Valg av stål i varme og fuktige miljøer Svømmehaller Erik Algaard Rådg. ing. Bygningsfysikk MULTICONSULT AS
Hvor ligger utfordringene for bygningsfysikeren? Inneklima, trykk og tetting Gulv, membraner og fuger Korrosjon og nedbrytning av metaller, sement og kunststoffer 2 Dato: Side: 2
En svømmehall skal være tett som en ballong! Figurer: Byggforsk 3 Dato: Side: 3
Klima i svømmehaller og badeanlegg Hva er det som skjer? Fuktig inneluft med høy temperatur gir høyt damptrykk i hele hallen: Normalt inneklima: 30 o C / 50 60 % RF Vanndampinnholdet: > 17 g/m 3 Denne luften vil: ved ca +24 o C nå 80 % RF og gi vekstbetingelser for mugg og korrosjon ved ca +20 o C kondensere og avgi overskudds-vannet som kondens. Ved avkjøling til 10 o C avgir den 15 g vann per m 3 luft En liten lekkasje i vegg eller tak gir mange liter kondensvann per døgn. Svømmehaller må derfor både være damptette og lufttette som en ballong!! 4 Dato: Side: 4
Korrosjon av metaller 5 Dato: Side: 5
6 Spenningsrekken for metaller
Hvorfor er det så mange korrosjonsskader? Høye temperaturer og stor personbelastning Høyt innhold av klor (hypokloritt), kloraminer og klorider Store våte flater og mer sprut gir stort innhold av aerosoler i lufta som legger seg på alle flater Mindre utspeding av badevannet med friskt vann Sjokk-klorering av vann benyttes ofte. "Bløtt" kalsium- og karbonatfattig vann fra norske vannverk krever: Bruk av klorkalsium for heving av ph- og kalsiuminnhold (meget korrosivt) Bruk av syrer (HCl eller CO2) for senking av ph-verdier (meget korrosivt) Bruk av nye materialtyper med kort brukstid og lite dokumentasjon Mer omluftskjøring av luft (ENØK) gir høyere kloridinnhold i lufta Redusert omfang av generell rengjøring og spyling med ferskvann (?) 7 Dato: Side: 7
8 Dato: Side: 8
Korrosivt svømmehallsklima 9 Dato: Side: 9
Kloridkonsentrasjoner (Ulf Sender) Grenseverdi for sanering etter brann: 10 20 µg/ cm2 10
Korrosjon av varmforsinket stål i bade-anlegg. Malt C-stål - Korrosjon fra undersiden av flens umulig å komme til for vedlikehold Slørrust/overflaterust på slipt overflate Blankpolerte overflater står bedre - overflaten har også hatt god tid til å passivere Ill: SINTEF 11 Dato: Side: 11
Korrosjons- og miljøklasser Gjeldende norsk og internasjonal standard for miljøklassifisering er NS-EN ISO 12944-2 (1999). De viktigste kodene er: C2 lav korrosivitet Eks: uoppvarmede bygninger, lager, sportshaller (Tidl. korr.kl. 1) C3 middels korrosivitet Eks: Moderat by- og industriatmosfære, prod.lokaler med høy rel. fuktighet, vaskerier, bryggerier, (Tidl. korr.kl. 2) C4 høy korrosivitet Eks: Industri og kyst med moderat saltinnhold. Innendørs svømmebassenger, (Tidl. korr.kl. 3). C5 meget høy korrosivitet Eksempel: Aggressiv atmosfære, høyt salt- og kloridinnhold, konstant kondensasjon, badeland med mye sprut 12 Dato: Side: 12
Anbefalte miljøklasser for svømmehaller og badeanlegg Utendørs: Generelt på fasader og tak (avh. av beliggenhet) C3 C4 Lokalt ved utblåsingsrister, økonomiinngang, nær jord: C4 Innendørs A. Svømmehall og dusjrom med klor-/saltholdig atmosfære - Generelt på flater som avspyles med ferskvann regelmessig: C4 - For alle kraftoverførende komponenter og som ikke avspyles: C5 B Våtrom og garderober etc uten klor-/ saltholdig atmosfære: C2 C: Tørre rom uten vesentlig fuktproduksjon C1 D Tekniske rom generelt med god ventilasjon C3 E Rom for vannrensing, klorbehandling C5 13 Dato: Side: 13
NS-EN ISO 12944-5 Beskyttende malingssystemer Bruk Holdbarhetsklasse H (Høy) > 15 år (for lite?) Tabell A.5 A.7 Malingssystemer for C5-I og C5-M Holdbarh.kl. H: Total filmtykkelse: 280 500 µm Tabell A.9 C5-I og C5-M på varmforsinket stål: Holdbarh.kl. H: Total filmtykkelse: 240 320 µm 14
Korrosjonssikring av stålkonstruksjoner og - komponenter Varmforsinking: NS-EN ISO 1461, NS-EN ISO 14713 Malingssystemer: NS-EN ISO 12944-5-7 (1999) Høy holdbarhet Utforming: Sveiste forbindelser uten lasker etc (V- og K-sveiser) som slipes og syrebeises. Forslag til våtmalingssystem for varmforsinket stål fra Star Carboline 1. Varmforsinking (Tykkelse på galvanisering bestemmes av material tykkelse på det som galvaniseres.) 2. Galvaniserte flater rengjøres/avfettes 3. Grunning: Fortynnet Carboguard E19 med en tykkelse 40 my. 4. Som mellomstrøk Carboguard 891 med en tykkelse på 100 my 5. Som toppstrøk Carboxane 2000 med en tykkelse på 125 my Totalt tørrfilmtykkelse = 265 my : klasse C5 15 Dato: Side: 15
Godkjenning for verkstedsbehandling av stål klasse C5 (eksempel) 16 Dato: Side: 16
Takplater Stålplater i tak, Plannja: 20 my sink 25 my metallakk Godkjent i klasse C4 Hva med Holdbarheten? korrosjon i hullperforeringer i akustikkplater? 17 Dato: Side: 17
Konstruksjoner og utstyr av rustfritt stål Rustfritt stål i badeanlegg er ofte rustfritt / syrefast stål". korrosjonsskader, til dels av alvorlig art med brudd og nedfall av himlinger og braketter etc. presisering av kvalitet: Rekkverk etc av rustfritt stål Rekkverk og leidere etc i svømmehall og våtrom som avspyles regelmessig med rent vann og poleres kan utføres i "syrefast" stålkvalitet med minst 2,5 % Mo, f. eks W. nr 1.4429, 1.4435, 1.4436 (SS 2343). AISI 316 / 316L eller Edelstahl A4 med mindre enn 2,5 % molybden bør ikke anvendes. 18 Dato: Side: 18
Sprekk Brukket beslag til lysarmatur. Rustfritt fjærstål (type 17/7) 19 Dato: Side: 19
Klorid spenningskorrosjon i rustfritt stål (Ikke svømmehall) Spenningskorrosjonsbrudd i festebøyler for akustiske plater i tak laget av AISI 316 Visuell undersøkelse av skruer: Det er ikke mulig å se noen sprekker ved visuell undersøkelse uten bruk av mikroskop. 20 Dato: Side: 20
Sprekker i runding. Makroslip Makroslip av tverrsnitt gjennom skruehode og stamme Sprekker i runding. Makroslip Sprekkutvikling inne i materialet (transkrystallinsk) 21 Dato: Side: 21
PREN- Pitting Resistance Equivalent PREN angir stålets motstand mot pitting og spaltekorrosjon PREN = Cr + 3,3 Mo + 16 N 22
Valg av rustfrie stål i svømmeanlegg A Under vann Ferskvann: PREN > 30 Ni: > 13 % Mo: >2,5 % (1.4435 1.4436 1.4429) Saltvann: PREN > 40 Ni: > 18 % Mo: >6 % N: >0,18 % Cu: >0,5 (1.4547 / 254 SMo) B I skvalpesonen Kritiske komponenter: PREN > 40 1.4547 / 254 SMo / HCR 1.4529 Ikke-kritiske komponenter: PREN > 30 1.4435 1.4436 1.4429 d.o. I sjøvann: PREN > 40 1.4547 / 254 Som C Utenfor skvalpesonen, f.eks. oppheng som ikke kan spyles eller rengjøres: Kritiske komponenter: PREN > 40 1.4547 / 254 SMo / HCR 1.4529 Ikke-kritiske komponenter: PREN > 30 1.4435 1.4436 1.4429 23
Hengestag, braketter, forankringer av rustfritt stål Hengestag, forankringer med store laster eller vibrasjoner festebraketter for himlinger, VVS- og El-komponenter, varmtvanns trykkrør og andre deler som utsettes for høye spenninger og ikke omfattes av regelmessig rengjøring må vurderes spesielt. Bare de mest høyverdige legeringene kan brukes, for eksempel kvalitet 1.4529 (HCR) eller 1.4547 (254 SMo), med minst 18 % nikkel, 6 % Molybden og innslag av nitrogen og kobber. Høyglanspolert Ra < 0,5 µm og Rmax <6 µm (korn >400) (aldri børstet eller grovslipt!) 24 Dato: Side: 24
eller : bruk varmforsinket og malt stål i klasse C5! (mye billigere!) 25
Aluminium Aluminium er utsatt for alle korrosjonstyper i badeanlegg (galvanisk-, spalt-, punkt-, kornegrense-, spennings-korrosjon) Beste legeringer er 3000- og til dels 6000-serien. Unngå legeringer med Cu og Zn. Ubehandlet aluminium bør ikke benyttes i badeanlegg Eloksert/anodisert og ettertettet aluminium har betydelig bedre bestandighet der det holdes rent. Lakkert/ plastbelagt aluminium bør ha et lakksjikt på minst 60 80 µm, for eksempel polyester. Lakken skal ha tilstrekkelig bestandighet mot svømmehallsatmosfære. Alle klipp-/sag-kanter skal ettermales. Utvendig kan elokserte eller lakkerte aluminiums-konstruksjoner for miljøklasse C3 anvendes (C4 ved utblåsingsrister etc). 26 Dato: Side: 26
27 Takk for oppmerksomheten!