lu.se

Fuktcentrum

Lunds Tekniska Högskola

Denna sida på svenska This page in English

Omvänd fuktvandring vid avstängning av golvvärme på sommaren

Lars-Olof Nilsson

Bakgrund
För mer än 25 år sedan analyserades fuktförhållandena vid användning av golvvärme i betongplatta på mark, se Nilsson & Andersson (1981). I dessa beräkningar kvantifierade vi effekten av att stänga av golvvärmen under sommaren och kunde visa hur stor uppfuktningen blev av att markfukt i ångfas transporteras uppåt under avstängningsperioden. Resultatet visas i figur 1.

 

Figur 1. Maximal fuktbelastning på en tät golvbeläggning på ett betonggolv på mark med underliggande, 80 mm tjock värmeisolering av mineralull respektive cellplast, vid avstängning av golvvärmen fyra månader per år. Beräknade data från Nilsson & Andersson (1981).

Värmekudde och omvänd fukttransport
Den uppvärmda byggnaden bygger upp en ”värmekudde” i marken under byggnaden, se figur 2. Det avgörande ur fuktsynpunkt är hur stor temperaturskillnaden blir över värmeisoleringen, där temperaturskillnaden är som minst, normalt mitt i byggnaden.

Figur 2. Värmekudde under en uppvärmd byggnad. Temperaturskillnad ΔT över värmeisoleringen mitt i byggnaden.

Golvvärme bygger upp en ”extra stor” värmekudde under byggnaden eftersom betongplattan är så mycket varmare. Temperaturskillnaden över värmeisoleringen blir då större. Det medför att betongplattan på sikt blir torrare än utan golvvärme. När golvvärmen stängs av under sommaren, svalnar betongplattan inom något dygn och anpassar sig till innetemperaturen. Den stora värmekudden i marken svalnar däremot betydligt långsammare eftersom det är en stor markvolym som skall ändra temperatur. Efter avstängningen får man därför högre temperatur i marken än i betongplattan; en ”omvänd”  temperaturskillnad, se figur 3

Figur 3. Principiella temperaturfördelningar i ett golv utan respektive med golvvärme, när värmen är på och när den stängts av. ”Omvänd” temperaturskillnad ΔT över en tunn värmeisolering. Sjöberg & Nilsson (2007).

Efter avstängningen kan markfukt i ångfas transporteras uppåt genom golvkonstruktionen därför att marken då är varmare än betongplattan och den höga ånghalten i marken driver fukten uppåt. Ånghaltsfördelningarna visas i figur 4. Före avstängning är ånghalten densamma i betongplattan och i marken, om byggfukten torkat ut helt. När temperaturen sjunker, efter avstängning av golvvärmen, blir ånghalten i betongplattan mycket lägre. Denna skillnad i ånghalt mellan marken och betongplattan genererar fukttransport uppåt, genom värmeisoleringen.

 

Figur 4. Ånghaltsfördelningar i de båda fallen utan respektive med golvvärme, före (streckade) och efter (heldragna) avstängning av golvvärmen.

RF-fördelningen före avstängningen visas med heldragna linjer i figur 5. RF-fördelningarna olika tid efter avstängningen framgår också.

Figur 5. RF-fördelningar i de båda fallen utan respektive med golvvärme, före (heldragna linjer) och efter (streckade) avstängning av golvvärmen. Fördelningarna gäller för en relativt tät värmeisolering, dvs EPS.

Hur snabbt RF ökar och hur hög RF maximalt kan bli bestäms av temperaturen i marken, dvs ånghalten i marken, samt av fukttransporten genom värmeisoleringen och betongplattans fuktkapacitet, som beror på plattans tjocklek och betongens sorptionskurva. Med mineralullsisolering blir fukttransporten mycket större än med homogen cellplast. Detta visas i figur 1.

Modern isolering
Om man väljer en tillräckligt tjock värmeisolering, som man gör idag av energiskäl, kan man begränsa uppvärmningen av marken under byggnaden så att den inte blir varmare än inne. Omvänd fukttransport på grund av golvvärmekudden hindras alltså enklast och säkrast genom att dimensionera värmeisoleringen så att värmekudden i marken inte blir för varm, dvs genom att begränsa värmeförlusterna till marken, Nilsson (2004) . Temperaturen i marken under värmeisoleringen skall vara högst 3°C under innetemperaturen, se figur 6. Ånghalten i marken kan då aldrig ge högre RF i betongplattan än 85 %. En så tjock värmeisolering som behövs för detta, ger naturligtvis också minskade energiförluster.

Figur 6. Temperaturfördelningar i ett golv utan respektive med golvvärme, när värmen är på och när den stängts av. Tjock värmeisolering. Sjöberg & Nilsson (2007)

I figur 7 visas resultaten av beräkningar, med en modell enligt Harderup (1993), av vilken isoleringstjocklek som behövs för olika stora byggnader under de svåraste förhållandena, vilka är hus byggda på lera i sydligaste delen av landet. De två kurvorna gäller för olika form på byggnaden. Den undre gäller för en långsmal byggnad och den övre för en kvadratisk. Figuren gäller för ett exempel med en temperatur på +30°C hos den varma betongplattan och en innetemperatur på +20°C. Med isoleringstjocklekar enligt figuren blir värmekudden aldrig varmare än +17°C. Efter avstängning av golvvärmen kan marken alltså inte bli varmare än så, dvs värmeisoleringen ger en temperaturskillnad på minst 3°C.

 

Figur 7. Nödvändig isoleringstjocklek för att värmekudden inte skall få högre temperatur än 3°C under innetemperaturen, Nilsson (2004), och markfukten i ångfas inte ge högre RF än 85 % i plattan. Modell enligt Harderup (1993). Den undre kurvan gäller för ett långsmalt hus; den övre för ett kvadratiskt.

Andra fall
Om temperaturskillnaden på mer än 3°C inte kan uppnås med aktuell isoleringstjocklek måste andra lösningar användas. Fukttransporten uppåt från marken från en tillfällig golvvärmeavstängning kan fördröjas med hjälp av en ångspärr eller genom att välja en tät värmeisolering, t ex EPS eller XPS i extrema fall. En fuktsäkerhetsprojektering krävs för att verifiera att lösningen fungerar med tillfredsställande säkerhetsmarginal. Typen av golvbeläggning och dess fuktmotstånd är helt avgörande.

I befintliga hus, med tunn, öppen värmeisolering och golvvärme, är det en uppenbar risk att omvänd fukttransport kan ge kortvarig uppfuktning under sommaren om man har en tät golvbeläggning.

Referenser
L.-O. Nilsson & A.-C. Andersson (1981). Golvvärme i betonggolv. Temperaturfördelningsberäkningar. Analys av fuktbalansen. Uppdragsrapport, avd Byggnadsmaterial, LTH, Lund

P. Roots (2000). Fuktanalys av grunder som utföres med golvvärme. Utkast till projektbeskrivning till BFR. SP, Borås

L.-O. Nilsson (2004) EPS som isolering under platta på mark. Fuktaspekter. EPS i grund och mark. Plast- och kemiföretagen, EPS-bygg.

L-E Harderup (1993) Golv på mark, Fuktsäkerhet i byggnader. FuktCentrums informationsskrift BFR T17:1993, Byggtjänst, Stockholm

A. Sjöberg & L.-O. Nilsson (2007) Fuktmätning i betonggolv med golvvärme Etapp II: Täta golvbeläggningar. Rapport TVBM-3140, avd Byggnadsmaterial, LTH, Lund. www.byggnadsmaterial.lth.se/tvbm-3140.htm

Sidansvarig: