Solveig Johansson
Temperatur- och fuktför
hållanden i ytbehandlade
träfönster - Litteraturstudie
Temperature and Moisture Conditions in
Coated Window Joinery - Literature Study
TräteknikRapport nr 77
Trätel<nikCentrum
S o l v e i g Johansson
TEMPERATUR- OCH F U K T F Ö R H Ä L L A N D E N I YTBEHANDLADE TRÄFÖNSTER
L i t t e r a t u r s t u d i e
Tempevatuve and Moisture Conditions in Coated Window Joinery Literature Study TräteknikRapport n r 77/1 8602010 Nyckelord chemical treatment coating dimensional stability end-grain sealing moisture content permeahi li ty residential construction s-peoies temperature weathering window joinery Stockholm f e b r u a r i 1986
Rapporter från TräteknikCentrum är kompletta sammanställningar av forskningsresultat eller översikter, utvecklingar och studier. Publicerade rapporter betecknas med I eller P och numreras tillsammans med alla utgåvor från Träteknik-Centrum i löpande följd.
Rapporter kan som regel beställas kostnadsfritt i ett exemplar av medlemsföretag. Ytterligare be-ställda exemplar faktureras.
Citat tillåtes om källan anges.
Reports issued by the Swedish Institute for Wood Technology Research comprise complete accounts for research results, or summaries, surveys and
stu-dies. Published reports bear the designation I or P and are numbered in consecutive order together with all the other publications from the Institute.
Member companies may generally order one copy of any report free of charge. A charge will be made for any further copies ordered.
Extracts from the text may be reproduced provided the source is acknowledged.
TräteknikCentrum betjänar de fem industrigre-narna sågverk, trämanufaktur (snickeri-, trähus-, möbel- och övrig träbearbetande industri), träfi-berskivor, spånskivor och plywood. Ett avtal om forskning och utveckling mellan industrin och Styrelsen för Teknisk Utveckling (STU) utgör grunden för verksamheten som utförs med egna, samverkande och externa resurser. Träteknik-Centrum har forskningsenheter, förutom i Stock-holm, även i Jönköping och Skellefteå.
The Swedish Institute for Wood Technology Re-search serves the five branches of the industry: saw-mills, manufacturing (joinery, wooden houses, fur-niture and other woodworking plants), fibre board, particle board and plywood. A research and
deve-lopment agreement between the industry and the Swedish National Board for Technical Development (STU) forms the basis for the Institute's activities. The Institute utilises its own resources as well as those of its collaborators and other outside bodies. Apart from Stockholm, research units are also located in Jönköping and Skellefteå.
I N N E H Å L L S F Ö R T E C K N I N G
Sid
SAMMANFATTNING 3 FÄRGSKIKTETS OCH TRÄETS PERMEABILITET FÖR VATTENÅNGA 3
FÄRGSKIKTETS FÖRMÄGA ATT HINDRA UPPTAGNING AV 9 VÄTSKEFORMIGT VATTEN
YTBEHANDLINGENS INVERKAN PÄ FUKTKVOT OCH DIMENSIONS- 9 FÖRÄNDRINGAR I FÖNSTERKARMAR/BÄGAR AV TRÄ F u k t g r a d i e n t e r 1 1 Temperatur 13 Dimensionsförändringar 16 P e r m e a b i l i t e t 17 Träslag 18 Äldringsbenägenhet 18 ÄNDTRÄBEHANDLING 19 REFERENSER 20 SUMMARY 22
SAMMANFATTNING
1 l i t t e r a t u r s t u d i e n har b e f i n t l i g kunskap om hur en y t b e h a n d l i n g s per-m e a b i l i t e t och vattenavvisande förper-måga påverkar fuktförhållandena i föns-terbågar sammanställts. L i t t e r a t u r s t u d i e n o m f a t t a r även temperaturförhål-landena i fönster eftersom dessa s t a r k t påverkar v i r k e t s f u k t k v o t .
Under 1960- och 7 0 - t a l e n sökte man genom t e o r e t i s k a och e x p e r i m e n t e l l a un-dersökningar påvisa a t t fuktdynamiken i bågträ väsentligen s t y r d e s av s k i l l n a d e r i vattenångtrycket mellan inomhus- och utomhusklimatet. Vatten förmodades d i f f u n d e r a mot den k a l l a r e sidan av bågen. I f l e r a senare arbe-ten har dock v i s a t s a t t de f u k t f y s i k a l i s k a förloppen i träfönster i första hand är beroende av de väderpåfrestningar fönstret utsätts för. Väderpå-f r e s t n i n g a r n a består av Väderpå-f l e r a av varandra avhängiga k l i m a t e l e m e n t , Väderpå-framVäderpå-för a l l t solstrålning, utstrålning, l u f t t e m p e r a t u r , v i n d och regn.
I en schweizisk undersökning har man v i s a t a t t solstrålningen medför a t t en s v a r t fönsterbåge under e t t år har i genomsnitt f u k t k v o t e n 11-12,8 % medan f u k t k v o t e n hos en v i t båge är omkring 5 f u k t k v o t s e n h e t e r högre. V i d samma utgångsfukt (ca 12 % ) hos s v a r t a och v i t a bågar krympte de s v a r t a bågarna medan de v i t a svällde.
I samma a r b e t e redovisas mätningar av f u k t k v o t e n i fönsterbågar av gran med o l i k a y t b e h a n d l i n g a r . Standardavvikelsen hos den d a g l i g e n uppmätta f u k t k v o t e n under t i d s p e r i o d e n e t t år var för obehandlat trä 4,0 - 5,0 %, för trä med en i c k e f i l m b i l d a n d e l a s y r 3,5 - 4,5 % och för trä med täckan-de pigmenterad k o n s t h a r t s l a c k (med s k i k t t j o c k l e k e n 60 \\) 2 %. En täckantäckan-de pigmenterad färg ger således de minsta f u k t v a r i a t i o n e r n a och därmed de minsta dimensionsförändringarna.
Ju permeablare ytbehandlingen är från början desto snabbare ökar v a t t e n -ånggenomsläppligheten v i d utomhusexponering. Detta beror på a t t svälln i svälln g s och krympsvällnisvällngsrörelsersvällna i träusvällnderlaget t i l l t a r v i d ökasvällnde p e r -m e a b i l i t e t , v i l k e t l e d e r t i l l a t t de -mekaniska påfrestningarna på - mål-n i mål-n g s f i l m e mål-n t i l l t a r v i d åldrimål-ng.
En målning måste också vara tät mot f l y t a n d e v a t t e n . Detta uppnås genom en tillräcklig s k i k t t j o c k l e k , v i l k e t för a l k y d h a r t s e r innebär minimum 40 h e l s t 100 \\. Laserande behandlingar bör kombineras med en f u k t a v v i s a n d e grundning för a t t acceptabel täthet mot f l y t a n d e v a t t e n s k a l l uppnås. Engelska arbeten har dock v i s a t a t t d e t är v i k t i g a r e a t t h i n d r a u p p f u k t n i n g v i a ändträ än a t t ytbehandla s i d o y t o r n a av båge och karm. Detta r e -s u l t a t gällde för permeabla trä-slag -som f u r u ( -s p l i n t ) .
FÄRGSKIKTETS OCH TRÄETS PERMEABILITET FÖR VATTENÅNGA
F u k t t r a n s p o r t genom e t t m a t e r i a l sker med hjälp av två mekanismer: k a p i l -lärt flöde och d i f f u s i o n . V i d kapil-lärt flöde rör s i g v a t t e n m o l e k y l e r n a genom m a t e r i a l e t i porer och hålrum. Den t r a n s p o r t av f u k t som sker genom d i f f u s i o n är mer komplicerad. Tre vägar är t e o r e t i s k t tänkbara i trä, se f i g u r 1 .
För den första fuktledningsvägen gäller a t t e f t e r v a t t n e t s avdunstning rör sig vattenångan genom cellhålrummen och i de mellan c e l l e r n a b e f i n t l i g a förbindelsekanalerna, porerna, t i l l s dess ångan når ytan och bortförs av luftströmmen. Den andra fuktledningsvägen är b e t y d l i g t mer komplicerad. I d e t t a f a l l avdunstar v a t t n e t v i d gränsen mellan f r i t t och bundet v a t t e n . Därefter rör s i g v a t t n e t i ångform genom e t t cellhålrum för a t t därefter kondensera ut på framförvarande cellvägg. Genom cellväggen rör s i g v a t t n e t i form av bundet, d v s absorberat v a t t e n för a t t v i d nästa cellhålrum återigen avdunsta. V a t t n e t som når v i r k e s y t a n v i a denna t r a n s p o r t l e d gör så genom upprepat avdunstnings och kondensationsförlopp. Den t r e d j e f u k t -ledningsväqen kännetecknas av a t t v a t t n e t i n t e avdunstar förrän det når v i r k e t s y t a . Här sker en fortlöpande t r a n s p o r t i cellväggarna av absorbe-r a t v a t t e n fabsorbe-rån omabsorbe-rådet med f absorbe-r i t t v a t t e n t i l l v i absorbe-r k e t s y t a . Kapilläabsorbe-rt flöde och d i f f u s i o n samverkar v i d t r a n s p o r t e n av v a t t e n . virkesyta Figur 1 . 1) vatten -vattenönga genofn porer 2) kondensefing pä cellväggarna 3) vatt enlnansport i cellvöggama
De t r e o l i k a fuktvägarna v i d d i f f u s i o n . Största delen av v a t t e n -mängden t r a n s p o r t e r a s t i l l v i r k e s y t a n e n l i g t fuktledningsväg 2. (Källa: Handbok i v i r k e s t o r k n i n g , STFI-meddelande s e r i e A n r 443
Oberoende av v i l k e n mekanism som är verksam f o r d r a s en drivande k r a f t för t r a n s p o r t e n . Denna drivande k r a f t är s k i l l n a d e n i v a t t n e t s a k t i v i t e t , v i l -ken kan b e s k r i v a s t ex som s k i l l n a d i vattenångans p a r t i a l t r y c k .
För a t t man s k a l l kunna göra t e o r e t i s k a beräkningar över f u k t t r a n s p o r t e r genom m a t e r i a l kan p e r m e a b i l i t e t s k o n s t a n t e r bestämmas. P e r m e a b i l i t e t s -konstanten är e t t mått på m a t e r i a l e t s förmåga a t t släppa genom vattenånga P e r m e a b i l i t e t s k o n s t a n t e n (P) d e f i n i e r a s v a n l i g e n som G X L P = A X t X Ap (1) P = p e r m e a b i l i t e t s k o n s t a n t e n (kg x m/s x Pa x m^) G = genomströmmad mängd v a t t e n ( k g ) L = s k i k t t j o c k l e k e n (m)
^ = P i - P 2 ^'^^ P l och P2 är vattenångans p a r t i a l t r y c k på r e s p e k t i v e s i d o r av s k i k t e t (Pa)
A = genomströmningsarea (m^) t = genomströmningstid ( s )
Bestämningar av p e r m e a b i l i t e t s k o n s t a n t e n för e t t m a t e r i a l kan t ex genom-föras med den s k koppmetoden ( 1 ) . Denna p e r m e a b i l i t e t s k o n s t a n t förändras dock med m a t e r i a l e t s (exempelvis färgfilmens) fuktinnehåll och med färg-f i l m e n s t j o c k l e k .
E r i k N i l s s o n och Charles M Hansen, Nordiska I n s t i t u t e t för färgforskning ( 2 ) , har u t v e c k l a t en s p e c i e l l metod för a t t undvika i n f l y t a n d e t av färgf i l m e n s t j o c k l e k . P e r m e a b i l i t e t s k o n s t a n t e n (P) bestäms v i d o l i k a s k i k t -t j o c k l e k a r ( L ) av färgskik-te-t v i d s-ta-tionär-t flöde och 1/P avsä-t-ts i e -t -t diagram mot 1 / L . Den erhållna l i n j e n e x t r a p o l e r a s t i l l "oändlig" s k i k t -t j o c k l e k ( 1 / L = 0 ) , varur den sanna Poo kan beräknas.
Matematiskt kan d e t t a härledas F A X t F = flödet (kg/s x m^) Ur ( 1 ) erhålles p F = - X Ap p . AP . A P L " L_ + Ri + R2 P Poo Poo = p e r m e a b i l i t e t s k o n s t a n t "sann" kg x/m/S x Pa x m^
R^ + R2 = ytmotstånden ( 0 ^ + O2) + motstånd i koppen
L L
P " Pc
( 2 )
Kurvans l u t n i n g ger summan av de två ytmotstånden samt e v e n t u e l l t motstånd i koppen och kan i n t e s ' a r s k i l j a s med denna t e k n i k .
xio« 2.0 0.5 1.0 Figur 2. Besfåmning av " s i (Källa: Färg och nn" p e r m e a b i l i t e t s k o n s t a n t ( 2 ) Lack Scandinavia 6/1980.)
I de f l e s t a p r a k t i k f a l l med färg på trä är motståndet i gränsytan så l i t e t a t t det i n t e s i g n i f i k a n t påverkar t o t a l a motståndet.
Exempel på o l i k a färgers p e r m e a b i l i t e t s k o n s t a n t e r framgår av t a b e l l 1. Av t a b e l l 1 framgår också a t t s k i l l n a d e n i p e r m e a b i l i t e t s k o n s t a n t för två av träets h u v u d r i k t n i n g a r , nämligen i f i b e r r i k t n i n g e n och tvärs f i b r e r n a ( r a d i e l l r i k t n i n g ) , är mycket s t o r för f u r u . P e r m e a b i l i t e t s k o n s t a n t e n i f i b e r r i k t n i n g e n är omkring 200 ggr större än tvärs f i b r e r n a .
TABELL 1 . Exempel på "sanna" p e r m e a b i l i t e t s k o n s t a n t e r (P^) och motstånden Rl + R2 W' P^ (kg X m/m^ x Pa x s) Rl + R2 Alkyd 1 10-10-15 0 Alkyd 2 14-10-15 0 Alkyd 3 10-10-15 0 Alkyd 4 6,9-10-15 1,8 - l O l l A k r y l , pigmenterad, v i t (NIF 406) 100-10-15 0,18-10ll A k r y l , k l a r 24-10-15 0,33-1011 A k r y l , pigmenterad, mörkgrön 53-10-15 0,35-10ll Klorkautschuk 6,67-10-15 7,8 - l O l l Epoxy 7,4-10-15 7,8 - l O l l Uretan 18,2-10-15 7,8 - l O l l Trä i f i b e r r i k t n i n g , f u r u 118-10-12 0,12-10ll Trä tvärs f i b e r r i k t n i n g , f u r u 6-10-1^ 0 Papper 2,5-10-12 0,12-10ll
P e r m e a b i l i t e t s k o n s t a n t e n hos färgskikt på träunderlag är något större än p e r m e a b i l i t e t s k o n s t a n t e n bestämd på f r i f i l m . F l e r a f a k t o r e r kan b i d r a t i l l d e t t a förhållande, b l a:
1. Då färgskiktets t j o c k l e k beräknas med utgångspunkt från påförd mängd färg b l i r denna s k i k t t j o c k l e k för s t o r om en d e l av färgen sugs i n i träet.
2. Träunderlagets ojämna svällning i förhållande t i l l färgskiktets s v a l l -n i -n g .
3. "Veke-effekten", d v s a t t f i b r e r från underlaget s t i c k e r upp i färg-s k i k t e t . Färgfärg-skiktetfärg-s e f f e k t i v a t j o c k l e k minfärg-skafärg-s därigenom och per-m e a b i l i t e t e n ökar.
4. Färgskiktets gränsyta mot underlaget är större än dess geometriska y t a .
5. Färgskiktets gränsyta mot underlaget är h y d r o f i l a r e än färgskiktet i övrigt.
Haagen ( 3 ) påpekar a t t p e r m e a b i l i t e t s k o n s t a n t e r som bestämts på f r i a färgf i l m e r e l l e r på n e u t r a l a s u b s t r a t kan ge mycket missledande r e s u l t a t , e färgf -tersom färgfilmens egenskaper kan ändras k r a f t i g t v i d a p p l i c e r i n g e n på trä, t ex på grund av a t t v i s s a komponenter i färgen a n r i k a s i träunderla-g e t . V a r i a t i o n e n i trämaterialet är dessutom s t o r och u t t a träunderla-g e t av provmater i a l måste ske mycket o m s o provmater g s f u l l t föprovmater a t t jämföprovmaterelse mellan o l i k a y t b e h a n d l i n g a r s k a l l kunna göras invändningsfritt. S p e c i e l l t s t o r a är v a r i a -t i o n e r n a i barr-träd, i förs-ta hand f u r u , följ-t av gran. Tropiska -träslag är mer s t a b i l a och påverkar ytbehandlingen mindre.
I f i g u r 3 v i s a s hur diffusionsmotståndet ( i n v e r t e r a d e värdet av permeabi-l i t e t s k o n s t a n t m u permeabi-l t i p permeabi-l i c e r a t med färgskiktets t j o c k permeabi-l e k ) v a r i e r a r med s k i k t t j o c k l e k e n . ALKYD TACKFARGSYSTEM LASYRSYSTEM 4 • MYM Dl FR TAT I DIFF ÖPPET F i g u r 3. Diffusionsmotståndets beroende av s k i k t t j o c k l e k e n (Källa: broschyr, Becker Industrifärg.)
M Diffusionsmotstånd 10^0 X s X Pa
MYM S k i k t t j o c k l e k i mym = 1000-dels mm. ALKYD L u f t t o r k a n d e färg baserad på a l k y d / o l j a . PU Tvåkomponentfärg baserad på p o l y e s t e r och
härdad med i s o c y a n a t , s k polyuretanfärg. 5H Tvåkomponentfärg baserad på alkyd/amin
och härdad med s y r a .
AKR Vattenburen färg baserad på a k r y l a t l a t e x . PVA Vattenburen färg baserad på PVA-latex.
FÄRGSKIKTETS FÖRMÅGA ATT FÖRHINDRA UPPTAGNING AV VÄTSKEFORMIGT VATTEN P e r m e a b i l i t e t e n genom färgskikt för vätskeformigt v a t t e n kan likaså be-stämmas e n l i g t koppmetoden ( 5 ) . Några exempel anges i t a b e l l 2. Vatten-p e r m e a b i l i t e t e n för färgskikt Vatten-på trä är ca 10 ggr större för akrylatbase-rade färger än för alkydfärger.
TABELL 2. V a t t e n p e r m e a b i l i t e t e n för färgskikt ( 5 ) . Färg P X 1 0 l 5 P/P^^. ^.^^ P + Pt^g/Pträ kg X m/s x Pa x m^ A k r y l 1 180 ± 10 1,9 0,3 A k r y l 2 150 ± 20 0,3 Alkyd 1 18 ± 5 1,8 0,08 Alkyd 2 25 ± 4 0,10
YTBEHANDLINGENS INVERKAN PÄ FUKTKVOT OCH DIMENSIONSFÖRÄNDRINGAR I FÖNSTER. KARMAR/BÄGAR AV TRÄ
S e l l (13) har i f i g u r 4 demonstrerat hur dimensionsändringarna i en föns-terbåge påverkar y t b e h a n d l i n g , trä, fogar, tätningsmaterial och f u n k t i o n hos fönstret, t ex öppningsbarhet.
10 1 C D •. E L 1 te h— <C 2 : 0 1—( 0 _ J •p LO ZD X Ci 2: - p D 4-> D CO 1—1 _1 C« E P "D 1 Ci C C D • C I 1 CO ' H CO C •'DICD CJ ^ C 0 0 r-H > C JZ -H 2 : jz :cö 4 J 1— LO 0 J:^ ( / ) 1—1 0 oCD ( D C CJi 0 Q. P H D C D CI C D cri(4_ p 1 4-» CJ i«i CD 2^ SI •H CO CJ1 CO CO 2 L J Cn CO 4-) "0 cn CO cn D t-H S OCD -H :CD c c ^ c ^ Z LO n c -p :CD - H CO -H Ci t/) C J CD CO - P C C( : o LO Z CO ^ --H CO - P 4-> C4_ < 1—1 0 C D CD C D :cD 0 :CD C D CL Z. L . cn - P E > E 2: o CD nz C71 C • H <: C t—1 C ER :co oCD <: Q. 2 : to ^ CD CO Z ^ — ~ , • H -t-i C CD h - •H Ji^ :< C D p -CP Q:: C < • H CD C c 1 :cD OCD ^—^ P D . 1 p CO CD CD cn ^ c r c CO :o 0 • H - H L J _ U- C C E c CD c r • H :co ^ :o 0. C D X CO 2 : 1 CO P TD C D P C L : O E JD C D P 4-> C D - P TD L J i4- C D 1— • C <: f—1 2 : 1—1 4 J - J C D • H (4-X C 1 X 2 : oCO 0 P P i— - P • X cn •*->
I
p CD cn 1 c oCO • H Q . C C ^ :coQ. - H CO ,^—s c n CO c c CO •H C D ^ c :<: P C D c c 2 : :co -p 4-J :cD C D •p r P CO CO •H 0 P J I C D 4-> CO c E • H CO P cn TD c fH •H o < C 1 C 1 0 p ^ :o > p cn CD CO CD c > cn • H c C C - P •H CL • H ^ C Q. C D "O :o Q. P c Q . - P •H 0 :o CO JD Li_ CL O 1 P CO CO C D 4-) cn E :o c CO P • H • H C c 4-) - P CD r-H ^ CTlf-H D E P C D C4_ 0 0 D E 4-) 0 4-) 0 Q. P C C E ^ C D C D >^ • H > CJ CO 2 : C D 1 »-H kt E 1 <—1 D 0 • H c 4-) 4-) •» C DCJi JZ 0 4-) P CO cn 0 CO • H • G ^ C L C C • H C L 003 P X :co C D 4-> a CD LO 0 CO 1 CP oCD c 1 • H X 1 0 C D D X 0 CJi X 4-> c C c CO CD cn ^ »H CD \ X c CJ1 c ^ CJ1 cn C D •H c c X CO c X •H :co :co P -H 4-> CJ •Ö c ^ > X c c ^ oCD CD >^ CL CD 0 > _ J X p - p p :cD CD C D -p ^ c CD c X CO CO C D cn ^ cn <: X c n - H c c c X c •H c CD •H .^ •p LP • X CO E c n> p CO p p p c c X H— C J :CD C D C D :co -H 1—1 >- (4- X Q_ c > 1 CO f—1 0 .—1 ti CO c 4-> CO j i : CO cn • H 4 J X C D c cn 4-> oCU p CO :co Ld L4_ p CO 4-> CD \ 0 0 1 1 f cnrco X CO CO cn •—i 0 p CO CHoCO •-i U- 4-) •p 4-> r—1 ^ c X •p ( D 0 cn4-) •p 4-> CO 0 :co (~ f- COc n x 0 -pc CO 0 CO 0 :co 4-J CO 0 c n x -pc CO 0 4 J X p :cD •p c - P ^ X 4-) X •p :co D CO -p \ p c c P 4-) «4- c • P X C D CO 0 :co 0 4-» E 0 4-> c c X CD > 4-) 4-> ^ c 0 ^ 0 ^ oCD 4-> —1 p 4-> CO 0 CD c 0 :co C D - P :cD C J D CD 0 CO ^ 0 0 p P - CO 1— ^ E > CO •p ^ CJ 4-J 4-> :co p 4-) CP OCO X 8 X C 0 c o «»CD • . C CD P 0 > C to p CO cn c •p p X c :co CO c o 0 X c 0 o p 0 X 4-> CO E •H11 Dimensionsändringarna hos v i r k e t i fönsterbågar är komplext beroende av graden av och förändringar hos o l i k a k l i m a t f a k t o r e r som s o l - och utstrål-n i utstrål-n g , l u f t t e m p e r a t u r (iutstrål-nom- och utomhus), l u f t f u k t i g h e t (iutstrål-nom- och utom-hus) och nederbörd. I f i g u r 5 anges det komplexa sambandet mellan träfuk-t i g h e träfuk-t e n ( e l l e r dimensionsförändringarna) i en i c k e r e g n u träfuk-t s a träfuk-t träfuk-t byggnadsdel av trä och o l i k a k l i m a t f a k t o r e r . Temperatur hos j o r d y t a n L u f t t e m p e r a t u r utomhus R e l a t i v l u f t -f u k t i g h e t utomhus Solinstrå värmeutst I n i n g och r a i n i n g Träets temperatur Träets f u k t k v o t Dimensionsföränd-r i n g hos tDimensionsföränd-räbygg- träbygg-nadsdel
Temperatur hos väggar I nomhussektioner Uppvärmning L u f t t e m p e r a t u r inomhus L u f t b e f u k t n i n g R e l a t i v l u f t f u k t i g h e t inomhus I
F i g u r 5. Schematisk översikt över det komplexa sambandet mellan träfuk-t i g h e träfuk-t hos en uträfuk-tomhusexponerad, men i c k e r e g n u träfuk-t s a träfuk-t träfuk-t , byggnadsdel och o l i k a k l i m a t f a k t o r e r ( 1 3 ) .
F u k t g r a d i e n t e r
Fönsterbågar är e t t s k i l j a n d e byggnadselement mellan inne- och u t e k l i m a t . De är u t s a t t a för komplexa asymmetriska temperatur- och fuktfördelningar. Under 1960- och 7 0 - t a l e n sökte man genom t e o r e t i s k a och e x p e r i m e n t e l l a un-dersökningar fastställa a t t f u k t h a l t e n i bågträ väsentligen berodde på s k i l l n a d e r i vattenångtrycket mellan inomhus- och utomhusklimaten. Vatten förmodades d i f f u n d e r a mot den k a l l a r e sidan av bågen. I dessa undersök-ningar antogs a t t det f u k t f y s i k a l i s k a förloppet var stationärt ( 6 , 7, 8 ) . I f l e r a senare arbeten har dock f a s t s l a g i t s a t t de f u k t f y s i k a l i s k a förlop-pen i träfönster i första hand är beroende av de väderpåfrestningar föns-t r e föns-t uföns-tsäföns-tföns-ts för.
Utan a t t beakta tidsförloppet är träfuktigheten r e s p e k t i v e dimensionsänd-r i n g a dimensionsänd-r n a komplext bedimensionsänd-roende av de k l i m a t i s k a f a k t o dimensionsänd-r e dimensionsänd-r n a . Dessutom påvedimensionsänd-rkadimensionsänd-r k o n s t r u k t i o n e n träfuktigheten. S e l l ( 1 3 ) anser därför a t t beräkningar av f u k t k v o t e n i fönstervirke b l i r fruktlösa såvida dessa i n t e inskränks t i l l väl avgränsade problemställningar.
12
Träets fuktinnehåll påverkas m a r g i n e l l t av fuktförhållandena i i n o m h u s k l i -matet under förutsättning a t t ytbehandlingen på u t - och i n s i d a n är r i k t i g t uppbyggd, d v s a t t ytbehandlingen är åtminstone l i k a tät på i n s i d a n som på u t s i d a n ( 1 3 ) .
Inomhusklimatet påverkar fuktförhållandena i fönstren enbart om den r e l a -t i v a f u k -t i g h e -t e n är mycke-t hög ( 1 3 ) . Ur en u p p s k a -t -t n i n g av va-t-tenång-tryck- vattenångtrycket hos i n n e l u f t e n och t e m p e r a t u r d i f f e r e n s e n f i n n e r man a t t först v i d f u k t i g a r e i n n e k l i m a t än 23 "C, 80 % RF, en temperatur på + 10 "C och d i f f u -sionsmotståndet ^ x s = 2 (m) kan kondens uppstå i bågträet och skador b l i följden ( 1 3 ) . D i f f u s i o n s f a k t o r n (^) har i r e f e r e r a d e undersökning be-stämts v i d stationära förhållanden och isoterma b e t i n g e l s e r v i d e t t ång-t r y c k s f a l l på 178 mbar (omkring O % och 76 % RF/20 "C), s är medelvärdeång-t för s k i k t t j o c k l e k e n .
F l e r a undersökningar har v i s a t a t t utomhusklimatet är den dominerande på-f r e s t n i n g e n . Belastningen beror på på-fasadens u t på-f o r m n i n g , på- fönsterkonstruk-t i o n e n , färgfönsterkonstruk-tonen och yfönsterkonstruk-tbehandlingens vafönsterkonstruk-tfönsterkonstruk-tengenomsläpplighefönsterkonstruk-t.
I byggnadsdelar i det f r i a men under tak kan medelfuktkvoten för långa pe-r i o d e pe-r uppskattas upe-r det långvape-riga fuktföpe-rloppet, epe-rhållet upe-r metepe-rolo- meterolo-giska data (15, 16, 17). D e t a l j e r a d i n f o r m a t i o n om f u k t k v o t e n kan dock i n t e erhållas.
Det har föreslagits a t t man s k a l l försöka uppskatta d i s p o s i t i o n e n för f u k t b e t i n g a d e skador hos byggnadsdelar från meteorologiska data, s p e c i e l l t gällande nederbörd ( 2 0 ) . Sådana u p p s k a t t n i n g a r ger dock bara en mycket grov jämförelse av skaderiskerna i k l i m a t i s k t s k i l d a r e g i o n e r . M i k r o k l i m a -t i s k a f a k -t o r e r som byggnadshöjd, fasadens u -t f o r m n i n g , väders-treck och f u k t b e l a s t n i n g e n hos k o n s t r u k t i o n e n , f u k t f y s i k a l i s k a egenskaper hos bågträet (sorptionsförhållanden i f a l l av otätheter), ytbehandlingens p e r -m e a b i l i t e t för vattenånga och geno-msläppligheten för vätskefor-migt v a t t e n har i allmänhet större i n f l y t a n d e än makroklimatet.
Vädret bestäms av f l e r a av varandra avhängiga k l i m a t e l e m e n t , framförallt s o l , utstrålning, l u f t t e m p e r a t u r , v i n d och regn. Tidsförloppet hos väder-påfrestningen präglas av s k i l d a v a r a k t i g h e t e r ( k o r t v a r i g a , medellånga, långvariga svängningar och lagbundenheter). För trä som står under d i r e k t väderpåverkan bestäms f u k t i g h e t e n i första hand av solinstrålning och vär-meutstrålning samt regn ( 1 3 ) .
S e l l fann i s i n a undersökningar (13) a t t d e t i n t e fanns något samband mel-lan utomhusklimatet och de f u k t f y s i k a l i s k a förloppen i bågträ på grund av a t t normalfördelningen hos de uppmätta s t o r h e t e r n a är skeva. Möjligheterna a t t genom r e g r e s s i o n s a n a l y s b e s k r i v a samband inskränktes därför.
13 Temperatur
Mätningarna av temperaturen i s v a r t a r e s p e k t i v e v i t a fönsterbågar gav i S e l l s undersökningar följande r e s u l t a t .
TABELL 3. Temperatur i s v a r t a r e s p e k t i v e v i t a fönsterbågar ( 1 3 ) . Svart fönster-båge V i t fönster båge G e n o m s n i t t l i g d a g l i g högsta temperatur, "C 40 20 Högsta temperatur, "C 70 40 Lägsta d a g l i g a tempera-turminima, °C 6 6 Den t i m v i s a genomsnitt-l i g a temperaturen mätt under e t t år samt s t a n -d a r -d a v v i k e l s e n , "C 20 ± 14 16 ± 9,5
Dessa mätdata v i s a r betydelsen av solinstrålning och värmeutstrålning hos byggnadsdelar.
Strålningsuppvärmningen medför a t t en s v a r t båge under e t t år i genomsnitt har f u k t k v o t e n 11 % (dagsminimum) och 12,8 % (maximum), v i l k e t är omkring 5 f u k t k v o t s e n h e t e r lägre än i v i t a bågar.
Vid samma utgångsfuktighet hos s v a r t a och v i t a bågar på ca 12 % krympte de s v a r t a bågdelarna medan de v i t a svällde.
När träet utsätts för t e r m i s k strålning sker både f u k t b e t i n g a d e och t e r -miska dimensionsförändringar. Dessa rörelser har o f t a m o t s a t t r i k t n i n g . Exempelvis t o r k a r v i r k e t u t v i d s t a r k strålning, v i l k e t orsakar a t t v i r k e t krymper, men s a m t i d i g t expanderar det på grund av den t e r m i s k a värmeut-vidgningen. Dimensionsförändringarna sker på e t t regelbundet sätt och upp-går g e n o m s n i t t l i g t t i l l 0,03 % (medelvärde under en timme) och omkring 3 % under e t t år för s v a r t a fönster och 0,03 % (under en timme) och 2,5 % ( u n -der e t t år) för v i t a fönster vinkelrätt f i b e r r i k t n i n g e n .
S e l l s undersökningar visade a t t såväl trä v a r j e årstid, under dagen överskred utomh den väntade d i f f u s i o n e n av vattenånga frå f i g u r 6 och 7. Även v i d ljusfärgade fönst ningen på temperaturen i fönstret f a s t i b l i r träytans temperatur och l u f t t e m p e r a t dersökningar har genomförts i Schweiz där l e r solstrålning och utomhustemperatur, s
y t a n som bågens ustemperaturen, n r u m s l u f t e n i n er i n v e r k a r s t r mindre o m f a t t n i uren åter l i k a förhållandena, k i l j e r s i g från m i t t p u n k t , under v i l k e t motverkar i fönstret, se ålningsuppvärm-ng. Under n a t t e n (6, 7 ) . S e l l s un-både när d e t gäl-dem i Nordeuropa Medelvärde för de d a g l i g e n temperaturmaxima och -minima över e t t tvärsnitt i s v a r t a och v i t a fönsterbågar, i värmeövergångsområdet samt hos utomhus-l u f t e n under o utomhus-l i k a t i d s p e r i o d e r framgår av f i g u r 8, 9 och 10.
14 2-3 oktober 1971 Utomhus OJ i _ 0) Q-E 1 f e b r u a r i _ 1 9 7 2 Inomhus nomhus 31 januar Utomhus 30mm i - :o Q ) 0) 20 Q) tu :a3 O 20 mm 40 Tvärsnittstjocklek 20 mm 40 Tvärsn i t t s t j o c k l e k F i g u r 6 och 7. Timvisa ändringar i temperaturfördelningen över e t t
tvärsnitt i s v a r t a fönsterbågar. Den 2-3 oktober 1971 (högsta temperaturen) och 1 f e b r u a r i 1972 (lägsta tempe-r a t u tempe-r e n ) ( 1 3 ) .
Kurva 1 2 3 4 5 6 7 8
T i d :
F i g u r 5 22.49 02.44 06.42 10.36 14.37 18.30 22.30
15 ^ L u f t Fönster- L u f t « båge ? Utomhus . .Inomhus v a r t O) (U D :fo .ii —-svart mm 40 T v ä r s n i t t s t j o c k l e k iråd e w Utomhus c 30mm ^Vv s v a r t > : n ^Vv s v a r t ärme i v i t \ . j- dag 1 Mnirnn j p s v a r t ^ ^ v i t I nomhus 50 •C 40 O 2D mm 40 Tvärsn i t t s t j o c k l e k F i g u r 8 . F i g u r 9 Utomhus 0) u svart nomhus 20 mm T v ä r s n i t t s t j o c k l e k F i g u r 10
Figur 8, 9 och 10 Medelv'arde för de d a g l i g a temperaturmaxima och -minima
över e t t tvärsnitt i s v a r t a och v i t a fönsterbågar, i värmeövergångsområdet och samt hos u t o m h u s l u f t e n under o l i k a t i d s p e r i o d e r ( 1 3 ) .
F i g u r 8. Maj 1971 - sept 1972.
" 9. Sommar j u n i - a u g u s t i 1971 och 1972. " 10. V i n t e r november-mars 1971 och 1972.
16
De k o r t v a r i g a temperaturökningarna hos solexponerade bågtr*åytor och hos bågtvärsnittens m i t t p u n k t e r är b e t y d l i g t större än de långvariga årstids-beroende svängningarna.
Strålningsuppvärmningen av fönster vänt mot öst, syd och väst ger t i l l och med under vintermånaderna under f l e r a timmar under dagen e t t temperatur-f a l l över bågtvärsnittet räknat temperatur-från utomhus t i l l inomhus ( 1 3 ) .
S e l l s mätningar visade a t t temperaturfördelningen också ändrar träfuktig-hetsfördelningen b e t y d l i g t , varigenom de största fuktighetssvängningarna n a t u r l i g t sker i den y t t e r s t a träytan. Bara på några få timmar kan f u k t -gradientens l u t n i n g över tvärsnittet ändras.
Janotta (11) har s t u d e r a t kondensbildningen på i n s i d a n av det y t t r e g l a -set. Kondensbildningen kan uppträda e f t e r solbestrålning av bågen. Fukt t r a n s p o r t e r a s då från den y t t r e delen av bågen t i l l den i n r e . Om kondens-b i l d n i n g på i n s i d a n av det y t t r e g l a s e t s k a l l undvikas kondens-bör i n s i d a n av kondens- bå-gen målas med en så tät färg som möjligt. Mörka täckande färger absorberar mera strålningsenergi än l j u s a och bör därför undvikas om man önskar und-vika kondens på i n s i d a n av g l a s r u t a n på ytterbågen.
Dimensionsförändringar
S e l l s försök visade a t t mörkfärgade fönster i n t e har väsentligt större d i -mensionsändringar än vitmålade under förutsättning a t t mörkfärgade bågar t o r k a s ned t i l l den lägre fuktkvotsnivå som uppnås e f t e r en t i d i mörka fönster. I annat f a l l krymper v i r k e t i början av väderexponeringen, v i l k e t kan ge upphov t i l l betydande s p r i c k o r ( f i g u r 1 1 ) .
1 1 1 1
V i t a fönsterbågarM
/
v
j
r\ •
A :\
/k.
V \
V
Sv a r t a förjster •bags r^ %
-o c : ^ i -:c M-05 C OJuni Juli Aug. Sept. Okt. Nov. Dec. Jan. F«br Mars April Mq) Juni Juli Aug. Sept.
1971 1972 Figur 1 1 . Dimensionsförändringar hos s v a r t - r e s p e k t i v e vitmålade fönster
under angiven t i d s p e r i o d . Den r e l a t i v a dimensionsförändringen {€) gavs värdet n o l l v i d utgångsfuktigheten 12 % ( 1 3 ) .
I schweiziska rekommendationer för fönster anges a t t den maximala fuktkvot e n s k a l l vara 15 %, I Väsfuktkvotfuktkvotyskland rekommenderas likaså en maximal f u k fuktkvot -kvot på 15 %, Av S e l l s undersökning framgår a t t f u k t k v o t e n i mörkfärgade fönsterbågar är 9-11 % och 12-14 % i l j u s a bågar. Han föreslår därför a t t mörkfärgade fönsterbågar bör ha dessa låga f u k t k v o t e r v i d montering. Rim-l i g e n bör dock mörkfärgade fönsterbågar, vända mot o Rim-l i k a väderstreck, få v a r i e r a n d e f u k t k v o t . Denna rekommendation om låg f u k t k v o t måste därför va-ra svår a t t tillämpa i p r a k t i k e n .
17
Wengert (14) har föreslagit a t t den maximala yttemperaturen hos väderpå-verkat tr*å s k u l l e t a s fram genom beräkningar ur värmebalanser. Sådana enstaka värden ger dock bara begränsad i n f o r m a t i o n om det termiska b e l a s t -ningsförhållandet.
P e r m e a b i l i t e t
S e l l s försök visade v i d a r e a t t ånggenomsläppligheten hos ytbehandlingen hos bågträ utövar e t t s t o r t i n f l y t a n d e på de k o r t f r i s t i g a , m e l l a n f r i s t i g a och långfristiga fuktkvotsförändringarna och därmed på dimensionsförändr i n g a dimensionsförändr . E t t bdimensionsförändra mått på änddimensionsförändringadimensionsförändrna i f u k t i g h e t ansågs vadimensionsförändra s t a n d a dimensionsförändr d a v v i -kelsen ( s ) på den d a g l i g e n uppmätta f u k t k v o t e n över t i d s p e r i o d e n e t t år, se t a b e l l 4.
TABELL 4. Standardavvikelse hos f u k t k v o t e n i fönster-bågar av gran med o l i k a y t b e h a n d l i n g a r ( 1 3 ) . Obehandlat trä 4,0 - 5,0 % Trä med i c k e f i l m b i l d a n d e l a s y r 3,3 - 4,5 " Trä med f i l m b i l d a n d e l a s y r (40 p) 2,5 - 3,0 " Trä med täckande pigmenterad konst- 1,0 - 1,5 " h a r t s l a c k (doppgrundning +
för-l a c k e r i n g samt färdigför-lackering med s k i k t t j o c k l e k e n 80-100 ^ )
Trä med täckande pigmeterad konst- 2 % h a r t s l a c k (med s k i k t t j o c k l e k e n 60 \\)
Således är de d a g l i g a fuktkvotsförändringarna hos granträ ungefär t r e gånger större med i m p r e g n e r i n g s l a s y r än med y t b e h a n d l i n g a r med större s k i k t t j o c k l e k . För en l a s y r är v a r i a t i o n e r n a omkring 1,5 - 2 ggr större än
för en täckande behandling. T r o l i g e n förhåller s i g s v a l l n i n g s - och krymp-ningsrörelserna i bågträet på samma sätt.
Det är v i k t i g t a t t färgskiktet i n t e b l i r alltför t u n t . Därför bör inga skarpa kanter förekomma utan dessa bör avrundas t i l l diametrar större än 3 mm ( 2 2 ) .
S e l l anser a t t v i r k e för fönsterändamål borde d i m e n s i o n s s t a b i l i s e r a s för a t t minska sprickbenägenheten och b e l a s t n i n g e n på fogarna.
Haagen ( 3 ) anser a t t k o n s t r u k t i o n e r g r o v t kan delas i n i två g e n e r e l l a grupper:
Grupp 1: Innehåller a l l a k o n s t r u k t i o n e r som bör vara d i m e n s i o n s s t a b i l a under användningen. T i l l denna grupp hör t ex fönster.
Grupp 2: Omfattar a l l a k o n s t r u k t i o n e r som i n t e behöver d i m e n s i o n s s t a b i l i -seras och som under användningen kan tillåtas a t t svälla och krympa.
Beständigheten hos t r a n s p a r e n t a f e n o l - och alkydbaserade f i l m e r uppges kunna uppskattas ur deras v a t t e n a b s o r p t i o n och p e r m e a b i l i t e t ( 2 5 ) .
18
Tr'aslag
Träslaget har s t o r i n v e r k a n på fuktinnehållet ( 1 ) , s p e c i e l l t v i d i c k e vattentäta y t b e h a n d l i n g a r . Furu och rödbok b l i r t ex snabbt genomfuktade v i d en i c k e vattentät y t b e h a n d l i n g , medan M e r a n t i och Sipo bara b l i r något uppfuktade.
Äldringsbenäqenhet
Mätningar v i s a r a t t den åldringsberoende ökningen av fuktgenomsläpplighe-ten hos målat trä huvudsakligen beror på y t b e h a n d l i n g s t y p . 3u permeablare ytbehandlingen är från början, desto snabbare ökar vattenånggenomsläpplig-heten v i d utomhusexponeringen, se f i g u r 12. Detta beror på a t t svällnings-och krympningsrörelserna t i l l t a r v i d ökande fuktgenomsläpplighet, v i l k e t l e d e r t i l l a t t de mekaniska påfrestningarna på målningsfilmen t i l l t a r v i d åldring.
Ytbehandlingens u p p g i f t är a t t skydda träet mot snabba och k r a f t i g a f u k t -svängningar. Diffusionsmotståndet för vattenånga bör under bruksperioden vara så s t o r t som möjligt ( d v s under i n t e r v a l l e n mellan målningsrenove-r i n g a målningsrenove-r n a ) . Dessutom måste målningen vamålningsrenove-ra tät mot f l y t a n d e v a t t e n . Detta uppnås bara genom en tillräcklig s k i k t t j o c k l e k , v i l k e t för a l k y d h a r t s e r innebär minimum 40 ^ men h e l s t 100 j j . V i d laserande behandlingar kommer bara t j o c k s k i k t s l a s y r e r ifråga. V i d dessa l a s y r e r är d e t rådligt a t t för-bättra det r e l a t i v t r i n g a diffusionsmotståndet genom f u k t a v v i s a n d e förbe-h a n d l i n g a r ( g r u n d n i n g a r ) . Dessa grundbeförbe-handlingar bör tillföras så a t t de o m f a t t a r e t t inträngningsdjup på åtminstone 0,3 mm.
10 20 E x p o n e r i n g s t i d ( 1 0 . 9 . 7 1 t
30 månader n 1 5 . 6 . 7 4 )
Figur 12. Exponeringstidens i n v e r k a n på vattenånggenomsläppligheten hos en täckande y t b e h a n d l i n g ( 1 ) i jämförelse med
19 ÄNDTRÄBEHANDLING
M i l l e r ( 4 ) har i försök v i s a t a t t det är v i k t i g a r e a t t h i n d r a u p p f u k t n i n g v i a ändträ än a t t ytbehandla s i d o y t o r n a av båge och karmvirke i e t t föns-t e r . Lägsföns-ta fukföns-tinnehåll erhölls v i d ändföns-täföns-tning med s k blybaserad grund-färg.
Andersson-Burström (24) föreslår a t t fogar i träfönster bör utföras med fogmassa för a t t undvika kapillär vatteninträngning.
20
REFERENSER
(1) N i l s s o n , E., L i n d b e r g , B.:
Ytbehandling av trä. Del 3. Rapport T7-78. Nordiska I n s t i t u t e t för färgforskning. (2) N i l s s o n , E., Hansen, C :
Moisture movement i n p a i n t e d wood. Rapport T12-79. Nordiska I n s t i t u t e t för färgforskning.
(3) Haagen, H.:
P r o t e c t i o n of wood by c o a t i n g s . Farg och Lack Scandinavia 1/84. ( 4 ) N i l s s o n , E., Hansen, C :
Fukt och f u k t v a n d r i n g .
Färg och Lack Scandinavia 6/80. (5) Huldén, M., Hansen, C :
F u k t t r a n s p o r t i målat trä. D e l 1 . P e r m e a b i l i t e t - ändträbehandling. T7-81M 1981. Nordiska I n s t i t u t e t för färgforskning.
(6) Kunzel, H., Frank, W.:
Feuchtigkeitsprobleme b e i H o l z f e n s t e r n (2 T e l l e ) . Bau- und Möbelschreiner 24 (7,8):44-46, 38-40, 1969. (7) van der Leeuw, F., S a r i s , H.3.A.:
Schutz und A n s t r i c h von H o l z f e n s t e r n . Holz Z e n t r a l b l a t t 94 671-672, 1968. (8) Villiér, A.:
Problémes posés pour l e choix d'une f i n i t i o n sur b o i s . Trav. p e i n t . 24, 134-141, 1969.
(9) R i c h t e r , H.G., Schwab, E.: H o l z a r t e n f u r den Fensterbau.
Glas und Rahmen ( S c h e r n d o r f ) ( 1 1 ) : 586-598. (10) S e l l , J.:
Untersuchungen zur Optimierung des Oberflächenschutzes von Holzbau-t e i l e n . T e i l 1: BewiHolzbau-tHolzbau-terungsversuche m i Holzbau-t FensHolzbau-terrahmen-AbschniHolzbau-tHolzbau-ten. Holz a l s Roh- und W e r k s t o f f 40, 225-232, 1982.
(11) J a n o t t a , 0.:
Der E i n f l u s s des Farbtones und der Wasserdampfdurchlässigkeit von A n s t r i c h m i t t e l n auf d i e F e u c h t i g k e i t s v e r t e i l u n g i n Holz. Auswirkungen auf d i e Kondenswasserbildung an H o l z v e r b u n d f e n s t e r n .
Holzforschung und Holzwertung 3 1 , 1979. (12) M i l l e r , R., B o x a l l , J . :
The e f f e c t i v e n e s s of end-grain s e a l e r s i n improving p a i n t performance on softwood j o i n e r y .
21 (13) S e l l , 3.:
P h y s i k a l i s c h e Vorgänge i n wetterbeanspruchten Fensterrahmen aus F i c h -t e n h o l z .
EMPA-Bericht 214, 1984. (14) M e i r h o f e r , U., S e l l , J.:
P h y s i k a l i s c h e Vorgänge i n wetterbeanspruchten H o l z b a u t e i l e n 2. M i t t e i l u n g - Tragende H o l z b a u t e i l e im Freiem unter Dach.
Holz a l s Roh- und W e r k s t o f f 37, 227-234, 1979. (15) M e i r h o f e r , U., S e l l , J.:
P h y s i k a l i s c h e Vorgänge i n wetterbeanspruchten H o l z b a u t e i l e n 3. M i t t e i l u n g - Träger m i t d i r e k t o r Wetterbeanspruchung.
Holz a l s Roh- und Werkstoff 37, 447-454, 1979. (16) Wengert, E.M.:
P r e d i c t i n g maximum s u r f a c e temperatures o f wood. Forest Products J o u r n a l 15 ( 7 ) , 263-268.
(17) Bednar, H.:
A u s g l e i c h f e u c h t i g k e i t von Holz i n österreich. Cbl. Gesamt. Forstwes 93, 145-164, 1976. (18) Tsoumis, G.:
Estimated moisture content of a i r - d r y wood exposed t o atmosphere under s h e l t e r , e s p e c i a l l y i n Europe.
Holzforschung 18 76-81, 1964. (19) Wengert, E.M.:
P r e d i c t i n g average moisture content o f wood i n a changing environment. Wood & Fiber 7, 264-273.
(20) B i l l g r e n , G., Grönlund, A.: Träfönsters beständighet.
Svensk Byggtjänst. Rapport R12, 1977. (21) Bednar, H.:
Der p o t e n t i e l l e Abbau f r e i b e w i t t e r t e n Holzer durch P i l z e i n Österreich. C61 Gesamt Forstwes 93, 65-69. (22) Raknes, E.: O v e r f l a t e b e h a n d l i n g av vinduer. I n r e d n i n g s i n d u s t r i e n s forskningsgruppe. P u b l i k a s j o n nr 13, 1982. (23) Technische R i c h t l i n i e n f u r F e n s t e r a n s t r i c h e . 1975.
(24) Andersson, K.A., Burström, P.G.:
Byggforskningsrådet. Rapport R141, 1983. (25) Ashton, H.E.:
P r e d i c t i n g d u r a b i l i t y o f c l e a r f i n i s h e s f o r wood from basic proper-t i e s .
22
SUMMARY
The goal of t h i s l i t e r a t u r e study was t o compile t h e e x i s t i n g knowledge o f how t h e p e r m e a b i l i t y and w a t e r - r e p e l l e n c y of t h e c o a t i n g i n f l u e n c e t h e m o i s t u r e c o n d i t i o n s i n window frames. The l i t e r a t u r e study a l s o i n c l u d e s the temperature c o n d i t i o n s of windows as they s t r o n g l y a f f e c t t h e m o i s t u r e c o n t e n t of the wood.
D u r i n g the 60ies and 7 0 i e s , t h e o r e t i c and e x p e r i m e n t a l i n v e s t i g a t i o n s were made t o demonstrate t h a t t h e moisture content of window j o i n e r y mainly depended on the d i f f e r e n c e s i n the water vapour pressure o f t h e indoor c l i -mate and t h a t o f t h e outdoor c l i m a t e . This made water d i f f u s e a g a i n s t t h e c o l d e r s i d e o f the sash frame. I n s e v e r a l l a t e r works, however, i t has been s t a t e d t h a t moisture dynamics i n window j o i n e r y p r i m a r i l y depend on the i n t e n s i t y of t h e weather exposure. The weather exposure c o n s i s t of sev e r a l c l i m a t e elements depending on one another, aboseve a l l s o l a r r a d i a -t i o n , emission, a i r -tempera-ture, wind and r a i n .
I n a Swiss i n v e s t i g a t i o n one has shown t h a t s o l a r r a d i a t i o n on black window sashes gives r i s e t o a mean moisture content o f 11-12.8 % over a year w h i l e , on white sashes, the moisture content i s about f i v e u n i t s h i g h e r . With t h e same i n i t i a l moisture c o n t e n t (about 12 % ) i n black and w h i t e sashes, t h e black sashes were s h r i n k i n g and the white ones s w e l l i n g . The same p u b l i c a t i o n r e p o r t s measurements o f the moisture content i n
window sashes of spruce w i t h d i f f e r e n t c o a t i n g s . The standard d e v i a t i o n o f the d a i l y recorded moisture content d u r i n g a year was 4.0 t o 5.0 per cent f o r u n t r e a t e d wood, 3.5 t o 4.5 per cent f o r wood w i t h a non f i l m forming s t a i n and 2 per cent f o r wood w i t h an opaque pigmented a r t i f i c i a l r e s i n c o a t i n g ( w i t h a f i l m t h i c k n e s s of 60 ^ ) . An opaque pigmented c o a t i n g , t h u s , r e s u l t s i n the s m a l l e s t dimensional changes.
E n g l i s h works have, however, shown t h a t i t i s more i m p o r t a n t t o prevent a m o i s t u r i z i n g v i a t h e end-grain than t o t r e a t t h e s i d e s u r f a c e s o f t h e casement and t h e frame. This r e s u l t was v a l i d f o r permeable t r e e species l i k e p i n e .
The more permeable t h e c o a t i n g s are i n i t i a l l y , t h e f a s t e r t h e moisture p e r m e a b i l i t y increases a t outdoor exposure. This depends on h i g h e r moist u r e movemenmoists i n moist h e wood a moist i n c r e a s i n g p e r m e a b i l i moist y , which leads moist o i n -c r e a s i n g me-chani-cal s t r e s s e s on t h e -c o a t i n g s .
A c o a t i n g must a l s o be t i g h t a g a i n s t l i q u i d water. This i s obtained by a s u f f i c i e n t f i l m t h i c k n e s s ; f o r alkydes a minimum o f 40 ^, p r e f e r a b l y 100 ^. S t a i n s ought t o be combined w i t h a water r e p e l l e n t primer t o o b t a i n an acceptable t i g h t n e s s a g a i n s t l i q u i d water.
Detta digitala dokument skapades med anslag från
Stiftelsen Nils och Dorthi
Troédssons forskningsfond
TrätelcnikCentrum
Box 5609, 114 86 S T O C K H O L M Besöksadress: Drottning Kristinas väg 67 Telefon: 08-14 53 00
Telex: 14445 tratek s Telefax: 08-11 61 88 Huvudenhet med kansli
INSTITUTET FÖR TRÄTEKNISK FORSKNING
Äsenvägen 9, 552 58 JÖNKÖPING Telefon: 036-12 60 41 ISSN 0280-6789 Box 354, 931 24 SKELLEFTEÅ Besöksadress: Bockholmsvägen 18 Telefon: 0910-881 40 Telex: 65031 expolar s Telefax: 0910-889 88
