Procedure for determining the design value of the thermal conductivity of thermal insulation materials

Claus Rudbeck, Carsten Rode. Sagsrapport SR-01-02, BYG · DTU, Danmarks Tekniske Universitet, Lyngby, juni 2001. 108 s. Rapporten er på engelsk.
Elektronisk version af rapporten:
www.alternativisolering.dk/download/Procedure for determining the design value of the thermal conductivity of thermal insulation materials/00-22.pdf (kræver Adobe Acrobat Reader).

Formål
At afprøve en nyudviklet beregningsmetode til at bestemme fugtens indflydelse på varmeledningsevnen af isoleringsmaterialer på en række eksempler på bygningskonstruktioner. Specifikt skal omregningsfaktorer for fugtens indflydelse på varmeledningsevnen af isoleringsmaterialer fastlægges. Følgende isoleringsmaterialer behandles: mineraluldsisolering, celleplast, papirisolering og hørisolering. For andre isoleringsmaterialer som fåreuldsisolering og halm/strå er den eksisterende viden om materialeegenskaberne ikke tilstrækkelig til at kunne foretage de nødvendige beregninger.

Fremgangsmåde
Fugtomregningsfaktorer fastlægges for at kunne vurdere isoleringsmaterialers såkaldte designværdier for varmeledningsevnen, som de vil have under typiske forhold ved anvendelse i bygningskonstruktioner. Designværdierne kan afvige fra de såkaldte deklarerede værdier, der gælder under referenceforhold for fugt og temperatur (23°C, 50% RF). Disse definitioner af varmeledningsevnen er i overensstemmelse med de internationale og europæiske standarder DS/EN ISO 10456 og DS/EN ISO 6946, som implementeres i Danmark i forbindelse med ikrafttrædelsen af 6. udgave af DS 418.

Følgende konstruktionstyper undersøges: Krybekælderdæk, terrændæk, kælderydervæg, tung ydervæg med udvendig/ indvendig isolering, hulmur, let ydervæg, betonsandwichelement samt uventileret og ventileret tagkonstruktion. Af rapporten fremgår, hvilke isoleringsmaterialer der indgår i beregningerne af den pågældende konstruktionstype.

Bestemmelsen af fugtomregningsfaktorer er baseret på beregning af fugtindholdet i isoleringsmaterialet under brugsmæssige forhold i specifikke konstruktioner. Fugtindholdet i isoleringsmaterialet bestemmes vha. beregningsmodellen MATCH samt referencedata for inde- og udeklima. For hver enkelt isoleringsmateriale og konstruktionstype fastlægges et gennemsnit for varmeledningsevnens designværdi som repræsentativ for hele fyringssæsonen dvs. vinterhalvåret. Herefter bestemmes fugtomregningsfaktoren som forholdet mellem den fundne designværdi og den deklarede værdi for materialet under referenceforhold. Der er ved beregningen af denne værdi taget hensyn til, at fugtindholdet i isoleringsmaterialet varierer meget fra den varme til den kolde side af isoleringslaget.

Resultat
De fundne værdier for fugtomregningsfaktorer varierer mellem 0,975 og 1,013, når isoleringen indgår i en flerlags bygningskonstruktion. Dette modsvarer en fugtindvirkning på varmeledningsevnen på mellem -2,5% og +1,3% i forhold til referenceværdien (deklareret værdi).

Undersøgelsens resultater tyder således på, at fugtens indflydelse er ganske lille, og at fugtindholdet i sunde konstruktioner kan blive så lavt i visse perioder af fyringssæsonen og visse dele af isoleringen, at materialet kan isolere marginalt bedre end under referencebetingelserne. De små afvigelser fra den deklarerede varmeledningsevne favoriserer ikke i nævneværdig grad én gruppe af isoleringsmaterialer i forhold til en anden.

I visse tilfælde indeholder de europæiske standarder usikre eller mangelfulde oplysninger om materialernes fugtindhold under referencebetingelserne, sammenholdt med de oplysninger der indgår i den i rapporten anvendte beregningsmodel. Det giver anledning til forskellige effekter på varmeledningsevnen, når der tages hensyn til fugten, og reference-betingelserne anvendes som sammenligningsgrundlag.

Fugttilstanden i konstruktionerne kan i visse tilfælde påvirkes ganske meget af ændringer i de indendørs eller udendørs påvirkninger, eller sågar af nogle af de øvrige antagelser, der er nødvendige for at gennemføre beregningerne, fx antagelser om de termiske og fugtmæssige forhold i jord ud for en kælderydervæg.

Såfremt den udviklede beregningsmetode skal anvendes fremover som hjælp til fastsættelse af designværdier for varmeledningsevnen, bliver det derfor vigtigt dels at fremskaffe et bedre grundlag for de konverteringskoefficienter, der tages i anvendelse i proceduren, dels ganske nøje at overveje, hvilke randbetingelser og antagelser, der skal være gældende for beregningernes gennemførelse.

Rapporten udgør rapportering af sidste del af projektet "Fugtteknisk grundlag for fastsættelse af designværdier for varmeledningsevnen ud fra deklarerede værdier for varmeledningsevnen i typiske bygningskonstruktioner". Første del af projektet er tidligere rapporteret.

I tilknytning til rapporten er udgivet en artikel til Danvakmagasinet.

Kontakt

Carsten Rode
BYG · DTU, Bygning 118, Brovej            
2800 Kgs. Lyngby
Tlf.: 45 25 18 52
Fax: 45 93 44 30
E-post: car@byg.dtu.dk
Internet: http://www.byg.dtu.dk/

Jørgen Dufour
Dansk Standard, Kollegievej 6           
2920 Charlottenlund
Tlf.: 39 96 61 01
Fax: 39 96 61 02
E-post: jd@ds.dk
Internet: http://www.ds.dk/

Nøgleord
celleplast (ekspanderet polystyren), (beregninger af) fugtforhold, hørisolering, mineraluldsisolering, papirisolering, standardisering, varmeledningsevne.