Feltmålt varmefluks gjennom krysslimt tre

Abstract

Tre er et hygroskopisk materiale og utveksler dermed fukt i takt med omgivelsene. Tre har også relativt høy varmekapasitet som gjør at det kan lagre varme. Materialer med en sammensatt virkning av disse to fenomenene kalles hygrotermiske materialer. Treets hygrotermiske egenskaper gjør at tre avgir varme når det adsorberer fuktighet, og krever varme fra omgivelsene når fuktigheten frigis. Forskning av både Osanyintola og Simonson (2006) og Kraniotis og Nore (2017) viser at denne egenskapen kan bidra til å redusere energibehovet i en bolig, dersom forholdene legges til rette for det.

Denne oppgaven har til hensikt å undersøke hvordan U-verdi beregnet etter NS-EN ISO 6946 samsvarer med feltmålt U-verdi av en 250mm tykk KLT-vegg, hvor det er forsøkt å ta hensyn til hygrotermiske effekter. Dette er en del av et større forskningsprosjekt hvor målet er å se på muligheten til å få endret TEK slik at fremtidige U-verdikrav tar hensyn til treets hygrotermiske egenskaper. En del av oppgaven er også å vurdere om målemetoden er egnet for å dokumentere hvor stor den hygrotermiske effekten er. Målingene er gjort på et lager- og kontorbygg i Fredrikstad ved hjelp av varmeflukssensorer. Siden disse har andre egenskaper enn treet, er det gjort målinger på begge sider av veggen for å inkludere den hygrotermiske effekten på begge sider. Målingene er utført både på en nordvendt og sørvendt vegg.

Målingene viser at varmeflukssensorene er svært sensitive for solstråling. På bakgrunn av blant annet dette, er denne oppgaven i hovedsak konsentrert rundt målinger fra vinterhalvåret på nordsiden av veggen. Resultatet viser at den feltmålte U-verdien er litt lavere enn den tradisjonelt beregnede U-verdien. Forskjellen kan delvis forklares av hygrotermisk effekt og delvis av at den reelle varmeovergangsmotstanden er lavere enn den standardiserte varmeovergangsmotstanden som er brukt i beregningene. Trolig skyldes det også en del måleusikkerheter i feltmålingene. Likevel er den målte U-verdien på 0,37 W/m2K langt fra TEK-kravet. Det dokumenteres en hygrotermisk effekt i resultatene, men den er svært liten. Den utgjør bare mellom 0,01 og 0,02 W/m2K avhengig av beregningsmetode. Både forutsetningene ved bygget og måleutstyret gjør at målemetoden er begrenset med tanke på å skulle dokumentere hvor mye den hygrotermiske effekten utgjør på U-verdien.

Wood is a hygroscopic material and therefore exchanges moisture with the environment. Wood also has a relatively high heat capacity which allows it to store heat. Materials with a composite effect of these two phenomena are called hygrothermal materials. The wood's hygrothermal characteristics cause wood to emit heat when it absorbs moisture, and requires ambient heat when moisture is released. Research by both Osanyintola and Simonson (2006) and Kraniotis and Nore (2017) show that this characteristic can help to reduce the energy needed in a home, if conditions facilitate this.

This thesis is intended to study how the U-value calculated according to NS-EN ISO 6946 corresponds to the field-measured U-value of a 250mm thick CLT wall, where it has been attempted to include hygrothermal effects. This is part of a larger research project where the main task is to look at the possibility of having TEK changed, so that future guidelines of U-value take into account the tree's hygrothermal characteristics. A part of this thesis is also to assess whether this method is suitable for documenting how large the hygrothermal effect is. The measurements have been made on a warehouse and office building in Fredrikstad using heat flux sensors. Since these have different characteristics from tree, measurements have been made on both sides of the wall to include the hygrothermal effect on both sides. The measurements were done on both a north-facing and south-facing wall.

The measurements show that the heat flux sensors are very sensitive to solar radiation. This in mind, among other things, this thesis is mainly concentrated around measurements from the winter season on the north side of the wall. The result shows that the field-measured U-value is slightly lower than the traditionally calculated U-value. The difference can be partly explained by the hygrothermal effect, and partly by the fact that the real heat transfer resistance is lower than the standardized heat transfer resistance used in the calculations. There are also some uncertainties on whether the field measurements are reliable or not. Nevertheless, the measured U-value of 0.37 W / m2K is far off the TEK requirement. A hygrothermal effect is documented in the results, but it is very small. It only constitutes between 0.01 and 0.02 W / m2K depending on the calculation method. Both the prerequisites for the building and the measuring equipment makes the measurement method is limited in order to document how much the hygrothermal effect constitutes on the U-value.