Helstråkompositter - Demonstration og teknisk vurdering

3. Tekniske målinger på helstråkompositter i Hjortshøj

3.1 Fugtmåling
3.1.1 Formål med prøvning
3.1.2  Overordnet beskrivelse af prøvning
3.1.3  Måleapparater m.v.
3.1.4 Resultat af prøvning
3.1.5 Konklusion og vurdering af prøveresultat
3.1.6  Bilag
3.2 Lydprøvning
3.2.1 Formål med prøvning
3.2.2 Overordnet beskrivelse af prøvning
3.2.3 Resultat af prøvning
3.2.4 Konklusion og vurdering af prøveresultat
3.2.5 Bilag
3.3 Brandforhold
3.3.1 Overfladeklassifikation
3.3.2 Brandmodstandsevne
3.4 Varmeisolering
3.4.1 Formål med prøvning
3.4.2 Overordnet beskrivelse af prøvning
3.4.3 Resultat af prøvning
3.4.4 Konklusion og vurdering af prøveresultat
3.4.5 Bilag
3.5  Styrkeforhold
3.5.1  Formål med prøvningerne
3.5.2 Overordnet beskrivelse af prøvning
3.5.3 Resultat af prøvning
3.5.4 Konklusion og vurdering af prøveresultat
3.5.5 Bilag

3.1 Fugtmåling

Fugtmåling in-situ.

3.1.1 Formål med prøvning

Formålet med prøvningen er at få belyst, om der sker speciel store fugtophobning i de anvendte strå eller det anvendte glutin-skum i forhold til traditionelle konstruktioner med henblik på en vurdering af helstråkompositternes (vægelementernes) anvendelsesmulighed i byggeri.

Prøvningen er udført således, at kombinationen af damptryk og temperatur medfører, at der i perioder sker en kondensering inde i væggen.

3.1.2 Overordnet beskrivelse af prøvning

Afprøvningen er foretaget på de i Hjortshøj monterede vægelementer (helstråkompositter) over en periode på 42 døgn.

I afprøvningsperioden er det tilstræbt, at der skulle være en relativ stor forskel på temperatur og fugtighed mellem rummene på hver sin side af vægelementerne. For at opnå en høj temperatur og fugtighed er der i rummet suppleret med kontrolleret elopvarmning og fugttilførsel i form af en hygrostatstyret fordamper, der fordampede flere liter vand dagligt. Fordamperens driftsparametre er tilnærmet forholdene i en boligs vådrum ved, at der er indlagt perioder, hvor fordamperen ikke er i drift. Til løbende kontrol og registrering af temperatur og relativ fugtighed er der både i det afgrænsede og omgivende rum monteret termohydrografer med datalogning.

I forbindelse med produktionen af vægelementerne er der indbygget fugtmålerrondeller for måling af fugtighed og temperatur i konstruktionen. Fugtmålerrondellen er af Douglas Fir krydsfiner og udført med termoelement. Placering af fugtmålerondeller i vægelementerne fremgår af bilag 3.1 a.

Målingerne er foretaget manuelt og som modstandsmålinger i fugtmålerrondellen.
Resultaterne fås i °C og som fugtindholdet i vægtprocent i fugtmålerrondellen.

3.1.3 Måleapparater m.v.

Fugtmålerrondeller BM-fugtmålerrondel fabrikat Bygge- og Miljøteknik ApS.
 
Instrument til måling af temperatur og fugt T 301 COW fabrikat Bygge- og Miljøteknik ApS.
 
Termohydrografer med datalogning TESTOSTOR 175 - Datalogger.

3.1.4 Resultat af prøvning

Nedenfor er angivet middelværdien af fugtindholdet (vægtprocent i rondellen) over måleperioden for hver enkelt rondel samt variationen i temperaturen.

Fugtrondel 1 placeret i væg mod varme side

f mid. =

9%

t

=

18-21°C

Fugtrondel 2 placeret i væg mod kolde side 

f mid. =

14%

t

=

12-15°C

Fugtrondel 3 placeret i væg mod kolde side

f mid. =

11%

t

=

13-16°C

Fugtrondel 4 placeret i væg mod varme side

f mid. =

8%

t

=

20-23°C

Fugtrondel 5 placeret i rum i varme del

f mid. =

8%

t

=

25-29°C

Fugtrondel 6 placeret uden for rum i kolde del

f mid. =

10%

t

=

10-13°C

Temperatur i rum i varme del

t

=

25-29°C

Fugtighed i rum i varme del

Rf

=

35-65%

Temperatur uden for rum i kolde del

t

=

12-15°C

Fugtighed uden for rum i kolde del

Rf

=

57-67%

3.1.5 Konklusion og vurdering af prøveresultat

Prøvningen er udført som en simpel praktisk in-situ prøvning, hvorfor detailmålingerne skal vurderes under hensyntagen til målemetoden, inden de anvendes i anden sammenhæng.

Idet fugt- og temperaturkurverne (bilag 3.1.e og 3.1.f) er rimeligt lineære set over en sammenhængende periode, anses de aflæste resultater på fugtmålerrondellerne at være tilstrækkelig nøjagtige til brug ved en vurdering af anvendelsesmuligheder i byggeri.

Fugtrondel 2 har et markant højere fugtindhold end fugtrondel 3 med tilsvarende placering. Dette skyldes sandsynligvis, at temperaturen ved fugtrondel 2 er lavere, hvilket på grund af den øgede kondensering medfører en større fugttilførsel, der er med til at forskyde ligevægten mellem kondensering og genfordampning. Årsagen til den lavere temperatur skyldes sandsynligvis en kuldebro i ydervægskonstruk-tionen. På det aktuelle prøvningsgrundlag viser konstruktionen ikke tegn på, at hverken de anvendte strå eller glutin-skummet er ekstraordinært vandbindende sammenlignet med bygningsdelene i en traditionel let vægkonstruktion uden dampbremse. Det er ikke unormalt at træ, der er indbygget i en ydervægskonstruktion påvirkes til en træfugtighed på 12-14 % efter en vinterperiode. Resultaterne fra vægelementerne af helstråkompositter ligger således på eller under dette niveau.

Den 1. marts 2001 blev vægelementerne inspicerede for evt. effekter af fugtforholdene siden opsætningen i november 1999, herunder den forcerede fugtpåvirkning under måleperioden i november-december 2000. Undersøgelsen kunne ske ved at udtage inspektionslåg, som ikke var limet fast til kernematerialet. Der var ikke nogen tegn på mug eller andre ændringer i forhold til udseendet ved opsætningen. Glutinskummen var stadig intakt og virkede ikke blød eller fugtig.

3.1.6 Bilag

Bilag 3.1 a

Placering af fugtmålerrondeller i helstråkompositter i Hjortshøj.

Bilag 3.1 b

Datablad på fugtmålerrondeller.

Bilag 3.1 c

Datablad på instrument til måling af temperatur og fugt i fugtmålerrondeller.

Bilag 3.1 d

Datablad på termohydrograf med datalogning.

Bilag 3.1 e

Måleresultater for fugtmåling i fugtmålerrondeller.

Bilag 3.1 f

Måleresultater for temperaturmåling i fugtmålerrondeller.

Bilag 3.1 g

Måleresultater for temperatur og fugtighed i rum i varme del.

Bilag 3.1 h

Måleresultater for temperatur og fugtighed udenfor rum i kolde del.

3.2 Lydprøvning

Lydprøvning i laboratorium af 2 helstråkompositter med overflade af henholdsvis krydsfiner og gipskartonplade.

3.2.1 Formål med prøvning

Formålet med prøvningen er at undersøge vægelementernes luftlydisolering med henblik på vurdering af anvendelsesmuligheder i byggeri.

3.2.2 Overordnet beskrivelse af prøvning

Prøvningen er foretaget som DANAK prøvning udført af firmaet DELTA Akustik og Vibration.
Prøveemnerne er specielt fremstillet til prøvningen.
Der er foretaget prøvning af to prøveemner:

Vægelement 1 bestående af 9 mm krydsfiner - 100 mm rugstrå og glutinskum - 9 mm krydsfiner.
Dette prøveemne svarer til de monterede vægelementer i Hjortshøj.

Vægelement 2 bestående af 12,5 mm GKF Danogips - 100 mm rugstrå og glutinskum - 12,5 mm GKF Danogips.

Prøvningen af vægplade 2 er medtaget, idet der var en formodning om, at denne plade med hensyn til brandmodstand og lydisolation ville være bedre egnet til især boligbyggeri end en plade med overflader af krydsfiner.

3.2.3 Resultat af prøvning

Vægelement 1: Luftlydisolation som vægtet reduktionstal Rw = 31 dB.
Vægelement 2: Luftlydisolation som vægtet reduktionstal Rw = 35 dB.

3.2.4 Konklusion og vurdering af prøveresultat

De reduktionstal, der er målt i området under 200 Hz skal betragtes som orienterende værdier.

Dette på grund af, at prøveemnerne har et areal under 10 m², og længden af de frie bøjningsbølger overstiger halvdelen af længden af prøveemnets mindste dimension ved frekvenser under 200 Hz. De reduktionstal, der er målt ved over 200 Hz er derimod korrekte.

Det vurderes, at de angivne værdier på vægtet luftlydisolering er tilstrækkelig nøjagtige til brug som vurderingsgrundlag for vægelementernes anvendelsesmuligheder i byggeri.

3.2.5 Bilag

Bilag 3.2 a:

"Laboratoriemåling af lydisolation for helstråkomposit med krydsfiner". Testrapport af 4. dec. 2000 fra DELTA Akustik og Vibration.

Bilag 3.2 b:

"Laboratoriemåling af lydisolation for helstråkomposit med gipskartonplader". Testrapport af 4. dec. 2000 fra DELTA Akustik og Vibration.

3.3 Brandforhold

Der er ikke foretaget brandteknisk prøvning af vægelementerne.
I det efterfølgende er der udelukkende foretaget en brandteknisk vurdering med grundlag i BR 95.

3.3.1 Overfladeklassifikation

Vægelement 1
Med overflade af 9 mm krydsfiner uden bagved liggende hulrum svarer til en klasse 2 beklædning.

Vægelement 2
Med overflade af 12,5 mm GKF Danogips uden bagved liggende hulrum svarer til en klasse 1 beklædning.

3.3.2 Brandmodstandsevne

Det er ikke muligt med baggrund i BR 95 at påvise en specifik brandmodstandsevne for de to vægelementer. Ligeledes vil væggene ikke kunne indgå i noget brandbeskyttelsessystem, jævnfør tillæg 1 til BR 95 om branddrøje konstruktioner i 60 minutter (BD 60) i bygninger op til 4 etager.

Det vurderes dog, at vægelement 2 vil have en vis branddrøjhed, når den anvendes som ikke bærende væg. Branddrøjheden vil bl.a. være afhængig af væggens evne til at bevare stabiliteten under et brandforløb.

Til sammenligning angiver BR 95 at en ikke bærende branddrøj væg i 30 minutter (BD30) kan opbygges af 45 x 45 mm træstolper pr. 600 mm, der på begge sider er beklædt med klasse 2 beklædning og med hulrum helt udfyldt med mineraluld i pladeform.

3.4 Varmeisolering

Måling af isoleringsevne på prøveemner af helstråkompositter med elefantgræs og polyuretanskum samt af prøveemner udelukkende af triticalestrå og glutinskum. Prøvningen er foretaget i henhold til DIN 52612, Part 1.

3.4.1 Formål med prøvning

Formålet med prøvningen var at undersøge og sammenligne varmeledningsevnen ved anvendelse af forskellige strå- og skumtyper.

3.4.2 Overordnet beskrivelse af prøvning

Prøvningen er foranlediget udført af producenten, Frank Möller, Institut für Bauforchung, Braunschweig, Tyskland og er oplyst udført i henhold til DIN 52612, Part 1.

Der er foretaget prøvning af:
Prøve 1: Helstråkomposit bestående af 6 mm krydsfiner, 40 mm elefantgræs og polyuretanskum (med densitet på 315 kg/m3) og 6 mm krydsfiner.

Prøve 2: Helstråkomposit bestående af 6 mm krydsfiner, 40 mm triticalestrå og polyuretanskum (med densitet på 226 kg/m3) og 6 mm krydsfiner.

Prøve 3: Kernemateriale bestående af 90 mm triticalestrå og glutinskum (med densitet på 50 kg/m3) og med stråene i en vinkel på 90° på overfladen. Uden top- og bundplade.

Prøve 4: Kernemateriale bestående af 90 mm triticalestrå og glutinskum (med densitet på 50 kg/m3) og med stråene i en vinkel på 0° på overfladen. Uden top- og bundplade.

3.4.3 Resultat af prøvning

Prøve 1: Varmeledningsevne l = 0,1327 W/m°K.
Prøve 2: Varmeledningsevne l = 0,0863 W/m°K.
Prøve 3: Varmeledningsevne l = 0,0565 W/m°K.
Prøve 4: Varmeledningsevne l = 0,0410 W/m°K.

3.4.4 Konklusion og vurdering af prøveresultat

Isoleringsevnen for helstråkompositter med triticalestrå er bedre end for kompositter med elefantgræs.

Isoleringsevnen for kernemateriale med triticalestrå parallelt med overfladen er bedre end for kompositter med triticalestrå vinkelret på overfladen, idet en stor del af varmetransmissionen sker gennem de hule strå.

3.4.5 Bilag

Bilag 3.4.a "LNS Thermal conductivity measurements".

3.5 Styrkeforhold

Der er foretaget måling af styrke på gulvelementerne før indsætning i Hjortshøj, mens der ikke er målt styrke på den type vægelementer, der er monteret i Hjortshøj.

Til at belyse styrkeforholdene i helstråkompositter er der medtaget tidligere målinger og prøvninger på andre typer af helstråkompositter.

3.5.1 Formål med prøvningerne

Prøvningerne er medtaget for at få et fingerpeg om sammenhængen mellem tykkelse og bøjningsstyrke i helstråkompositterne.

3.5.2 Overordnet beskrivelse af prøvning

Prøvningen er foranlediget udført af producenten, Frank Möller, Institut für Bauforschung, Tyskland og oplyst udført i henhold til EN 310.

Der er foretaget prøvning af:

A. Helstråkomposit, med samlet tykkelse på 19 mm, bestående af 1,5 mm krydsfiner, 16 mm rughalm og glutinskum og 1,5 mm krydsfiner. Densitet på 205 kg/m3.
B. Helstråkomposit, med samlet tykkelse på 30 mm, bestående af 2,5 mm krydsfiner, 25 mm elefantgræs og glutinskum og 2,5 mm krydsfiner. Densitet på 295 kg/m3.
C. Helstråkomposit, med samlet tykkelse på 68 mm, bestående af 9 mm krydsfiner, 50 mm elefantgræs og glutinskum og 9 mm krydsfiner. Densitet på 275 kg/m3.

3.5.3 Resultat af prøvning

Prøve A: Bøjningsstyrke s = 18 N/mm2.
Prøve B: Bøjningsstyrke s = 33 N/mm2.
Prøve C: Bøjningsstyrke s = 2,26 N/mm2.

3.5.4 Konklusion og vurdering af prøveresultat

De tre prøvninger viser, at valg af stråmateriale og tykkelse af kompositter er af afgørende betydning for bøjningsstyrken. Ifølge Frank Möller forudsætter opnåelse af høj styrke, at forholdet mellem længde og tykkelse af strå i kernen holdes under 8, hvilket ikke var tilfældet i prøve C.

De angivne måleresultater indikerer klart, at såfremt helstråkompositterne skal indbygges som bærende plader, hvor bøjningsstyrken er af afgørende betydning, skal der til hver udformning og tykkelse foretages en afprøvning.

3.5.5 Bilag

Bilag 3.5.a. "Loadingtest of an LNS floor panel".