6
Fuktteori
Fuktkällor
Fukt i byggnaden kan ha flera olika orsaker i driftskede.
I ett område med stor nederbörd har placering, utseende och arkitektur stor betydelse. Blåst och slagregn gör att vatten kan tränga in i fasaden om den är oskyddad och otät.
Tak och liknande ytor som träffas av regn ska vara utformade så inte skador kan uppstå. Genomföringar och anslutningar ska utformas så att vatten inte leds in i konstruktionen.
Inverkan av markfukt beror på grundvattennivån och jordarternas egenskaper.
Markens fuktighet kan alltid antas vara hög, vilket måste beaktas vid projektering av golvkonstruktionen. Marken nära huset bör alltid luta ifrån huset.
Luft innehåller alltid en viss mängd vattenånga som är osynlig. Luftens absoluta innehåll av fukt brukar betecknas ånghalt och har enheten g/m³. Maximalt värde på ånghalten betecknas mättnadsånghalt (g/m³), och har ett direkt samband med luftens temperatur.
En varm luftvolym kan bära större mängd fukt än en kall luftvolym, det vill säga den varmare luftvolymen har en större mättnadsånghalt.
Byggfukt är fukt som uppstår under byggskedet. Det kan vara vatten som är bundet till olika material, tillsatt i olika processer eller nederbörd som fuktat upp byggmaterial. Byggfukt torkar vanligtvis efter att huset har börjat värmas upp och ventileras.
Genom att studera de ingående materialens jämviktsfuktkurvor kan man få en uppfattning om hur stor mängd byggfukt som behöver torka ut för att materialen ska komma i fuktjämvikt med sin omgivning. Ett nybyggt småhus med trästomme och betongplatta behöver torka ut ca 900 kg vatten, varav 200 kg från trästommen och 700 kg från betongplattan.
Mäta luftfuktighet
I regel är det svårt att direkt mäta luftvolymens aktuella ånghalt men det finns väl utvecklade mätmetoder för att mäta luftens relativa fuktighet. Relativ fuktighet (RF) är ett begrepp som används för att procentuellt beteckna hur aktuell ånghalt förhåller sig till aktuell mättnadsånghalt.
Vid känt värde av relativ fuktighet och luftvolymens temperatur kan aktuell ånghalt beräknas.
En luftvolym med en temperatur på 20 grader har en aktuell ånghalt (v) på 8 g/m³. Mättnadsånghalten (vm) för luft med temperaturen 20 grader utläses i tabell eller diagram till 17,3 g/m³.
Vad är den relativa fuktigheten?
Den relativa fuktigheten är:
8 g/m³ / 17,3 g/m³ = 0,46 = 46 %
Figuren nedan visar sambandet mellan relativ fuktighet (%), luftvolymens temperatur (°C) och aktuell ånghalt (g/m³).
Vad är luftvolymens ånghalt vid en temperatur på 20 grader och relativ fuktighet 50 %?
Luftvolymens ånghalt är 8,7 g/m³
Den relativa fuktigheten har en direkt påverkan på material och är en viktig parameter för tex fuktrörelse, korrosion, biologiska angrepp och värmeisoleringsförmåga.
Hur uppstår kondensation?
Daggpunkten uppstår då aktuell ånghalt är lika med mättnadsånghalten, det vill säga att relativa fuktigheten är 100 %. Vattenångan börjar då övergå i flytande form och kondens fälls ut. Kondensfenomen kan uppstå om luftvolymen når en yta som är kallare än luftens, dvs. där ytans mättnadsånghalt är lägre än luftvolymens aktuella ånghalt. Detta händer exempelvis på utsidan på en kall flaska som plockas ut från kylskåpet en sommardag. Det går att räkna ut vid vilken temperatur som kondens fälls ut. Detta benämns daggpunktstemperatur.
I vilken temperatur kommer daggpunkten att nås om lufttemperaturen är 20 grader och relativ fuktighet 50 %?
Vid 9 °C
I byggnadssammanhang kan kondensation ske exempelvis på fönster och yttre lager av isolerade konstruktioner, där yttemperaturen har nått daggpunktstemperatur.
Kondensation kan uppstå då fuktig inneluft går igenom otätheter i en välisolerad vägg och når kalla delar i väggens yttre lager. Men om kall uteluft strömmar in genom otätheter blir det ingen kondens.
För att kondensation ska uppstå under vintertid måste följande tre faktorer vara uppfyllda:
- inneluften är fuktig
- det råder invändigt övertryck (luften strömmar genom väggen från in- till utsidan)
- det finns luftotätheter
Det är viktigt att konstruktionen utformas så att fuktig luft undviks där kalla ytor kan förekomma genom god lufttäthet och god ventilation så att fukttillskottet är litet eller/och att huset ventileras med undertryck.
Fukt i luften inomhus och utomhus
Den relativa fuktigheten inomhus är normalt 30-50 procent, men kan stiga till 70 procent på sommaren och sjunka till under 20 procent på vintern. Styrande för den relativa fuktigheten inomhus är aktuell ånghalt eftersom temperaturen och därmed mättnadsånghalten är relativt konstant.
Fukt alstras i en byggnad med dess verksamhet. I en byggnad finns normalt ett fukttillskott från människor, växter och fuktalstrande verksamhet såsom matlagning, tvätt, duschande, bad med mera. Storleken på aktuell ånghalt inomhus bestäms i första hand av följande faktorer:
- Ånghalt i utomhusluften
- Fukttillförsel inomhus
- Ventilationens storlek (luftomsättningen)
Fukttillskottet betecknar skillnaden mellan ånghalten i inomhus- och utomhusluften.
Fukttillskott = Aktuell ånghaltinne – Aktuell ånghaltute
Exempel på relativ fuktighet i en bostad i Göteborg (fukttillskott ca 1,2 g/m3)
Den relativa fuktigheten utomhus bestäms främst av väderlek och varierar mellan årstider. På sommaren är avdunstningen hög och den aktuella ånghalten i luften stiger. Den varmare sommartemperaturen medför också att luftvolymens mättnadsånghalt ökar. På sommaren är den relativa fuktigheten normalt kring 60 - 70 procent, beroende på orten. Under vintertid är aktuell ånghalt lägre, men den svala temperaturen medför också en lägre mättnadsånghalt. Relativ fuktighet är normalt kring 80 - 90 procent under vintern.
Exempel på relativ fuktighet utomhus i Göteborg (Sveby klimatdata)
Fukttransport
När fukten väl är ett faktum kan den spridas vidare. Fukt transporteras in och ut ur material eller omlagras i material på huvudsakligen tre olika sätt:
Kapillärsugning, som uppstår då ett poröst material har kontakt med en fri vattenyta. Avgörande för kapillär stigning är materialets porsystem. Små porer klarar att suga vatten till större kapillära stighöjder än stora porer.
Drivkraft: Skillnad i vatteninnehåll.
Det är vanligt då material är i kontakt med mark. En betongplatta behöver skyddas med ett kapillärbrytande skikt till exempel grovt grus eller värmeisolerande material. Saltutfällningar på insidan av källarväggar är ett tecken på fukt från kapillärsugning.
Konvektion innebär att luften förflyttar sig och samtidigt för med sig sitt innehåll av vattenånga. Om luftströmmen kyls av kan stora mängder fukt kondensera. Detta är en snabb process.
Drivkraft: Skillnad i lufttryck.
I byggnadssammanhang behöver otätheter i klimatskalet och ogynnsamma tryckförhållande undvikas.
I de flesta byggnader är risken för fuktkonvektion störst i byggnadens övre delar där det råder ett invändigt övertryck. Ett vanligt problem är otäta vindsbjälklag där det på grund av tryckskillnader över bjälklaget strömmar fuktig luft upp i det kalla vindsutrymmet.
För att komma tillrätta med konvektion kan man bygga lufttäta konstruktioner med plastfolie eller vindtät väv, och täta alla genomföringar vid vägg- och takvinklar.
Diffusion, innebär att fukt vandrar från områden med hög ånghalt till områden med lägre ånghalt. Processen kan förenklat förklaras som att jämvikt eftersträvas. Diffusion är en långsam process. Det är en viktig mekanism för uttorkning.
Drivkraft: Skillnad i ånghalt.
Processen kan undvikas med en invändig plastfolie/ångspärr i klimatskalet som har ett högt ångmotstånd och skyddar mot diffusion och att fukt inte når kalla delar i konstruktionen. En förutsättning för detta är att inga andra täta material finns längre ut i konstruktionen.
Konsekvenser av fuktskador
En mängd byggnader drabbas av fuktskador varje år. Skadornas konsekvenser är mycket varierande. Ibland räcker det med ett mindre ingrepp i konstruktionen för att åtgärda problemet, medan andra fall kan innebära att byggnaden måste rivas. En allvarlig följd av fuktskador är mikrobiell påväxt som påverkar byggnadens brukare negativt.
Mögel innebär en påväxt som i sig inte påverkar materialets hållfasthet. Röta bryter successivt ned materialet. Mögelsporer finns i princip alltid i luften och därmed nästan alltid även på byggnadsmaterial. Mikrobiell tillväxt kräver tillgång till bl.a. näring, lagom temperatur och fukt. Även exponeringstiden är en viktig del för mikrobiell tillväxt. I diagrammet bredvid visas kritiska fuktillstånd för trä.
Även geografiska skillnader i temperatur och luftfuktighet kan påverka skaderisken för byggnader. Som exempel kan en uteluftsventilerad vind i södra Sverige drabbas av mikrobiell påväxt men förbli oskadad i norra Sverige.
Bilden visar varaktighet innan mögelpåväxt uppstår på trä vid olika temperaturer och relativa fuktigheter
Fuktrisker
Fasad
Tilläggsisolering av en byggnadsdel medför alltid att fukt- och energibalansen för byggnadsdelen kommer att påverkas. Ändringen i balansen kan komma att påverka byggnadsdelen negativt, vilket innebär att en noggrann analys av de nya förväntade förhållandena är nödvändigt innan utförande.
Frostsprängning
Fukttillståndet i fasadytan beror inte bara på regnbelastningen. En välisolerad fasad har ett lågt värmeflöde, och yttemperaturen på fasaden sjunker, vilket påverkar fukttillståndet. Vid tilläggsisolering på en redan relativt normalisolerad vägg påverkas yttemperaturen i mindre grad. Temperaturskillnaden blir större vid jämförelse av en från början oisolerad yttervägg (t.ex massiv tegelvägg) som tilläggsisoleras. Fukt utifrån t.ex. från slagregn torkar inte ut lika fort som tidigare av värmetransport inifrån. Vid fasader av puts eller tegel finns det risk för frostsprängning om kritiska fukttillstånd avseende detta överskrids för respektive material.
Biologisk påväxt
Ett minskat värmeflöde medför även en ökad risk för biologisk påväxt (alger och mögel). Om påväxt uppstår beror det också på fler parametrar såsom klimat, fasadens ytabsorption och värmekapaciteten hos den yttre delen av väggen. På en fasad med liten värmekapacitet i det yttre fasadskiktet kommer temperaturen vid klara nätter att bli lägre än utetemperaturen, och risken för ytkondensation ökar. Ett typiskt exempel på detta är en målad träfasad, där fasaden är kraftigt missfärgad av alg- och mögelpåväxt. Rena stråk kan ses vid spikläkt, som både ökar värmeledningen och medför en lokalt högre värmekapacitet.
Vind
Att tilläggsisolera vinden kan verka vara ett enkelt och snabbt sätt att spara energi men kan innebära risk för mögel om det inte görs på rätt sätt. Uteluftsventilerade vindar med välisolerade vindbjälklag medför att temperaturen på vinden närmar sig uteluftens temperatur med hög relativ fuktighet under vintern. Klara, kalla nätter kan dessutom leda till ytterligare nedkylning av taket, med risk för kondensation mot insidan av yttertaket. Ett luftläckage i vindsbjälklaget kan direkt orsaka fuktskador på grund av den ökade fuktbelastningen. Sådan fukt är svår att ventilera bort eftersom uteluftens fuktupptagande förmåga är mycket begränsad vintertid. Det är därför av stor vikt att vindbjälklaget är lufttätt. Kritiska punkter för vindbjälklagets lufttäthet är ofta genomföringar såsom eldosor och vindsluckor.
Fönster
Kondens på utsidan
På välisolerade fönster i lågenergihus kan det under vår och höst bildas kondens på utsidan av fönstret. Detta leder inte till några fuktproblem utan har bara en estetisk påverkan. Fenomenet kan undvikas om utstrålningen till himlen förhindras med skärmtak markiser eller liknande arkitektoniska arrangemang.
Kondens på insidan
Invändig kondens på fönster är ofta ett tecken på ett högt fukttillskott och/eller dålig ventilation i byggnaden. Genom att se till att övertryck inte råder i byggnaden kan det undvikas att fuktig luft tränger ut i byggnadens olika konstruktioner där den kan kondensera och orsaka fuktproblem.
Invändig och utvändig tilläggsisolering
Det kan behövas en tilläggsisolering för att minska en byggnads energibehov och förbättra den termiska komforten. En tilläggsisolering av befintlig konstruktion kan genomföras på olika sätt, invändigt eller utvändigt samt ibland även inuti konstruktionen. Alla systemen sänker energianvändningen medan fuktförhållandena förändras på olika sätt.
I en oisolerad vägg av ett skikt är värmeflödet mellan inomhus och utomhus homogent.
Vid tilläggsisoleringen på utsidan av en befintlig yttervägg kommer hela den befintliga väggkonstruktionen att bli placerad innanför isoleringen. Värmeflödet genom väggen minskar och den befintliga väggkonstruktionen/stommen blir varmare och därmed torrare. Risk för kondensation minskar.
Fördelar av uppbyggnad med utvändigt isolerad stomme kan även appliceras vid nyproduktion. Köldbryggors inverkan på energianvändning kommer i de allra flesta fall att minska, då dessa numera kommer att vara placerade i en varmare del av konstruktionen.
Invändig tilläggsisolering innebär att isoleringen monteras på insidan av ytterväggen. Fördelarna med denna isolering är att fasadens kulturhistoriska värde bevaras. Då isoleringen reducerar värmeflödet kommer den befintliga väggkonstruktionens temperatur att sjunka, vilket kan medföra förhöjda relativa fuktigheter i väggkonstruktionen. Bjälklagsinfästningar och anslutningar mellan innervägg och yttervägg gör att kontinuitet i den invändiga tilläggsisoleringen inte är möjlig.
De köldbryggor som fanns innan tilläggsisoleringen kan komma att förstärkas och nya kan bildas. Vid invändig tilläggsisolering bör man noggrant se över hur fuktförhållanden påverkas i konstruktionen genom att en fuktsäkerhetsprojektering utförs. Befintlig konstruktion och ingående materialegenskaper måste klargöras.
Ett exempel är den ofta mögelluktande 70-talsgillestugan.
Enstegs- och tvåstegstätade fasader
Enstegstätad fasad
När man bygger enstegstätade fasader läggs putsen direkt på isoleringen. Konstruktionen gör att vatten kan tränga in i väggen via sprickor (kapillärkrafter) vid fuktigt väder och regn. Väggen ventileras inte tillräckligt effektivt eftersom det saknas en luftspalt. Fukten gör att konstruktionen angrips av mögel och i värsta fall röta.
Tvåstegstätad fasad
En tvåstegstätad fasad kan se precis likadan ut som en enstegstätad, men den har en luftspalt på 15-30 mm där fukten ventileras ut istället för att tränga in i väggkonstruktionen. Viktiga detaljer är fönsterbleck, infästningar och genomföringar som behöver utformas rätt och vara täta för att undvika läckage. Fönsterblecksgavel med anslutning till vägg måste konstrueras korrekt. Vid renovering är det inte säkert att det ursprungliga fönsterblecket eller infästningen var rätt utförda, eller passar med fasaden. Bedömningar måste göras från fall till fall.
Fuktsäkra byggnader
För att undvika fuktproblem i byggnader behövs noggrann planering, och projektering som ligger till grund för väl utfört genomförande i byggprocessen. Detta gäller för alla typer av byggnader, men är extra viktigt i lågenergibyggnader där felmarginalerna är mindre. Vid korrekt utförande kan dessa fel förhindras och en fuktsäker byggnad erhållas.
Vid byggande av nya byggnader finns större frihet när det gäller att konstruera för att förebygga och minimera olika typer av fuktskador. Vid renovering kan kompromisser behövas vilket ställer större krav på konstruktören när det gäller att förebygga fuktproblem.
För byggprojektet rekommenderas att en fuktsakkunnig anlitas och att en fuktsäkerhetsmetod används genom hela processen till exempel Bygga F.
Lågenergibyggnaden är mindre tolerant mot fel.
Dra åtgärden till det fall där risken är som störst:
Risker
Risker
Åtgärd
Fuktsäkerhetsprojektering
Byggnader ska utformas så att varken konstruktionen eller utrymmen i byggnaden kan skadas av fukt. Under projekteringen ska material, produkter och byggnadsteknik väljas så att fukttillståndet i byggnadens olika delar inte överskrider kritiska värden.
Redan vid projektering är det viktigt att ta hänsyn till den fuktbelastning som förväntas uppkomma i byggnaden. Det är stor skillnad på fukttillskott i t.ex en simhall och en kontorsbyggnad. Ventilationsanläggningen ska bland annat dimensioneras med ett luftutbyte som gör att fukttillskottet begränsas. Ett svagt undertryck bör finnas i byggnaden för att minimera fuktkonvektion genom klimatskalet.
Vid utformning måste geografiska skillnader beaktas. En oskyddad fasad i ett slagregnstätt område utsätts för kraftig utifrån kommande fuktbelastning. Även geografiska skillnader i temperatur och luftfuktighet kan påverka skaderisken för byggnader. Som exempel kan en uteluftsventilerad vind i södra Sverige drabbas av mikrobiell påväxt men förbli oskadad i norra Sverige.
Vatten kan upptas och bindas i material på olika sätt. Det kan vara kemiskt bundet (ej förångningsbart) eller fysikaliskt bundet (förångningsbart). Kemiskt bundet vatten finns i betong, där det har blivit en del av materialet och inte längre räknas som fukt. Fuktmängden i ett material har ett direkt samband med relativ fuktighet i omkringliggande luft. Varje typ av material har sitt unika samband, vilket brukar åskådliggöras i materialets jämviktsfuktkurva.
Byggnadsmaterial är mer eller mindre känsliga för fuktpåverkan. Kritiskt fukttillstånd för ett material kan definieras då en egenskap eller funktion inte uppfylls. För mikrobiell påverkan är fukttillståndet kritiskt då tillväxt sker. Annan påverkan kan t.ex vara fuktbetingade rörelse eller korrosion.
Vid projekteringen måste materialval göras utifrån rådande förutsättningar. Begär värden på kritiska fukttillstånd från materialleverantören och om värden saknas för materialet eller produkten så ska en relativ fuktighet (RF) på 75 procent användas som kritiskt fukttillstånd (BBR 6:52).
Vid byggnad av nya byggnader och även vid renovering är det viktigt att noggrant beakta förväntade fukttillstånd i konstruktionen. Fukttillståndet ska beräknas utifrån de mest ogynnsamma förutsättningarna.
Beräkningar bör genomföras för icke stationär temperatur- och fukttransport på ytan respektive inuti en konstruktion för flera år framåt. Man kan då bedöma risken för höga relativa fuktigheter på olika nivåer i ingående material.
En viktig faktor i lågenergibyggnader är byggnadens täthet. Vinsten av en tät byggnad är förutom mindre energianvändning också bättre termisk komfort, kontrollerad ventilation och att fuktkonvektion förhindras. Exempelvis kan ett luftläckage i klimatskalet i en simhall få förödande konsekvenser.
Det är viktigt att konstruktionen utformas så att inomhusluften med hög ånghalt hindras att nå kalla delar till exempel i en välisolerad vägg. Detta kan göras med en invändig ångspärr/plastfolie i klimatskalet.
Ångspärren/plastfolien behöver placeras en bit in i väggen för att undvika risk för punktering då tavlor och hyllor sätts upp. Hur långt in i väggen avgörs med hänsyn till konstruktionens värmemotstånd. En tumregel är att ångspärren/plastfolien maximalt får placeras in 1/3 av väggens totala värmemotstånd (avser byggnader med låg fuktproduktion). Fuktsakkunnig kan avgöra korrekt placering.
Fuktsäkert genomförande
Våta byggmaterial såsom betong måste kunna torka ut innan en tät beläggning läggs på. I ett välisolerat och tätt klimatskal blir värmeflödet genom konstruktionsdelar lågt vilket medför att inbyggd fukt tar lång tid att torka. Risk finns att skador med mikrobiell tillväxt (mögel) uppstår innan fukten hunnit torka ut. Vidare kan en rad termiska egenskaper förändras hos isolering och andra byggmaterial när de blir fuktiga. Värmeledningsförmågan ökar och ett fuktigt byggmaterial isolerar därför sämre än ett torrt. Mycket energi kan gå åt under torkningen.
För att förhindra att onödig mängd byggfukt uppkommer ska byggmaterial täckas under byggtiden. Att uppföra byggnaden under ett väderskydd medför en ökad säkerhet mot uppfuktning av material och konstruktioner och bör planeras redan i projekteringsskedet. Idag finns företag som erbjuder olika ”tältlösningar” för byggarbetsplatser. Byggande med väderskydd medför även en bättre arbetsmiljö för yrkesarbetare, vilket indirekt kan påverka byggtid, ekonomi och kvalité positivt.
För att kontrollera rådande förhållanden på byggarbetsplatsen kan fuktmätningar utföras. Fuktmätningar kan göras dels för att kontrollera klimatet för uttorkning och dels riktat mot material. För uttorkning av byggfukt (byggtorkning) krävs ett klimat som medger uttorkningsmöjlighet. Mätlogger för relativ fuktighet och temperatur kan användas för att följa uttorkningsklimatet. För att beräkna fukttillskottet i byggnaden måste även uteklimatet loggas.
Vid en täthetsprovning av en ny byggnad kontrolleras att byggnaden uppfyller de projekterade värdena för luftläckage. Täthetsprovning i befintlig bebyggelse (och speciellt äldre byggnader) används inte för att verifiera projekterade värden, då dessa ofta saknas, utan för att hitta och verifiera olika åtgärder som minskar energianvändningen. Det är då viktigt att se över ventilationen i samband med dessa tätningsåtgärder.