Skjuter din energiräkning i höjden? Fuktig isolering kan vara boven

Isoleringens uppgift är att minska värmeöverföringen mellan insidan och utsidan av en byggnad, vilket förbättrar energieffektiviteten. I den här artikeln berättar vi hur fukt rör sig genom isoleringen, hur fukt påverkar isoleringens värmeledningsförmåga, och hur olika isoleringsmaterial presterar i jämförelse med varandra. Studier visar att ökad fukt i isoleringen försämrar den termiska prestandan. Vid relativa fuktnivåer på 60–80% börjar man märka betydande ökningar i värmeledningsförmågan. De mest dramatiska ökningarna sker vid ännu högre fuktnivåer, mellan 85–100%. (Wang m. fl. 2023). Ökad fukt i isoleringen leder till högre energiförbrukning och ökade kostnader. Effektiv fukthantering med system som VILPE Sense kan förhindra fuktproblem, bibehålla isoleringens effektivitet och optimera energianvändningen.

Relationen mellan fukt och värmeledningsförmåga i byggnadsisolering är en viktig byggnadsfysikalisk fråga som påverkar bland annat hur energieffektiv en byggnad är. Ett materials värmeledningsförmåga beskriver hur väl ett material kan leda värme. Det är allmänt känt att fukt har en betydande inverkan på värmeledningsförmågan hos byggnadsmaterial. När isoleringen blir fuktig ersätts den torra luften i materialets porer med vatten. Eftersom vatten har en avsevärt högre värmeledningsförmåga (ungefär 0,6 W/mK) än luft (0,026 W/mK) tappar fuktig isolering sin isoleringsförmåga (Ducoulombier och Lafhaj, 2017). När fukthalten ökar, stiger värmeledningsförmågan hos isoleringsmaterialet, vilket gör isoleringen mindre effektiv när det gäller att förhindra värmeöverföring. Till exempel kommer mer värme att läcka ut ur byggnaden under vintern, och mer värme kommer att tränga in i byggnaden under sommaren.

Ökningen i värmeledningsförmåga vid högre fuktnivåer i isoleringsmaterial påverkar direkt energiförbrukningen i byggnader. Till exempel, om isoleringens värmeledningsförmåga ökar från 0,03 W/mK till 0,06 W/mK, kan värmeöverföringshastigheten genom isoleringen fördubblas. Det här leder till högre energikostnader och större miljöpåverkan. Följaktligen minskar högre fukthalter avsevärt isoleringsmaterialens effektivitet och därför är det viktigt att isoleringen är så torr som möjligt.

Isoleringsmaterial skiljer sig åt i hur de påverkas av fukt. Här rapporterar vi forskningsresultat som jämför prestandan hos fyra olika isoleringsmaterial och effekten av fukt på deras värmeledningsförmåga. Resultaten visar att det är viktigt att ta hänsyn till fuktkänslighet, upptäcka fuktproblem tidigt och säkerställa tillräcklig ventilation i konstruktioner. Ventilation av konstruktioner är särskilt viktig för fuktkänsliga isoleringsmaterial.

Fuktansamling i takkonstruktioner

Generellt sett finns det två huvudorsaker till fuktansamling i takkonstruktioner: skador eller strukturella problem som uppstår genom till exempel diffusion (Ducoulombier och Lafhaj, 2017). Skador kan exempelvis uppstå när någon kliver på en spik och takmaterialet går sönder, eller på grund av byggfel, såsom felaktigt monterade genomföringar. Strukturella defekter kan uppstå på grund av luftläckage eller dålig ventilation av konstruktionen. Under vintern är inomhustemperaturerna vanligtvis högre än utomhustemperaturerna, medan den relativa luftfuktigheten utomhus är högre än inomhus. Det här skapar olika tryck som gör att vattenånga rör sig från insidan till utsidan. Vattenångan tränger igenom materialens små porer, där den fastnar på porernas ytor och bildar en tunn hinna. När fukten ökar, blir hinnan tjockare, vilket minskar de bindande krafterna och tillåter fler vattenmolekyler att röra sig. När porerna nästan är fulla, tar kapillärkraften över, vilket ändrar riktningen på fuktflödet och leder till att fukt samlas inuti konstruktionen.

Den relativa luftfuktighetens roll och värmeledningsförmåga

Att förstå relativ luftfuktighet (RH) är avgörande för att förstå hur fukt påverkar värmeledningsförmågan. Relativ luftfuktighet visar hur mycket fukt det finns i luften jämfört med den maximala mängd den kan hålla vid en viss temperatur. Detta påverkar i sin tur hur mycket fukt ett material kan suga upp. Vid 100% relativ luftfuktighet är luften helt mättad med vattenånga och kan inte hålla mer fukt (Wang m. fl. 2023). Vid den här punkten kommer all ytterligare fukt att kondensera till flytande vatten. Det innebär inte att materialet är helt mättat med vatten, men att porerna i materialet är fyllda med vattenånga och att flytande vatten kan börja bildas inom materialet.

Relativ luftfuktighet skiljer sig från absolut luftfuktighet, som mäter den totala fuktmängden i luften. Absolut luftfuktighet tar inte hänsyn till temperaturvariationer som påverkar hur mycket fukt materialet kommer att absorbera. Därför är relativ luftfuktighet mer relevant för att förstå förändringar i värmeledningsförmågan.

Jämförelse av isoleringsmaterial och värmeledningsförmåga

Wang m. fl. (2023) jämförde hur olika isoleringsmaterial hanterar fukt och värme. De undersökte glasull, stenull, expanderad polystyren (EPS) och träfiberplatta. Resultaten visade skillnader i hur dessa material reagerar på fukt (Se Tabell 1).

Glas- och stenull: Båda materialen visade en ökning i termisk ledningsförmåga med stigande fukthalt. På grund av sin fiberrika och porösa struktur absorberar glasull lätt fukt, vilket kan leda till en snabb ökning i termisk ledningsförmåga även vid lägre fuktnivåer. Stenull har något bättre fuktmotstånd än glasull på grund av sin tätare struktur, vilket minskar hastigheten med vilken fukten absorberas. När materialen blir mer mättade avtar ökningen av termisk ledningsförmåga.

Expanderad polystyren (EPS): EPS uppvisade en mindre förändring i termisk ledningsförmåga vid högre fukthalter jämfört med fiberrika material. Dess slutna cellstruktur begränsar fuktinträngning, vilket resulterar i en mer gradvis ökning av termisk ledningsförmåga även vid höga fukthalter. EPS motstår fukt väl och är därför ett bra val för miljöer med hög luftfuktighet. Dess termiska prestanda förblir relativt stabil över olika fuktnivåer.

Träfiberplatta: Det här biobaserade materialet visade högre känslighet för fukt. Dess naturliga fibrer absorberar fukt lätt, vilket leder till en betydande ökning i termisk ledningsförmåga. Materialets hygroskopiska natur gör det särskilt sårbart för försämring av fuktrelaterad prestanda. Det gör det särskilt känsligt för förändringar i relativ luftfuktighet, vilket påverkar dess termiska prestanda.

Sammanfattningsvis påvisar resultaten vikten av tidig upptäckt av fuktproblem och tillräcklig ventilation av konstruktioner så att konstruktionerna kan torka. Vid relativa fuktnivåer på 60–80% ökar värmeledningsförmågan. De mest dramatiska ökningarna sker vid ännu högre fuktnivåer, mellan 85–100%. (Wang m. fl. 2023).Dessutom är ventilation av konstruktioner särskilt viktig för fuktkänsliga isoleringsmaterial.

Hur VILPE Sense hjälper till att bibehålla låg termisk ledningsförmåga

Produktfamiljen VILPE Sense erbjuder lösningar för ett brett spektrum av fuktproblem och för att bibehålla låg termisk ledningsförmåga i isoleringsmaterial. VILPE Sense-fuktkontroll ventilerar och torkar isoleringsskiktet, vilket skyddar mot fuktskador som uppstått av strukturella orsaker, till exempel läckor i ångspärren. Systemet består av givare som samlar in data om fuktförhållanden och en takfläkt för optimal ventilation av konstruktionerna.

Så här fungerar det:

  1. Kontinuerlig övervakning: VILPE Sense använder givare för att kontinuerligt mäta fuktnivåerna i byggnadens isolering. Det här hjälper till att upptäcka kritiskt höga relativa fuktnivåer som leder till högre termisk ledningsförmåga.
  2. Tidig upptäckt: Om givarna upptäcker höga fuktnivåer i konstruktionerna, varnar systemet dig omedelbart. Tidig upptäckt gör det möjligt att åtgärda fuktproblem innan de blir allvarliga och säkerställa att isoleringen hålls torr och effektiv.
  3. Behovsstyrd ventilation: VILPE Sense-fuktkontroll justerar enligt behov automatiskt ventilationen för att minska fuktnivån. Smart ventilation hjälper till att hålla isoleringen torr, vilket bibehåller den låga termiska ledningsförmågan och säkerställer att din byggnad förblir energieffektiv.

Genom att hålla isoleringen torr säkerställer VILPE Sense-fuktkontrollsystemet att materialets förmåga att motstå värme och kyla förblir hög. Det hjälper till att hålla din byggnad varm på vintern och sval på sommaren utan användning av extra energi.

Terminologi:

  • Relativ luftfuktighet: Relativ luftfuktighet är ett mått på mängden fukt i luften jämfört med den maximala mängd fukt som luften kan hålla vid en given temperatur. Det uttrycks som en procentandel, där 100 % relativ luftfuktighet betyder att luften är helt mättad med vattenånga och inte kan hålla mer, vilket kan leda till kondens eller nederbörd.
  • Absolut luftfuktighet: Absolut luftfuktighet är den totala massan av vattenånga som finns i en given volym luft, vanligtvis uttryckt i gram vattenånga per kubikmeter luft (g/m³). Till skillnad från relativ luftfuktighet beror den inte på temperaturen; den mäter helt enkelt den faktiska mängden vattenånga i luften.
  • Termisk ledningsförmåga: Termisk ledningsförmåga är en egenskap hos ett material och anger dess förmåga att leda värme. Den definieras som mängden värme som passerar genom en enhetsarea av materialet, med en enhets temperaturgradient, över en enhetstid, vanligtvis uttryckt i watt per meter per grad Celsius (W/m·°C).

Isoleringsmaterial:

  • Glasull är ett isoleringsmaterial tillverkat av glasfibrer arrangerade i en struktur som liknar ull. Det produceras genom att smälta glas och spinna det till fina fibrer, som sedan binds samman för att bilda mattor eller rullar.
  • Stenull, även känd som mineralull, är ett isoleringsmaterial tillverkat av vulkanisk sten, vanligtvis basalt. Det produceras genom att smälta stenen och spinna den till fina fibrer, som sedan pressas till mattor, rullar eller skivor.
  • Expanderad polystyren (EPS) är ett lätt och styvt isoleringsmaterial tillverkat av polystyrengranulat som expanderas och smälts samman. Trots sin lätta natur erbjuder EPS betydande strukturell styrka och kan enkelt skäras och formas enligt behov.
  • Träfiberplatta är ett isoleringsmaterial tillverkat av träfibrer som binds samman med hjälp av värme och tryck för att bilda täta, styva paneler.