Omvendte kompakte tak. Varmetap på grunn av regn- og smeltevann

Kompakte tak er tak som består av ett eller flere materiallag som ligger i en tett sandwich-konstruksjon uten luftsjikt. I omvendte kompakte tak er det vanntette sjiktet (takmembranen) plassert under isolasjonssjiktet. Dette fører til et ekstra varmetap i omvendte kompakte tak sammenliknet med rettvendte kompakte tak. Både økt fuktinnhold i isolasjonen, fordamping av vann fra membranen til isolasjonen og regnvann som dreneres mellom membranen og isolasjonssjiktet gir bidrag til det ekstra varmetapet. Denne rapporten er i stor grad basert på en prosjektoppgave og en masteroppgave skrevet av Kristina Fjeldstad Olsen ved NTNU i Klima 2050 i perioden 2019–2020. Prosjektoppgaven inkluderer en litteraturstudie av kjøleeffekten av regn- og smeltevann i omvendte takkonstruksjoner. Masteroppgaven omfatter laboratorieforsøk og numeriske beregninger gjennomført i simuleringsprogrammet WUFI. Laboratorieforsøkene ser på størrelsen på vannstrømmer gjennom isolasjonslaget i omvendte tak. WUFI-simuleringene undersøker hvordan fuktopptak i XPS varierer for ulike klima, innetemperaturer og for ulike ballasterende topplag. Da Kristinas lab. studier ble noe “amputert” av Covid-19-pandemien, har nye forsøk med samme metode blitt gjennomført vinteren 2021/2022 for å supplere hennes resultater. Formålet med rapporten er å oppsummere eksisterende kunnskap om varmetap i omvendte kompakte takkonstruksjoner. Spesielt vil vi oppsummere: 1) Hvilken betydning det har for varmetap og energibruk i bygningen at regnvann føres ned mellom isolasjonsplatene, tas opp i isolasjonssjiktet og dreneres langs membranen. 2) Hvordan standardiserte beregningsmetoder tar hensyn til ekstra varmetap på grunn av fukt. 3) Hvilke løsning(er) som kan anbefales for omvendte tak for å redusere fuktpåkjenningen på isolasjonen. Det er ingen omforent konklusjon i litteraturen på om varmetap som følge av fuktopptak i isolasjonen eller varmetap på grunn av drenering av vann på membranen er størst, men estimerte påslag til U-verdien pga. det ekstra varmetapet i omvendte tak ligger i intervallet 0,03–0,07 W/m²K. Oppsummert gir den studerte litteraturen følgende anbefalinger for å redusere varmetapet knyttet til omvendte tak: - Plassere et dampåpent vannavstøtende separasjonssjikt mellom topplag og isolasjon. - Bruke store platedimensjoner (redusere antallet skjøter). - Bruke isolasjon i to lag med forskjøvne skjøter eller not og fjær. - Etablere fall på membran for å sikre drenering av vann mot sluk. - Vurdere topplaget som benyttes. Ballast gir bedre uttørking enn vegetasjon. Resultater fra laboratoriemålinger viser at andelen vann som strømmer gjennom isolasjons-sjiktet er vesentlig lavere for falsede isolasjonsplater enn rettkantede. Vekten av ballast på platen klemmer de horisontalene flatene i falsen sammen og hindrer vanngjennomstrømning på en måte som ikke oppnås for rettkantede plater, som bare har vertikale flater i plate-skjøtene. Når isolasjonsplatene ligger i forband er også vanngjennomstrømningen lavere enn når plateskjøtene er parallelle. Den første serien med målinger viser at andelen vann som strømmer gjennom isolasjonslaget er noe høyere ved mindre nedbørsmengder, men de supplerende forsøkene viser en motsatt trend i de fleste målingene. Uten ballast vil også lekkasjeraten øke drastisk, men dette er ikke en realistisk situasjon for en bygget konstruksjon. Resultatene fra simuleringer i WUFI viste et større fuktopptak i isolasjonen i grønne omvendte tak enn i tak med singel som topplag. Beregningene viste også at fuktopptaket økte ved høyere innetemperatur og i klima med større nedbørmengder og lavere utetemperaturer. Flere referanser i forskningslitteraturen anbefaler å plassere et vann-avstøtende og dampåpent separasjonssjikt mellom isolasjon og topplag i omvendte tak for å bidra til at vannstrøm gjennom isolasjonssjiktet reduseres. I samsvar med litteraturen viste WUFI-simuleringer at dette kan bidra til en betydelig reduksjon i fuktopptaket i isolasjonen. Beregninger av lekkasjenes påvirkning på U-verdier viser at forholdsvis store lekkasjer må oppstå før U-verdien øker i alvorlig stor grad. En lekkasjerate på 12 %, som er det høyeste som ble målt i forsøk med falsede plater og ballast, gir 8 % økning fra en U-verdi på 0,128 W/m²K. En mer typisk lekkasjerate på 5% gir 3% økning i U-verdien, dette er i samme størrelsesorden som korreksjonsfaktorene som oppgis i NS-EN ISO 10456 Basert på erfaringene oppsummert i denne rapporten, foreslås det å revidere anbefalingene i Byggforskserien ved å ta inn et dampåpent, vannavstøtende separasjonssjikt mellom topplaget og isolasjonssjiktet i omvendte kompakte tak. Et slikt separasjonssjikt vil bidra til å redusere varmetapet i slike takkonstruksjoner. Sjiktet må være dampåpent for å tillate uttørking av fukt mot uteluft.

publishedVersion