Uttørkingsforløp og muggrisiko etter vannskade i flate tretak

Abstract

Bruken av massivtre har i løpet av de siste årene økt betraktelig, spesielt i Europa. Ettersom massivtre er et relativt nytt materiale, er det for lite kunnskap om dets oppførsel i ulike situasjoner. (referanse) Formålet med oppgaven er å se hvordan takelementer av massivtre takler store vannskader, sammenlignet med et luftet bjelkelagstak. Det ble studert hvorvidt dampbrems er fordelaktig for massivtre ved en vannskade, og hvordan kompakte takelementer av massivtre med ulike isolasjonsmaterialer håndterer soppangrep. Denne masteroppgaven er skrevet i forbindelse med prosjektet TrebyggTørk, som er et samarbeidsprosjekt mellom Treteknisk, Mycoteam, Viken Skog, Veidekke, Splitkon, Norsk Massivtre, Woodcon, Massivtre, Nordisk Massivtre, Trebruk014, Trefokus og NMBU. Prosjektet er finansiert av Skogtiltaksfondet. Treteknisk og Mycoteam (prosjektledere for TrebyggTørk) har tidligere studert uttørkingen til veggelementer av massivtre etter høy oppfukting, og hvordan disse taklet soppangrep under gunstige vekstforhold. Som en videreføring av dette forsøket har det vært ønskelig å gjøre et tilnærmet likt forsøk for horisontale massivtreelementer. I samarbeid med produsenter, leverandører og ledende entreprenører innenfor massivtre i Norge ble det bestemt å studere en simulert, stor vannskade på kompakte takelementer i tre, med hovedfokus på massivtre. Det er i den forbindelse utført to forsøk. Det første er et uttørkingsforsøk med fire forskjellige takkonstruksjoner på 1 m2; et krysslimt massivtreelement uten dampbrems, et krysslimt element med dampbrems, et kantstilt massivtreelement og et luftet bjelkelagstak. Takkonstruksjonene ble oppfuktet og fuktforløpet ble fulgt via HygroTrac-sensorer og veieceller i et delvis beskyttet utvendig klima. Hvert element har fire sensorer som registrerer temperatur, relativ luftfuktighet og fuktinnhold. Uttørkingsforsøket ble også simulert i det numeriske simuleringsprogrammet WUFIÒ. Det andre forsøket er et innsmittingsforsøk med ulike kompakte takelementer i mindre størrelse. I sistnevnte forsøk ble kompakte takelementer av krysslimt og kantstilt massivtre med ulike typer isolasjon sammenlignet med bjelkelagselementer, hvor samtlige ble dynket i en soppsuspensjon. Utviklingen av soppvekst under gunstige forhold ble studert de åtte påfølgende ukene. Som et tredje eksperiment ble Det gjøres oppmerksom på at uttørkingsforsøket vil avsluttes høsten 2018, og dermed presenteres kun foreløpige resultater i denne oppgaven. Det er ikke forventet at elementene vil tørke i særlig stor grad før vår- og sommersesongen 2018 på grunn av dårlige uttørkingsforhold i høst- og vintersesongen. Basert på foreløpige resultater i uttørkingsforsøket viser resultatene at det krysslimte massivtreelementet med dampbrems mellom isolasjon og treoverflate har størst uttørking. Her har fuktinnholdet en avtagende kurve, og det ser ut til at dampbremsen beskytter elementet mot tilføring av ny fuktighet. Resultatene kan endres mot forsøkslutt, og dette er dermed ikke en endelig konklusjon. For innsmittingsforsøket konkluderes det med at massivtreelementene (krysslimt og kantstilt) håndterer et soppangrep bedre enn bjelkelagselementene, og at porøse isolasjonstyper gir dårligere uttørkingsforhold og bedre vekstvilkår for sopp. Simuleringene i WUFI viste seg å ikke være egnet til å beskrive fukt- og uttørkingsforløpet til takelementene.

CLT and other laminated timber elements are newer building materials, and their use has rapidly increased over the last years. As of today, there is limited information about the hygrothermal behaviour of the material, and how it reacts to changed conditions such as water damages (Espinoza et al. 2015). Therefore, this Master thesis sought to study the drying process of laminated timber roof elements and to investigate the risk of biological degradation, as well as whether or not vapour barriers are beneficial in case of a large-scale water damage. This Master thesis is written in conjunction with a collaborative project between the Norwegian Institute of Wood Technology, Mycoteam, Splitkon, Norsk Massivtre, the Norwegian University of Life Sciences and others, and is financed by Skogtiltaksfondet. The Norwegian Institute of Wood Technology and Mycoteam have compared the drying and mould growth of cross-laminated timber and timber frame dwelling partition walls after a water damage in an earlier study. As a continuation of this project, it was desirable to perform a similar experiment with horizontal laminated timber roof elements. In cooperation with different actors in laminated timber in Norway, it was decided to study a simulated excessive water damage on compact laminated timber roof elements. As part of this thesis, two experiments have been conducted to simulate excessive water damage on compact laminated timber roof elements. The first experiment investigated the drying process of four different roof constructions with dimensions 1x1 metre; two cross-laminated timber elements with and without vapour retarder, one screw-laminated timber element (SLT) and one timber frame element. 20 litres of water were added to each element, and excess water was drained after 48 hours. The roof elements were left to dry in a partly sheltered environment with no direct wind or rain exposure, but where the temperature and relative humidity (RH) varied according to outdoor conditions. The weight was continuously logged, along with temperature, RH and moisture content. Lastly, the drying process was simulated in the numerical simulation program WUFIÒ. The second experiment consisted of a mould growth test of several different smaller sized compact roof elements, where in the elements were contaminated by being soaked in a mould spore suspension. They were placed in an indoor environment, and the growth was monitored for eight weeks. It should be noted that only preliminary results are presented in this thesis, as the drying experiment will not end until autumn 2018 due to poor drying conditions in the colder months and necessary drying is not expected to take place until spring/summer 2018. Based on the preliminary results, the CLT element with vapour retarder is the component with the lowest and most rapid decrease of moisture content. It appears that the vapour retarder protects the timber by preventing water from reaching it. As the results may change, there is no final conclusion to be drawn from this experiment. The conclusion for the mould growth test is that the laminated timber elements (CLT and SLT) are better suited to handle mould growth than a traditional timber frame, and that porous insulation materials provide poorer drying conditions and thus better growth conditions. The simulations in WUFI proved not suitable for describing the moisture content and drying process of the roof elements.