af Mason Knowles
I årtier har designere af loftsrum og krybekældre brugt krydsventilation for at minimere potentialet for fugtophobning og kondensering. Men på grund af de seneste påstande om energibesparelser og fugtkontrol er uventilerede loftsrum blevet populære i både boliger og erhvervsområder. Selv om disse loftsrum kan anvendes under mange omstændigheder, mener denne forfatter, at der er grunde til at anvende ventilerede samlinger i mange situationer.

Traditionelle metoder til isoleringsmaterialer og design kræver, at man bruger luftcirkulation i loftsrummet til at hjælpe med at tørre overskydende fugt. I varme- og køleklimaer kan denne fugt potentielt bevæge sig gennem fiberisolering i bygningshulrum.

Det traditionelle middel mod denne fugtighed er at bremse tilstrømningen af fugtbelastet luft til hulrummet ved at bruge en indvendig dampspærre og ved at ventilere tagrummet udadtil for at lette afføringen af fugt (dvs. tørring).

Ved korrekt udførelse kan udluftning af loftet reducere potentialet for kondensvand om vinteren og om sommeren. Om vinteren stammer den primære årsag til fugtproblemer på loftet fra varm fugtig luft, der infiltrerer ind i loftrummet fra beboede områder og kondenserer på kolde overflader. Dette kan forstærkes, når lys, rør, ventilationsåbninger og andre gennemføringer gennemtrænger loftsbunden. Alt for ofte afsætter mekaniske ventilationskanaler fra badeværelser, køkkener eller vaskerum varm, fugtig luft på loftet i stedet for uden for bygningsinddækningen.

En kombination af lufttætning og isolering af loftet og samtidig ventilation reducerer potentialet for kondensering betydeligt, da varm, fugtig luft er mindre tilbøjelig til at trænge ind i rummet og kondensere på kolde overflader. Som følge heraf kan køligere, mindre fugtig luft udefra trækkes ind fra undertagslukkerne, der er placeret på tagets nederste del, og strømme igennem til tag- eller højdedragslukkerne og erstatte den varmere fugtige luft, der kan være infiltreret ind på loftet.

Om sommeren kommer den varme fugtige luft for det meste udefra. Som sådan ser det ud til, at udluftning af loftet vil øge risikoen for kondensering. Det modsatte er imidlertid tilfældet, hvis loftet er lufttæt og isoleret.

Selv når luften udefra er varm og fugtig, er loftsrummet, hvis det er lufttæt fra det indre, meget varmere end luften udefra. Jo varmere luften er, jo mere fugt (dvs. absolut fugtighed) kan luftrummet indeholde. Derfor har udskiftning af den varmere loftsluft med køligere udeluft – selv ved en betydeligt højere relativ luftfugtighed (RH) – tendens til at tørre rummet og minimere potentialet for kondensering.

Som det fremgår af figur 1, er udeluften, hvis den er 32 C (90 F) og 70 % RH, mere tør end det indvendige loftsrum, som er 43 C (110 F) ved 40 % eller højere RH.

Denne konstruktion er mindre effektiv, når der er HVAC-udstyr og kanalsystemer i loftsrummet. I disse tilfælde har systemerne sværere ved at opretholde den ønskede temperatur. Luft i kanalerne har svært ved at opretholde temperaturen, når rummet er for varmt eller koldt og skal strække sig over lange strækninger. I moderate klimaer udgør dette ikke et væsentligt problem. I mere ekstreme miljøer, både varme og kolde, kan det dog være et problem.

Afhængigt af tagfarve og orientering mod solen kan lufttemperaturen på loftet f.eks. overstige 55 C (131 F), når det er mindre end 38 C (100 F) udenfor. Dette varme indre kan få kanalerne og HVAC-udstyret til at arbejde meget hårdere for at reducere temperaturen til et behageligt niveau. Dette er endnu mere udtalt, hvis kanalerne er utætte, og HVAC-udstyret trækker luft fra selve loftsrummet. Hvis de udvendige overflader på HVAC-udstyret eller kanalerne når 26 C (79 F), kræves der kun 21 % RH for at forårsage kondensation.

Uventilerede vindsamlinger
Uventilerede vindsrum er afhængige af en luftuigennemtrængelig isolering installeret på tagdækkets underside (dvs. loftet på loftet) for at forhindre luftbåren fugt i at nå en kold overflade og kondensere inde i bygningens indkapsling. I denne konstruktion adskiller isoleringen effektivt de indvendige og udvendige rum og bremser samtidig fugtstrømmen, så dugpunktet ikke nås inden for bygningsinddækningen.

De to produkter, der oftest anvendes i en samling på et uventileret loftsrum, er sprøjtet polyurethanskum (SPF) med middelhøj og lav densitet.

I typiske konstruktioner og klimaer kan bygningsreglementets tabeller følges, når der anvendes SPF som isolering og lufttætning. I tilfælde, hvor en dampdrift konsekvent bevæger sig i én retning – f.eks. ved anvendelse i kølehuse eller svømmebassiner – er det imidlertid klogt at foretage hygrotermisk modellering eller beregninger for at afgøre, om det foreslåede design er det rigtige for anvendelsen.

Medium-densitet
Fugtberegninger af bygningsdele (dvs. hygrotermisk modellering) og observationer i marken viser, at medium-densitet (dvs.dvs. 2 pcf) SPF eliminerer potentialet for kondensering i de fleste klimazoner og situationer uden udluftning eller yderligere dampspærreelementer.

Som angivet i ASTM E96, Standard Test Methods for Water Vapor Transmission of Materials, har SPF af middelhøj tæthed en perm-værdi på ca. 1,5 til 3,0 pr. 25 mm (1 tomme) og en R-værdi på ca. 1,05 pr. 25 mm (6,0 pr. 1 tomme). Det er også blevet testet til at fungere som en luftimpermeabel isolering.1 Denne kombination af lav permeabilitet, høj R-værdi pr. tomme og luftspærreegenskaber bremser effektivt dampgennemstrømningen, adskiller det ydre miljø fra det indre og eliminerer indføring af fugtbelastet luft.

De fysiske egenskaber og præstationsegenskaberne for SPF gør det muligt at designe uventilerede loftsrum og krybekældre med minimalt potentiale for kondensering indeni.

Lavt-dens
Hygrotermisk modellering af bygningsaggregater og feltobservationer viser, at SPF med lav tæthed kan bruges i varme og blandede klimaer uden et ekstra dampspærreelement. I koldere klimaer er det dog nødvendigt med et ekstra dampspærreelement for at forhindre potentialet for kondensation.

SpF med lav tæthed har en permeabilitet på mellem 8 og 15 pr. 76,2 til 127 mm (3 til 5 tommer) og en R-værdi på ca. 0,616 pr. 25 mm (3,5 pr. 1 tommer). Når det testes som en del af en samling, kan SPF med lav densitet være en effektiv luftspærre.

Resultatet er, at de fysiske egenskaber ved SPF med lav densitet effektivt adskiller inde- og udetemperaturer og minimerer luftinfiltrationen, men tillader en højere vanddamptransmission end SPF med middelhøj densitet. Dette letter udformningen af uventilerede loftsrum i varme og blandede klimaer uden en ekstra dampspærre, men kræver et ekstra dampspærreelement i koldere regioner.

Et af disse systemer er forbundet med en merpris – typisk to til tre gange prisen på en ventileret loftsforsamling af blæst glasfiber eller cellulose.

Kombinerede loftsforsamlinger
Det moderne boligdesign består af forhøjninger, der kan skabe forskellige loftsrum i den samme bygning. For eksempel har denne forfatters hjem et loftsrum, der er tilgængeligt med en standarddør på anden sal og en øverste sektion, der kun kan nås via en loftsluge. Der er også påsat en tagvindue, hvilket gør det yderst vanskeligt at isolere som en uventileret samling. Desuden ligger en del af loftsrummet over en udendørs terrasse, mens andre dele ligger over husets indre rum. Der er ovne, kanaler og klimaanlæg (AC) i alle loftsrummene på alle etager, undtagen i tagvinduerne og i rummet over den udendørs terrasse.

Da det blev besluttet, hvordan dette loftsrum skulle isoleres, blev der taget hensyn til forskellige samlinger, og der blev planlagt en hybridkombination af ventileret og uventileret loftsrum.

Dornene og loftrummet over den udvendige veranda blev lukket af fra resten af loftet ved at lave en væg af krydsfiner og derefter isolere væggen med SPF med lukkede celler. Efterfølgende blev der også installeret SPF med lukkede celler på undersiden af tagdækket.

Bygningsreglementer og loftsamlinger
Siden 2004 har International Code Council (ICC) supplementer til International Residential Code (IRC) betydet, at uventilerede loftsamlinger er blevet accepteret af bygningsreglementerne i boligbyggeri, men ikke i kommercielle applikationer. IBC kræver ventilation på loftsrum og krybekældre og omhandler ikke konceptet med uventilerede loftsrum. Mange bygningsmyndigheder har dog accepteret uventilerede loftsrum fra sag til sag, når de har fået forelagt overbevisende beviser – f.eks. hygrotermisk modellering af de foreslåede samlinger – for, at samlingen vil fungere korrekt. Kravene har ændret sig en smule i årenes løb, men mange af elementerne er forblevet de samme.

Med ICC-tillægget fra 2007, International Energy Conservation Code (IECC) 202, “General Definitions”, blev der indført tre nye klasser af dampspærrer:

• Klasse I: 0,1 perms eller mindre;
• Klasse II: 0,1 perms eller mindre;
• Klasse II: 0.1 til 1 perm;
• Klasse III: 1,0 til 10 perms.

Medium-density SPF på 51 til 76 mm (2 til 3 tommer) tykkelse falder typisk i klasse II-kategorien, mens SPF med lav tæthed på 89 til 140 mm (3,5 til 5,5 tommer) tykkelse falder i klasse III-kategorien.

Dampspærreklasserne er vigtige for korrekt at specificere uventilerede loftsforsamlinger. Kvalifikationerne for uventilerede loftsrum er anført i IRC Section R806.4, “Unvented Attic Assemblies” (IRC afsnit R806.4, “Uventilerede loftsrumssamlinger”). Det kræver, at følgende betingelser er opfyldt:

• det er fuldstændig indeholdt i bygningens termiske indpakning;
• ingen indvendige dampspærrer er installeret på dens loftside (dvs. loftsgulv);
• mindst 6,3 mm (1/4 in.) af ventileret luftrum adskiller eventuelle træskifer eller træspåner og tagunderlaget over den strukturelle beklædning, og
• for IECC’s klimazoner 5, 6, 7 og 8 er luftuigennemtrængelig isolering en dampspærre, eller der er installeret en dampspærre i direkte kontakt med isoleringen (dette ville gælde for SPF med lav densitet).

Afhængigt af luftimpermeabiliteten af isoleringen direkte under den strukturelle tagbeklædning kræver IRC-afsnittet også en af disse betingelser:

• kun luftimpermeabel isolering (dvs.
  Der skal anvendes luftgennemtrængelig isolering (f.eks. SPF med lukkede celler) i direkte kontakt med undersiden af den strukturelle tagbeklædning;
• uden den luftgennemtrængelige isolering, der er installeret direkte under den strukturelle beklædning, skal der installeres uigennemtrængelige stive plader eller arkisolering direkte over den strukturelle tagbeklædning som angivet i tabel 8 (figur 2) med henblik på kondensationskontrol; eller
• der skal installeres luftgennemtrængelig isolering på undersiden af tagbeklædningen som angivet i tabel R806.4 til kondensationskontrol, mens den luftgennemtrængelige isolering skal installeres direkte på undersiden af den luftugennemtrængelige isolering.

(Dette afsnit ville gælde for flash- og batt-systemer, hvor der installeres et lag SPF med lukkede celler på undersiden af tagdækket, og en anden isolering, f.eks. glasfiber, installeres direkte på SPF’en.)

Problemer med uventilerede loftsrum
Accepten af begrebet uventilerede loftsrum og krybekældre har skabt en vis bekymring hos dem, der ikke er bekendt med SPF’s fysiske egenskaber og fugtregulerende egenskaber. En almindelig bekymring, som man hører, når man specificerer SPF i disse rum, er, at skum med lukkede celler installeret på undersiden af trætagdæk vil føre til råd, fordi utætheder ikke bliver opdaget på grund af polyurethanens vandmodstand. Skum med lukkede celler afviser imidlertid flydende vand. Det forsegler revner og sprækker i trædækket, så vand, der trænger forbi tagdækningssystemet, forbliver oven på trædækket. Tyngdekraften fører det derefter ned til bygningskanten og væk fra taget.

Hvis træets udvendige overflade er våd, når skummet installeres, vil tørringen ske fra tag-siden til ydersiden, ikke gennem træet til skummet. Dette ville være det samme, hvis skummet ikke var på plads. Hvis træet er mættet, er det branchens bedste praksis, at skummet ikke installeres. Hvis skummet installeres på vådt træ, er det tydeligt for den, der anvender skummet, og der vil være åbne celler og lavere densitet, hvilket giver mulighed for absorption af vand i skummet. I dette tilfælde vil lækager kunne ses på indersiden. Uanset hvad bør et tagdækningssystem inspiceres regelmæssigt for at opdage tegn på utætheder på taget og potentielle skader på tagdækket. Skumisolering gør ikke skaderne vanskeligere at opdage.

I koldere klimaer kan SPF reducere potentialet for isdæmning. Det forhindrer varm luft i at nå tagets underside, hvor den kan smelte sne og få vandet til at strømme ned og fryse tilbage i tagskægget. Det er vigtigt at forlænge isoleringen ud over den indvendige stolpevæg langs undertagsområdet. Hvis luftspaltene ikke er tætnet øverst på væggen, kan varm luft opvarme undersiden af tagdækket og potentielt forårsage isdæmninger i kolde klimaer.

En anden bekymring er, at uventilerede loftsrum med isolering installeret på tagdækkets underside forårsager for høje temperaturer for helvedesild, hvilket reducerer helvedesildets forventede levetid.

Nogle producenter af asfaltshingles udelukker specifikt garantier baseret på “utilstrækkelig ventilation på loftet”. Andre tillader imidlertid brugen af SPF installeret på undersiden af tagdæk i uventilerede loftsrum i deres garantier.

Ingeniørundersøgelser udført af Carl Cash (tidligere formand for ASTM D08 Committee on Roofing) udforskede forudsætningen for loftsventilation og dens virkning på temperaturen på helvedesild sammenlignet med andre faktorer, der kan påvirke temperaturen på helvedesild. Ifølge Cash:

Luftning af tagdækket reducerer tagets gennemsnitlige temperatur med -1,75 C (5 F), hvilket er en tredjedel af indflydelsen fra farven på helvedesild, tagets aspekt (retning det vender) og 1/36 af indflydelsen fra den geografiske placering.

Et andet ofte nævnt problem er, at da sprayskum med lukkede celler er en dampspærre, kan det ikke bruges i varme, fugtige klimaer, da det forhindrer vanddamp i at gå ind og ud af samlingen.

Sprayskum med lukkede celler har en perm-værdi på ca. 1.5 til 3,0 pr. 25 mm (1 tomme) og en R-værdi på ca. 1,05 pr. 25 mm (6,0 pr. 1 tomme) Denne kombination giver mulighed for en kontrolleret fugtdampstrøm, samtidig med at den adskiller det indvendige og det udvendige miljø. Resultatet er en bedre kontrol af kondensering inden for bygningens indpakning, så længe der er tilstrækkelig SPF-isolering til at forhindre kondensering. I de fleste anvendelser vil 12,7 til 25 mm (0,5 til 1 tomme) SPF være tilstrækkeligt i varme og blandede klimaer, og 38 til 63,5 mm (1,5 til 2,5 tommer) er nødvendigt i koldere områder. Det skal bemærkes, at hygrotermiske modelberegninger anbefales, når der forekommer atypiske forhold, f.eks. ekstreme miljøer og usædvanlig konstruktion eller design.

Ved anvendelse af et hybridisoleringssystem, f.eks. sprayskum med lukkede celler dækket af glasfiber- eller celluloseisolering, er der behov for en større tykkelse af skum med lukkede celler for at reducere potentialet for kondensation.

Et andet spørgsmål om brugen af sprayskum er, hvad der sker, når en applikator utilsigtet sprøjter skum på vådt tømmer, især våde rammestykker. Der er udført forskning om installation af SPF på vådt tømmer. Dr. Mark Bomber’s bog, Spray Polyurethane Foam in External Envelopes of Buildings, rapporterer om den forskning, der er udført om dette emne. Denne forskning viser, at lukkede skumceller under typiske bygningsforhold (dvs. når de installeres over trærammer med 28-35 % fugtindhold) tog ca. 35 dage at tørre under 19 % fugtindhold sammenlignet med 8,5 dage at tørre uden påsat skum. Det blev også rapporteret, at skummets lufttætningsegenskaber blev bevaret.

Denne artikel rapporterede imidlertid ikke om konsekvenserne af at installere SPF med lukkede celler på den kolde side af en væg med en konstant termisk gradient. For eksempel ville forholdene i ekstreme nordlige klimaer eller i kølerum resultere i en fugtdrev konstant i én retning, hvilket ville forsinke tørringen til et punkt, hvor der kunne opstå træforrådnelse.

Uanset dette anbefaler SPF-industrien ikke at sprøjte hverken åben- eller lukketcellet skum på våde eller fugtige overflader, fordi skumklæbningen vil blive påvirket. I lighed med maling og overfladebehandling skal underlag, der skal modtage SPF af alle typer, være relativt tørre (f.eks. træ med et fugtighedsindhold på højst 18 %). Dette kan let kontrolleres med en fugtighedsmåler. Installatørerne ved med det samme, om træoverfladen er våd, fordi væsken reagerer med fugten og forårsager en farvevariation og dårlig skumstigning.

Slutning
Sammenfattende kan man sige, at én størrelse ikke passer til alle, når man skal afgøre, om man skal bruge en ventileret eller uventileret loftsopsamling. Bare fordi noget er populært eller trendy, er det ikke det bedste valg. Variabler, der har indflydelse på beslutningen om at ventilere eller ikke ventilere, omfatter:

• indvendig og udvendig temperatur og luftfugtighed;
• type HVAC- og kanalsystem;
• forventet dampdrift;
• konstruktionsmaterialer;
• bygningstype;
• konstruktionens konfiguration; og
• byggeforskrifter.

Det er vigtigt, at en specificator tager alle disse faktorer i betragtning, før han udarbejder planer og giver en endelig anbefaling.

Noter
1 Materialer, der er blevet testet i overensstemmelse med ASTM 283 for at tillade mindre end 2 L/m2 luft ved 75 kPa. (Tilbage til toppen)

Mason Knowles er formand for Mason Knowles Consulting LLC, der har specialiseret sig i at levere uddannelse/træning, fejlfinding af problemapplikationer, tekniske tjenester og artikler samt præsentationer specifikt for sprayskumindustrien. Han har 42 års erfaring inden for sprayskumbranchen som entreprenør, producent af sprøjtepolyurethanskum (SPF) og udstyr samt leder af brancheforeninger. Knowles er formand for ASTM’s underudvalg for sprøjteskumtag og for den ASTM Task Group, der er ansvarlig for ASTM C 1029, Spray-applied Polyurethane Foam Specification. Han er en SPFA-akkrediteret bygnings- og tagdækningsinspektør (Sprayed Polyurethane Foam Association) og instruktør for SPFA-kurser for applikatorer og inspektører. Knowles er medlem af International Code Council (ICC), RCI International, Insulation Contractors Association of America (ICAA), SPFA, Building Enclosure Technology and Environment Council (BETEC) og Roofing Industry Committee on Weather Issues’ (RICOWI’s) orkan- og haglundersøgelseshold. Han kan kontaktes via e-mail på [email protected].

For at læse den første sidebjælke, klik her.

For at læse den anden sidebjælke, klik her.