Vochtschade. regendoorslag opstijgend vocht bouwvocht. inwendige condensatie oppervlakte condensatie hygroscopisch vocht

Vochtschade WATER

WATERDAMP

regendoorslag

inwendige condensatie

opstijgend vocht bouwvocht

oppervlakte condensatie

hygroscopisch vocht

VORMEN VAN VOCHTSCHADE afname van de isolerende kwaliteit hygrische vervormingen afname van sterkte en stijfheid biologische aantasting vorstschade zoutaantasting chemische verwering

OORZAKEN VAN VOCHTSCHADE bouwvocht regen opstijgend vocht drukwater hygroscopisch vocht oppervlakte condensatie inwendige condensatie

water

waterdamp

5.1. BOUWVOCHT

Tot 5000 liter/woning !!!

Gevolgen:

• droging van bouwvocht verhoogt de stookkosten • risico op schimmelvorming stijgt • grotere kans op inwendige condensatie

5.1. BOUWVOCHT BOUWVOCHT Principe: • laat droging toe zonder vochtverplaatsing naar vochtgevoelige

lagen of isolatie • sluit geen bouwvochtige lagen en isolatie samen op tussen twee dampremmende lagen • beperk de droogtijd en wacht voldoende lang met schilderen, behangen en het plaatsen van een dampremmende vloerbekleding Vb. vloer op volle grond:

5.1. BOUWVOCHT

Droogstroom (kg/(m².dag))

0.5

0.4

0.3

θi=10°C

4m

0.2

θi=5°C

0.1

4m

θi=2.7°C 0 0

2

4

6

8

10

12

Ventilatievoud (h-1)

g v ,d = β (v)( psat , s (θ i ) − pi (n) )

RTi Gv pi = pe + nV

5.1. BOUWVOCHT

p, psat

p, psat

Z

Z

5.2. BEREGENING VAN CONSTRUCTIES SLAGREGEN geeft problemen van :

- regendoorslag - vervuiling

SLAGREGEN = COMBINATIE VAN WIND en REGEN

Windroos

Maar niet alle gevels met dezelfde oriëntatie zullen evenveel slagregen vangen

Slagregenbelasting moet geval per geval bekeken worden - empirische methoden (NORM) - numerieke methoden (CFD)

Wind Driven Rain and Moisture Damage in Building Envelopes 1. Introduction 2. Wind Driven Rain

3. Experimental 4. WDR modelling 5. HAM modelling 6. Moisture damage

Semi-empirical relations

R wdr =

η⋅R h

R wdr = α U ⊥ ⋅ R h driving rain coefficient

driving rain index


Driving rain index: Climate data for Essen (Germany)


12

12

north-east

10

horizontal rain intensity (l/m 2h)

horizontal rain intensity (l/m 2h)

south-west

8

6

4

20 10

2

10

8

6

4

20 10

2

5

5

1

0 0

1

2

3

4

1

0

5

6 n

normal wind speed v (m/s)

7

8

9

0

1

2

3

4

5

6 n

normal wind speed v (m/s)

7

8

9


Driving rain index map with exposure grading


Lacy 1971, ©BRE 2003


3. Experimental

Free Field (the airfield index)

4. WDR modelling 5. HAM modelling 6. Moisture damage

R wdr

= 0.222 ⋅ U ⊥ ⋅ R

0.88 h

≈ 0.222 ⋅ U ⊥ ⋅ R h

Lacy (1965, 1977)



van Mook 2002



wiper

wiper

830 mm

front view

rear view (back plate removed)

view at front side

van Mook 2002



0.5

0.2

van Mook 2002

0.1

1

1.8

1.6

0.05

1.4 1.2 1 0.8 0.6 0.4

0.01

0.2

α = 0.034

middle

2

driving rain intensity (l/m2h)

1

1.8


α = 0.048

corner

2

0.2

0.5

van Mook 2002

0.1

1.6

0.05

1.4 1.2 1 0.8 0.6 0.4

0.01

0.2

0

0 0

5

10

15

20

driving rain index (m/s l/m2h)

25

30

0

5

10

15

20

25 2

driving rain index (m/s l/m h)

30



roof overhang length

(c) 0.44 m

0.44 m

0.41 m

0m

0.41 1

0.16

4

0.12

7

0.20

2

0.21

5

0.15

8

3

0.16

6

0.13

9

0.32

/ 0.30 / 0.32 / 0.32 m

0.42 10

0.26

0.39

13

0.40

16

0.25

11

0.24

0.37

14

0.34

17

0.16

12

0.23

0.28

15

0.26

18

19

20

12

number of gauge position




1.8

α = 0.081 0.2

0.1

1.8

1.6 1.4 1.2 1

0.05

0.8 0.6 0.4

0.01

0.2

Position 14 1 0.5

2


Position 13 1 0.5

2

α = 0.079 0.2

0.1

1.6 1.4 1.2 1

0.05

0.8 0.6 0.4

0.01

0.2 0

0 0

5

10

15 2


20

0

5

10

15 2


20



Position 15 1 0.5

2


1.8

α = 0.056 0.2

0.1

1.6 1.4 1.2 1

0.05

0.8 0.6 0.4

0.01

0.2 0 0

5

10

15 2


20

Wind Driven Rain and Moisture Damage in Building Envelopes 1. Introduction 2. Wind Driven Rain 3. Experimental

Empirical modelling


European Standard Draft prEN 13013-3 (CEN 1997)

IWA

= I A ⋅ R ⋅ T ⋅ O ⋅W

the wall annual index

the airfield index

0.22 ⋅ U ⊥ ⋅ R

R : terrain roughness factor T : topography factor T O : obstruction factor W : wall factor

h



wall factor W



Adapted WDR coefficient α PrEN Standard Draft Measured (% of 0.222 s/m) (% of 0.222 s/m) α (s/m) α (s/m) Minimum Maximum

0.007 0.100

3% 45 %

0.02 0.26

9% 120 %





d = 0.6 mm, v= 5 m/s

d = 2 mm, v= 5 m/s

global catch ratio

blocking effect U10 = 5 m/s, Rh = 5 mm/h


4. WDR modelling

global catch ratio

5. HAM modelling 6. Moisture damage

U10 = 5 m/s, Rh = 5 mm/h


annual driving rain load (l/m²) 600

4. WDR modelling 522


107 33

548

500 35 228


4. WDR modelling

driving rain coefficient α


0.218

0.192

0.144

0.151

0.151

0.151

0.066

0.038

0.035

0.058

0.058

0.058

0.052

0.0206

0.018

0.055

0.055

0.055

European Standard


driving rain coefficient α


2

3

35

3

2

1

30 25

heigth (m)

1

20 15 10

standard

5 0 0.00

0.05

0.10

0.15

driving rain coefficient (s/m)

0.20

0.25

driving rain load

rain buffering

driving rain load

rain buffering runoff (first drainage)

RUN-OFF

250

50

2

40

3

moisture content (kg/m )

200


45

35 150

30 25

100

20 15

50

10 5

0 0-jan

0 7-jan

14-jan

21-jan

tim e (days)

28-jan

annual WDR intensity (l/m²h)

annual run-off intensity (l/m²h)

600

499

372

245

190

94

138

77

70

0

0

0

80

36

33

0

0

0

Problemen van slagregenbelasting sterk bepaald door vormgeving, omgeving,…

KVIV, vormingssessies ‘Vocht in de bouw…voorkomen en genezen’

driving rain load

air space • pressure equalisation • capillary break

rain buffering runoff (first drainage) rain penetration

air tightness second drainage

leakage

regendichting en regendoorslag Regendichting moet regendoorslag vermijden

water komt voorbij het buitenvlak of de buitenlaag nat worden van een laag, waarvan de functie eist dat ze droog is redenen:

- capillariteit - zwaartekracht - winddruk - waterdruk

GEVOLGEN: • droogvlekken aan binnenoppervlak • grotere kans op schimmelvorming, huiszwam,… • droging verhoogt de stookkosten • evt. transport van zouten in de materialen

Hoe regendichtheid realiseren:

Architecturale vormgeving en detaillering Afschermen van delicate punten Afwerpen van aflopend regenwater

Gevel ontwerpen als een regendicht scherm Principe van de capillaire snede Eentrapregendichting Tweetrapregendichting

Architecturale vormgeving en detaillering

bv. dakoversteek

bv. dorpels, dekstenen 1.20e+00 1.10e+00 9.99e-01 8.99e-01 8.00e-01 7.00e-01 6.00e-01 5.00e-01 4.00e-01 3.00e-01 2.00e-01 1.01e-01 7.73e-04

Gevel ontwerpen als een regendicht scherm Vroeger: muren voldoende dik principe van capillaire snede

principe van de eentrapsregendichting

Nadeel: schadegevoeligheid !!

wind + regendichting = niet poreuze dichte buitenlaag

principe van de tweetrapsregendichting

p+

p+

p-

ééntrapsregendichting

p+

p-

regendichting ontspanningsruimt winddichting

tweetrapsregendichting

REGENWERINGSTRATEGIE EN VERVUILINGSGEVOELIGHEID

geleiding T opslag S drainage D

3 strategieën T=0

waterdichte laag (ééntraps)

SÊÊ

capillaire laag met voldoende opslagcapaciteit

DÊÊ

drainagelaag (tweetraps)

VERVUILINGSGEVOELIGHEID stijgt als S en T dalen !!

vervuiling = afzetten van stofdeeltjes op het geveloppervlak.

zijn aanwezig in de lucht als gevolg van luchtverontreiniging Fijn stof (rookgassen): 0.01 - 1 µm Grof stof (minerale oorsprong): 1 µm - 1 mm

‘white washing’

differentiële vervuiling

opgedroogde druppels ‘dirty washing’

Vervuiling = subjectief begrip ! onderscheid patina / vervuiling ?

vervuiling = combinatie van het afzetten van stofdeeltjes op het geveloppervlak en het (onregelmatig) wassen van de gevel t.g.v. slagregen en aflopend regenwater. De mate van vervuiling wordt bepaald door: 1. ligging en omgeving van het gebouw 2. materiaalgebruik en detaillering van het oppervlak

Ligging en omgeving van het gebouw - stedelijk vs. landelijk - windpatronen rond het gebouw Ongelijkmatige belasting en windpatronen zorgen voor vervuilingsgradiënt

Materiaalgebruik en detaillering Bepalen filmvorming, aflopend water en wassen v.d. gevel Materiaalgebruik: aflopend regenwater = functie van A, wcap Detaillering: waar aflopend regenwater voorkomt, ongewenste vervuilingspatronen vermijden via de gepaste detaillering

Vervuiling t.g.v. het ongelijkmatig wassen van de gevel kan door het gepaste materiaalgebruik en een correcte detaillering in de hand gehouden worden. 3 cases: 1. Materiaalgebruik en filmvorming 2. Horizontale oppervlakken 3. Raampartijen en aflopend water

1. Materiaalgebruik en filmvorming Aflooppatronen zijn functie van absorptiecoëfficiënt

lage absorptiecoëfficiënt snel aflopende film

hogere A-waarde zaagtandpatroon lagere snelheden Küntz, M. ; Van Mier, J.G.M. 1997

renovatie: Andere gevelmaterialen vragen andere detaillering !

2. Horizontale oppervlakken Horizontale oppervlakken vangen meer regen - correcte afvoer - afwerpen

Windpatronen zorgen ervoor dat een druppel die van de druiplijst valt verder van de muur zal terechtkomen

3. Raampartijen en aflopend water

Jan Carmeliet Bert Blocken

Microklimaat aan het glasoppervlak • slagregen

U10 = 10 m/s d = 1 mm

U10 = 10 m/s d = 5 mm

U10 = 10 m/s d = 1 mm

U10 = 10 m/s d = 5 mm

0.7

0.5 0.9 0.8

0.4 0.3

0.6

0.2 03

1.0 0.9 0.8

0.8 0.7 0.7 0.6 0.5

0.8 0.7 0.6

0.7 0.7

U10 = 5 m/s d = 1 mm

U10 = 5 m/s d = 5 mm

U10 = 5 m/s d = 1 mm

U10 = 5 m/s d = 5 mm

0.2 0.1

0.2

0.3 0.2

0.35

0.35 0.3 0.3

0.3


Microklimaat aan het glasoppervlak • slagregen • regenwater runoff

(x1, y1)

Individual raindrop with volume Vdrop

v1

v2 (x2, y2)

Vdrop = Vsplash + Vadh + Vabs + Vrun-off + Vevap

Vadh

Vevap

Vabs

Vsplash Vrun-off Slagregenhoeveelheid = splashing

+

adhesie

+

verdamping

+

afloop + absorptie

60 g/m²

3 g/m²

•

HYDROFOOB

HYDROFIEL

SUPERHYDROFIEL

hydrofoob (horizontaal 1,2 ml – vertikaal 12,0 ml)

0s

120 s

800 s

960 s 990 s

cumuliform

18 16

Rain event: 02-06/02/1998 Total rainfall sum: Sh = 18.2 mm

hor. rain intensity Rh wind speed U wind direction ϕ

14

350 300 250

12

200

10 150

8 6

100

4 50

2 0

72

144 216 288 360 432 504 experimental time numberinterval i (10 minutes) number of step 10-minute

0 576

Wind direction φ (degrees from north)

Wind speed U (m/s), hor. rainfall intensity Rh (mm/h)

20

cumulative runoff (L/m)

1.6

1.2

0.8

0.4

with evap. (10°C) no evap. with evap. (20°C)

0 0

20

40

60

time (hours)

80

100

stratiform

18 16

Rain event: 25-26/02/2002 Total rainfall sum: Sh = 26.7 mm

hor. rain intensity Rh wind speed U wind direction ϕ

14

350 300 250

12

200

10 150

8 6

100

4 50

2 0

18

36 54 72 90 108 126 number of step 10-minute interval experimental time number i (10 minutes)

144

0

Wind direction φ (degrees from north)

Wind speed U (m/s), hor. rainfall intensity Rh (mm/h)

20

cumulative runoff (L/m)

4

3

2

1 with evap. (10°C) no evap.

0 0

5

10

time (hours)

15

20


Microklimaat aan het geveloppervlak • slagregen • regenwater runoff • regenwaterpenetratie

Teasdale-St-Hilaire, 2004

5.3. OPSTIJGEND VOCHT

Gevolgen:

• binnenoppervlak nat met alle gevolgen vandien • opstijgend vocht resulteert in hoge vochtgehalten ⇒ degradatie van pleister, corrosie van hoekprofielen • vaak gecombineerd met zouttransport !! ⇒ kristallisatie aan droogvlak

Principe: • NIEUWBOUW inbouw van waterdichte laag in alle wanden • VERNIEUWBOUW - verhinder verdere opzuiging (inbrengen van waterdichte laag) (- verander opzuiging in afstoting (electrokinese)) - bevorder droging

5.4. DRUKWATER

Principe: • afbouw van drukverschil (drainage)

• waterdichte, waterwerende constructies • winddichte constructies

5.5. HYGROSCOPISCH VOCHT = vochtgehalte in een poreus materiaal in evenwicht met de relatieve vochtigheid van de omgeving hygroscopisch vocht is niet te vermijden wel dienen te hoge en te lage relatieve vochtigheden vermeden te worden

5.6. OPPERVLAKTECONDENSATIE = condensatie van waterdamp op een oppervlak als dampdruk hoger is dan de verzadigingsdampdruk horend bij de temperatuur van het oppervlak binnen soms niet te vermijden ⇒ juiste afwerking voorzien buiten : onderkoelingscondensatie !!

5.7. INWENDIGE CONDENSATIE = condensatie in de bouwconstructie zelf afkomst van vocht bouwvocht, regendoorslag, opstijgend vocht, woonvocht motor vochttransport diffusie en convectie principes

geen jaarlijks resulterend condens beperkte hoeveelheden zodat geen vochtschade optreedt opletten met aflopend condenswater

maatregelen bouwvochtdroging niet verhinderen regendoorslag, opstijgend vocht vermijden bouwdeel luchtdicht (convectie uitsluiten) warme zijde meest dampremmende lagen minst isolerende lagen koude zijde minst dampremmende lagen meest isolerende lagen

Koude bruggen

θri

θe θsi

τ = (θsi−θe)/ (θri−θe)

Gevolgen: • stijging in energievraag • gevaar op schimmelproblemen ⇒ τ >0.7 !

Vochtschade. regendoorslag opstijgend vocht bouwvocht. inwendige condensatie oppervlakte condensatie hygroscopisch vocht

Recommend Documents