Ingenjörsmetodik för beräkning av 7 nyckelkällor till fukt i byggnader och lokaler

Författare: Myconds tekniska avdelning

Inledning: Konsekvenser av ofullständig hänsyn till fuktkällor

En av de vanligaste projekteringsmissarna vid dimensionering av avfuktningssystem är att endast beakta 1–2 fuktkällor i stället för att göra en heltäckande analys. En sådan underskattning leder till allvarliga konsekvenser: kondensbildning på kalla ytor, accelererad korrosion av metalldelar, överdriven energiförbrukning, förtida slitage av utrustning samt tillväxt av mögel och svamp.

Problemet med underskattade fukttillskott är särskilt påtagligt i byggnader i de skandinaviska länderna, särskilt i Sverige, där temperaturskillnader mellan inom- och utomhusluft skapar idealiska förutsättningar för kondens. Invånare i Stockholm, Göteborg, Malmö och andra städer stöter ofta på problem med överskottsfukt på grund av icke beaktade fuktkällor.

I denna artikel går vi igenom sju huvudsakliga kategorier av fuktkällor i byggnader och utvecklar en metodik för deras beräkning, vilket gör det möjligt för ingenjörer att mer precist projektera system för avfuktning och luftkonditionering.

Fysikalisk grund för massöverföring av vattenånga

För korrekta beräkningar av fukttillskott behöver man förstå den fysikaliska grunden för massöverföring av vattenånga. De viktigaste psykometriska parametrarna som beskriver fuktig luft är:

• Fuktinnehåll – mängden vattenånga i gram per kilogram torr luft (g/kg)
• Relativ luftfuktighet – procentuell mättnadsgrad av luft vid given temperatur (%)
• Daggpunktstemperatur – den temperatur vid vilken kondensation av fukt ur luften börjar (°C)

Drivkrafterna för fukttransport är skillnad i fuktinnehåll mellan två luftvolymer, temperaturgradienten och lufthastigheten. Intensiteten i fukttransporten beror starkt på temperaturen (ju högre temperatur, desto mer vattenånga kan luften hålla), lufthastigheten (ökar massöverföringen) samt skillnaden i vattenångans partialtryck (bestämmer riktningen för fukttransporten).

Källa 1: Infiltration av fuktig uteluft genom klimatskärmen

Infiltration är processen där fuktig uteluft tränger in i byggnaden genom otätheter i klimatskalet: springor i fönster och dörrar, oisolerade öppningar, skarvar mellan olika byggnadsdelar. Detta är särskilt aktuellt för byggnader i Uppsala och Västerås, där vindlaster och tryckskillnader gynnar infiltration.

Metodiken för att beräkna fukttillskott från infiltration består i att bestämma massflödet av infiltrerande luft (kg/h) och multiplicera det med skillnaden i fuktinnehåll mellan utomhus- och inomhusluft:

G(fukt från infiltration) = G(infiltrerande luft) × (fuktinnehåll uteluft − fuktinnehåll inneluft)

Infiltrationens intensitet beror på vindtryck, temperaturskillnader (skorstenseffekten) och byggnadens täthetsklass. Det är viktigt att beakta säsongsvariationer: på sommaren i fuktigt klimat kan infiltration stå för 40–60% av det totala fukttillskottet, medan dess påverkan vintertid i skandinaviska förhållanden är mindre på grund av lägre fuktinnehåll i kall uteluft.

Källa 2: Fukttillskott från människor

Människor är en betydande fuktkälla i lokaler genom fysiologiska processer som andning och svettning. Vid andning utandas mättad vattenånga vid cirka 37°C. Intensiteten i svettning beror på fysisk aktivitet, rumstemperatur och klädsel.

Normvärden för fuktavgivning från människor varierar inom:

• Vila: 40–50 g/h
• Lätt fysisk aktivitet: 50–100 g/h
• Måttlig fysisk belastning: 100–200 g/h
• Intensiv belastning: 200–300 g/h och mer

Metodik för beräkning av fuktavgivning från människor för olika typer av lokaler:

G(fukt från människor) = Antal personer × Specifik fuktavgivning per person

För kontorslokaler i Stockholm och Örebro används vanligtvis 50–70 g/h per person, för butikslokaler i Malmö och Helsingborg 70–90 g/h, och för idrottshallar i Linköping 150–250 g/h per person.

Källa 3: Öppna dörrar, portar och lastbryggor

Öppningar av dörrar och portar samt förekomst av lastbryggor skapar förutsättningar för fukttransport genom två mekanismer: fri konvektion vid skillnader i luftdensitet och tvingad luftväxling vid passage av människor och fordon genom öppningen.

Metoden för att uppskatta fukttillskott via öppna dörrar innefattar beräkning av den luftvolym som tränger in per öppning, multiplicerat med skillnaden i fuktinnehåll och med öppningsfrekvensen per timme:

G(fukt genom dörrar) = V(luft per öppning) × (fuktinnehåll uteluft − fuktinnehåll inneluft) × n(antal öppningar per timme)

För lagerportar med en area på 10–20 m² och öppningstider på 2–5 minuter kan dessa värden bli betydande. Särskild uppmärksamhet bör ägnas logistikcenter i Jönköping och Norrköping, där frekventa portöppningar för lastoperationer skapar betydande fukttillskott.

Beräkningsalgoritmen omfattar: bestämning av öppningsarea, uppskattning av frekvens och varaktighet av öppningar, beräkning av inträngande luftvolym samt beräkning av fuktmassa per timme.

Källa 4: Fuktiga produkter och material

Fuktavgivning sker från olika produkter och material som innehåller fukt: livsmedel (grönsaker, frukt, kött, fisk), byggmaterial (färsk betong, puts), textilier, papper m.m.

Det finns tre huvudsakliga metoder för att uppskatta fuktavgivning:

• Genom massförändring hos produkten vid lagring (experimentell metod)
• Genom empiriska fuktavgivningskoefficienter (tabellvärden)
• Genom torkprocessens kinetik (beräkningsmetod)

Fuktavgivningens intensitet beror på lagringstemperatur, lufthastighet runt produkten och produktens initiala fukthalt. Till exempel kan fuktavgivningen i grönsakslager i Uppsalas förorter vara 0,5–2,0 kg/(m²·dygn), medan den för byggmaterial i nya hus i Göteborg kan vara 0,2–0,8 kg/(m²·dygn).

Källa 5: Öppna vattenytor

Avdunstning från öppna vattenytor (bassänger, reservoarer, processbad) är en kraftfull fuktkälla i lokaler. Fysiken bakom processen är massöverföring av vattenånga från vattenytan till luften.

Empiriska formler för att beräkna avdunstningsintensiteten tar hänsyn till beroendet av vattentemperatur, luftens temperatur och fuktighet samt lufthastigheten över vattenytan. En formel för beräkning är:

G(avdunstning) = A × F(yta) × (Mättnadsångtryck vid vattentemperatur − Partiellt ångtryck i luft) × (1 + B × V(lufthastighet))

där A och B är empiriska koefficienter.

Beräkningsalgoritmen omfattar: bestämning av vattenytans area, mätning av vatten- och lufttemperatur, beräkning av skillnaden i mättnadsångtryck och tillämpning av relevant formel. Särskilda hänsyn gäller för bassänger med vattentemperatur 26–30°C, galvaniska bad och tvättutrustning.

För bassänger på hotell i Stockholm är typisk fuktavgivning 100–200 g/(m²·h), vilket gör dem till en av de kraftfullaste fuktkällorna i byggnader.

Källor 6 och 7: Tilluftsventilation och teknologiska processer

Tilluftsventilationssystem kan bli en fuktkälla om uteluften inte avfuktas tillräckligt. Fukttillskott från ventilation beräknas med formeln:

G(fukt från ventilation) = G(tilluft) × (fuktinnehåll uteluft − fuktinnehåll inneluft)

Om fuktinnehållet i uteluften är högre än inomhus (vilket är typiskt under sommaren i Sverige) blir tilluftsventilationen en kraftig fuktkälla.

Teknologiska processer inkluderar utrustningstvätt, tvätt, industriell torkning, kokning, ångbehandling och andra operationer som använder vatten eller ånga. Bedömning av fuktavgivning från dessa sker utifrån:

• Vatten- eller ångförbrukning för processen
• Värme- och massbalans
• Tillverkarens specifikationer för processutrustningen

Metodiken för inventering av teknologiska fuktkällor omfattar att lista alla processer, uppskatta vatten- eller ångförbrukning för varje process och omräkna till vattenångmassa per timme.

Vid företag i Västerås och Örebro kan teknologiska processer ge fuktavgivning från 5–10 kg/h i små verksamheter upp till 50–100 kg/h inom livsmedels- och textilindustrin.

Totala fukttillskott: Beräkningsmetodik och typiska projekteringsfel

Algoritmen för att bestämma totala fukttillskott omfattar:

1. Inventering av alla möjliga fuktkällor för det specifika objektet
2. Beräkning av fuktavgivning från varje källa separat
3. Summering av samtliga komponenter
4. Tillägg av 10–20% marginal för icke beaktade faktorer (beroende på osäkerhetsgrad)

Typiska projekteringsfel vid beräkning av fukttillskott:

• Att ignorera infiltration, särskilt under sommaren i fuktigt klimat
• Användning av föråldrade normer för fuktavgivning från människor
• Avsaknad av säsongskorrigering i beräkningarna
• Tillämpning av fasta värden utan koppling till det specifika objektet
• Underskattning av fukttillskott från tilluftsventilation på sommaren

Standardmetoder för beräkning kan vara otillräckliga under följande förhållanden:

• Extrema klimatförhållanden (kustområden med relativ luftfuktighet 90–100%)
• Komplicerade processer med instabil fuktavgivning
• Objekt med oregelbunden drift

I sådana fall rekommenderas instrumentell verifiering för:

• Stora lagerkomplex med frekvent portöppning
• Bassänger med icke standardiserad driftsregim
• Produktionshallar med okända processrelaterade fuktavgivningar

FAQ: Vanliga frågor

1. Hur bestämmer man prioritet för fuktkällor och vilka är mest betydelsefulla?

Prioriteten beror på objekttyp. För bostäder i Sverige är de mest betydande källorna fuktavgivning från människor och infiltration. För industriella objekt – processer och öppna dörrar. För bassänger – avdunstning från vattenytan. En preliminär beräkning rekommenderas för att identifiera de största fuktkällorna för det specifika objektet.

2. Kan man använda fasta specifika fuktvärden från handböcker för alla objekt?

Handboksdata kan användas endast för preliminära beräkningar. För exakt projektering måste värdena anpassas till objektets specifika förhållanden med hänsyn till drift, Sveriges klimat och processer.

3. Hur beaktar man säsongsvariation i fukttillskott från infiltration?

Beräkna fukttillskott separat för olika årstider med klimatdata för respektive svenska stad. Sommartid kan infiltration vara en fuktkälla (när uteluften är fuktigare än inneluften), vintertid – en avfuktningskälla (då kall uteluft har lågt fuktinnehåll).

4. Vilka instrumentella metoder kan mäta faktiska fukttillskott i drift?

Huvudmetoder: mätning av luftens massflöde och skillnad i fuktinnehåll vid in-/utgång av ventilationssystemet; vattenbalansmetoden (mätning av mängden kondensat som samlas i avfuktningssystemet); metod för källisolering (sekventiell exkludering av fuktkällor och mätning av fuktförändring).

5. Hur beräknar man fuktavgivning från öppna dörrar om öppningsfrekvensen är okänd?

Man kan använda observationsmetoder (räkna öppningar under en kontrollperiod), installera rörelsesensorer på dörrar eller använda statistiska data beroende på byggnadstyp och funktion (för köpcentrum i Sverige är typisk frekvens 30–50 öppningar per timme, för kontorsbyggnader 10–20).

6. Behövs kapacitetsmarginal utöver beräknade fukttillskott?

Ja, det rekommenderas att lägga in 10–30% marginal beroende på osäkerheten i indata. För objekt med stabil drift räcker 10–15%, för objekt med oregelbunden drift eller osäkra processer 20–30%.

7. Vilka fuktkällor ignoreras oftast av projektörer och vilka blir följderna?

Ofta ignoreras infiltration av fuktig uteluft på sommaren, fuktavgivning från byggmaterial i nya byggnader och fukttillskott från processer. Detta leder till otillräcklig avfuktningskapacitet, kondens på kalla ytor, tillväxt av mögel och svamp, korrosion av byggnadsdelar samt ökade driftskostnader.

Slutsatser

Noggrann beräkning av fukttillskott är grunden för tillförlitlig projektering av avfuktnings- och luftkonditioneringssystem. De viktigaste principerna är:

• Fullständig hänsyn till alla möjliga fuktkällor
• Anpassning av beräkningar till det specifika objektet och Sveriges klimat
• Beaktande av säsongsvariation i fukttillskott
• Inläggning av en välmotiverad kapacitetsmarginal

Rekommendationer för projekterande ingenjörer i Stockholm, Göteborg och andra svenska städer:

1. Genomför en detaljerad inventering av alla fuktkällor för varje objekt
2. Lita inte enbart på handboksdata – anpassa dem till de specifika förutsättningarna
3. Planera kapacitetsmarginal med hänsyn till osäkerheten i indata
4. Förutse möjligheten till instrumentella mätningar av faktiska fukttillskott under drift
5. Beräkna fuktbelastningar för olika årstider

Noggrannheten i beräkningen av fukttillskott avgör direkt tillförlitlighet, energieffektivitet och kostnadseffektivitet för hela klimatsystemet. Fel i bedömningen av fuktkällor kan leda både till otillräcklig systemkapacitet och till omotiverat höga investerings- och driftskostnader.