38
Mould growth in building materials Mould growth in building materials Experiments & Modelling Experiments & Modelling Ruut Peuhkuri, VTT Ruut Peuhkuri, VTT TTY - Laboratory of Structural Engineering, Tampere University of Technology, Finland VTT - Indoor Environment and Building Services, Technical Research Centre of Finland In collaboration:

Mould€growth€in€building€materials Experiments€&€Modelling · 5.7.2006 24.8.2006 13.10.2006 2.12.2006 21.1.2007 12.3.2007 1.5.2007 Kevytbetonimuovikuitu Kevytbetonilasivilla

  • Upload
    others

  • View
    2

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Mould€growth€in€building€materials Experiments€&€Modelling · 5.7.2006 24.8.2006 13.10.2006 2.12.2006 21.1.2007 12.3.2007 1.5.2007 Kevytbetonimuovikuitu Kevytbetonilasivilla

Mould growth in building materialsMould growth in building materialsExperiments & ModellingExperiments & Modelling

Ruut Peuhkuri, VTTRuut Peuhkuri, VTT

TTY ­ Laboratory of Structural Engineering, Tampere University of Technology, FinlandVTT ­ Indoor Environment and Building Services, Technical Research Centre of Finland

In collaboration:

Page 2: Mould€growth€in€building€materials Experiments€&€Modelling · 5.7.2006 24.8.2006 13.10.2006 2.12.2006 21.1.2007 12.3.2007 1.5.2007 Kevytbetonimuovikuitu Kevytbetonilasivilla

VTT TECHNICAL RESEARCH CENTRE OF FINLAND

2

A part of a research project

A MATHEMATICAL MODELING OF MOISTURE BEHAVIOUR ANDMOULD GROWTH IN BUILDING ENVELOPES

5/2005 –8/2008

Project team•TTY: Kati Salminen, Juha Vinha (project leader), Kimmo Lähdesmäki,

Tomi Strander•VTT: Hannu Viitanen, Tuomo Ojanen, Ruut Peuhkuri, Leena Paajanen,

Hanna Iitti, Liisa Seppänen•Industrial partners

We thank for the financing:•TEKES•VTT•Industrial partners

Page 3: Mould€growth€in€building€materials Experiments€&€Modelling · 5.7.2006 24.8.2006 13.10.2006 2.12.2006 21.1.2007 12.3.2007 1.5.2007 Kevytbetonimuovikuitu Kevytbetonilasivilla

VTT TECHNICAL RESEARCH CENTRE OF FINLAND

3

Outline

•Mould growth ­ a normal phenomen in nature!•Quantification of mould growth•Existing models for predicting mould growth•On­going mould growth experiments in Finland

•experimental set­ups•present measurement results

•Simulation of field measurements•Use of models as design tool•Discussion points!

Page 4: Mould€growth€in€building€materials Experiments€&€Modelling · 5.7.2006 24.8.2006 13.10.2006 2.12.2006 21.1.2007 12.3.2007 1.5.2007 Kevytbetonimuovikuitu Kevytbetonilasivilla

VTT TECHNICAL RESEARCH CENTRE OF FINLAND

4

Ageing or biodeteriodation or damages

•During the service life of buildings, natural ageing ofmaterials due to different chemical, physical, andbiological processes can take place.

•Grey wood is a normal phenomenon in outside conditionson untreated wood (caused partly by discolouring fungi)

•In damage cases,more severe changesof material areassociated (mouldgrowth, decay, insectsplants, animals)

Page 5: Mould€growth€in€building€materials Experiments€&€Modelling · 5.7.2006 24.8.2006 13.10.2006 2.12.2006 21.1.2007 12.3.2007 1.5.2007 Kevytbetonimuovikuitu Kevytbetonilasivilla

VTT TECHNICAL RESEARCH CENTRE OF FINLAND

Mould and decay in buildings

•Level and duration ofmoisture stress connectedwith temperature are themost critical factors for thedurability of  buildingmaterials and decay.

•Mould fungi, algae andlichens grow on the surfaceof many materials, e.g.textiles, leather, coatings,paper, wood, plastics,brickwork and concrete.

Page 6: Mould€growth€in€building€materials Experiments€&€Modelling · 5.7.2006 24.8.2006 13.10.2006 2.12.2006 21.1.2007 12.3.2007 1.5.2007 Kevytbetonimuovikuitu Kevytbetonilasivilla

VTT TECHNICAL RESEARCH CENTRE OF FINLAND

6

Loads on a building during the service life

humidity, temperature, material,time period, organisms

MOISTURE DAMAGEtolerances are overloaded

MOULD

RH:  > 75 ­ 95 %Temp:  0 ­ 55 CTime:  d, w, m

Moisture stress

DECAY

RH:  > 90 ­ 95 %Temp:  5 ­ 50 CTime:  w, m, y

Detection the damages and simulationthe causes of problems

Ageing

Indoor

Page 7: Mould€growth€in€building€materials Experiments€&€Modelling · 5.7.2006 24.8.2006 13.10.2006 2.12.2006 21.1.2007 12.3.2007 1.5.2007 Kevytbetonimuovikuitu Kevytbetonilasivilla

VTT TECHNICAL RESEARCH CENTRE OF FINLAND

7

Mouldindex 1 (start of growth)

Mould index 4 ­ 5 (plenty of growth)Mould index 6 (tight coverage)

Index for mould growth on materials, VTT model•0 = no growth•1 = some growth (microscopy)•2 = moderate growth (microscopy)

(coverage > 10 %)•3 = some growth (visually detected)•4 = visual coverage > 10 %•5 = coverage > 50 %•6 = tight coverage 100 %

Page 8: Mould€growth€in€building€materials Experiments€&€Modelling · 5.7.2006 24.8.2006 13.10.2006 2.12.2006 21.1.2007 12.3.2007 1.5.2007 Kevytbetonimuovikuitu Kevytbetonilasivilla

VTT TECHNICAL RESEARCH CENTRE OF FINLAND

Results on mould growth in static conditions(Viitanen and Ritschkoff 1991, Viitanen 1996)

0,700,750,800,850,900,951,00

0 2 4 6 8 10 12

Time  (we e ks )

1 °C5 °C10 °C15 °C20 °C30 °C35 °C40 °C

time  for initial s tage s  of growth (inde x 1)

Page 9: Mould€growth€in€building€materials Experiments€&€Modelling · 5.7.2006 24.8.2006 13.10.2006 2.12.2006 21.1.2007 12.3.2007 1.5.2007 Kevytbetonimuovikuitu Kevytbetonilasivilla

VTT TECHNICAL RESEARCH CENTRE OF FINLAND

Critical factors for mould fungi (Hukka and Viitanen 1999)

75

80

85

90

95

100

­10 0 10 20 30 40 50 60

Tem perature [°C]

RH[%]

Too dry

Too

cold

Too

hot

Growth

stop

t m =4 w eeks

t m =8 w eeks

Mould risk is high

Mould risk is possible

+−+−

=20> when%,80

20<= when,0.10013.3160.000267.0 23

TTTTT

RH crit

Factors:

Relative humidity

Temperature

Time

Substrate

Page 10: Mould€growth€in€building€materials Experiments€&€Modelling · 5.7.2006 24.8.2006 13.10.2006 2.12.2006 21.1.2007 12.3.2007 1.5.2007 Kevytbetonimuovikuitu Kevytbetonilasivilla

VTT TECHNICAL RESEARCH CENTRE OF FINLAND

10

Criticalconditionsfor mould

(weeks)

anddecay(months)

on pinesapwood

70

75

80

85

90

95

100

0 5 10 15 20 25 30Time (weeks)

RH

 (%)

1 °C5 °C10 °C20 °C

70

75

80

85

90

95

100

0 4 8 12 16 20 24

Time (months)

RH

 (%) 0 °C

5 °C10 °C20 °C

Page 11: Mould€growth€in€building€materials Experiments€&€Modelling · 5.7.2006 24.8.2006 13.10.2006 2.12.2006 21.1.2007 12.3.2007 1.5.2007 Kevytbetonimuovikuitu Kevytbetonilasivilla

VTT TECHNICAL RESEARCH CENTRE OF FINLAND

11

A mathematical model for simulation of growth of fungion wooden material (VTT model)

dMdt T RH W SQ

k k=⋅ − − + − +

17 0 68 13 9 0 14 0 33 66 02 1 2exp( . ln . ln . . . )

k

M

tt

Mv

m

1

1 12

11=

<

−>

,

,

 when

 when

.

[ ][ ]0,)(3.2exp1max max2 MMk +⋅−=

dMdt

t tt tt t

=− ≤

≤ − ≤

− >

0 0320

0 016

1

1

1

. ,,

. ,

 when  ­ 6 h when 6 h 24 h

 when  ­ 24 h

)02.6633.014.0ln9.13ln68.0exp( +−+−−= SQWRHTM

Delay of the growth

Retardation of the growthin the later stages

Growth at different stage

Regressionmodel on mouldgrowth basedon laboratorystudies

[Hukka and Viitanen 1999, Viitanen et al 2000]

Page 12: Mould€growth€in€building€materials Experiments€&€Modelling · 5.7.2006 24.8.2006 13.10.2006 2.12.2006 21.1.2007 12.3.2007 1.5.2007 Kevytbetonimuovikuitu Kevytbetonilasivilla

VTT TECHNICAL RESEARCH CENTRE OF FINLAND

12

Predicted mould growth at +5 and +30 °C in different constanthumidity conditions in pine sapwood

0

1

2

3

4

5

6

0 28 56 84 112 140 168Time (days)

Mou

ld in

dex

5 C RH 100 %

RH 97 %

RH 90 %

RH 80 %

0123456

0 28 56 84 112 140 168Time (days)M

ould

 inde

x

30 C RH 100 %

RH 97 %

RH 90 %

RH 80 %

Page 13: Mould€growth€in€building€materials Experiments€&€Modelling · 5.7.2006 24.8.2006 13.10.2006 2.12.2006 21.1.2007 12.3.2007 1.5.2007 Kevytbetonimuovikuitu Kevytbetonilasivilla

VTT TECHNICAL RESEARCH CENTRE OF FINLAND

13

Predicted mould growth onpine sapwood in different

varied exposuresat RH 97 % and 75 %

0

123

45

6

0 2 8 5 6 8 4 1 1 2 1 4 0 1 6 8 1 9 6T im e  (d a y s )

Mou

ld in

dex

C C o n s ta n t R H1 2 /1 2  h  9 7 /7 5  R H

6 /1 2  h  9 7 /7 5  R H

3  / 2 1  h  9 7 /7 5  R H

0123456

0 2 8 5 6 8 4 1 1 2 1 4 0 1 6 8 1 9 6T im e  (d a y s )

Mou

ld in

dex

D

6 /4 2  h  9 7 /7 5  R H

7 /1 4  d  9 7 /7 5  R H

3 /4  d  9 7 /7 5  R H

7 /2 3  d  9 7 /7 5  R H

1 /6  d  9 7 /7 5  R H

Page 14: Mould€growth€in€building€materials Experiments€&€Modelling · 5.7.2006 24.8.2006 13.10.2006 2.12.2006 21.1.2007 12.3.2007 1.5.2007 Kevytbetonimuovikuitu Kevytbetonilasivilla

VTT TECHNICAL RESEARCH CENTRE OF FINLAND

14

Biohygrothermal model ­ WufiBio

[Sedlbauer 2001]

Criteria for mould growth:"Material parameters" for a mould spore:

Page 15: Mould€growth€in€building€materials Experiments€&€Modelling · 5.7.2006 24.8.2006 13.10.2006 2.12.2006 21.1.2007 12.3.2007 1.5.2007 Kevytbetonimuovikuitu Kevytbetonilasivilla

VTT TECHNICAL RESEARCH CENTRE OF FINLAND

15

More models: Criteria for mould growth

[Sedlbauer & Krus 2003]

Generally, the models are•based on measured data

•regression analysis•isopleths•implementation of hygrothermal

calculation principles on mouldspores!

•isopleths and models are based onlaboratory results of test usingdifferent mould fungi and differentgrowth medium at regulatedhumidity and temperatureconditions

[Clarke et al 1999]

Page 16: Mould€growth€in€building€materials Experiments€&€Modelling · 5.7.2006 24.8.2006 13.10.2006 2.12.2006 21.1.2007 12.3.2007 1.5.2007 Kevytbetonimuovikuitu Kevytbetonilasivilla

VTT TECHNICAL RESEARCH CENTRE OF FINLAND

16

Mould growthExperiments

atTTY and VTT

Page 17: Mould€growth€in€building€materials Experiments€&€Modelling · 5.7.2006 24.8.2006 13.10.2006 2.12.2006 21.1.2007 12.3.2007 1.5.2007 Kevytbetonimuovikuitu Kevytbetonilasivilla

VTT TECHNICAL RESEARCH CENTRE OF FINLAND

17

THE OBJECTIVES OF THE TESTS

•to develop reliability and range of use of the existing mathematicalmodel in fluctuating temperature and humidity conditions

•to increase the number of material choices for the model•to test usage of the model by doing experiments for structures and

materials in laboratory and in field conditions

To formulate a more diversified and improved applicationof the existing VTT model for mould growth

Page 18: Mould€growth€in€building€materials Experiments€&€Modelling · 5.7.2006 24.8.2006 13.10.2006 2.12.2006 21.1.2007 12.3.2007 1.5.2007 Kevytbetonimuovikuitu Kevytbetonilasivilla

VTT TECHNICAL RESEARCH CENTRE OF FINLAND

18

TEST MATERIALS

Insulation materials

Glass woolPolyester woolEPSPU Stone materials

ConcreteAutoclaved aerated concreteExpanded clay aggregate concrete

Wood materialsEdge glued spruce boardPine sap wood (reference)

This study concentrates on materials and conditions which have not been testedor discussed in earlier studies.

Page 19: Mould€growth€in€building€materials Experiments€&€Modelling · 5.7.2006 24.8.2006 13.10.2006 2.12.2006 21.1.2007 12.3.2007 1.5.2007 Kevytbetonimuovikuitu Kevytbetonilasivilla

VTT TECHNICAL RESEARCH CENTRE OF FINLAND

19

MATERIAL EXPERIMENTS IN LABORATORY

97% RH / ­20°CConstant90% RH / 5°CConstant90% RH / 22°CConstant97% RH / ­5°CConstant97% RH / 5°CConstant

50% RH / 22°C97% RH / 22°CCycle 4 –8 weeks97% RH / ­20°C97% RH / 22°CCycle 4 –8 weeks97% RH / ­5°C97% RH / 22°CCycle 4 –8 weeks

97% RH / 22°CConstant

Test condition 2Test condition 1Constant/cyclicalconditions

Page 20: Mould€growth€in€building€materials Experiments€&€Modelling · 5.7.2006 24.8.2006 13.10.2006 2.12.2006 21.1.2007 12.3.2007 1.5.2007 Kevytbetonimuovikuitu Kevytbetonilasivilla

VTT TECHNICAL RESEARCH CENTRE OF FINLAND

20

Polyester wool, index 3PU (paper), index 3

Light aggregate concrete,index 3

Pine sap wood, index 5

Page 21: Mould€growth€in€building€materials Experiments€&€Modelling · 5.7.2006 24.8.2006 13.10.2006 2.12.2006 21.1.2007 12.3.2007 1.5.2007 Kevytbetonimuovikuitu Kevytbetonilasivilla

VTT TECHNICAL RESEARCH CENTRE OF FINLAND

21

MATERIAL EXPERIMENTS IN LABORATORY

Edge glued spruce board 97% RH/ 22 C

0

1

2

3

4

5

0 10 20 30 40 50 60 70

Weeks

Mou

ld in

dex 

 (0­5

)

uslspine uspine ls

Glass wool 97% RH/ 22 C

0

1

2

3

4

5

0 10 20 30 40 50 60 70

Weeks

Mou

ld in

dex 

 (0­5

)

usls

Edge glued spruce board 97% RH/ 22 Ccycle ­20 C weeks 37­44, 49­54

0

1

2

3

4

5

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70

Weeks

Mou

ld in

dex 

 (0­5

)

uslspine us

vkot 37­44 vkot49­54

vkot 37­44

Glass wool 97% RH/ 22 Ccycle ­20 C weeks 37­44, 49­54

0

1

2

3

4

5

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70

Weeks

Mou

ld in

dex 

 (0­5

)

usls

vkot49­54

vkot 37­44

concrete, index 3 concrete, index 2

Page 22: Mould€growth€in€building€materials Experiments€&€Modelling · 5.7.2006 24.8.2006 13.10.2006 2.12.2006 21.1.2007 12.3.2007 1.5.2007 Kevytbetonimuovikuitu Kevytbetonilasivilla

VTT TECHNICAL RESEARCH CENTRE OF FINLAND

22

MATERIAL EXPERIMENTS IN FIELD CONDITIONS

Page 23: Mould€growth€in€building€materials Experiments€&€Modelling · 5.7.2006 24.8.2006 13.10.2006 2.12.2006 21.1.2007 12.3.2007 1.5.2007 Kevytbetonimuovikuitu Kevytbetonilasivilla

VTT TECHNICAL RESEARCH CENTRE OF FINLAND

23

MATERIAL EXPERIMENTS IN FIELD CONDITIONS

Spruce

0

1

2

3

4

5

6

27.1.2006 7.5.2006 15.8.2006 23.11.2006 3.3.2007

usls

us wetls wet

Polyurethane

0

1

2

3

4

5

6

27.1.2006 7.5.2006 15.8.2006 23.11.2006 3.3.2007

us paperls paperus groundls ground

Autoclaved aerated concrete

0

1

2

3

4

5

6

27.1.2006 7.5.2006 15.8.2006 23.11.2006 3.3.2007

us dryls dryus wetls wet

Pine sap wood

0

1

2

3

4

5

6

22.6.2006 30.9.2006 8.1.2007 18.4.2007

usls

Page 24: Mould€growth€in€building€materials Experiments€&€Modelling · 5.7.2006 24.8.2006 13.10.2006 2.12.2006 21.1.2007 12.3.2007 1.5.2007 Kevytbetonimuovikuitu Kevytbetonilasivilla

VTT TECHNICAL RESEARCH CENTRE OF FINLAND

24

STRUCTURE EXPERIMENTS IN LABORATORY

Cooling units

Heaters

Evaporator

EvaporatorStructureto be tested

Sprinklers andradiation heaterd

INSIDE OUTSIDE

Detectedinterface

concrete + expanded polystyreneconcrete + polyester wool

concrete + polyurethaneconcrete + glass wool

expanded clay aggregate concrete + expandedpolystyrene

expanded clay aggregate concrete + polyesterwool

expanded clay aggregate concrete + polyurethaneexpanded clay aggregate concrete + glass wool

edge glued spruce board + expanded polystyreneedge glued spruce board + polyester wool

edge glued spruce board + polyurethaneedge glued spruce board + glass wool

light concrete + expanded polystyrenelight concrete + polyester wool

light concrete + polyurethanelight concrete + glass wool

Second test seriesFirst test series

Page 25: Mould€growth€in€building€materials Experiments€&€Modelling · 5.7.2006 24.8.2006 13.10.2006 2.12.2006 21.1.2007 12.3.2007 1.5.2007 Kevytbetonimuovikuitu Kevytbetonilasivilla

VTT TECHNICAL RESEARCH CENTRE OF FINLAND

25

STRUCTURE EXPERIMENTS IN LABORATORY

RH tutkittavassa rajapinnassa

0.00

10.00

20.00

30.00

40.00

50.00

60.00

70.00

80.00

90.00

100.00

5.7.2006 24.8.2006 13.10.2006 2.12.2006 21.1.2007 12.3.2007 1.5.2007

Kevytbetoni­muovikuitu Kevytbetoni­lasivilla Ks­betoni ­ muovikuitu Ks­betoni ­ lasivilla

Betoni ­ muovikuitu Betoni ­ lasivilla Kuusi ­ muovikuitu Kuusi ­ lasivilla

Lämpötila tutkittavassa rajapinnassa

­10.00

­5.00

0.00

5.00

10.00

15.00

20.00

25.00

30.00

5.7.2006 24.8.2006 13.10.2006 2.12.2006 21.1.2007 12.3.2007 1.5.2007

Kevytbetoni­muovikuitu Kevytbetoni­lasivilla Ks­betoni ­ muovikuitu Ks­betoni ­ lasivilla

Betoni ­ muovikuitu Betoni ­ lasivilla Kuusi ­ muovikuitu Kuusi ­ lasivilla

Concrete ­ Glass wool

0

1

2

3

4

5

6

22.6.2006 11.8.2006 30.9.2006 19.11.2006 8.1.2007 27.2.2007 18.4.2007 7.6.2007

M glass woolM concrete

Edge glued spruce board ­ Glass wool

0

1

2

3

4

5

6

22.6.2006 21.8.2006 20.10.2006 19.12.2006 17.2.2007 18.4.2007 17.6.2007 16.8.2007

M glass woolM edge glued spruce board

Temperature RH

Page 26: Mould€growth€in€building€materials Experiments€&€Modelling · 5.7.2006 24.8.2006 13.10.2006 2.12.2006 21.1.2007 12.3.2007 1.5.2007 Kevytbetonimuovikuitu Kevytbetonilasivilla

VTT TECHNICAL RESEARCH CENTRE OF FINLAND

26

STRUCTURE EXPERIMENTS IN FIELD CONDITIONS

mould index = 0after 6 months

RHinterface =60 ­ 70% or80 ­ 90% (gw, pw)

Page 27: Mould€growth€in€building€materials Experiments€&€Modelling · 5.7.2006 24.8.2006 13.10.2006 2.12.2006 21.1.2007 12.3.2007 1.5.2007 Kevytbetonimuovikuitu Kevytbetonilasivilla

VTT TECHNICAL RESEARCH CENTRE OF FINLAND

27

Simulation of themould growth

on pine sap woodMATERIAL EXPERIMENTS IN FIELD CONDITIONS

Page 28: Mould€growth€in€building€materials Experiments€&€Modelling · 5.7.2006 24.8.2006 13.10.2006 2.12.2006 21.1.2007 12.3.2007 1.5.2007 Kevytbetonimuovikuitu Kevytbetonilasivilla

VTT TECHNICAL RESEARCH CENTRE OF FINLAND

28

BCs: Measured climate for the material tests in field conditions

­20­15­10

­505

1015202530

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50Weeks (June 22 ­ May 2)

T,o C

0102030405060708090100

% R

H

48 per. Mov. Avg. (T)

48 per. Mov. Avg. (RH %)

Measured climate data in Tampere experiments

Page 29: Mould€growth€in€building€materials Experiments€&€Modelling · 5.7.2006 24.8.2006 13.10.2006 2.12.2006 21.1.2007 12.3.2007 1.5.2007 Kevytbetonimuovikuitu Kevytbetonilasivilla

VTT TECHNICAL RESEARCH CENTRE OF FINLAND

29

Decline of mould growth or not? VTT model

0

1

2

3

4

5

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50Weeks (start June 22.)

Mou

ld g

row

th in

dex 

MO

Measured (top)Measured (low)Normal declineDecline due to temp. onlyDecline when MO<1No decline

Mould prediction using no­capacity assumption  ­ Tampere climate data

Page 30: Mould€growth€in€building€materials Experiments€&€Modelling · 5.7.2006 24.8.2006 13.10.2006 2.12.2006 21.1.2007 12.3.2007 1.5.2007 Kevytbetonimuovikuitu Kevytbetonilasivilla

VTT TECHNICAL RESEARCH CENTRE OF FINLAND

30

Influence of moisture capacity of substrate: VTT model

0

1

2

3

4

5

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50Weeks  (start June 22.)

Mou

ld g

row

th in

dex 

MO

Measured (top)Measured (low)TCCC2D, normal declineNo­capacity + normal declineTCCC2d, no declineNo­capacity, no decline

Mould prediction using no­capacity and dynamicsimulations Tampere climate data

Page 31: Mould€growth€in€building€materials Experiments€&€Modelling · 5.7.2006 24.8.2006 13.10.2006 2.12.2006 21.1.2007 12.3.2007 1.5.2007 Kevytbetonimuovikuitu Kevytbetonilasivilla

VTT TECHNICAL RESEARCH CENTRE OF FINLAND

31

Influence of BC's: VTT model

0

1

2

3

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50Weeks  (start June 22.)

Mou

ld g

row

th in

dex 

MO

Measured (top)Measured (low)TCCC2D, normal convectionTCCC2D low convection

Mould prediction ­ Tampere climate data

Page 32: Mould€growth€in€building€materials Experiments€&€Modelling · 5.7.2006 24.8.2006 13.10.2006 2.12.2006 21.1.2007 12.3.2007 1.5.2007 Kevytbetonimuovikuitu Kevytbetonilasivilla

VTT TECHNICAL RESEARCH CENTRE OF FINLAND

32

Comparison of VTT model and Wufi­Bio

0

1

2

3

4

5

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50Weeks  (start June 22.)

Mou

ld g

row

th in

dex 

MO

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

Wuf

iBio

 gro

wth

, mm

Viitanen, normal declineViitanen, no declineMeasured (top)Measured (low)Viitanen, Espoo climateWufiBio, class 1

Comparison of Viitanen model and Wufi­Bio resultsSolution using Tampere climatedata and TCCC2D simulations of

T, RH and Mo fields

Page 33: Mould€growth€in€building€materials Experiments€&€Modelling · 5.7.2006 24.8.2006 13.10.2006 2.12.2006 21.1.2007 12.3.2007 1.5.2007 Kevytbetonimuovikuitu Kevytbetonilasivilla

VTT TECHNICAL RESEARCH CENTRE OF FINLAND

33

Influence of substrate class. Wufi­Bio

WufiBio:

Critical limits formaterial classes:

0

1

2

3

4

5

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50Weeks  (start June 22.)

Mou

ld g

row

th in

dex 

MO

0

100

200

300

400

500

Wuf

iBio

 gro

wth

, mm

Measured (top)Measured (low)WufiBio, class 0WufiBio, class 1WufiBio, class 2

Comparison of Wufi­Bio results with different materialSolution using Tampere climate dataand TCCC2D simulations of T and RHfields

0

1

2

3

4

5

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50Weeks  (start June 22.)

Mou

ld g

row

th in

dex 

MO

0

100

200

300

400

500

600

700

800

Wuf

iBio

 gro

wth

, mm

Measured (top)Measured (low)WufiBio, class 0WufiBio, class 1WufiBio, class 2

Comparison of Wufi­Bio results with different material classes

Solution using Tampere climate data andTCCC2D simulations of T and RH fields

Page 34: Mould€growth€in€building€materials Experiments€&€Modelling · 5.7.2006 24.8.2006 13.10.2006 2.12.2006 21.1.2007 12.3.2007 1.5.2007 Kevytbetonimuovikuitu Kevytbetonilasivilla

VTT TECHNICAL RESEARCH CENTRE OF FINLAND

34

A design case:A mould safe construction

DRY­WEATHER DATA FOR JYVÄSKYLÄ, FINLAND

Page 35: Mould€growth€in€building€materials Experiments€&€Modelling · 5.7.2006 24.8.2006 13.10.2006 2.12.2006 21.1.2007 12.3.2007 1.5.2007 Kevytbetonimuovikuitu Kevytbetonilasivilla

VTT TECHNICAL RESEARCH CENTRE OF FINLAND

35

Calculation case: Construction

Construction from outside:

Jyväskylä weather

exterior sheatingventilated air cavity12 mm wood chip board150 mm mineral wool12 mm gypsum board

inside difusion resistances:Sd = 0 m, 1 m and 3 m

Criticalboundary

Page 36: Mould€growth€in€building€materials Experiments€&€Modelling · 5.7.2006 24.8.2006 13.10.2006 2.12.2006 21.1.2007 12.3.2007 1.5.2007 Kevytbetonimuovikuitu Kevytbetonilasivilla

VTT TECHNICAL RESEARCH CENTRE OF FINLAND

36

Isopleth (T ­ RH) presentation from WUFI 4.0 Pro

70

75

80

85

90

95

100

­10 ­5 0 5 10 15 20 25T, oC

% R

H

Sd,in = 1 m

Page 37: Mould€growth€in€building€materials Experiments€&€Modelling · 5.7.2006 24.8.2006 13.10.2006 2.12.2006 21.1.2007 12.3.2007 1.5.2007 Kevytbetonimuovikuitu Kevytbetonilasivilla

VTT TECHNICAL RESEARCH CENTRE OF FINLAND

37

Prediction of mould growthInfluence of diffusion resistance

VTT model (pine sap wood) vs. Wufi­Bio (LIM I)

0

1

2

3

4

5

6

0 4 8 12 16 20 24 28 32 36 40 44 48 52Weeks (start Oct. 1)

Mou

ld g

row

th in

dex 

Mo

Sd,in = 0Sd,in = 1 mSd,in = 3 m

0

100

200

300

400

500

600

700

800

0 4 8 12 16 20 24 28 32 36 40 44 48 52Weeks (start Oct. 1)

Gro

wth

,  m

m

Sd,in = 0Sd,in = 1 mSd,in = 3 m

WufiBio growth prediction curves

Page 38: Mould€growth€in€building€materials Experiments€&€Modelling · 5.7.2006 24.8.2006 13.10.2006 2.12.2006 21.1.2007 12.3.2007 1.5.2007 Kevytbetonimuovikuitu Kevytbetonilasivilla

VTT TECHNICAL RESEARCH CENTRE OF FINLAND

38

Conclusion and Discussion!•Extensive experimental work on various materials and conditions•Existing models: predictability OK•Comparison of models: interesting.......

•How do we use mould prediction models?•Do we NEED these models?•The WORST CASE assumption? Consequences?•How detailed information?•Improvment points•Future focus