Biological growth on rendered façades
Författare
Summary, in Swedish
Popular Abstract in Swedish
Biologiska organismer har en fantastisk förmåga att anpassa sig till alla
möjliga miljöer. Människans aktiviteter på jorden har skapat många
nya habitat för olika typer av organismer; t ex kan vissa organismer
växa på sten och vertikala klippor och när människor bygger hus
så kan dessa organismer flytta över till väggar och tak som blir nya
biotoper att leva på. Några av dessa habitatutbredningar till våra hus
är dock inte önskvärda för oss människor och betraktas som en "kontamineringäv
våra byggnader. Även om denna kontaminering till stor
del är ett estetiskt problem, finns det påväxt som är oönskad eftersom
den är skadlig för invånarna - mögelsvampar - eller bryter ner materialet
de växer på - rötsvampar.
För att organismer ska kunna växa i en viss miljö skall olika krav
på abiotiska (fysikaliska och kemiska) och biotiska (biologiska) faktorer
var uppfyllda. Essentiella faktorer för påväxt på husfasader är
temperatur och relativ fuktighet (RF), men också ytstruktur, tillgång
till näring, pH och väderstreck påverkar. Olika organismer har olika
krav till dessa faktorer och det är ett samspel mellan alla dessa faktorer
där avgör om en organism kan växa i en given miljö.
De senaste årtiondena har många hus blivit byggda med en konstruktion
av så kallad tunnputs på isolering. Konstruktionen består
ofta av en träregelstommer med isolering mellan reglarna och gipseller
cementbaserade skivor på båda sidorna. På utsidan finns ett isoleringsskikt
och putsen fästas direkt på utsidan av detta skikt. Detta
är en effektiv och kompakt konstruktion som är enkel att bygga,
men den saknar ett dränerande och ventilerande skikt. Det har visat
sig att många av dessa konstruktioner har fått påväxt av alger och
mögelsvampar på fasaderna redan några år efter konstruktion. Det
har dock inte alltid varit möjligt att fastställa orsakerna till denna
snabba påväxt. Dessutom kan en del av en fasad kan ha påväxt, medan
en annan del inte har det.
En möjlig förklaring till snabb påväxt på puts på isolering är att
dessa putsskikt har minimal värmekapacitet och då bidrar nattutstrålningen
från putsen att yttemperaturen blir lägre än luftens temperatur
- särskilt i samband med klara nätter, där natutstrålningen är hög. Den
lägre yttemperaturen orsakar då hög RF på ytan och ibland också
kondens - vilket ger hög risk för påväxt. I detta projekt har vi jämfört
temperatur och RF på ytor av konstruktioner i ett provhus med
låg värmekapacitet i ytskiktet (lätta väggar) och konstruktioner med
högre värmekapacitet (tunga väggar). Simuleringar av påväxtrisken
visade att fasader med låg värmekapacitet hade signifikant högre ytfuktighet
jämfört med fasader med högre värmekapacitet och därmed
har tunnputsfasader högre risk för påväxt. Detta gäller framförallt på
norrsidan. På södersidan var färgen på ytan av stor betydelse. I vårt
försök jämförde vi en röd och en vit yta, och eftersom mörka ytor absorberar
mera solstrålning har de därför en högre medeltemperatur
och därmed lägre RF på ytan.
En av de andra faktorerna som visat sig ha stor betydelse för påväxtrisken
är strukturen på putsens yta. Vi tillverkade putsprovkroppar
av olika putstyper och putsstuktur och med tunn och tjock puts och
exponerade dessa utomhus i 4 år. Studien visade att alger fördrog en
mycket grov ytstruktur medan mögelsvampar (främst av släktet Cladosporium)
helst växte på mer släta ytor. Dessutom växte alger oftast
på norrsidan medan mögelsvamparna växte på södersidan (Cladosporium
har det mörka färgämnet melanin i cellväggarna som skyddar
mot solstrålning). Därutöver sågs ett mönster i påväxtgraden efter
årstiderna. Påväxten - vare sig det var mögel eller alger - sågs tydligare
under vår och höst, och såg ibland ut att försvinna under sommar
och vinter. Vi fann ingen skillnad i påväxt mellan tunna (3mm)
och tjocka (20mm) putser på isolering.
Aktiviteten hos fotosyntesaktiva organismer - alger och lavar på
fasader - kan mätas med Imaging-PAM. Detta är ett instrument som
mäter klorofylfluorescens och ger ett indirekt mått på fotosyntesaktivitet.
Ett pilotförsök utfördas med Imaging-PAM där vi under tre
dagar under hösten mätte fotosyntesaktivitet hos alger och mossor
som växte på puts. Alger torkar lätt ut och är helt beroende av fukt
från omgivningen och visade högst aktivitet under förmiddagen innan
solen torkade ut dem. Mossorna var aktiva under större delen av
dygnet; eftersom de bättre kan hålla vatten i sina blad är de inte så
beroende av direkt fukt från omgivningen.
En annan metod att mäta aktiviteten hos biologiska organismer
är isoterm kalorimetri som mäter värmen som utvecklas vid organismers
metabolism. I denna studie testade vi en ny typ av kalorimeter
som kan mäta aktivitet vid fyra olika temperaturer samtidigt. Med
mätningar på en mossa (takmossa, Tortula ruralis) visade det sig möjligt
att få ett aktivitetsmått vid fyra olika temperaturer samtidigt och på
så snabbt bilda sig en uppfattning om hur aktiviteten beror på temperaturen.
Metoden bör därför vara mycket användbar för framtida
aktivitetsmätningar på olika typer biologiska organismer.
Syftet med projektet bakom denna avhandling är att undersöka
tunnputskonstruktioner och de biologiska organismer som växer på
fasaderna. Med ett multidisciplinärt tillvägagångssätt har vi ökat kunskapen
om fasaden som en biotop, de organismer som växer där, och
deras samspel med olika biotiska och abiotiska faktorer
Biologiska organismer har en fantastisk förmåga att anpassa sig till alla
möjliga miljöer. Människans aktiviteter på jorden har skapat många
nya habitat för olika typer av organismer; t ex kan vissa organismer
växa på sten och vertikala klippor och när människor bygger hus
så kan dessa organismer flytta över till väggar och tak som blir nya
biotoper att leva på. Några av dessa habitatutbredningar till våra hus
är dock inte önskvärda för oss människor och betraktas som en "kontamineringäv
våra byggnader. Även om denna kontaminering till stor
del är ett estetiskt problem, finns det påväxt som är oönskad eftersom
den är skadlig för invånarna - mögelsvampar - eller bryter ner materialet
de växer på - rötsvampar.
För att organismer ska kunna växa i en viss miljö skall olika krav
på abiotiska (fysikaliska och kemiska) och biotiska (biologiska) faktorer
var uppfyllda. Essentiella faktorer för påväxt på husfasader är
temperatur och relativ fuktighet (RF), men också ytstruktur, tillgång
till näring, pH och väderstreck påverkar. Olika organismer har olika
krav till dessa faktorer och det är ett samspel mellan alla dessa faktorer
där avgör om en organism kan växa i en given miljö.
De senaste årtiondena har många hus blivit byggda med en konstruktion
av så kallad tunnputs på isolering. Konstruktionen består
ofta av en träregelstommer med isolering mellan reglarna och gipseller
cementbaserade skivor på båda sidorna. På utsidan finns ett isoleringsskikt
och putsen fästas direkt på utsidan av detta skikt. Detta
är en effektiv och kompakt konstruktion som är enkel att bygga,
men den saknar ett dränerande och ventilerande skikt. Det har visat
sig att många av dessa konstruktioner har fått påväxt av alger och
mögelsvampar på fasaderna redan några år efter konstruktion. Det
har dock inte alltid varit möjligt att fastställa orsakerna till denna
snabba påväxt. Dessutom kan en del av en fasad kan ha påväxt, medan
en annan del inte har det.
En möjlig förklaring till snabb påväxt på puts på isolering är att
dessa putsskikt har minimal värmekapacitet och då bidrar nattutstrålningen
från putsen att yttemperaturen blir lägre än luftens temperatur
- särskilt i samband med klara nätter, där natutstrålningen är hög. Den
lägre yttemperaturen orsakar då hög RF på ytan och ibland också
kondens - vilket ger hög risk för påväxt. I detta projekt har vi jämfört
temperatur och RF på ytor av konstruktioner i ett provhus med
låg värmekapacitet i ytskiktet (lätta väggar) och konstruktioner med
högre värmekapacitet (tunga väggar). Simuleringar av påväxtrisken
visade att fasader med låg värmekapacitet hade signifikant högre ytfuktighet
jämfört med fasader med högre värmekapacitet och därmed
har tunnputsfasader högre risk för påväxt. Detta gäller framförallt på
norrsidan. På södersidan var färgen på ytan av stor betydelse. I vårt
försök jämförde vi en röd och en vit yta, och eftersom mörka ytor absorberar
mera solstrålning har de därför en högre medeltemperatur
och därmed lägre RF på ytan.
En av de andra faktorerna som visat sig ha stor betydelse för påväxtrisken
är strukturen på putsens yta. Vi tillverkade putsprovkroppar
av olika putstyper och putsstuktur och med tunn och tjock puts och
exponerade dessa utomhus i 4 år. Studien visade att alger fördrog en
mycket grov ytstruktur medan mögelsvampar (främst av släktet Cladosporium)
helst växte på mer släta ytor. Dessutom växte alger oftast
på norrsidan medan mögelsvamparna växte på södersidan (Cladosporium
har det mörka färgämnet melanin i cellväggarna som skyddar
mot solstrålning). Därutöver sågs ett mönster i påväxtgraden efter
årstiderna. Påväxten - vare sig det var mögel eller alger - sågs tydligare
under vår och höst, och såg ibland ut att försvinna under sommar
och vinter. Vi fann ingen skillnad i påväxt mellan tunna (3mm)
och tjocka (20mm) putser på isolering.
Aktiviteten hos fotosyntesaktiva organismer - alger och lavar på
fasader - kan mätas med Imaging-PAM. Detta är ett instrument som
mäter klorofylfluorescens och ger ett indirekt mått på fotosyntesaktivitet.
Ett pilotförsök utfördas med Imaging-PAM där vi under tre
dagar under hösten mätte fotosyntesaktivitet hos alger och mossor
som växte på puts. Alger torkar lätt ut och är helt beroende av fukt
från omgivningen och visade högst aktivitet under förmiddagen innan
solen torkade ut dem. Mossorna var aktiva under större delen av
dygnet; eftersom de bättre kan hålla vatten i sina blad är de inte så
beroende av direkt fukt från omgivningen.
En annan metod att mäta aktiviteten hos biologiska organismer
är isoterm kalorimetri som mäter värmen som utvecklas vid organismers
metabolism. I denna studie testade vi en ny typ av kalorimeter
som kan mäta aktivitet vid fyra olika temperaturer samtidigt. Med
mätningar på en mossa (takmossa, Tortula ruralis) visade det sig möjligt
att få ett aktivitetsmått vid fyra olika temperaturer samtidigt och på
så snabbt bilda sig en uppfattning om hur aktiviteten beror på temperaturen.
Metoden bör därför vara mycket användbar för framtida
aktivitetsmätningar på olika typer biologiska organismer.
Syftet med projektet bakom denna avhandling är att undersöka
tunnputskonstruktioner och de biologiska organismer som växer på
fasaderna. Med ett multidisciplinärt tillvägagångssätt har vi ökat kunskapen
om fasaden som en biotop, de organismer som växer där, och
deras samspel med olika biotiska och abiotiska faktorer
Avdelning/ar
Publiceringsår
2011
Språk
Engelska
Publikation/Tidskrift/Serie
Report TVBM
Volym
1029
Fulltext
- Available as PDF - 12 MB
- Download statistics
Dokumenttyp
Doktorsavhandling
Förlag
Lund University, Division of Building Materials
Ämne
- Materials Engineering
Nyckelord
- temperature
- render
- radiation
- photosynthesis
- moulds
- mosses
- mortar
- moisture
- lichens
- Imaging-PAM
- humidity
- heat capacity
- heat
- ETICS
- algae
- biological growth
- calorimetry
- desiccation tolerance
Status
Published
Handledare
- Lars Wadsö
- Kenneth Sandin
ISBN/ISSN/Övrigt
- ISSN: 0348-7911
- ISBN: 978-91-7473-127-9
- TVBM-1029
Försvarsdatum
16 juni 2011
Försvarstid
13:15
Försvarsplats
Lecture hall V:B, V-building, John Ericssons väg 1, Lund University Faculty of Engineering
Opponent
- Ulf Karsten (Prof.Dr.)