lu.se

Denna sida på svenska This page in English

Hur vet man då att en WUFI-simulering är genomförd på ett bra sätt?

Beräkningsprogrammet WUFI

Jesper Arfvidsson Professor Byggnadsfysik, LTH

Dokumentation av indata och resultat

Behovet av beräkningsprogram för kombinerad värme- och fukttransport har ökat sedan de senaste byggreglerna började gälla. Det är framförallt det i Tyskland utvecklade programmet WUFI (Wärme Und Feuchte Instationär) som branschen tagit till sig. Programmet får allt fler användare även i Sverige.

WUFI är, enligt min mening, ett utmärkt simuleringsprogram om det används på rätt sätt. Detta förutsätter att användaren kan sin fuktmekanik, kan hantera material- och klimatdata, känner till vad olika begränsningar i dessa innebär samt kan bedöma relevansen av de resultat som programmet ger.

Standard för redovisning av numeriska beräkningar

Hur vet man då att en WUFI-simulering är genomförd på ett bra sätt?  En nödvändig förutsättning för att man skall kunna bedöma och kontrollera beräkningsresultat är att det finns en detaljerad dokumentation av hur och med vilka indata simuleringen genomförts samt hur resultaten har tolkats. Som regel skall dokumentationen vara sådan att man skall kunna upprepa simuleringen och få samma resultat som tidigare. Sedan 2007 finns en europeisk standard, ”Hygrothermal performance of Building components and building elements – Assessment of moisture transfer by numerical simulation” (EN 15026), som också har statusen av nationell standard i Sverige. I denna finns bland annat ett avsnitt om dokumentation av indata och resultat. Dokumentationen skall, enligt denna standard, innehålla minst följande punkter:

Problem beskrivning

  • Allmänt
  • Beskrivning av objekt och sammanhang.
  • Begynnelsevillkor
  • Randvillkor
  • Materialparametrar

Hygrotermisk modell och numerisk lösning

  • Allmänt
  • Simuleringsverktyg
  • Numerisk simulering
  • ”Benchmark” test

Beräkningsrapport

  • Allmänt
  • Presentation av resultat
  • Tolkning av resultaten

Kommentarer till standarden

Problem beskrivning

Allmänt

  • Problembeskrivning skall innehålla alla uppgifter som krävs för att kunna genomföra simuleringen.

Beskrivning av objekt och sammanhang.

  • Definition av problemet och anledningen till att en simulering skall göras.
  • Konstruktion av byggnadsdel som skall granskas.
  • Praktisk information.
  • Utdata som krävs.
  • Simuleringstid.
  • Begynnelsevillkor.
  • Initial temperaturfördelning.
  • Initial fuktfördelning.
  • Datum och tid för starten av simuleringen.

Randvillkor

  • Inre och yttre klimatförhållanden, ursprung och tidsintervall. Den metod som använts för att skapa den vald klimatdata skall anges.
  • Omvandling av klimatdata till randvillkor (t.ex. bestämning av slagregnsbelastning).
  • Valda övergångskoefficienter vid ytor.

Materialparametrar

  • Dokumentation av materialegenskaper genom tabeller och diagram.
  • Källa för materialdata.
  • Antaganden och uppskattningar.

Hygrotermisk modell och numerisk lösning

Allmänt

  • Dokumentationen skall innehålla alla uppgifter som rör den beräkningsmodell och de numeriska parametrar som valts ut för simuleringen.

Simuleringsverktyg

  • Namn och version av programvaran.
  • Eventuell validering av modell för liknande tillämpningar.

Numerisk simulering

  • Diskretisering  (cellindelning).
  • Tidssteg.
  • Numeriska kontrollparametrar (lösnings noggrannhet).

”Benchmark” test

  • ”Benchmarktest” bör lösas med den modell som används och resultaten rapporteras.

Beräkningsrapport

Allmänt

Beräkningsrapporten skall innehålla all relevant information om presentation, utvärdering och tolkning av beräkningsresultaten. Rapporten bör innehålla följande:

  • Metod som använts.
  • Hänvisning till denna standard.
  • Motiveringen att efterlevnaden av ”benchmark” testet är uppfyllda, inom de tillåtna toleranserna.

Det rekommenderas att formatet nedan används.

Presentation av resultat

Beräkningsresultatet skall dokumenteras i en form som förmedlar all nödvändig information om hygrotermisk prestanda hos den aktuella studien. Detta kan göras genom att visa diagram och tabeller för:

  • transienta fördelningar (profiler).
  • variation över tiden på specifika platser eller integrerade värden över materialskikt.
  • extremvärden (minimum, maximum).
  • medelvärden på platser, i skikt och ytor av intresse för relevanta hygrotermiska. variabler och randvillkor såsom:
    • temperatur, värmeflöde.
    • fukthalt, fuktflöde.
    • relativ fuktighet.
    • ånghalt eller ångtryck.

Urvalet av grafer och tabeller som visas beror på problem, analys och slutsats.

Tolkning av resultaten

Dokumentationen av resultaten kan följas av en tolkning av deras praktiska innebörd. Detta kan göras av minst en av följande sätt:

  • Jämföra de hygrotermiska resultaten med angivna gränsvärden.
  • Kontrollera risken för att fukt ackumuleras genom att jämföra den totala vattenhalten i konstruktion efter en cykel med de ursprungliga värdena.
  • Utvärdera fukttoleransen i konstruktionen (uttorkningspotential).
  • Mata in de transienta resultaten i en post-processmodell (t.ex. för mögel- eller algtillväxt, röta, korrosion).
Sidansvarig: