4 KRITISKE FUGTFORHOLD
For højt fugtindhold i materialer og konstruktioner kan medføre skader, fx nedbrydning af materialer, opbuling af gulve eller manglende vedhæftning af maling. Også i den færdige bygning kan for højt fugtindhold give problemer, fx skimmelvækst på fugtige overflader.
Fugt er en væsentlig faktor for nedbrydning af mange byggematerialer. For at undgå problemer skal fugtindholdet være under en vis kritisk værdi, hvis størrelse afhænger af den aktuelle konstruktion, de anvendte materialer og de mulige nedbrydningsmekanismer. Eksempler på fugtbetingede nedbrydningsmekanismer er:
- Fugtdeformationer. Fugtdeformationer forekommer i mange porøse materialer – især i træbaserede materialer – som følge af ændringer i fugtindholdet. Fugtdeformationerne betegnes henholdsvis svind (volumenreduktion) og kvældning (volumenforøgelse). Volumenforøgelser kan medføre store kræfter ved udvidelse, fx af træ.
- Frostskader. Uorganiske materialer med porer (eller revner), som er eksponeret til det fri, er udsat for frostskader, hvis fugtindholdet er over et kritisk niveau, og temperaturen kommer under frysepunktet. Ved frysning udvider vand sit volumen med 9 %, og det kan medføre, at vandfyldte materialer frostsprænges.
- Korrosion. Korrosion er nedbrydning af metaller ved kemisk reaktion med omgivelserne.
- Saltskader. Saltskader kan fx opstå i murværk og beton. Vandopløselige salte kan med vandet suges op i porøse materialer, fx murværk. Når vandet fordamper, udfældes (krystalliserer) saltene. Når saltene krystalliserer, sker det typisk under volumenforøgelse, som kan medføre afskalninger, fx på puds, tegl og fuger. I beton kan salte (primært natriumklorid og calciumklorid) initiere rustdannelse (og dermed rustsprængninger), hvis de når ind til armeringsjernet.
- Biologisk nedbrydning. Træbaserede materialer er ofte udsat for biologisk nedbrydning, som primært skyldes trænedbrydende svampe, som nedbryder cellulosen i materialet, hvilket kan have store konsekvenser for styrke og stivhed i de angrebne trækonstruktioner.
Bygningsreglement 2018 stiller krav om, at der ved planlægning, projektering, udbud og udførelse af bygningskonstruktioner skal træffes foranstaltninger, som sikrer forsvarlig udførelse.
Bestemmelsen skal bl.a. sikre, at der hverken indbygges materialer, der er så fugtige, at de kan forårsage skimmelvækst, fx våde, fugtfølsomme materialer eller materialer, som allerede har skimmelvækst. Indbygges der fugtige materialer, fx beton, skal det sikres, at disse ikke medfører opfugtning af fugtfølsomme materialer, fx ved anvendelse af fugtspærre. Tilsvarende skal det sikres, at konstruktionerne udformes, så der ikke sker opfugtning i brugsfasen. Årsagen er, at skimmelvækst forårsager dårligt indeklima, som kan medføre sundhedsproblemer.
4.1 Fugtbetingede nedbrydningsmekanismer
4.1.1 Opfugtningsperiode
Selvom der for mange materialer og konstruktioner kan fastsættes et kritisk fugtindhold, skal man være opmærksom på, at eksponeringstiden ofte spiller en rolle for funktionsevnen/nedbrydningen.
Malebehandling på for fugtigt underlag vil umiddelbart give dårlige resultater. Derimod vil trækonstruktioner ikke umiddelbart blive nedbrudt, når de i kortere perioder udsættes for højt fugtindhold i omgivelserne – her kræves opfugtning i en vis tid, før nedbrydning finder sted.
Der er ikke generelle regler, men man må i hvert enkelt tilfælde overveje, hvor lang tid der skal til, før eksponering medfører risiko for skadelig nedbrydning.
4.2 Korrosion
Korrosion af ubehandlet metal skyldes, at metallets overflade går i kemisk forbindelse med en iltholdig elektrolyt (et materiale, som muliggør en kemisk proces), fx vand. Høj relativ fugtighed kan også initiere korrosion. Korrosion kan bremses ved at hæmme ilttilførslen. Nogle korrosionsprodukter fylder mere end det oprindelige metal – jerns oxidationsprodukt, rød rust, fylder eksempelvis fire gange mere end jern, hvorfor der kan forekomme rustsprængninger i beton, hvis armeringen korroderer. Det kritiske fugtniveau for metaller angives som den relative luftfugtighed, hvor korrosion kan begynde. Erfaringsmæssigt kan korrosion af stål undgås, hvis den relative fugtighed på overfladen holdes under 60 % RF. Så lav relativ luftfugtighed kan som regel ikke opnås konstant under almindelige forhold, hverken indendørs eller udendørs.
Bemærk, at tilstedeværelse af forurening/kemikalier, påtrykte spændinger, forbindelse mellem forskellige materialer (forskellig ædelhed) mv. kan ændre korrosionsforholdene betragteligt.
Yderligere informationer om korrosion findes fx i SBi-anvisning 104, Korrosionsforebyggelse i boligbyggeriets konstruktioner (Statens Byggeforskningsinstitut, 1976), SBi-anvisning 227, Korrosion i vvs-installationer (Statens Byggeforskningsinstitut, 2009) samt i Byg-Erfa bladene (47)150531 Korrosion af zinktagdækning, (53)070501 Varmforzinkede brugsvandsrør – korrosion og gennemtæring i nye anlæg, (41)980326 Foranstaltninger mod korrosion og misfarvning på rustfrie facadebeklædninger, (53)910216 Korrosion i kobberrør til brugsvand m.fl.
Ubehandlet stål må normalt korrosionsbeskyttes for at hindre korrosion (medmindre den relative fugtighed kan holdes konstant under 60 %). Støbejern har samme korrosionshastighed som almindeligt stål, men kan på grund af grafitindholdet danne en beskyttende hinde, som reducerer korrosionshastigheden til ca. det halve. Støbejern korroderer desuden jævnt over hele fladen og kan derfor til mange formål anvendes uden korrosionsbeskyttelse.
Visse stållegeringer – corten – vil danne en rusthinde på overfladen, som beskytter de dybereliggende dele mod yderligere korrosion. Dette kræver dog, at konstruktionerne udformes under hensyntagen til det anvendte materiale; der må fx ikke være risiko for stående vand eller ophobning af snavs.
Rustfrit stål er bestandigt på grund af dets evne til at danne en tynd, beskyttende oxidhinde på overfladen. Rustfrit stål er mindre egnet i marine miljøer, og hvor der kan ophobes snavs, idet begge dele kan hindre dannelsen af den beskyttende oxidhinde.
Aluminium og dets legeringer er normalt bestandige i atmosfæren, men tåler ikke alkalisk påvirkning.
Kobber korroderer i atmosfæren, men korrosionen er jævn og så langsom, at det som regel ikke opfattes som et problem.
Zink og forzinkning er kendetegnet ved at korrodere jævnt over hele fladen og med lav hastighed. Zink benyttes ofte som korrosionsbeskyttelse (forzinkning eller galvanisering). Levetiden af forzinkningen/beskyttelseslaget er omtrent proportional med lagtykkelsen.
4.3 Lægning af gulve
Mange gulvbelægninger er følsomme for fugt i omgivelserne, fordi fugt kan hindre klæbning af banevarer (limen ødelægges) eller kan medføre kvældning af træbaserede materialer, fx gulvbrædder. Før der lægges gulv/gulvbelægning, skal underlaget derfor være udtørret, så det er i ligevægt med en passende lav relativ fugtighed, der afhænger af den anvendte gulvbelægning. Det skal endvidere sikres, at der ikke efter lægningen kan ske opfugtning igen (nedefra).
Tabel 5 viser den maksimalt tilladelige fugtighed i underlaget ved lægning af en række forskellige gulvbelægninger. Fugtindholdet er her angivet som den højeste relative luftfugtighed (restporefugt), der må være i et underlag af beton eller letbeton før gulvlægning, jf. også SBi-anvisning 279, Fugt i bygninger – bygningsdele.
Tabel 5. Maksimal tilladelig ligevægtsfugt i letbeton- og betongulve før lægning af gulvbelægning (uden fugtspærre).
Gulvbelægning | Maksimalt tilladelig ligevægtsfugt i underlag | Kilde |
|---|---|---|
% RF | ||
Keramiske fliser med cementbaseret klæber | 100 | (Byggforsk, 1997) |
Kvartsvinylfliser, nålefilt, tæpper | 90 | |
Linoleum, pvc, kork, gummi mv. | 85 | |
Træ – brædder, stave | 65 |
Ved lægning af gulve på fugtspærre reduceres kravene i tabel 5 afhængigt af fugtspærrens type (diffusionstæthed), jf. afsnit 9, Fugt og gulve i SBi-anvisning 279, Fugt i bygninger – bygningsdele.
Gulvarbejder forudsættes udført i rum, der er lukkede, opvarmede og udtørrede.
For trægulve er der yderligere krav om, at den relative luftfugtighed i indeluften skal ligge i intervallet 30-65 %, jf. Brandt, Slott & Johansen (2010a).
Der er endvidere krav til fugtindholdet i brædder/stave samt i strøer og bjælker, se tabel 6 (jf. også tabel 4 i SBi-anvisning 278, Projektering og udførelse) og afsnit 9, Fugt og gulve i SBi-anvisning 279, Fugt i bygninger - bygningsdele.
Tabel 6. Krav til fugtindholdet i træmaterialer ved lægning af trægulve, jf. Brandt, Slott & Johansen (2010a).
Materiale | Krav til fugtindhold i % træfugt |
|---|---|
Trægulvbelægning (brædder, stave, klodser) | 8 ± 2 %, 2/3 af partiet mellem 7 og 9 % |
Strøer | højst 11 %, enkeltmåling højst 13 % |
Bjælker | højst 13 %, enkeltmåling højst 15 % |
Før lægning af flisegulve på beton mv. skal beton og evt. afretningslag være hærdet tilstrækkeligt til at sikre fornøden styrke, og hovedparten af svindet skal være sket. Dette gælder også opsætning af fliser på vægge af beton og letbeton (Brandt, 2001; Brandt, 2006; Dansk Byggeri, 2007a, 2007b).
4.4 Udførelse af malerarbejde
Korrekt udførelse af malerarbejde kræver, at fugtindholdet i underlaget er på et passende lavt niveau for at sikre korrekt hærdning af malingen. Tabel 7 viser eksempler på anbefalede maksimale fugtindhold ved malerarbejde (Dansk Byggeri, 2007c). Indvendigt malerarbejde forudsættes udført i rum, der er lukkede, opvarmede og udtørrede.
Tabel 7. Eksempler på anbefalede maksimale fugtindhold ved malerarbejde (Dansk Byggeri, 2007d).
Materiale | Anbefalet maks. fugtindhold |
|---|---|
(Vægtprocent) | |
Letklinkerbeton | |
– 1000 kg/m3 | 8,0 |
– 1800 kg/m3 | 4,0 |
Træ til udvendige arbejder | |
– konstruktioner, udvendig beklædning, vinduer | 18 ± 2 |
– limtræ, krydsfiner | 12 ± 3 |
Træ til indvendige arbejder | |
– døre, vinduer og snedkerarbejde | 12 ± 3 |
– indvendig beklædning, snedker- og gulvarbejde | 8 ± 2 |
4.5 Råd og trænedbrydende svampe og insekter
Organiske byggematerialer, fx træ, kan angribes af råd eller trænedbrydende svampe, hvis fugtindholdet i materialet er for højt – i Danmark findes omkring 30 almindeligt forekommende arter af trænedbrydende svampe i bygninger.
Trænedbrydende svampe og råd kan angribe træ og andre organiske materialer både på overfladen og inde i materialet. Materialet kan herved nedbrydes og miste sin styrke, se fx Byg-Erfa bladene (29)031219 Trænedbrydende svampe – forekomst i bygninger og (29)030724 Svampevækst i trækonstruktioner.
Det kritiske fugtindhold for træ ansættes normalt til:
- 20 % ved nyangreb (svarende til ligevægt med luft med ca. 87 % RF)
- 15 % i tidligere angrebet træ (svarende til ligevægt med luft med ca. 73 % RF).
Ud over nedbrydning på grund af svampevækst er der også insekter, fx biller, som nedbryder træ, især hvis træet i forvejen er angrebet af svamp. Udtørres træ til under 15 vægt-%, hvor svampeangreb som regel stoppes, vil nogle insekter dø, mens andre kan fortsætte med at leve i træet. Se fx Byg-Erfa bladene (29) 21 11 22 Angreb af almindelig borebille og (29) 22 04 24 Bekæmpelse af biller i svampeangrebet træ.
4.6 Skimmelvækst
Skimmelvækst kan forekomme på organiske materialer, fx træ og karton, ved høj relativ luftfugtighed, dvs. over 75 % RF. Det er desuden en betingelse, at der er en passende temperatur. Hvis den relative fugtighed aldrig overstiger 75 %, kan der regnes med, at der ikke er risiko for skimmelvækst.
I modsætning til de trænedbrydende svampe sker skimmelvækst normalt kun på materialernes overflade (men kan dog på særligt porøse materialer brede sig lidt ind i materialet) og medfører ikke nedbrydning af materialerne, men skaber udelukkende indeklimamæssige gener. Skimmelforekomst anses normalt først for skadelig, når den når et vist niveau og et vist omfang. Der er ikke faste regler for bedømmelse af, hvor ‘skadeligt’ et skimmelsvampeangreb er. Yderligere oplysninger findes i SBi-anvisning 274, Skimmelsvampe i bygninger – undersøgelse og vurdering (Thrane et al., 2020).
Selvom vækstbetingelserne er opfyldt, går der et stykke tid, inden skimmelvæksten kommer i gang. I værste fald er latenstiden, dvs. tiden fra vækstbetingelserne er til stede, til skimmelvækst begynder, to-tre dage. Vurdering af risikoen for skimmelvækst er vanskelig, fordi den afhænger af en lang række faktorer, se figur 34.
Normalt er der stort set ingen vækst under det kritiske fugtindhold, der i reglen angives som den relative fugtighed på overfladen – også kaldet vandaktiviteten. Over det kritiske fugtindhold øges væksten med den relative fugtighed på overfladen/vandaktiviteten. Svampearterne har forskellige karakteristika med hensyn til fugtkrav og adgang til næring.
De fleste svampearter har en optimal vækst ved 25-30 °C. Ved temperaturer uden for dette interval aftager væksten, og den vil normalt helt ophøre over ca. 50 °C og under ca. 0 °C.
Vækst af skimmelsvamp sker over tid, og skimmelniveauet og vækstens omfang afhænger af, hvor lang tid vækstbetingelserne er til stede.
I praksis sker skimmelvækst ofte i korte perioder med høj RF afløst af perioder, hvor vækstbetingelserne ikke er opfyldt. Der findes ingen generelle metoder til at omregne vækst i lange perioder – fundet ved forsøg – til betingelser, hvor væksten sker i en række korte perioder.
Den sikreste måde til at undgå skimmelvækst er at sørge for, at RF på materialeoverfladen altid er under det kritiske niveau. Som nævnt ovenfor afhænger den kritiske fugtighed af det materiale, der tjener som næring.
Tabel 8 viser eksempler på kritiske relative fugtigheder for skimmelvækst på en række forskellige materialer (Johansson et al., 2005).
Tabel 8. Eksempler på eksperimentel bestemt kritisk relativ fugtighed for skimmelvækst på overfladen af byggematerialer (Johansson et al., 2005). Værdierne dækker lang tids påvirkning ved 20 °C.
Materiale | Kritisk RF for skimmelvækst, % |
|---|---|
Træ og træbaserede materialer | 75-80 |
Karton på gipskartonplader | 80-85 |
Mineraluld | 90-95 |
Ekspanderet polystyren (EPS) | 90-95 |
Beton | 90-95 |
Forurenede materialer, fx forurenede med jord eller støv | 75 |
Figur 34. Skimmelvækst afhænger af en række faktorer, som vist her (Sedlbauer, 2001):
- Vækst sker kun ved forholdsvis høj relativ luftfugtighed, men væksten klinger af igen ved relative fugtniveauer nær 100 %.
- Der skal være adgang til næring – selv ganske små mængder, fx forurening/smuds, er nok til, at der kan ske kraftig vækst.
- Skimmelvækst kan ske i et større temperaturinterval. Væksten er størst ved temperaturer omkring 20-30 °C, mens den er ringe både ved lave og høje temperaturer. Væksten klinger af, både når temperaturen kommer ned omkring 0 °C og op mod ca. 50 °C.
- Vækst af skimmel kræver en vis tid, som afhængig af vækstbetingelserne kan være fra dage til måneder.
De øverste fem værdier i tabel 8 gælder for rene materialer. For materialer, som er tilsmudsede, fx som følge af tilsmudsning på byggeplads eller smudspartikler i luften, kan det kritiske fugtindhold blive langt lavere.
Normalt kan der regnes med, at det kritiske fugtniveau er 75 % RF, dvs. at skimmelvækst kan undgås, hvis den relative fugtighed på materialets overflade – vandaktiviteten – holdes under 75 % RF.
Det kritiske fugtniveau er temperaturafhængigt (Gravesen, Nielsen & Valbjørn, 2002; Sedlbauer, 2001; Hukka & Viitanen, 1999). Der kan altså ved vurdering tages hensyn til, at skimmelvæksten reduceres eller ophører ved lave temperaturer.
Den kritiske fugtighed kan for rent træ og træbaserede materialer iht. (Gravesen, Nielsen & Valbjørn, 2002) tilnærmet findes som:
hvor
- θ er temperaturen i °C. Konstanterne har henholdsvis enhederne %/°C2 og %/°C.
Ved at anvende formlen fås eksempelvis de kritiske fugtindhold ved:
0 °C = 95,2%
10 °C = 85,4%
20 °C = 79,6%
30 °C = 77,8%
I Hukka & Viitanen (1999) er der defineret et såkaldt skimmelsvampeindeks.
Modellen er baseret på, at den tid, det tager for skimmelvækst at etablere sig og komme i vækst, afhænger af fugt- og temperaturforholdene. Ved temperaturer under 0 °C og ved temperaturer over 50 °C er der – ifølge modellen – ingen vækst, ligesom der ikke er vækst under 80 % RF. Ved temperaturer mellem 0 °C og 50 °C stiger væksten med temperaturen og RF.
4.6.1 Vurdering af risiko for skimmelvækst
På den sikre side er det kritiske fugtindhold for vækst af skimmelsvamp på frie overflader, som anført ovenfor, 75 % RF.
Angreb af trænedbrydende svampe vil normalt først ske ved lidt højere RF.
I praksis kan høj RF på overfladen fremkomme enten som følge af fugt i materialet, fx byggefugt eller opsuget grundfugt, eller ved høj RF i omgivelserne kombineret med aktuelle (lave) overfladetemperaturer – typisk på kuldebroer.
Den lavest tilladelige overfladetemperatur på konstruktionsdele for at undgå, at vandaktiviteten bliver for høj, kan bestemmes ved hjælp af en metode, som er beskrevet i DS/EN ISO 13788:2013 (Dansk Standard, 2013). Denne metode benytter dog en relativ luftfugtighed på 80 % som den kritiske værdi. Denne værdi må ikke overskrides i en længere periode. Temperaturen af indeluften antages i metoden at være konstant 20 ºC hele året, og som udetemperatur regnes med månedsmiddeltemperatur. Der regnes således med en stationær temperaturprofil for en måned ad gangen.
Metoden er ikke umiddelbart velegnet til at vurdere, om overfladetemperaturer, fx målt med termografering, er kritiske. Det skyldes, at overfladetemperaturen normalt varierer, fordi der sjældent er stationære forhold – og måling giver kun et øjebliksbillede.
Det kritiske fugtforhold afhænger af udetemperaturen og fugtbelastningsklassen. Ved hjælp af DS/EN ISO 13788:2013 (Dansk Standard, 2013) kan de kritiske overfladetemperaturer bestemmes til de i tabel 9 viste værdier.
Tabel 9. Kritiske indvendige overfladetemperaturer for fugtbelastningsklasserne 1-4. Beregnet iht. DS/EN ISO 13788:2013 (Dansk Standard, 2013) for hhv. kondensrisiko (100 % RF) og skimmelrisiko (75 % RF). Indelufttemperaturen er 20 °C, dog 22 °C i juni og september og 23 °C i juli og august. Udelufttemperaturen er baseret på månedsmiddelværdier fra DRY 2013.
Fugtbelastningsklasse | Måned | Ude- temperatur | Inde- temperatur | Kritisk overflade- temperatur | Kritisk overflade- temperatur |
|---|---|---|---|---|---|
°C | °C | 100 % RF, °C | 75 % RF, °C | ||
1 | December | 0,7 | 20 | 4,8 | 9,0* 1 |
2 | December | 0,7 | 20 | 8,6 | 13,0 |
3 | December | 0,7 | 20 | 11,8 | 16,2 |
4 | December | 0,7 | 20 | 14,4 | 18,9 |
1 For fugtbelastningsklasse 1 og vurdering af skimmelrisiko (Tkritisk, 75%) er den kritiske måned oktober. Her vil kritisk temperatur være 10,3°C.
Bestemmelse af kritisk fugtindhold ved hjælp af DS/EN ISO 13788:2013 (Dansk Standard, 2013) er nærmere beskrevet i afsnit 5.6, Glasers metode.
Simpel vurdering af kritisk fugtindhold
Nedenfor er beskrevet, hvordan der kan foretages vurdering af risiko for skimmelvækst, baseret henholdsvis på måling på materialet (materialeoverfladen) og måling af den relative luftfugtighed i rumluften. For begge metoder gælder, at fugtforholdene skal bestemmes under de betingelser, hvor fugtindholdet forventes at være højest, og at temperaturbestemmelse skal ske på det tidspunkt, hvor temperaturen forventes at være lavest.
Fremgangsmåde ved fugt i materialet
En tætsluttende kasse fastgøres til den overflade, som skal undersøges. Heri anbringes en datalogger, som over nogle dage registrerer temperatur og RF.
Der må korrigeres for temperaturen, da kassen virker isolerende. Den målte temperatur, fx på en ydervæg, afviger ofte fra den korrekte overfladetemperatur, som derfor må bestemmes på anden vis, fx med termovisionsudstyr. Hvis der kun foretages en enkelt temperaturmåling, er det en forudsætning, at konstruktionens temperatur er nogenlunde konstant.
Eksempel
I en kælder, hvor det kritiske fugtindhold ønskes bestemt, antages fugtforholdene at være mest kritiske om sommeren. Den gennemsnitlige RF på materialets overflade er bestemt ved brug af datalogger, som i nogle dage har været anbragt i en kasse med åbning mod overfladen af vægkonstruktionen i kælderen. Der er fundet en gennemsnitlig RF på 80 % og en temperatur på 16 °C. Temperaturen, som målt med dataloggeren, er lidt for lav pga. kassens isolans. Derfor måles den korrekte overfladetemperatur med termovisionsudstyr; overfladetemperaturen er målt til 18 °C (målt tidligt om morgenen). Korrektion af målingen sker ved at gå ind i vanddampdiagrammet, se figur 3, ved 16 °C og 80 % RF og herfra gå vandret ud til temperaturen 18 °C. Skæringspunktet bliver ca. 70 % RF, altså under det kritiske niveau.
Fremgangsmåde ved rumfugt
På et repræsentativt sted i rummet anbringes en datalogger i nogle dage. Herved kan en gennemsnitlig temperatur og RF i perioden bestemmes. Endvidere bestemmes overfladetemperaturen, fx med infrarød temperaturføler i de kritiske punkter, fx kuldebroer, på det tidspunkt, hvor temperaturen antages at være lavest. Ved at anvende den på dataloggeren aflæste temperatur kan RF på overfladen findes ved at omregne RF ved rumtemperaturen til RF ved den aktuelle overfladetemperatur.
Eksempel
Med dataloggeren er det gennemsnitlige rumklima bestemt til 22 °C og 60 % RF. Med infrarød temperaturføler er temperaturen på overfladen målt til 17 °C.
Bestemmelse af vandaktiviteten – RF på overfladen – sker ved at gå ind i vanddampdiagrammet, se figur 3, ved 22 °C og 60 % RF og herfra gå vandret ud til temperaturen 17 °C. Skæringspunktet bliver ca. 83 % RF, altså over det kritiske niveau for skimmelvækst på træ.