledning och isolerar därmed sämre. En annan faktor är att fukten i isoleringen ger upphov till värmetransport då fukten tar upp värme när den förångas på den varma sidan och avger värme när den kondenserar. Byggnaderna i Ronneby brunnspark uppfördes i avsikten att endast användas under juni-augusti månad. Under 1960-70-talet kom byggnaderna att få verksamheter året om. För att då nå en tillfredställande energihushållning och en god termisk komfort tilläggsisolerades golvbjälklag och väggar.

Genom ett ökat värmemotstånd i byggnadskonstruktioner kommer utsidan ytterväggarna att närma sig jämvikt med uteklimatet. Det betyder att konstruktionen är känsligare för tillskjutande fukt än gamla, sparsamt isolerade konstruktioner. Äldre konstruktionerna med lågt värmegenomgångsmotstånd har däremot en insida som är kallare vilket ökar risken för invändig kondens (Sikander,1996).

2.4.1 Karbamidskumplast

Nya produkter och metoder växte fram under 1960-70-talet för tilläggsisolering i befintliga konstruktioner. Karbamidskumplast var ett av de nya isoleringsmaterialen som lanserades. Genom att isoleringen sprutades in i små hål konstruktionerna och fick expandera i hålrummen, behövdes inga större ingrepp göras i väggar eller bjälklag. Därför ansågs metoden enkel och prisvärd, enligt Johansson, T. isoleringsentreprenör, (intervju, Ronneby 30 april 2008)

Karbamidskumplasten är en härdplast bestående harts (ureaformaldehyd med kemisk beteckning UF), härdare och vatten. Härdplasten har en öppen cellstruktur med öppna porer. Efter insprutning av karbamidskumplasten i konstruktioner avgår vattnet och materialet härdar. Skumplastisoleringen sprutades in antingen inifrån eller utifrån genom borrade hål med en diameter på ca. 20 mm i panel- eller golvbrädor. Lämpliga avstånd för insprutning angavs till 1 hål per m2_{. Luften trycker och blandar beståndsdelarna vatten, harts och härdare i}

ett speciellt munstycke som sedan leder skummet vidare i en vanlig slang. Hålen efter borrning pluggades igen, ofta med kork. Skummen kunde vara av mycket olika kvalitet beroende på hur inställningen av munstycket sköttes.

Isolermaterialet som använts vid byggnad Rydénska sjukhemmet heter ”Ekonomiskum enligt ”Startecmetoden” och har utförts av isoleringsentreprenör (Johansson, T, 2008) under 1970-talets slut. Densiteten i detta material varierade mellan 9,8-10,3 kg/m3. Krympning av materialet kunde variera mellan 1-2 %, vilket kunde medföra sprickor i materialet. Dessutom bildas håligheter i skummet vid härdning varvid skummet inte blir helt homogent (SP, Lund, 1979) (se bilaga 2).

(23)

Krympningar skulle kunna ge luftspalter i väggkonstruktionerna som ökar luft-genomströmningen varvid materialet lättare ställer sig i jämvikt med omgivningens luftfuktighet. Luftgenomströmningen kan också ha en uttorkande effekt när uteluften har en lägre relativ fuktighet än materialet. I cellplatser med öppna porer kan vattenabsorptionen bli avsevärd.

Vid insprutning av karbamidskumplaster i väggkonstruktioner där det förekommer någon form av ångspärr kan vattnet hindras från att torka ut och tas istället upp i byggnadsmaterial. Genom ökad relativ fuktighet i konstruktionen ökas risken för skador där i form av mögelangrepp (Andersson, R, 1990).

2.4.2 Lös utfyllnad av polystyrencellplastkulor

Polystyren ( PS) är en vanlig förekommande termoplast som används vid tillverkning av isoleringsmaterial i olika utförande, vilket kan vara i element eller som lösa kulor. Cellplastkulorna består av polystyren och har en storlek som varierar mellan 3-9 mm (se bilaga 2). Finns det inget vindskydd eller någon ångspärr kan det ske en luftgenomströmning genom materialet.

Materialet sprutades in med lufttryck i förborrade hål, med en diameter av ca: 60 mm, i konstruktioner antingen utifrån eller inifrån. Efter borrning och isolering pluggades hålen med kork som sedan skars av i jämnhöjd med väggpanel. Cellplastkulorna är av expanderad form där cellstrukturen är relativt sluten, men kan vattenfyllas efter lång tid i vatten. Expanderad polystyren används som flytkroppar i bryggor. De kan då ligga i vatten i flera år innan de blir vattenfyllda (Björk, F, 2007).

2.5 Historik över Ronneby brunn och bebyggelse

Ronneby brunn har en trehundraårig historia som kurort. Det var år 1705 som den första surbrunnen i Ronneby upptäcktes. Under 1800-talets början utvecklades området med parker, danssalonger, brunnssal, och brunnslasarett. Verksamheten expanderade ytterligare under 1800-talets mitt med anläggning av badhus med olika kurerande karbad. Med brist på bostäder för det ökande antalet brunnsgäster uppfördes 6 st. prefabricerade villor. Dessa levererades på ångbåt från företaget Bark& Warburg i Göteborg i början av 1870-talet. Dessutom uppfördes tre privatvillor. En av dessa var Direktörsvillan som uppfördes i den för tiden populära schweizerstilen.

För tillgodose kroppens behov av rörelse byggdes en gymnastiksal 1890-91 i hjärtat av brunnsparken. År 1897 stod det stora brunnshotellet färdigt som var en av norra Europas största träbyggnad vid den tiden. Kurortsverksamheten bedrevs endast under sommarmånaderna juni till augusti. Byggnaderna hade därför ingen isolering eller någon större värmeanläggning. År 1939 upphörde kurortsverksamheten för att sedan bli semesteranläggning för RESO.

År 1959 brann det anrika brunnshotellet ned till grunden i en våldsam brand. Två år senare kunde den nya hotellanläggningen invigas. En ny tid tog vid och de äldre byggnaderna glömdes bort och det kulturhistoriska värdet hade ännu inte uppmärksammats. Inte förrän 1983 väcktes frågan om brunnsparken skulle minnesförklaras. Byggnaderna kom att byggnadsminnesförklaras år 1996.

(24)

Allmän byggnadsteknisk beskrivning av stolpverkskonstruktion

Trähus med stolpverkskonstruktion började byggas redan under 1700-talet men blev allt vanligare under 1800-talet. Att bygga med stolpverkskonstruktion var en virkesbesparande metod där spill och sågspån ofta användes som värmeisolering. Stolpverksbyggnaderna har en stomme av fyrkantsvirke, ofta med samma dimension i syll och hammarband. För att styva upp konstruktionen sattes diagonala stolpar. Väggarna kläddes oftast med papp och fasaderna varierades med spontad träpanel på olika ledder både in- och utvändigt. Fönster och dörrar kunde passas in mellan stolpar då avståndet mellan dem var på cirka 1,2 m, vilket också gjorde att man inte behövde avväxla för bärigheten i konstruktionen (Björk, 2002).

2.5.1 Byggnad Gymnastiken

Byggnaden uppfördes åren 1890-91 i syfte att vara en fristående gymnastiklokal. Funktionen behölls under hela kurortstiden. Under början an 1900-talet genomgick byggnaden en del förändringar med tillbyggnader av sidopaviljonger och den tornliknande tillbyggnaden i norr. Under mitten på 1970-talet kom byggnaden att få verksamheter inrymda som teaterlokal och senare som utbildningslokal fram till 2002. Sedan 2002 inryms informations- och utställningsverksamhet i byggnaden med verksamhet förlagd till sommarhalvåret, maj-augusti månad. Byggnadens centrala del utgörs av en stor rektangulär sal med måtten 25x15 m och en takhöjd av 9 m. I sidopaviljongerna finns hygienutrymme, laboratorium, filmsal och kök.

Gymnastiken

Figur 2.6: Foto på östra sidan av Gymnastikbyggnaden

Byggnadsteknisk beskrivning av väggkonstruktionen

Väggarna består av en stolpverkskonstruktion. Under 1970-80-talet isolerades tomrummet i konstruktionen med karbamidskumplast. I början av 1990 sprutades ytterligare isolering in i konstruktionen, isoleringen bestod av ekofiber och sprutades in inifrån. Väggarna invändigt är klädda med stående och liggande panel av pärlspont. På utsidan består väggarna av stående pärlspont nedtill och respektive liggande fasspontpanel på överdelarna. Det förekommer ingen ångspärr eller vindskydd i väggkonstruktionerna.

(25)

Uppvärmning och ventilation

Byggnaden värms upp till 20oC intermittent vid samlingar och föreläsningar. Värmetillförsel styrs elektroniskt via en kurva med parallellförskjutning på +2 oC i förhållande till temperaturen utomhus. Värmen tillåts sjunka till minimum 5oC. Uppvärmning sker huvudsakligen via fjärrvärme och radiatorkrets, tidvis används ett vattenburet värmebatteri. Ventilation sker normalt dagtid mellan 07.00-21.00.

2.5.2 Byggnad Direktörsvillan

Direktörsvillan ligger upphöjd på en bergklack alldeles intill brunnsdammen. Byggnaden uppfördes år 1884 som ett sommarhus åt kapten Ernst von Heidenstam som då var verkställande direktör vid Ronneby Helsobrunn. Direktörsvillan, även kallad Tornvillan, består av en central huskropp med två våningar och inredd vind. Till huskroppen ansluter vinkelbyggnad, hörntorn, burspråk och veranda. Byggnadsarkitekturen är en god representant för den tidens nya stil, schweizerarkitekturen.

Efter kurortsepoken kom byggnaden att användas som gästrum för artister och magasin fram till 1980-talet. 1984 genomgick byggnaden en renovering och restaurering. Åren därefter användes villan av ett företag för representation. Sedan 2002 används byggnaden för arrangemang och festligheter. Byggnaden är en av de bäst bevarade villorna i parken och är av stort kulturhistoriskt värde.

Direktörsvillan

(26)

Byggnadsteknisk beskrivning

Väggarna består av en stolpverkskonstruktion med stående och liggande träpanel utvändigt. Invändigt är väggarna klädda med stående och liggande träpanel av pärlspont med ett lager gips i vissa utrymmen. Någon gång under 1970- eller 1980-talet isolerades väggarna med polystyrencellplastkulor som då sprutades in i konstruktionen både inifrån och utifrån. Det går att urskilja var hålen finns på utsidan av panelen.

Byggnaden värms upp till ca 20oC intermittent vid samlingar och föreläsningar via fjärrvärme och radiatorer. Värmetillförsel styrs efter behov och tillåts sjunka till lägst 10 oC. Ventilationen styrs manuellt vid behov.

2.5.3 Byggnad Rydénska sjukhemmet

Byggnaden uppfördes åren 1900-02 som sjukhem vid Ronneby Helsobrunn AB. Sjukhemmet var i drift till kurortrörelsens upphörande. Sedan renoveringen år 1974 har byggnaden fungerat som vandrarhem.

Rydénska sjukhemmet

Figur 2.8: Foto på östra sidan av Rydénska sjukhemmet

Byggnadsteknisk beskrivning

Väggarna består av en stolpverkskonstruktion som fram till 1974 inte hade någon isolering i konstruktionen. Karbamidskumplast sprutades in i väggarna. Väggarna invändigt är klädda med stående och liggande panel som sedan av brandsäkerhetsskäl klätts med gipsskivor. Utvändigt har byggnaden liggande fasspontpanel med ett band av stående panel av pärlspont mellan våningsplanen.

Hela byggnaden värms upp till ca 20o_{C kontinuerligt. Värmetillförsel sker via fjärrvärme och}

(27)

2.6 Byggnadsminnesförklaring

Ronneby Brunn och Brunnspark blev byggnadsminnesförklarat 2 oktober 1996, samtidigt meddelades särskilda skyddsföreskrifter för Brunnsparken och dess byggnader. De särskilda skyddsbestämmelserna anger på vilket sätt ägaren till byggnaderna/parken skall vårda och underhålla dem samt i vilka avseenden de inte får ändras. Skyddet är i allmänhet större för de exteriöra delarna än för de interiöra delarna som dock kräver bygglov vid förändringar.

Lagen om kulturminne (1988:950) säger följande i sin första paragraf;

• Det är en nationell angelägenhet att skydda och vårda vår kulturmiljö. Ansvaret för detta delas av alla. Såväl enskilda som myndigheter skall visa hänsyn och aktsamhet mot kulturmiljön. Den som planerar eller utför ett arbete skall se till att skador på kulturmiljön såvitt möjligt undviks eller begränsas.

Med stöd av denna lag och särskilt utfärdade skyddsföreskrifter kan kulturhistoriskt värdefull bebyggelsemiljö eller parkmiljö skyddas och bevaras för framtiden. Den som äger eller förvaltar ett byggnadsminne har därmed ett extra stort ansvar att underhålla och bevara miljön så att det kulturhistoriska värdet består.

Ronneby brunn -en välskött anläggning

Ronneby kommun med Ronneby brunnspark vann år 2006 utmärkelsen "Sveriges vackraste park". Året därpå blev parken utnämnd till den fjärde vackraste parken i Europa.

(28)

3 Sju

undersökningsmetoder

De olika metoder som ligger till grund för en bedömning av väggarnas status är följande; • okulär besiktning

• termografering

• klimatmätning i byggnad Gymnastiken

• elektrisk fuktkvotsgivare/fuktkvotsbestämning genom vägn.-tork-vägn. • stationär diffusionsberäkning för beräkning av kondensrisk i konstruktionen • test av isoleringsmaterial i Gymnastiken och Rydénska

Genom att använda ett antal undersökningsmetoder skapas en bredare bas av resultat som sedan ligger till grund för vidare bedömning och analys. Detta medverkar till att ge säkrare bedömningar om väggarnas status och ett bättre underlag för eventuella åtgärder i byggnadernas väggkonstruktioner. Vid arkivsökning av skadehistorik framkom endast en mycket liten del historia som handlade om byggnad Gymnastiken. Övrig historik har erhållits via intervjuer.

3.1 Okulär besiktning och skadehistorik 3.1.1 Byggnad Gymnastiken

Okulär besiktning 4 mars, 2008.

Ventilationsanläggning avstängd, 10oC inomhus och utomhus 5 oC, sol/mulet.

Väggytor invändigt: I de övre delarna av väggar i stora salen, vid anslutningar till norra och

södra flyglarna, förkommer sprickbildning i färg och avflagning av färg. Totalt rör det sig om 4 platser (se bilaga 4, bild 1). I anslutning till skadorna har träpanelen delat sig och rinningar från vatten har förekommit på målade ytor. Normala fuktkvoter i trä vid avflagnad färg på tre platser, dock något förhöjt på en plats. Skadorna bedöms ha med takavrinning att göra då skadorna uppträder upptill och i anslutning mellan två huskroppar på samtliga fyra ställen. I övrigt syns inga fläckar, missfärgningar eller andra tecken på fuktskador.

Lukt: Någon lukt i salen kunde inte indikeras som har med byggnadsmaterial att göra varken

vid golvsocklar eller i rum. I fikarum och laboratorium känns luften instängd.

Väggytor utomhus: Alg- och/eller lavpåväxning på fasad mot nordväst på norra flygeln.

Pärlspontpanelen har spruckit nedtill, gått ifrån varandra på flera ställen och bildar större springor. Färg är uppsprucken och frilägger trä på flera ställen. Fotbräda utanför apparatrum är rötskadad. Spikskallar i nederdelen av panelen och fotbräda har på flera ställen påtagliga rostangrepp trots täckande färglager. Skadorna förekommer på väggytor upp till en höjd från syll på ca 90 cm. (se bilaga 4, fotodokumentation). Vid provplats 1 (se bilaga 3 skiss) utomhus och vid syllkant känns en doft av mögel som kommer från krypgrundens sprickor i granitsockel. Mätning med protimeter i krypgrundens syllkant, intill mätplats, mättes fuktkvoten till 19,0 %

Krypgrund: På de ställen där inte fanns makadam är krypgrundens markskikt täckt med

fuktig lerjord. Lerjorden har påväxning av synligt mögel och gav en stark mögeldoft. Det kan urskiljas att det stått vatten på låga ställen i krypgrunden.

(29)

Skadehistorik: 1994 byttes rötskadad panel utvändigt, platser anges dock ej. 1990-92 byttes

fotbräda vid syll på flera ställen på grund av rötskador. År 2006 var brunnsområdet utsatt för en översvämning då vattnet nådde kanten på syllen. Under sommaren 2007 drabbades brunnsparken igen av en översvämning, denna gång nådde inte vatten fram till husgrunden.

3.1.2 Byggnad Direktörsvillan Okulär besiktning 10 april, 2008.

Ventilationsanläggning avstängd, 13oC inomhus och utomhus 5 oC med solsken.

Väggytor invändigt: Missfärgning under fönster i tornrum sannolikt efter fukt. Lukt invändigt: Ingen lukt kan förnimmas som har med byggnadsmaterial att göra.

Väggytor utomhus: Inga tecken på att någon färg släpper på grund av fuktbetingade rörelser

eller fuktbelastning.

Krypgrunden: Inga tecken på att fukt förekommer eller förekomst av lukter.

Skadehistorik: Påsalning med ny fotbräda på syll nedtill där den varit rötskadad. Har skett på

flera platser på byggnaden.

3.1.3 Byggnad Rydénska sjukhemmet Okulär besiktning 2 april, 2008.

Ventilation sker genom självdrag i rum och korridorer. I toaletter, dusch och kök finns mekaniskt frånluftssystem, 20oC inomhus och utomhus 10 oC och mulet väder.

Väggytor invändigt: Endast tillgång till matsal och korridorer. Inga tecken på fuktrelaterade

skador eller missfärgningar.

Lukt invändigt: Förekom inga avvikelser som kan sättas i samband med klimatskal.

Väggytor utvändigt: Färg är uppsprucken och avflagnad på flertal platser över hela

byggnaden. Inga tecken på fuktrelaterade skador eller förekomst av alger eller lavar på väggarna.

Krypgrund: Något fuktigt på mark, inga synliga skador på träkonstruktion. Ingen förekomst

av lukter.

Skadehistorik: Under vintern 2007-08 har det skett byte av fotbräda och panel nedtill på flera

ställen som uppvisat rötskador. Karbamidskumplasten ersattes med mineralull på dessa platser.

(30)

3.2 Termografering

3.2.1 Byggnad Gymnastiken

Termografering invändigt 28 februari, 2008.

Ventilationsanläggning, drift med undertryck, 20oC inomhus och utomhus 6oC med mulet väder. Vid flyglarnas anslutningar till stora salen syns otätheter alternativt fuktskada på ovandelen mot snedtak. Det förekom stora otätheter på samtliga fyra vägganslutningar varav en visas på bild (se bilaga 4, bild 1).

Termografering utvändigt 29 februari, 2008.

Temperatur invändigt 20 oC och utomhus 7 oC med mulet väder. Byggnadens isoleringsstatus nedtill visar att det är relativt väl utfyllt, dock finns det platser där isoleringen har sjunkit ihop i konstruktionen. Överdelen i stora salen visar på högt värmeläckage. Ett större värmeläckage på en vägg visar att det sannolikt finns brister i utförandet av isolering i väggen (se bilaga 4, bild 2 och 3).

3.2.2 Byggnad Direktörsvillan Termografering utvändigt 9 april, 2008.

Temperatur invändigt 20 oC och 5 oC utomhus med mulet väder. Bilderna visar att isoleringen sannolikt saknas på flera ställen och ger därmed ett högre värmeläckage på de platserna (se bilaga 6, bild 1 och 2). På det ställe där prov skulle ha utförts på våning 2 visar termografbilden att isoleringen har fyllt ut väl, dock syns köldbryggor tydligt efter stolpar i konstruktionen (se bilaga 6, bild 3).

3.2.3 Byggnad Rydénska sjukhemmet Termografering 16 april, 2008

Temperatur invändigt 20 o_{C och utomhus 4} o_{C med mulet väder. Bilderna visar att isoleringen}

på många ställen är ofullständigt utfyllt i konstruktionen. Diagonalstolpar i de vertikala facken skär av isoleringen som då inte fyller ut helt i facken. Stolpar ger tydliga köldbryggor i konstruktionen. Denna byggnad visar det högsta värmeläckaget av de tre undersökta byggnaderna (se bilaga 8).

(31)

3.3 Klimatmätning

Loggningar av temperatur och relativ fuktighet sker endast i byggnad Gymnastiken. Det beror på att denna mätutrustning är begränsad vid universitetet. Valet av att göra loggningar i byggnad Gymnastiken sker efter bedömningen att den byggnaden uppvisat synliga fuktproblem i krypgrunden. Från och med 30/1 anslogs en klimatkontroll, där användare av byggnaden fick fylla i uppgifter om ventilationsdrift, värme påslagning/avstängning, och personbelastning.

3.3.1 Byggnad Gymnastiken Loggningstid och mätplatser

Klimatmätningar avseende temperatur och RF genomfördes under tiden 25 januari till 10 april. Loggning har skett med tre stycken Tinytag Ultra 2 (se bilaga 1). Utomhus har loggning skett på norrsidan av ett träd 4 m. upp. För att inte utsättas för vattendroppar försågs Tinytagen med ett hölje av en avsågad petflaska. Invändigt har en mätare placerats på 3 meters höjd vilket motsvarar 1/3 av totala byggnadshöjden i mittendelen av byggnaden. I krypgrunden har Tinytagen placerats mitt in under hela byggnaden. Placering av samtliga tre Tinytag (se bilaga 3). Syftet med de tre loggarna var att få referensvärde för beräkning av ånghalter och fukttillstånd inne (se figur 3.1), ute och i krypgrund. Mätarna ställdes in på att lagra data var tionde minut. Loggarna avlästes av personal vid Växjö Universitet.

Lufttemperatur och RF i byggnad Gymnastiken stora salen 3 m. ö.f.g. 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 25 -j a n 30 -j a n 04 -f e b 09 -f e b 14 -f e b 19 -f e b 24 -f e b 29 -f e b 0 5 -ma r 1 0 -ma r 1 5 -ma r 2 0 -ma r 2 5 -ma r 3 0 -ma r 04 -ap r 09 -ap r Datum T e mp er at u r ( o C) 0 10 20 30 40 50 60 70 80 L u ftfu k ti g h e t (% ) Temperatur °C RF %

Figur 3.1: Temperatur- och RF-mätningar i byggnad Gymnastiken

Fukttillskott

För att beräkna fukttillskott (vFT) för fuktdiffusionsberäkningen jämförs ånghalterna utom- och

inomhus samt krypgrundens ånghalt. Beräkningarna genomfördes i ett särskilt excelprogram vid FLK i Karlskrona och illustreras i figur 3.2 och 3.3. Ett antal dagar valdes ut mellan 25 januari och 13 februari. Fukttillskottet varierar i allmänhet mellan +2 g/m3 och -2 g/m3 över mätperioden. Mätningarna ligger också till grund för bedömning åt vilket håll fukten vandrar mellan ute, inne och krypgrund.