Grundläggande byggteknik – Lite fuktteori

Ur Hus&Hälsa-kampanjen
Ånghalt, relativ fuktighet, RF
Luften ute, inne och i porösa material innehåller alltid en viss mängd vattenånga. Mängden vattenånga benämns ånghalt och anges i sorten kg/m3. Den mängd vattenånga som luften maximalt kan innehålla vid en viss temperatur kallas mättnadsånghalt. Mättnadsånghalten ökar vid högre lufttemperaturer. Ju varmare luften är desto mer vatten kan den innehålla.

För att uttrycka ett aktuellt fukttillstånd anger man den relativa fuktigheten. Den relativa fuktigheten, RF, är kvoten av den aktuella ånghalten och mättnadsånghalten vid den aktuella temperaturen.

Med kännedom om fukttillståndet, d v s den relativa fuktigheten och temperaturen, kan man bl a bedöma risk för mögelangrepp. Man kan också bedöma hur mycket vattenånga luften kan ta upp innan den blir mättad eller konstatera om temperaturen kan sänkas utan risk för utfällning av vattenånga.

Ånghalten i utomhusluften varierar över året. Den varierar även mellan södra och norra delarna av landet. Ånghalten är lägst på vintern ca 2-4 g/m3. På sommaren då avdunstningen från mark och sjöar är stor är ånghalten högre, ca 7-10 g/m3 högre. Genom att temperaturen är högre på sommaren kommer den relativa fuktigheten utomhus i genomsnitt att vara lägre än på vintern.

Den relativa fuktigheten inomhus beror dels på ånghalten utomhus och dels på hur mycket fukt vi producerar själva i form av tvätt, dusch o s v inomhus. Skillnad i ånghalt ute och inne, räknat som medelvärde över längre tidsperioder, brukar normalt vara 1-4 g/m3 Den bör heller inte vara större. Fukttillskottet i inomhusluften är en funktion av våra boendevanor och hur väl ventilationen fungerar. Vid stor luftomsättning vädras en stor del av fukttillskottet ut. Som dimensionerande förutsättning för ventilationsanläggningar föreskrivs därför emellanåt en maximalt accepterad skillnad i ånghalt mellan ute- och inomhusluften.

Ur ByggaBo-dialogen
Om fuktig luft kondenserar i byggnadsdelar kan det leda till fuktskador. Om man förstår hur kondens uppstår är det lättare att undvika skadorna.

Varför bildas det imma på glasögonen?
Om du kommer in i huset en kall vinterdag blir glas­ögonen immiga. Varför? Kall luft kan inte innehålla lika mycket vattenånga som varm. Den varma luft som kommer i kontakt med glasögonen kyls av, och en del av luftens ånga kondenserar då som små vattendroppar på den kalla ytan. När glasögonen värmts till inomhusluftens temperatur, försvinner imman.

Varför bildas det inte rimfrost på alla rutor?
Detta är en vanlig situation efter en klar, kall natt: Framrutan har fått kondens så att det där har bildats rimfrost. Men det har inte hänt på sidorutorna. Förklaringen är att de ytor som vetter mot kalla rymden förlorat mer i värmestrålning än sidorutorna. Framrutan, som är mer horisontell, har kylts ner mer och där har bildats kondens.

Varför bildas det imma på rutornas insida?
När man sätter sig i den kalla bilen blir det kondens på insidan av alla rutor. Det beror på att rutorna nu är kallare än luften inuti bilen, och att fukten i utandningsluften och fukten från kläderna kondenserar mot de kallare ytorna. För att slippa imman kan man:
• ventilera, dvs sänka luftens ånghalt
• sätta på värmen så att varm luft strömmar över framrutan
• sluta andas och lägga våta kläder i bakluckan.

Hur slipper man kondens på köksfönstret?
Kalla vinterdagar blir det ofta kondens nederst på fön­stret i köket. Detta eftersom temperaturen på fönstrets nedre del är lägre än inneluftens daggpunkt. Vad ska man göra för att slippa kondens på köksfön­stret:
• Ventilera bättre för att sänka inneluftens fuktighet.
•  Höja temperaturen på fönstret. Det kan ske genom att man byter till bättre fönster (treglas, isolerrutor, gasfyllda) eller genom att man riktar luftströmmen från radiatorn upp mot fönstret.
•  Minska fuktavgivningen inne; sätta på spisfläkten vid matlagning (särskilt vid långkok), städa med torra metoder och sluta torka tvätt inomhus.

Ur Hus & Hälsa
Fuktkvot
I porösa material dvs i de flesta byggnadsma­terial utom metaller och vissa plaster finns vatten. Vattnet finns bundet till dels den fasta massan, dels i materialets porer. Vattnet kan vara kemiskt eller fysikaliskt bundet till byggnadsmaterialet. Byggtekniskt är det i första hand det fysikaliskt bundna vattnet som är av intresse. Det är det vatten som kan för­ångas. Det råder alltid en viss balans mellan fukt i material och fukt i omgivningen. Mate­rialet tar upp vatten från omgivningen, upp­fuktning, eller avger vatten, uttorkning, eller är i jämvikt med omgivningen. Omgivningen kring ett material har således en avgörande betydelse för hur snabbt och hur mycket vatten som upptas eller avges.

I ett fullständigt vattenmättat material inne­håller den fasta massan, tex cellväggen i trä, så mycket vatten dess material kan innehålla. Porerna är dessutom till stor del fyllda med fritt vatten. Den luft som dessutom finns i porerna har 100% RF. När materialet torkar ut försvinner först det fria vattnet i de större porerna. Därefter minskar fukten i de mindre porerna och samtidigt i den fasta massan. Samtidigt börjar också luftfuktigheten i porer­na att sjunka. Det kemiskt bundna vattnet kommer i vissa material t ex betong alltid att finnas kvar.

Den totala fuktmängden i materialet anges ibland somfuktkvot. Fuktkvoten är kvoten mellan vattnets vikt i det fuktiga materialet och det torkade materialets vikt.

Virke som har legat ute och blötts upp kan ha en fuktkvot över 30-35%. Nygjuten betong kan ha en fuktkvot på 10-12%.

Hur sambandet är mellan fuktkvoten och relativa fuktigheten i olika porösa material visas i s k sorptionskurvor.

För att få direkt information om hur mycket fukt en konstruktion innehåller an­vänds även begreppetfukthalt. Detta anger hur många kilo vatten det finns i en kubikmeter material.

Uttorkning
Ett nygjutet 20 cm mellanbjälklag av en nor­mal betongkvalitet innehåller ca 36 liter vatt­en/m2. Vid härdningen binds ca 12 liter ke­miskt till cementen. Ungefär 6 liter vatten kommer alltid att finnas i betongen så länge den befinner sig i ett normalt inomhusklimat kring 20 °C och RF på 40-50%. Det innebär att hälften av den ursprungliga mängden ska torka ut, dvs 18 liter, innan betongen befinner sig i jämvikt med den omgivande luften. Mellan­bjälklaget har då en relativ fuktighet på 40-50% RF. Detta tar normalt flera år och är svårt att påskynda. Detta gäller också under förut­sättning att betongen är helt fri ifrån färg och annat som kan hindra uttorkningen.

Man kan fråga sig hur dessa ungefär 2 tiolitershinkar med vatten ska kunna ta sig ut ur betongen? Vattnet transporteras bort ur betongen som vattenånga. Drivkraften för ångtransporten är skillnaden i ånghalt i betong­ens porer och omgivningen. Ångtransporten går från högre ånghalt till lägre. Så länge luften i betongen innehåller mer vattenånga per volymsenhet än den omgivande luften kommer vattenmolekylerna att röra sig mot den omgivande luften. Uttorkning av betong går snabbast i början så länge ytan är blöt. Då bestämmer avdunstningshastigheten vid ytan uttorkningen. Transporten inuti materialet sker i detta skede i vätskefas, ett relativt snabbt transportsätt. Ett varmt och välventilerat in­neklimat påskyndar uttorkningen, genom att omgivningens luft har låg ånghalt.

När fukttransporten fram till ytan inte längre förmår hålla ytan våt går det långsam­mare. Ångtransporten i materialet blir då be­stämmande för uttorkningshastigheten. Tork­ningshastigheten avtar alltmer ju längre väg vattenmolekylerna har att vandra genom materialets porer. Denna torkhastighet är svår att påverka.

Betongen ser torr ut på ytan så snart ytskik­tet torkat ut så mycket att ingen vätsketrans­port längre sker. Men det tar åtskilliga veckor innan den relativa fuktigheten ens sjunker under 100 % en bit ner i betongen. Om man i det läget lägger ett tätt ytskikt på betongen kommer ytan återigen att fuktas upp genom att plattans fukt fördelar sig lika i konstruktionen.

(Eget tillägg: En god uppfattning om beräknad uttorkningstid för betong får man genom Chalmersprogrammet – TorkaS. Se http://www.fuktcentrum.lth.se/index.php?id=20446)

Fuktkvoten i nyavverkad furu och gran är i splinten över 100% och ca 40-50% i kärnan. Vid torkning avgår först det fria vattnet i fibrernas ihålighet. Därefter, när fuktkvoten når fibermättnadsgränsen, ca 25-30% fuktkvot, lämnar det bundna vattnet i cellväggarna träet och det börjar att krympa. Trävirke tar upp vatten olika fort i olika riktningar. Mest vatten suger virke i ändträt dvs i fiberriktningen. Ändträet suger tio gånger mer än den mest sugande flatsidan. Virkets sughastighet på flatsidorna motsvarar ca 1 mm nederbörd varje dag. Ytterligare regn rinner av. För att få stora mängder fukt att tränga in i virket fordras att det har kontakt med vatten en längre tid. Värst är blötsnö och vattensamlingar. Olika träslag suger olika mycket vatten. Gran har i förhållande till furu en lägre vattenupptagningsförmåga både i kärna och splint. Furu suger ungefär 10 gånger så mycket i splinten som i kärnan.

Blånadsvampar öppnar vägar mellan cellerna, så att vatten har lättare att tränga in. Upptagningen av vatten i blånat virke når också till större djup än normalt, varför uttorkningen av nedfuktat blånat virke tar längre tid.

På samma sätt som för betong avgår fukt från virket snabbt så länge ytan är fuktig. När virkesytan torkat går torkförloppet långsammare. Torkningen tar tid och den är svår att påskynda. Dimensionen har stor inverkan. 25 mm virke torkar fyra gånger fortare än 50 mm virke. Om uttorkningen endast går i en riktning förlänger detta uttorkningen fyra gånger. Det gäller t ex en 50 mm syll som byggs in på tre sidor. Den torkar lika långsamt som ett 100 mm tjockt virke som kan torka åt två håll.

En kortvarig by med blötsnö, t ex 5 mm nederbörd, kan vid olämpliga temperaturförhållanden bli liggande kvar så länge att hela vätskemängden hinner tas upp av virket. Detta kommer att ta ca en månad och kommer att höja fuktkvoten ca 20% om virket är 50 mm tjockt och får ta upp fukt från en sida.

Det kan ta uppemot fyra månader efter att taket kommit på plats innan en kraftigt uppfuktad syll med ca 30% fuktkvot kan komma ner emot 20%.
(Egen reflektion: Och då är möglet gott och väl etablerat. Läs även artikeln om möglande syllar: https://nyttochviktigt.byggutbildarna.com/wp-admin/post.php?post=171&action=edit)

Nästa gång: Fuktens rörelser