Platta på mark av KL-trä - En studie om fuktsäkerhet och klimatpåverkan

Abstract (Swedish)

Tidigare studier har visat att konstruktionen med platta på mark av trä uppfyller förväntade tekniska och miljömässiga egenskaper som kan förväntas av en grundläggning i allmänhet och av ett mer klimatneutralt material. Konstruktionen bedöms även vara konkurrenskraftig både i tillverkning och kostnad vid jämförelse med konventionella metoder. Småhustillverkare ser generellt positivt på produkten, men är i detta skede inte beredda att starta upp en produktion vilket bland annat beror på oklarheter kring fuktsäkerhetsaspekterna. Situationen leder till denna studies frågeställning om en platta på mark av KL-trä för småhus kan anses vara en fuktsäker konstruktion och hur den bör utformas för att uppfylla det. För att säkerställa huvudsakliga motivet till användningen av en platta på mark av KL-trä ställs även frågan till vilken skillnad den har i klimatpåverkan jämfört med en platta på mark av betong.

Syftet med examensarbetet var att undersöka fuktsäkerheten i en platta på mark av KL-trä genom att utföra ett kvantitativt delmoment av en fuktsäkerhetsprojektering, alltså att med varierande förutsättningar kontrollera fukttillstånden i byggnadsdelen med beräkningar eller provningar. Ambitionen var att komma fram till var problem kan uppstå vid olika förutsättningar och hur en platta på mark av KL-trä bör konstrueras för att god fuktsäkerhet skall uppnås. Studien omfattade även en jämförelse av klimatpåverkan mellan användningen av betongplatta eller KL-träplatta i en platta på mark, detta för att ytterligare synliggöra skillnaden i klimatpåverkan beroende på materialval i en grundkonstruktion.

Först och främst utfördes litteraturstudier för att få en tydligare uppfattning kring hur en platta på mark av KL-trä kan vara uppbyggd samt hur den skiljer sig mot en mer traditionell typ. Beräkningarna utfördes på utvalda konstruktioner med hjälp av temperatur- och fuktberäkningsprogrammet WUFI 2D. Studien utfördes som en parameterstudie där olika parametrar varierades för att studera hur det påverkade konstruktionernas fukttillstånd och risk för mögelpåväxt i förhållande till respektive referensfall. Slutligen utfördes en jämförelse av klimatpåverkan i kilogram koldioxidekvivalenter per kvadratmeter grund som förekommer under byggskedet mellan platta på mark som är gjord av KL-trä eller betong.

Resultaten visade på att en platta på mark av KL-trä för småhus kan, vid fuktbelastningar som förväntas vid normala driftfall, vara en fuktsäker konstruktion om den byggs på rätt sätt. Rekommendationer för att uppnå en fuktsäker konstruktion i en platta på mark av KL-trä är att:

• Ha tillförlitligt väderskydd under hela byggskedet så att fukttillstånd i KL-träelement som kontrolleras motsvarar högst 12 % fuktkvot och att resterande byggmaterial är torra vid inbyggnad.
• Ha tillförlitlig tjocklek av sockelisolering, minst 100 mm.
• Avståndet mellan markyta och fasad bör minst vara 250 mm.
• KL-trämaterial bör befinna sig så högt som möjligt i grundläggningen. Om möjlighet finns ska KL-träplattan utföras utan kantbalk.
• Möjliggör att KL-träplatta och omkringliggande material tillåts torka ut i andra riktningar än bara genom KL-träplattan. Därför undanbedes användning av ångspärr speciellt bakom sockel i grundläggningen.
• Vid ny typ av konstruktionslösning eller omplacering av byggnad till ort med annat klimat bör värme- och fuktberäkningar utföras i program som WUFI 2D eller motsvarande.

Jämförelsen av klimatpåverkan i modul A1–A5 för en likartad konstruktion utformad med KL-trä gentemot betong och klimatförbättrad betong visade att en platta på mark av KL-trä har cirka 44 % lägre klimatpåverkan än en platta på mark av konventionell betong och cirka 36 % lägre klimatpåverkan än en platta på mark av klimatförbättrad betong.

Nyckelord: KL-trä, fuktsäkerhet, WUFI 2D, klimatpåverkan, betong,
grundkonstruktion

Abstract

Previous studies have shown that a construction of a slab foundation of wood meets the expected technical and environmental characteristics that can be expected from a foundation in general and from a more climate-neutral material. The design is also considered to be competitive both in manufacturing and cost when compared with conventional methods. Single-family home manufacturers generally view the product positively, but at this stage are not prepared to start up production, which is due, among other things, to uncertainties regarding the moisture safety aspects. The situation leads to this study's question of whether a slab foundation of cross-laminated timber, also known as CLT, for single-family homes can be considered a moisture-proof structure and how it should be designed to be so. To ensure the main motive for the use of a slab foundation of CLT, the question is also asked to what difference it has in climate impact compared to a slab foundation made of concrete.

The purpose of the thesis was to investigate the moisture safety of a slab foundation of CLT by performing a quantitative part of a moisture safety planning, more exactly to check the moisture condition in the building part with varying conditions with the help of calculations or tests. The ambition was to find out where problems can arise under different conditions and how a slab foundation of CLT should be constructed to achieve good moisture safety. The study also included a comparison of the climate impact between the use of concrete or CLT in a slab foundation to further highlight the difference in climate impact depending on the choice of material in a foundation structure.

First and foremost, literature studies were carried out to get a clearer idea of how a slab foundation of CLT can be constructed and how it differs from a more traditional type. The partial moisture safety planning was carried out on selected structures using the temperature and humidity calculation program WUFI 2D. The design consisted of a parameter study where parameters were varied to study how it affected the moisture state of the structures and the risk of mold growth in relation to each reference case. Finally, a comparison was carried out of the climate impact in kilograms of carbon dioxide equivalent per square meter of foundation that occurs during the construction phase between slab foundations made of CLT or concrete.

The results showed that a slab foundation of CLT for single-family homes can, under moisture loads expected in normal operating cases, be a moisture-proof structure if built correctly. Recommendations for achieving a moisture-proof construction in a slab foundation of CLT are:

• Have reliable weather protection throughout the construction phase so that the controlled moisture condition of CLT elements corresponds to a maximum of 12% moisture content and the remaining building materials are dry when built in.
• Have reliable thickness of plinth insulation, at least 100 mm.
• The distance between the soil surface and the façade should be at least 250 mm.
• CLT materials should be as high as possible in the foundation. If possible, the CLT board should be constructed without an edge beam.
• Enable CLT board and surrounding materials to dry out in other directions than just through the CLT board. Therefore, the use of vapor barrier especially behind the plinth, in the foundation, is discouraged.
• In the case of a new type of construction solution or relocation of a building to a place with a different climate, heat and moisture calculations should be carried out in programs such as WUFI 2D or equivalent.

The comparison of the climate impact in modules A1-A5 for a similar structure designed with CLT versus concrete and climate-improved concrete showed that a slab foundation of CLT has about 44 % lower climate impact than a slab on ground of conventional concrete and about 36 % lower climate impact than a slab on land of climate-improved concrete.

Keywords: CLT, moisture safety, WUFI 2D, climate impact, concrete,
ground construction

• author: Baric, Robert and Johansson, Billy
• supervisor: Petter Wallentén
• organization: Division of Building Physics
• alternative title: Slab foundation of CLT - A study on moisture safety and climate impact
• course: VBFM01 20221
• year: 2022
• type: H3 - Professional qualifications (4 Years - )
• subject: Technology and Engineering
• keywords: KL-trä, fuktsäkerhet, WUFI 2D, klimatpåverkan, betong, grundkonstruktion
• publication/series: TVBH-5000
• report number: TVBH-5125
• other publication id: ISRN LUTVDG/TVBH–22/5125–SE(200)
• language: Swedish
• additional info: Examinator: S. Olof Mundt-Petersen
• id: 9097695
• date added to LUP: 2022-08-18 10:56:00
• date last changed: 2022-08-18 10:56:00