WUFI-1D ( Wärme und Feuchte instationär) beregner fukt- og varmetransport i bygningskomponenter over tid. Her beskrives kort hvilke transportmekanismer som er inkludert i beregningsmodellen, nødvendige inngangsdata, beregningsalternativer og muligheter for bearbeiding av resultater.

• Transportmekanismer
• Inngangsdata
• Beregning
• Resultatbehandling

Transportmekansimer inkludert i beregningsmodellen

I beregningsmodellen til WUFI inkluderes ulike faktorer for både fukt- og varmetransport. På grunn av nødvendige forenklinger er imidlertid enkelte mekanismer utelatt.

Faktorer for varmetransport i WUFI-1D

• Varmeledning
• Entalpiendringer ved faseoverganger i fukt
• Kortbølget stråling
• Langbølget stråling (Kun med TRY klimadata)
• Varmetransport ved konveksjon er utelatt, på grunn av kompleksiteten i forhold til kvantifisering, og er sjelden endimensjonal.

Faktorer for Vanndamptransport i WUFI-1D

• Dampdiffusjon
• Løsningsdiffusjon
• Vanndamptransport ved konveksjon er også utelatt, av samme årsak som for varmetransport.

Faktorer for væsketransport i WUFI-1D

• Kapillærledning
• Overflatekryping
• Transport ved gravitasjon, hydraulisk strøm over trykkforskjeller, elektrokinetiske og osmotiske effekter er ikke inkludert i modellen.

Inngangsdata

For å gjennomføre en beregning trenger WUFI ulike inngangsdata. Inngangsdataene kan deles inn i konstruksjonsoppbygging, materialparametere, klimadata, overgangskoeffisenter for ytre/indre overflate, og initialbetingelser. WUFI er bygget opp slik at alle nødvendige inn-data enkelt kan velges fra menyer i en logisk rekkefølge. Imidlertid kan det være nødvendig å kjenne noe av bakgrunnen for de ulike parameterne, dersom noen av disse bør redigeres i forhold til aktuell situasjon.

Sammenstilling av bygningskomponent

Snittet av bygningskomponenten man ønsker å beregne, bygges opp som en endimensjonal sekvens av materiallag. Først defineres hvert lag med tykkelse og materialparametere, deretter deles hvert lag inn i et rutenett.

Laginndeling og fastsettelse av tykkelser foregår interaktivt ved et grafisk brukergrensesnitt. Alternativt kan de aktuelle dataene skrives inn i en tabell. Deretter spesifiseres materialvalg for hvert lag, enten fra WUFI's materialdatabase eller ved at man oppretter egne materialer. Databasen inneholder data for en rekke ulike bygningsmaterialer.

Materialdata

Basisegenskapene for hvert enkelt materiallag i konstruksjonen må være definert før beregningen kan settes i gang. Materialene kan velges direkte fra WUFI's materialdatabase, eller redigeres til ønskede verdier. Basisegenskapene består av:

• Tetthet [kg/m³],
• Porøsitet [m³/m³],
• Spesifikk varmekapasitet [J/kgK],
• Varmekonduktivitet for tørt materiale [W/mK],
• Relativ diffusjonsmotst. for tørt materiale, µ [-]

I tillegg kan materialene eventuelt beskrives med tilleggsparametere:

• Sorpsjonskurve [kg/m³] (valgfri). Kan bestemmes fra tabelldata, eller fuktinnhold ved 80 % RF og fri vannmetning.
• Fuktdiffusivitetskoeffisient for "suction" [m²/s] (valgfri). Kan bestemmes fra tabelldata eller genereres fra fuktabsorpsjonskoeffisient.
• Fuktdiffusivitetskoeffisient for omfordeling [m²/s] (valgfri). Kan bestemmes fra tabelldata eller genereres fra fuktabsorpsjonskoeffisient.
• Fuktavhengig varmekonduktivitet [W/mK] (valgfri). Kan bestemmes fra tabelldata eller genereres som en lineær funksjon av fuktinnholdet.
• Fuktavhengig relativ diffusjonsmotstand [-] (valgfri). Angis i tabellform.

Behovet for bruk av tilleggsparametere må vurderes ut fra hvert enkelt materiales reelle hygrotermiske egenskaper.

Orientering av utvendig overflate

Kompassretningen som utvendig overflate er vendt mot, kan velges. Denne retningen benyttes til å beregne mengden nedbør og stråling mot flaten. Retningene som kan velges er: N – NØ – Ø – SØ – S – SV – V – NV.

Helningsvinkelen for overflaten settes inn for beregning av mengden nedbør og stråling mot overflaten. Helningsvinkelen kan velges mellom 0° og 90°.

Høyden på bygningen blir benyttet til beregning av slagregnpåkjenning.

Startbetingelser

Startbetingelsene består av fuktinnhold og temperatur i ulike materialsjikt ved starttidspunktet for beregningen. Fuktinnholdet kan gis som middelverdi av RF over konstruksjonen. WUFI benytter da sorpsjonskurver for å beregne det absolutte startfuktinnholdet i materiallagene. Alternativt kan startfuktinnholdet også spesifiseres i hvert enkelt materialsjikt eller i ulike elementer.

Starttemperatur kan angis som middelverdi over hele komponenten, eller som variabel over ulike elementer. Normalt vil gjennomsnittlig temperatur være tilstrekkelig, siden dette vil utjevnes mot indre og ytre klimabetingelser i løpet av relativt kort tid.

Overgangskoeffisienter for overflater

Disse størrelsene angir koblingen mellom klimadata og forholdene i bygningskomponenten:

• Varmeovergangsmotstand [m²K/W] for henholdsvis utvendig og innvendig overflate.
• Vanndampdiffusjonsmotstand, sd -verdi [m], for evt. overflatesjikt på innvendig og utvendig overflate.
• Absorpsjon av kortbølget (sol) stråling [-].
• Langbølget strålingsemissivitet [-].
• Absorpsjon av regnvann [-]. Faktoren angir andelen av vannet som spruter vekk fra flaten ved nedslag.
• Vanndampovergangsmotstand beregnes automatisk ut fra varmeovergangsmotstanden, og behøver derfor ikke spesifiseres.

Programmet inneholder standardinnstillinger for vanlige materialoverflater. Versjon 4.1 av WUFI gir mulighet for modellering av langbølget strålingsbalanse ved utvendig overflate.

Klimadata

På overflatene er bygningsdelen eksponert for klimatiske randbetingelser. Disse har avgjørende innvirkning på de hygrotermiske forholdene i bygningsdelen. For hvert tidssteg trenger WUFI data om temperatur og relativ fuktighet på innvendig og utvendig side, samt data om påkjenning fra regn og stråling. De klimatiske randbetingelsene kan gis inn som timevise data som leses fra en klimafil, eller som et inneklima avledet fra en klimafil, eller som skjematiske sinuskurver over året.

WUFI 1D er i stand til å behandle klimafiler av flere forskjellige formater. WUFI 1D - Norsk versjon inneholder bl.a. klimadata på TRY-format for 12 steder i Norge. Ønsket geografisk plassering kan velges direkte fra kart.

TRY-filer

Klimafilene er generert ut fra såkalte MDRY-filer (Moisture Design Reference Year), som skal representere en kritisk fuktbelastning med en returperiode på 10 år. Siden kritisk fuktbelastning varierer i forhold til konstruksjonstype, er det benyttet flere ulike konstruksjoner som vurderingsgrunnlag.

TRY-filene inkluderer parameterne:

• Skydekkefaktor (0...1) [-]
• Vindretning [Grad]
• Vindhastighet, skalar middel [m/s]
• Vindhastighet, vektoriell middel [m/s]
• Årstid (0...4) [-]
• Nedbør siste time [mm]
• Lufttrykk [hPa]
• Temperatur [°C]
• Relativ fuktighet (0...1) [-]
• Direkte solstråling, timesgjennomsnitt [W/m² ]
• Diffus stråling, timesgjennomsnitt [W/m² ]
• Lys, timesgjennomsnitt [Lux]
• Langbølget stråling timesgjennomsnitt [W/m² ]
• Atmosfærisk motstråling, timesgjennomsnitt [W/m² ]

Tidsstrukturen på TRY-filene er delt opp i timer i løpet av et referanseår. Dersom beregningsperioden settes utover dette, gjentas innlesningen av klimafilen automatisk.

Beregning

Beregningsperioden bestemmes ut fra ønsket tidsrom, og angis med dato og klokkeslett. Ønsket tidsskritt i beregningene velges også før de numeriske parameterne angis.

Valg av de numeriske parameterne avgjør hvilke prosesser, hygrotermiske innstillinger, og numeriske parametere som skal tas med i beregningen.

Prosesser:

• Varmetransport (aktivert som standard).
• Fukttransport (aktivert som standard).

Hygrotermiske innstillinger:

• Ekskludere kapillærledning (kun diffusjon ved aktivering).
• Ekskludere latent varme fra fordampning.
• Ekskludere latent varme fra kondensasjon.

Numeriske parametere:

• Økt nøyaktighet
• Tilpasset konvergens

Etter at alle inngangsdata er skrevet inn og kontrollert, kan beregningen settes i gang. Ved endimensjonale beregninger vil som regel beregningen være utført i løpet av minutter (avhengig av regnekraft i PC), selv om beregningsperioden går over flere år. Beregningen kan kjøres samtidig med filmframvisning.

Resultatbehandling

Etter fullføring og lagring av beregning kan man studere ulike resultater på forskjellige måter:

• Sammendrag av inngangsdata for siste beregning. Her kan man velge ut hvilke inngangsdata som skal tas med i sammendraget.
• Status for siste beregning. Her kan man lese av blant annet regnetid, antall konvergensfeil og massebalansen for beregningen. Dette kan benyttes til å vurdere påliteligheten i resultatene, og avgjøre om forandringer i inngangsdata er nødvendig.
• Filmframvisning av temperatur- og fuktforhold i konstruksjonstverrsnittet i løpet av beregningsperioden
• Kurver for resultater. Her kan blant annet fuktinnhold i materialsjikt eller monitorposisjoner framstilles som kurver.
• ASCI-eksport. Det er mulig å eksportere data til en ASCI-fil, som videre kan konverteres til for eksempel Excel-format. Dette gjør at man har tilnærmet ubegrenset frihet til presentasjon av resultater.

----------------

Du kan finne mer informasjon om WUFI (på engelsk) på:

<http://www.wufi-pro.com/