Risker vid användning av golvkyla i träbaserade golvkonstruktioner - En teoretisk analys av temperatur- och fuktpåverkan

Abstract

Climate change has led to increasing indoor overheating risks in Swedish buildings, prompting demand for efficient cooling solutions. Floor cooling, i.e. using the same hydronic system as underfloor heating to circulate chilled water, is gaining attention as an energy-efficient and easily integrated method. However, its long-term effects,
particularly in wooden floor structures, remain unclear. Moisture accumulation,
microbial growth, and material deformation such as cracking and gapping are potential risks if hygrothermal conditions are not adequately controlled.

This thesis explores the feasibility and risks of implementing floor cooling in Swedish buildings with wood-based floors. The aim was to identify safe supply temperatures and system conditions that prevent damage while maintaining thermal comfort.
Hygrothermal simulations were conducted in WUFI Pro for one ground floor and two
intermediate floors, using climate data from Lund, Stockholm, and Luleå. Simulations were supported by a literature review and industry consultations.

Results show that a supply temperature of 19°C (surface temperature ~21°C) generally avoids critical moisture levels and meets ISO 7730 comfort criteria. However, wooden materials are sensitive to moisture-induced movements, and uncertainties remain regarding long-term dimensional stability. Mold growth was identified as a risk in warmer, more humid regions when surface temperatures dropped too low.

The Swedish market lacks standardized design guidelines for moisture-safe floor cooling in timber structures. Though technically viable, broader adoption requires careful design and regulation based on humidity control.

In conclusion, floor cooling can be a sustainable and comfortable solution if
implemented with caution. A minimum supply temperature of 19°C and climate-
responsive controls are recommended. Further research is needed on material behavior, system integration, and in-situ testing to ensure long-term durability and safety.

Abstract (Swedish)

Klimatförändringarna medför att svenska byggnader i allt högre grad utsätts för
värmeböljor och höga inomhustemperaturer under sommaren. Det ökade behovet av
kylning, särskilt i välisolerade och energieffektiva byggnader, har lett till att alternativa lösningar för kyla under varmare perioder börjat att efterfrågas. En relativt ny metod som väckt intresse i Sverige är golvkyla. Tekniken använder samma system som används för vattenburen golvvärme men där värmepumpen och slingorna i golvbjälklagen i stället används för att kyla byggnaden genom att cirkulera vatten med lägre temperatur än
omgivningen i golvslingorna. Trots teknikens energieffektivitet och potential att integreras i redan befintliga system, är kunskapen om golvkylans effekter begränsad. Det finns särskilda risker kopplade till användningen av golvkyla i träbaserade golvkonstruktioner, där fuktpåverkan, mikrobiell tillväxt samt rörelser i materialet såsom sprick- och springbildning kan uppstå om temperatur- och fuktförhållanden inte är tillfredsställande.

Examensarbetets avser att undersöka möjligheter och risker vid användning av golvkyla i svenska byggnader med golv- och golvbjälklag av trä och andra organiska material.
Målet var att identifiera framledningstemperaturer och andra systemparametrar som möjliggör en säker användning utan att orsaka fuktrelaterade skador. Studien syftar även till att bidra med ökad förståelse för hur klimatförhållanden och konstruktionsval påverkar risknivån för att skador ska uppstå, samt att identifiera kunskapsluckor som kräver vidare studier.

Arbetet utgår från beräkningar som kompletterats med litteraturstudie och platsbesök.
Litteraturstudien innefattade bland annat undersökning kring golvkyla, termisk komfort och relevanta byggregler. Beräkningarna genomfördes därefter i programvaran WUFI Pro, där fukt- och värmetransport i konstruktioner modellerats. Tre typer av träbaserade golvkonstruktioner har studerats, platta på mark av betong med ovanpåliggande trägolv och två mellanbjälklag i trä. Vidare har geografiska skillnader i omgivande klimat beaktats genom att använda klimatdata från de tre svenska städerna Lund, Stockholm och Luleå. Parametrar som analyserats inkluderar relativ fuktighet, vatteninnehåll,
yttemperatur, mögelindex samt risken för fuktbetingade rörelser. Därutöver har kontakt tagits med svenska tillverkare av värmepumpar och prefabricerade trähus för att förstå dagens tekniska lösningar och marknadens perspektiv.

Resultaten visar att en framledningstemperatur på cirka 19 °C generellt innebär en låg risk för kondensbildning och mögelpåväxt i träbaserade golv. Detta motsvarande yttemperaturen på ca 21 °C vilket också är förenlig med etablerade komfortkriterier enligt ISO 7730, där gränsen för obehag vid golvytor ofta anges till 19 °C. Beräkningarna visar att både mark- och mellanbjälklag vid denna temperaturnivå håller sig under BBR:s krav på högsta tillåtna relativa fuktighet, med reservation för den klimatdata som används i studien. Däremot föreligger osäkerhet kopplad till fuktbetingade rörelser i trämaterial, särskilt då dessa rörelser inte är linjära och varierar med fiberriktning, träslag
och fuktkvot. Sprick- och springbildning identifieras som ett särskilt problem vid den i upprepade fuktbelastning och uttorkning som golvkyla skapar, särskilt i konstruktioner med massiva trägolv. Vidare visar resultaten att risken för mikrobiell påväxt är större i Stockholm och Lund jämfört med Luleå. Att sambandet mellan hög fukthalt i inomhusluften och låga yttemperaturer leder till risk för mögel blir tydligt där de lägre framledningstemperaturerna indikerar på en högre risk för mikrobiella skador i from av mögel.

Genom intervjuer med tillverkare av värmepumpar framgår att marknaden för golvkyla i Sverige är i ett tidigt skede. Få tillverkare erbjuder i dag anpassade lösningar för golvkyla i samband med träbaserade golv och information om fuktsäker dimensionering är bristfällig. Golvkyla är en teknik som främst marknadsförs som ett tillval till bergvärmepumpar. Även om det finns tekniska möjligheter att implementera tekniken i olika typer av byggnader krävs förbättrad vägledning och standardisering för att säkerställa korrekt användning.

Slutsatsen är att golvkyla kan vara en hållbar och energieffektiv lösning för kylbehov i svenska byggnader, även i kombination med träbaserade golvkonstruktioner, förutsatt att rätt temperaturer och konstruktiva åtgärder tillämpas. Det rekommenderas att framledningstemperaturen begränsas till lägst 19 °C samt att systemet kompletteras med styrning baserat på luftfuktighet. Studien betonar behovet av vidare forskning kring träets rörelser, en byggnads totala energisystem samt praktiska försök och mätningar.
System med golvkyla bör inte införas slentrianmässigt, utan kräver helhetssyn där byggnadsfysik, komfort och klimatanpassning samverkar.

• author: Johansson, Michaela and Johnsson, Jacob
• supervisor: Petter Wallentén
• organization: Division of Building Physics
• alternative title: Risks of using floor cooling in wood-based floor structures
• course: VBFM01 20251
• year: 2025
• type: H3 - Professional qualifications (4 Years - )
• subject: Technology and Engineering
• keywords: Golvkyla, passiv kyla, klimatanpassade byggnader, fuktrelaterade skador, WUFI Pro
• publication/series: TVBH-5000
• report number: TVBH-5144
• other publication id: ISRN LUTVDG/TVBH—25/5144—SE(148)
• language: Swedish
• additional info: Examinator: S. Olof Mundt-Petersen
• id: 9209630
• date added to LUP: 2025-08-11 13:55:52
• date last changed: 2025-08-11 13:55:52