Krav til z-værdi i tæthedsplanet i lette ydervægge med biogene materialer ved forskellige fugtbelastningsklasser: Materialeparametres betydning for anvendelse i fugttekniske robuste konstruktioner

Requirements for z-value in the density plane in lightweight external walls with biogenic materials at different moisture load classes

Hofmann, Lars

4. semester

Master i Bygningsfysik

2024

2024-06-06

51

Danmark har et mål om at reducere CO2-udledningen frem mod 2030. Et af virkemidlerne er at kræve livscyklusberegninger af bygningers klimaaftryk, og bygningsreglementet sætter grænser for, hvor meget CO2 en bygning over 1000 m² må udlede over sin levetid. Fordi biogene materialer som træ optager CO2 under væksten og fungerer som et midlertidigt lager i bygningens levetid, er interessen for at bruge dem steget som alternativ til mere energitunge materialer. Samtidig skal lette konstruktioner som træskeletvægge fortsat være fugtteknisk robuste, hvilket traditionelt er løst med mineraluldsisolering og membraner i tæthedsplanet (den luft- og damptætte inderside). Formålet med rapporten er at fastlægge, hvilken vanddampdiffusionsmodstand der kræves i tæthedsplanet og i vindspærren (den ydre lag bag regnskærmen) i en traditionel træskeletvæg, når forskellige biogene isoleringsmaterialer anvendes. Der er udført hygrotermiske simuleringer (kombineret varme- og fugttransport) af en let ydervæg med mineraluld i fugtbelastningsklasse 1, 2 og 3 for at bestemme mindstekravene til diffusionsmodstand i vindspærre og tæthedsplan. Herefter udskiftes isoleringen til biogene materialer for at undersøge, om balancen mellem vindspærre og tæthedsplan er den samme. Der undersøges også, om kravene ændres, når U-værdien (varmetab) reduceres fra 0,15 til 0,10 W/m²K. Konstruktionens fugtsikkerhed vurderes mod LIM-kurver for 4, 8 og 16 dage (grænser for skimmelvækst over kortere perioder). Derudover belyses andre forhold, der kan påvirke fugtniveauerne, herunder vindspærrens termiske modstand og ventilationen i hulrummet mellem regnskærm og vindspærre. Beregningerne viser, at det teoretisk er muligt at anvende biogene isoleringsmaterialer og samtidig opnå en fugtteknisk robust konstruktion. For konstruktioner med U-værdi 0,10 W/m²K ligger den nødvendige vanddampdiffusionsmodstand i tæthedsplanet mellem 8 og 13 GPa s m²/kg, mens vindspærren kan have en værdi omkring 1 GPa s m²/kg. Resultaterne indikerer også, at andre materialeegenskaber ved vindspærren samt ventilationsniveauet i det ventilerede hulrum har betydning for fugtforholdene og dermed for de nødvendige diffusionsmodstande.

Denmark aims to cut CO2 emissions by 2030. One measure is to require life-cycle climate assessments of buildings, and the building code sets lifetime CO2 limits for buildings over 1000 m². Because biogenic materials such as wood absorb CO2 during growth and store it during use, there is increased interest in them as alternatives to more energy-intensive materials. At the same time, light constructions like timber-frame walls must remain moisture-safe, which has traditionally been achieved with mineral wool insulation and membranes forming the airtight layer on the interior. This report investigates the water vapour diffusion resistance needed in the airtight layer and the wind barrier (the outer layer behind the rainscreen) of a traditional timber-frame wall when different biogenic insulation materials are used. Hygrothermal simulations (coupled heat and moisture transport) are performed on a light external wall with mineral wool in moisture load classes 1, 2, and 3 to determine minimum diffusion resistance for the wind barrier and the airtight layer. The insulation is then replaced with biogenic materials to examine whether the same balance between wind barrier and airtight layer applies. The study also tests whether requirements change when the U-value (rate of heat loss) is reduced from 0.15 to 0.10 W/m²K. Moisture safety is assessed against LIM curves for 4, 8, and 16 days (limits indicating mould growth risk over short periods). Additional factors that may affect moisture conditions are examined, including the wind barrier’s thermal resistance and the ventilation of the cavity between the rainscreen and the wind barrier. The results indicate that it is theoretically possible to use biogenic insulation materials and still achieve a moisture-robust design. For walls with a U-value of 0.10 W/m²K, the required water vapour diffusion resistance of the airtight layer lies between 8 and 13 GPa s m²/kg, while the wind barrier can be around 1 GPa s m²/kg. Calculations also show that other wind barrier properties and the ventilation level in the ventilated cavity influence moisture performance and thus the required diffusion resistances.

[Dette resumé er omskrevet med hjælp fra AI baseret på projektets originale resumé]

Download
Vis denne rapport i AAU Studenterprojekter