Opinnäytetyö Ulkoseinärakenteen kehittäminen ja energiatehokkuuden parantaminen polyuretaanieristeellä

Transkriptio

1 ampereen ammattioreaoulu Raennusteniian oulutusohjelma alonraennusteniia ero Niinimäi Opinnäytetyö Uloseinäraenteen ehittäminen ja energiatehouuen parantaminen polyuretaanieristeellä yön ohjaaja DI Raimo Koreasalo yön tilaaja ampereen aloteo Oy, valvojana toimitusjohtaja Heii Riihimäi ampere 4/009

2 ampereen ammattioreaoulu Raennusteniian oulutusohjelma, alonraennusteniia Niinimäi, ero Uloseinäraenteen ehittäminen ja energiatehouuen parantaminen polyuretaanieristeellä 50 sivua + 5 liitesivua 4/ 009 yön ohjaaja yön tilaaja DI Raimo Koreasalo ampereen aloteo Oy, valvojana toimitusjohtaja Heii Riihimäi IIVISELMÄ ämän opinnäytetyön tavoitteena oli selvittää tolpparunoisen ja mineraalivillalla eristetyn uloseinäraenteen energiatehouuen parantamista. ässä työssä energiatehouutta parannettiin äyttämällä lisälämmöneristeenä polyuretaanilevyä uloseinän sisäpuolella. yössä tutittiin olmea vaihtoehtoista raennetta nyyisen tilalle. yössä on otettu huomioon yritysen tapa toteuttaa runoraenteen ooaminen työmaalla äyttäen pre-cut menetelmää. yön taroitusena oli selvittää polyuretaanilevyn äyttömahollisuuet ja hyöyt. Päämäärä oli saaa ampereen aloteo Oy:n uloseinäraenne vastaamaan uusia iristyviä lämmöneristysvaatimusia seä täyttämään Euroooi 5:n muaiset suunnittelumääräyset. ämä työ tehtiin sisi, että ympäristöministeriö on asettanut uuet raennusten lämmöneristämismääräyset, joita on oleellisesti iristetty aiempaan verrattuna. Uuet määräyset astuvat voimaan 1. päivänä tammiuuta 010. ässä työssä atsottiin piemmälle tulevaisuuteen ja ehitettiin raenteita, jota täyttäisivät maholliset vuonna 01 tulevat määräyset. Nimittäin lämmöneristysvaatimusten oletetaan vielä iristyvän 0 % näien määräysten toteutuessa. ässä työssä lasettiin seinäraenteille lämmönläpäisyertoimet eurooppalaisten tuoteja suunnittelustanarien muaisesti. Seinäraenteista esitettiin uvaajat eri raenneerrosissa olevista lämpötiloista, vesihöyryn yllästyspaineesta ja vesihöyryn osapaineesta. Kuvaajien avulla tutittiin raenteista mahollisia veen tiivistymisvyöhyeitä. Raenteet mitoitettiin Euroooi 5 suunnittelumääräysten muaan äsin lasien. Seinäraenteien jäyistysmitoitus tehtiin materiaalivalmistajien tyyppihyväsynnässä esitettyjen ohjeien muaan. Kustannuslaselmissa tarasteltiin polyuretaanin talouellista äyttöelpoisuutta. ulosia voiaan hyöyntää valmisteltaessa tulevaa seinäraennetta täyttämään euroooi 5:n muaiset suunnittelumääräyset seä täyttämään tulevat lämmöneristysmääräyset. Avainsanat lämmöneristys, lämmönläpäisyerroin, euroooi 5, polyuretaani

3 AMK University o Applie Sciences Construction Engineering, Builing Construction Niinimäi, ero Improving exterior wall structure an energy eiciency by using polyurethane as thermal insulation 50 pages + 5 appenices 4/009 hesis Supervisor MSc Raimo Koreasalo Co-operation Company ampereen aloteo Oy, CEO Heii Riihimäi ABSRAC he purpose o this thesis in engineering was to stuy possibilities to improve the energy eiciency o the exterior wall. he exterior wall structure was stu-raming, which has mineral wool thermal insulation. In this stuy energy eiciency was improve by using extra insulating material, polyurethane boar, insie o the exterior wall. In this stuy three alternative structures were explore. It was also purpose to stuy possibilities to use polyurethane boar an its beneits. he aim was to mae respon the wall structure o ampere aloteo to it in Eurocoe 5 an the stringent thermal insulation coes. he stringent thermal coes, mae by ministry o environment, will be vali at 1st o January 010. In this stuy U-values were calculate. he structural analyses an ata (temperature, vapour saturation pressure an vapour partial pressure) were presente an cost accounting was mae. he results o this thesis can be utilize in manuacturing the new energy eicient exterior wall structure. Keywors thermal insulation, coeicient o thermal transmittance (Uvalue), Eurocoe 5, polyurethane

4 ampereen ammattioreaoulu Raennusteniian oulutusohjelma alonraennusteniia Sisällysluettelo 1. Johanto...6. Seinäraenteet Nyyinen seinäraenne Vaihtoehtoiset seinäraenteet Energiatehouus ja lämmönläpäisyerroin Nyyinen seinäraenne Seinäraenne US Seinäraenne US Seinäraenne US Raennusysiia seä lämpötila- ja osteustarastelu Nyyinen raenne Seinäraenne US Seinäraenne US Seinäraenne US Raenteien mitoitus Iunanpielitolpan mitoitus NR-ristioien annatuspalin mitoitus uipaineestävyys yläsiepuussa ja annatuspalissa Jäyistysseinät Jäyistys huooisella puuuitulevyllä Jäyistys ipsiartonilevyllä Jäyistys sisälevyllä Kustannusvertailu Yhteenveto...48 Liitteet...51 Liite 1: Nyyisen seinäraenteen lämmönläpäisyertoimen lasenta Liite. Lämmönläpäisyertoimen lasenta seinäraenteesta US Liite 3. Lämmönläpäisyertoimen lasenta seinäraenteesta US Liite 4. Lämmönläpäisyertoimen lasenta seinäraenteesta US Liite 5: Iunan pielitolpan mitoitus Liite 6: NR-ristioien annatuspalin mitoitus... 7 Liite 7: Yläsiepuun tuipinnan mitoitus Liite 8: NR-ristion annatuspalin tuipinnan mitoitus Liite 9: Esimerilaselma jäyistämisestä huooisella.puuuitulevyllä. 87 Liite 10: Esimerilaselma jäyistämisestä ipsiartonilevyllä... 90

5 ampereen ammattioreaoulu Raennusteniian oulutusohjelma alonraennusteniia Liite 11: Leiauspiirros P1, nyyinen seinäraenne Liite 1: Leiauspiirros Y1, nyyinen seinäraenne Liite 13: Leiauspiirros P1, seinäraenne US Liite 14: Leiauspiirros Y1, seinäraenne US Liite 15: Leiauspiirros P1, seinäraenne US Liite 16: Leiauspiirros Y1, seinäraenne US Liite 17: Leiauspiirros P1, seinäraenne US Liite 18: Leiauspiirros Y1, seinäraenne US

6 1. Johanto ämä tutintotyö tuli tarpeellisesi tehä ampereen aloteo Oy:lle ympäristöministeriön asettamien uusien lämmöneristysmääräysten myötä. Uuet määräyset iristävät oleellisesti nyyisiä lämmöneristysvaatimusia raennusten uloseinille. On myös toennäöistä, että vuonna 01 vaatimuset iristyvät eelleen. ässä työssä on varauuttu tuleviin vaatimusiin. yössä on selvitetty, toimiio polyuretaanieriste seinäraenteen osana ja ono eristäminen työtenisesti seä talouellisesti järevää. Eurooppalaisien suunnittelumääräysien ja ohjeien, eli euroooien virallinen äyttö aloi sysyllä 007. Euroooit tulevat orvaamaan nyyiset B10 määräyset ja ohjeet vuoen 010 aiana. Uuet määräyset eivät poiea oleellisesti vielä voimassa olevista suunnittelumääräysistä, mutta on tarpeellista taristaa, että raenteet täyttävät nämä määräyset. ässä työssä äyään läpi tarpeelliset uloseinäraennetta osevat mitoitustapauset. Uloseinäraenteille asetetut lämmöneristysvaatimuset tulevat väistämättä vahventamaan seinäraenteita. ämä aiheuttaa haasteita seinän ooamiseen ja pystyyn nostamiseen työmaalla. ämän työn taroitusena on ehittää seinäraennetta, jotta työmaalla tapahtuva työ helpottuisi. ässä työssä on tarasteltu nyyistä runoraennetta seä olmea vaihtoehtoista runoraennetta. yön irjallisessa osassa tarastellaan eri raennetyyppien lämmönläpäisyertoimia, lämpötila- ja osteusäyriä, raenteien mitoitusta seä tehään ustannusvertailu. Kirjallisessa osassa tarastellaan tulosia, ja liitteinä ovat laselmat ja laaitut piirustuset.

7 7(10). Seinäraenteet Nyyinen seinäraenne on tolpparunoinen ja sisäpuolella on vaaaoolaus. Eristeenä on mineraalivilla. Vaaaoolausen ja pystyrungon välissä ilman- ja höyrynsulumuovi. Vaihtoehtoisissa runoraenteissa on 5 mm leveämpi tolpparuno ja eristeenä runotolppien välissä mineraalivilla. Sisäpuolella on lisäeristeenä polyuretaanilevy. Polyuretaanilevy on asennettuna eri vaihtoehoissa joo vaaaoolausen väliin, ilman vaaaoolausta seä runotolppien väliin että vaaaoolausen väliin. Vaihtoehtoisissa seinäraenteissa ei ole erillistä ilman- ja höyrynsulumuovia, vaan polyuretaanilevy toimii ilman- ja höyrynsuluna..1 Nyyinen seinäraenne Kuviossa 1 näyy leiauspiirustus nyyisestä seinäraenteesta. Kuvio 1: Nyyinen seinäraenne Nyyisen seinäraenteen raenneerroset sisältäpäin luien - ipsiartonilevy 730 g/m³, 13 mm - vaaaruno 450 g/m³, 48 mm 600/mineraalivilla, 50 mm

8 8(10) - ilman- ja höyrynsulu 0, mm - pystyruno, 450 g/m³, 147 mm 600/mineraalivilla, 150 mm - tuulensuojalevynä ipsiartonilevy 80 g/m³, 9 mm - ristiinoolaus, 4 mm - uloverhouspaneeli, 1 mm.. Vaihtoehtoiset seinäraenteet Vaihtoehtoisia seinäraenteita on olme, jota esitellään tässä luvussa. Kuviosta voiaan nähä raenneerroset vaihtoehtoisesta seinäraenteesta US1. Kuvio : Vaihtoehtoinen seinäraenne US1 Siinä raenneerroset ovat sisältäpäin luien - ipsiartonilevy 730 g/m³, 13 mm - vaaaoolaus, 3 mm - polyuretaanilevy, 60 mm - pystyruno, 450 g/m³, 17 mm 600/mineraalivilla, 175 mm - tuulensuojalevynä ipsiartonilevy 80 g/m³, 9 mm - ristiinoolaus, 4 mm.

9 9(10) - uloverhouspaneeli, 1 mm. Kuviossa 3 näyy leiauspiirustus vaihtoehtoisesta seinäraenteesta US. Kuvio 3: Vaihtoehtoinen seinäraenne US Seinäraenteen raenneerroset ovat sisältäpäin luien - ipsiartonilevy 730 g/m³, 13 mm - vaaaoolaus, 3 mm - vaaaruno 450 g/m³, 73 mm 600/polyuretaanilevy, 70 mm - pystyruno, 450 g/m³, 17 mm 600/mineraalivilla, 175 mm - huooinen puuuitulevy g/m³, 5 mm - ristiinoolaus, 4 mm - uloverhouspaneeli, 1 mm.

10 10(10) Kuviosta 4 nähään raenneerroset vaihtoehtoisesta seinäraenteesta US3. Kuvio 4: Vaihtoehtoinen seinäraenne US3 Siinä raenneerroset ovat sisältäpäin luien - ipsiartonilevy 730 g/m³, 13 mm - vaaaoolaus, 3 mm - vaaaruno 450 g/m³, 48 mm 600/polyuretaanilevy, 50 mm - pystyruno, 450 g/m³, 17 mm 600/polyuretaanilevy, 50 mm /mineraalivilla, 15 mm - huooinen puuuitulevy g/m³, 5 mm - ristiinoolaus, 4 mm - uloverhouspaneeli, 1 mm.

11 11(10) 3. Energiatehouus ja lämmönläpäisyerroin Raennus on sitä energiatehoaampi, mitä pienemmällä energialla saaaan riittävä lämmitys raennuseen. Energiansäästö tuo talouellista hyötyä ja päästöt ympäristöön vähenevät. Raennusen energianulutuseen vaiutetaan raenteien lämmönvastustusella ja ilmatiiviyellä. Raennusosien energiatehouutta mitataan lämmönläpäisyertoimella U, joa muoostuu raennusosan läpäisevästä lämpövirran suuruuesta. Suomen raennusmääräysooelmassa osassa C3 on voimaan astuvat määräyset raennusten lämmöneristysestä. Lämpimän tilan uloseinälle on asetusessa määrätty U arvosi 0,17 /(m²k). Ennen tammiuun 1. päivää vaatimus on 0,3 /(m²k). Oletettavaa on vaatimusen iristyminen eelleen vuonna 01. Seuraavissa appaleissa tarastellaan lämmönläpäisyertoimen lasentaa taremmin. (RaMK C3 010, 7.) Raennusosan lämmönläpäisyerroin (U) lasetaan äyttäen CE merinnällä varustetuille raennusaineille EN-stanarien muaan määritettyjä lämmönjohtavuuen suunnitteluarvoja, EN-stanareissa esitettyjä tauluoituja lämmönjohtavuuen suunnitteluarvoja, normaalisen lämmönjohtavuuen (λn) arvoja tai muita hyväsyttävällä tavalla määritettyjä, raennusosalle soveltuvia lämmönjohtavuuen suunnitteluarvoja. Jos samalle aineelle on annettu useita λn-arvoja, valitaan alaviitehuomautusten perusteella ohteeseen soveltuva arvo. (RaMK C4 003, 4.) utittavien raenteien eristysmateriaaleille materiaalivalmistajat ovat haeneet ENtuotestanarin muaiset CE-merinnät. Lämmönläpäisyertoimen lasennassa on eullista äyttää eurooppalaisia suunnittelustanareja. Eurooppalaisten suunnittelustanarien soveltaminen eellyttää suunnittelijalta sellaisten tehtävien suorittamista, joista aiaisemmin ovat vastanneet viramiehet. Suunnittelija määrittää esimerisi lämmöneristeien lämmönjohtavuuen suunnitteluarvon, joa

12 1(10) on aiemmin ollut viramiehen tehtävä. Viramiesten määrittelemää suunnitteluarvoa (λ n ) ei piä äyttää EN-stanarien muaisissa laselmissa. (RIL 5-004, 8.). EN- stanarin muaisen lasennan lähtöohtana on materiaalivalmistajan ilmoittama materiaalin lämmönjohtavuus ( λ Declare ) ). Suunnittelija määrittää lämmönjohtavuuen suunnitteluarvon ( λ esign ), jona suuruuteen vaiuttavat suunnitteluosteus, suunnittelulämpötila seä lämmönjohtavuuen palautumaton vanhenemismuutos. Suunnitteluarvoja äyttäen lasetaan raenteelle lämmönläpäisyerroin U ilman orjausteijöitä. Kun arvoon huomioiaan orjausteijät, saaaan orjattu lämmönläpäisyerroin (RIL 5-004, 10.) U c. Seuraavissa luvuissa äyään läpi nyyisen ja vaihtoehtoisten seinäraenteien lämmönläpäisyertoimien lasennan tuloset. 3.1 Nyyinen seinäraenne Lasennassa äytetyt lähtötieot ovat - ipsiartonilevy, Rt 0,06 (m²k) - runopuu, λ esign 0,1 (mk) - mineraalivilla λ esign 0,036 (mk) - ilman- ja höyrynsulua ei oteta huomioon - ipsiartonilevy, Rt 0,04 (m²k) - hyvin tuulettuva ilmaväli, lämmönvastusta ei oteta huomioon - lautaverhous, lämmönvastusta ei oteta huomioon - pintavastuset, R si + Rse 0,13 + 0,13 0,6 (m²k) - ulopuolinen pintavastus on tuuletusväliin rajoittuvassa pinnassa sama uin sisäpuolinen. Lasennasta saaaan tulosesi:

13 13(10) - oonaislämmönvastusen yläraja - oonaislämmönvastusen alaliiarvo, R 5,39 (m²k),, R 4,895 (m²k) - oonaislämmönvastus R 5,067 (m²k) - ilman orjausia lämmönläpäisyerroin U 0,197 (m²k) - orjattu lämmönläpäisyerroin U c 0, (m²k). (Liite 1, 51.) 3. Seinäraenne US1 Lasennassa äytetyt lähtötieot ovat - ipsiartonilevy, Rt 0,06 (m²k) - tuulettumaton ilmaväli, lämmönvastus 0,18 (m²k) - polyuretaanieriste, λ eclare 0,04 (mk) - runopuu, λ esign 0,1 (mk) - mineraalivilla λ esign 0,036 (mk) - ipsiartonilevy, Rt 0,04 (m²k) - hyvin tuulettuva ilmaväli, lämmönvastusta ei oteta huomioon - lautaverhous, lämmönvastusta ei oteta huomioon - pintavastuset, R si + Rse 0,13 + 0,13 0,6 (m²k) - ulopuolinen pintavastus on tuuletusväliin rajoittuvassa pinnassa sama uin sisäpuolinen. Lasennasta saaaan tulosesi: - oonaislämmönvastusen yläraja - oonaislämmönvastusen alaliiarvo, R 7,79 (m²k),, R 7,457 (m²k) - oonaislämmönvastus R 7,65 (m²k) - ilman orjausia lämmönläpäisyerroin U 0,131 (m²k) - orjattu lämmönläpäisyerroin U c 0,14 (m²k). (Liite, 54.)

14 14(10) Vaihtoehtoisilla raenneerrosilla seinäraenne US1 - huooinen puuuitulevy tuulensuojasi - ilman orjausia lämmönläpäisyerroin U 0,13 (m²k) - orjattu lämmönläpäisyerroin U c 0,13 (m²k) mm tolpparuno - ilman orjausia lämmönläpäisyerroin U 0,149 (m²k) - orjattu lämmönläpäisyerroin U c 0,15 (m²k) mm tolpparuno + huooinen puuuitulevy - ilman orjausia lämmönläpäisyerroin U 0,141 (m²k) - orjattu lämmönläpäisyerroin U c 0,14 (m²k) - huooinen puuuitulevy + 50 mm polyuretaanilevy - ilman orjausia lämmönläpäisyerroin U 0,146 (m²k) - orjattu lämmönläpäisyerroin U c 0,15 (m²k). 3.3 Seinäraenne US Lasennassa äytetyt lähtötieot ovat - ipsiartonilevy, Rt 0,06 (m²k) - tuulettumaton ilmaväli, lämmönvastus 0,18 (m²k) - polyuretaanieriste, λ eclare 0,04 (mk) - runopuu, λ esign 0,1 (mk) - mineraalivilla λ esign 0,036 (mk) - huooinen puuuitulevy, λ eclare 0,054 (mk) - hyvin tuulettuva ilmaväli, lämmönvastusta ei oteta huomioon - lautaverhous, lämmönvastusta ei oteta huomioon - pintavastuset, R si + Rse 0,13 + 0,13 0,6 (m²k)

15 15(10) - ulopuolinen pintavastus on tuuletusväliin rajoittuvassa pinnassa sama uin sisäpuolinen. Lasennasta saaaan tulosesi: - oonaislämmönvastusen yläraja - oonaislämmönvastusen alaliiarvo, R 7,946 (m²k),, R 7,149 (m²k) - oonaislämmönvastus R 7,548 (m²k) - ilman orjausia lämmönläpäisyerroin U 0,13 (m²k) - orjattu lämmönläpäisyerroin U c 0,14 (m²k). (Liite 3, 57.) Vaihtoehtoisilla raenneerrosilla seinäraenne - ipsiartonilevy tuulensuojasi - ilman orjausia lämmönläpäisyerroin U 0,148 (m²k) - orjattu lämmönläpäisyerroin U c 0,15 (m²k) mm tolpparuno - ilman orjausia lämmönläpäisyerroin U 0,151 (m²k) - orjattu lämmönläpäisyerroin U c 0,15 (m²k) - polyuretaanieriste 50 mm - ilman orjausia lämmönläpäisyerroin U 0,153 (m²k) - orjattu lämmönläpäisyerroin U c 0,15 (m²k). 3.4 Seinäraenne US3 Lasennassa äytetyt lähtötieot ovat - ipsiartonilevy, Rt 0,06 (m²k) - tuulettumaton ilmaväli, lämmönvastus 0,18 (m²k) - polyuretaanieriste, λ eclare 0,04 (mk)

16 16(10) - runopuu, λ esign 0,1 (mk) - mineraalivilla λ esign 0,036 (mk) - huooinen puuuitulevy, λ eclare 0,054 (mk) - hyvin tuulettuva ilmaväli, lämmönvastusta ei oteta huomioon - lautaverhous, lämmönvastusta ei oteta huomioon - pintavastuset, R si + Rse 0,13 + 0,13 0,6 (m²k) - ulopuolinen pintavastus on tuuletusväliin rajoittuvassa pinnassa sama uin sisäpuolinen. Lasennasta saaaan tulosesi: - oonaislämmönvastusen yläraja - oonaislämmönvastusen alaliiarvo, R 7,690 (m²k),, R 6,890 (m²k) - oonaislämmönvastus R 7,90 (m²k) - ilman orjausia lämmönläpäisyerroin U 0,137 (m²k) - orjattu lämmönläpäisyerroin U c 0,14 (m²k). (Liite 4, 60.) Vaihtoehtoisilla raenneerrosilla seinäraenne 3 - ipsiartonilevy tuulensuojasi - ilman orjausia lämmönläpäisyerroin U 0,150 (m²k) - orjattu lämmönläpäisyerroin U c 0,15 (m²k) mm tolpparuno - ilman orjausia lämmönläpäisyerroin U 0,145 (m²k) - orjattu lämmönläpäisyerroin U c 0,15 (m²k).

17 17(10) 4. Raennusysiia seä lämpötila- ja osteustarastelu Nyyiset raennuset joutuvat ovien uloisten rasitusten ohteesi. Ilmastonmuutos teee talvista osteita ja vettä sataa paljon. Lämpötilojen vaihtelut ovat suuria ja juuri olotilojen vaihtelut aiheuttavat suuria rasitusia raennusen vaipan ulopinnoille. Myös sisäiset rasituset raennusissa ovat asvaneet. Veen tuominen raennusten sisälle on aiheuttanut suuria risejä raennusen vaurioitumiselle. Sisällä ehitetyn osteuen määrä on lähivuosina asvanut huomattavasti. Sisäilman osteuspitoisuuteen vaiuttavat pääasiassa uloilman osteus, ilmanvaihon tehouus ja sisällä ehitetyn osteuen määrä. (Björholtz 1997, 48.) Nyyaiana orostuu raennusen tiiviyen meritys. Raennusen vaippa pitää suunnitella sisältäpäin tiiviimmäsi uin ulopuolelta, jotta raenteissa oleva osteus pääsee haihtumaan raenneerrosista ulospäin. Raenteen pitää olla sisäpuolelta 5 ertaa tiiviimpi uin ulopuolelta, jotta raenne toimisi oiein. Uuet lämmöneristemääräyset vielä lisäävät tiiveyen meritystä, osa seinäraenteien lämmönvastusta asvatetaan. ämän seurausena sisältäpäin raenteisiin tulevan lämpövirran määrä vähenee. Lämpövirran seurausena on raenteista poistunut osteutta ja näin raenteet ovat pysyneet uivempina. iiviillä raenteella voiaan uitenin osaltaan hillitä osteuen pääsemistä raenteisiin. Polyuretaani on erittäin tiivis materiaali, ja sitä äyttämällä saavutetaan riittävän tiivis raenne. Seuraavissa luvuissa esitetään lämpötila- ja osteuslaselmat, seä laselmien perusteella piirretyt lämpötila- ja osteusäyrät. Käyristä nähään, ono raenteissa osteuen tiivistymiselle alttiita raenneosia. Laselmat on tehty olettaen vaativat olosuhteet, jota vallitsevat muutamina päivinä vuoessa. Vaativat olosuhteet tuovat herimmin esille raenteien risit.

18 18(10) Sisältä tuleva osteus tiivistyy veesi jossain raenteen ohassa, jos vesihöyryn osapaine ylittää tämän ohan lämpötilaa vastaavan vesihöyryn yllästyspaineen. Käytännössä tiivistyminen tapahtuu ahen materiaalin yhtymäohassa. (Björholtz 1997, 66.) 4.1 Nyyinen raenne auluoon 1 on lasettu seinäraenteesta - lämpötilat t ( o C - vesihöyryn yllästyspaine (p ) - vesihöyryn osapaine (p). ) raenneerrosten rajapinnoissa auluo 1: Lämpötilat, vesihöyryn yllästymispaine- ja osapaine raenneerrosten rajapinnoissa. auluossa 1 ilmoitettuihin lasennan tulosiin vaiuttaneet asiat - lasennassa on oletettu sisäilman RH 50 % ja uloilman RH 90 % * - ( R ) Lasennassa huomioitu EN- stanarien muaisiin lämmönläpäisyertoimiin tehtävät orjauset.

19 19(10) Laselmien perusteella uvioon 5 piirretyistä lämpötila- ja osteusäyristä nähään maholliset tiivistymisvyöhyeet. Kuvio 5: Lämpötila- ja osteusäyrä Kuviossa 5 ilmenee että ilman- ja höyrynsulun ohalla on hyvin pieni tiivistymisvyöhye. Laselmat on tehty äärimmäisistä olosuhteista, jota esiintyvät harvoin. Raennetta voiaan pitää tästä huolimatta hyvin toimivana. Ilman- ja höyrynsulun ohalla on lämpötila 10 ( o C ), joten höyrynsulumuovin ohalla ei tapahu ostean ilman onensoitumista. 4. Seinäraenne US1 auluoon on lasettu seinäraenteesta US1 - lämpötilat t ( o C - vesihöyryn yllästyspaine (p ) ) raenneerrosten rajapinnoissa

20 0(10) - vesihöyryn osapaine (p). auluo : Lämpötilat, vesihöyryn yllästymispaine- ja osapaine raenneerrosten rajapinnoissa. auluossa ilmoitettuihin lasennan tulosiin vaiuttaneet asiat - lasennassa on oletettu sisäilman RH 50 % ja uloilman RH 90 % * - ( R ) Lasennassa huomioitu EN- stanarien muaiset lämmönläpäisyertoimeen tehtävät orjauset.

21 1(10) Laselmien perusteella uvioon 6 piirretyistä lämpötila- ja osteusäyristä nähään maholliset tiivistymisvyöhyeet. Kuvio 6: Lämpötila- ja osteusäyrä Yllä olevassa äyrästössä ei ilmene tiivistymisvyöhyeitä. Vesihöyryn osapaineäyrä ei ohtaa lämpötilaa vastaavaa vesihöyryn yllästyspaineäyrää. iivistymistä ei tapahu lainaan. Raennetta voiaan pitää hyvin toimivana. 4.3 Seinäraenne US auluoon 3 on lasettu seinäraenteesta US - lämpötilat t ( o C - vesihöyryn yllästyspaine (p ) - vesihöyryn osapaine (p). ) raenneerrosten rajapinnoissa

22 (10) auluo 3: Lämpötilat, vesihöyryn yllästymispaine- ja osapaine raenneerrosten rajapinnoissa. auluossa 3 ilmoitettuihin lasennan tulosiin vaiuttaneet asiat - lasennassa on oletettu sisäilman RH 50 % ja uloilman RH 90 % * - ( R ) Lasennassa huomioitu EN- stanarien muaiset lämmönläpäisyertoimeen tehtävät orjauset. Laselmien perusteella uvioon 7 piirretyistä lämpötila- ja osteusäyristä nähään maholliset tiivistymisvyöhyeet. Kuvio 7: Lämpötila- ja osteusäyrä

23 3(10) Yllä olevassa äyrästössä ei ilmene tiivistymisvyöhyeitä. Vesihöyryn osapaineäyrä ei ohtaa lämpötilaa vastaavaa vesihöyryn yllästyspaineäyrää. iivistymistä ei tapahu lainaan. Raennetta voiaan pitää hyvin toimivana. 4.4 Seinäraenne US3 auluoon 4 on lasettu seinäraenteesta US3 - lämpötilat t ( o C - vesihöyryn yllästyspaine (p ) - vesihöyryn osapaine (p). ) raenneerrosten rajapinnoissa auluo 3: Lämpötilat, vesihöyryn yllästymispaine- ja osapaine raenneerrosten Rajapinnoissa auluossa 4 ilmoitettuihin lasennan tulosiin vaiuttaneet asiat - lasennassa on oletettu sisäilman RH 50 % ja uloilman RH 90 % * - ( R ) Lasennassa huomioitu EN- stanarien muaiset lämmönläpäisyertoimeen tehtävät orjauset.

24 4(10) Laselmien perusteella uvioon 8 piirretyistä lämpötila- ja osteusäyristä nähään maholliset tiivistymisvyöhyeet. Kuvio 8: Lämpötila- ja osteusäyrä Yllä olevassa äyrästössä ei ilmene tiivistymisvyöhyeitä. Vesihöyryn osapaineäyrä ei ohtaa lämpötilaa vastaavaa vesihöyryn yllästyspaineäyrää. iivistymistä ei tapahu lainaan Raennetta voiaan pitää hyvin toimivana.

25 5(10) 5. Raenteien mitoitus ässä luvussa tarastellaan runoraenteen toimivuuen taristamisesi oleellisimmat mitoitusasiat. Iunanpielitolpan ja NR-attoristioien annatuspalin mitoitusessa on artoitettu masimi iuna-auon oo, joa voiaan toteuttaa perusrunoraenteella. Mitoitus on tehty Euroooi 5:n suunnittelustanarien muaan. Seinäraenteen jäyistysmitoitus on äyty läpi materiaalivalmistajien antamien tyyppihyväsyttyjen ohjeien muaan. Mitoitustarastelussa äytetyt uormat on lasettu esimeritalosta. 5.1 Iunanpielitolpan mitoitus Kuviosta 9 nähään mitoitettu iuna-auo ja uviosta 13 pielitolppa ja sen raennemalli. Kuvio 9: Mitoitettu iuna-auo Kuvio 10: Pielitolpan raennemalli

26 6(10) Mitoitusessa äytetyt perustieot - tolpparuno, 48 * 17 mm - iuna-auo, 100 mm - oletetaan seinätolppa päistään nivelisesti tuetusi - seinätolpan heiompi suunta on tuettu nurjahusta vastaan tuulensuojalevytysellä - oletetaan NR- ristioien annatuspalin sijaitsevan eseisesti tolppaan nähen, joten epäesisyyttä ei ole - tolpan mitoitusessa äytetään paiallisia arvoja lumiuorman määrittämisesi - tolpan veetty osa on lämpimällä puolella. Mitoitusessa äytetyt uormitusyhistelmät. KY 1: uormitusyhistelmä murtorajatilassa, esipitä aialuoa 1,,15 G j (omapaino) + 1,5 Q,1(lumi) + 1,05 Q ( hyöty) (1) KY : uormitusyhistelmä murtorajatilassa, hetellinen aialuoa 1,15 G + 1,5 Q + () j, t (tuuli) + 1,05 Q,1 1,05 Q, KY 3: uormitusyhistelmä murtorajatilassa, hetellinen aialuoa 1,15 G + 1,5 Q + (3) j,1 + 1,05 Q, 0,9 Q,t Mitoitusen tuloset Nurjahusestävyys tuemattomaan suuntaan KY1. N σ 31,88 N c, 0, 3,86 N/mm c, 0, 1,0 N/mm Mitoitusehto K σ c, y c,0, c,0, 1 3,86 0,75*1,0 0,43 < 1 (4) Käyttöaste, 43 %

27 7(10) Nurjahusestävyys tuemattomaan suuntaan KY. N σ 5,98 N c, 0, 3,15 N/mm c, 0, 16,5 N/mm M 0,98 Nm σ m, y, 4,14 N/mm m, 18,86 N/mm Mitoitusehto σ m, y, m, y, + σ c,0, K c,y c,0, Käyttöaste, 47 % 1 4,06 18,86 3,15 + 0,47 < 1 0,75 16,5 (5) Nurjahusestävyys tuemattomaan suuntaan KY3. N σ 31,88 N c, 0, 3,86 N/mm c, 0, 16,5 N/mm M 0,59 Nm σ m, y,,47 N/mm m, 18,86 N/mm Mitoitusehto σ m, y, m, y, + σ c,0, K c,y c,0, Käyttöaste, 44 % 1,47 18,86 3,86 + 0,44 < 1 0,75 16,5 (6) uipaineestävyys alaohjauspuussa KY1. A σ 31,88 N c, 90, 3,86 N/mm

28 8(10) c, 90, 1,43 N/mm Mitoitusehto σ c, 90, K c,90 c,90, 3,86 N/mm >,55 1,43 N/mm (7) Käyttöaste, 106 % uipaine alaohjauspuussa tulee suuremmasi uin sallittu arvo. Kasvattamalla iunanpielitolpan imensiota tai parantamalla alaohjauspuun lujuusluoaa saaaan tuipaine sallittuihin arvoihin. aipuma (KY ). I 0, mm 4 y inst in,10 mm 3,37 mm Mitoitusehto 630 mm L in 3,37 mm < (8) Käyttöaste 38 % (Kevarinmäi, 007.) (Liite 5, 63.) arastellaan tuipaineestävyys, un iuna-auon leveys on 1800 mm. uipaineestävyys alaohjauspuussa KY1. A σ 8,33 N c, 90, 3,43 N/mm c, 90, 1,43 N/mm Mitoitusehto σ c, 90, K c,90 c,90, 3,43 N/mm <,55 1,43 N/mm (7)

29 9(10) Käyttöaste, 94 % (Kevarinmäi, 007.) uipaine alaohjauspuussa ei ylitä sallittua arvoa. Perusrunoraenteella voiaan toteuttaa 1800 mm leveä iuna-auo. 5. NR-ristioien annatuspalin mitoitus Kannatuspalin mitoitusessa on tutittu ahta eri tapausta, jota antavat määräävän tulosen leiausvoiman ja momentin lasennassa. Alla olevissa uvioissa 11 ja 1 on esitettynä tapaus 1. Kuvio 11: utittava tapaus 1

30 30(10) Kuvio 1: Raennemalli, tapaus 1 Mitoitusessa äytetyt perustieot - NR-attoristiot annatetaan seinän päällä olevalla palilla - NR-attoristioihin tehään tehtaalla lovi annatuspalia varten - iuna-auo, 1500 mm. Mitoitusessa äytetyt uormitusyhistelmät KY 1: uormitusyhistelmä äyttörajatilassa, esipitä aialuoa G j (omapaino) + Q,1(lumi) + Q,( hyöty) (9) KY 1: uormitusyhistelmä murtorajatilassa, esipitä aialuoa 1,,15 G j (omapaino) + 1,5 Q,1(lumi) + 1,05 Q ( hyöty) (1) Kuviosta 13 nähään NR-annatuspalin sijainti. Kuvio 13: NR-annatuspali

31 31(10) Palin lähtötieot - materiaali erto-s - h 00 mm - b 51 mm. Mitoitusen tuloset aivutusestävyys M σ 7,99 Nm m, y, 3,50 N/mm m, 9,33 N/mm Mitoitusehto σ m, y, m, 3,50 N/mm < 9,33 N/mm (10) Käyttöaste, 80 % Leiausvoimaestävyys V 10,67 N τ 1,57N / mm,,73 N/mm v Mitoitusehto τ v, 1,57 N/mm <,73 N/mm (11) Käyttöaste, 57 % aipuma in 1,58 mm Mitoitusehto 1500 mm L 1,58 mm < in (1) Käyttöaste, 3 %

32 3(10) Alla olevissa uvioissa 14 ja 15 on esitettyinä tapaus. Kuvio 14: utittava tapaus Kuvio 15: Raennemalli, tapaus Mitoitusen tuloset aivutusestävyys M σ 6,40 Nm m, y, 18,8 N/mm m, 9,33 N/mm

33 33(10) Mitoitusehto σ m, y, m, 18,8 N/mm < 9,33 N/mm (10) Käyttöaste, 64 % Leiausvoimaestävyys V 1,3 N τ 3,14N / mm v,,73 N/mm Mitoitusehto τ v, 3,14 N/mm <,73 N/mm (11) Käyttöaste, 115 % aipuma in 1,67 mm Mitoitusehto 1500 mm L 1,67 mm < in (1) Käyttöaste, 33 % Leiausjännitys muoostuu suuremmasi uin leiauslujuus. Kun asi ristioa tueutuu paliin iuna-auon ohalla, jouutaan laittamaan lisäpali iuna-auon ohalle. Valitaan lisäpalin imensioisi b h 7 00 mm iuna-auon ohalle. Leiausvoimaestävyys lisäpalin anssa V 10,67 N τ,05n / mm,,73 N/mm v

34 34(10) Mitoitusehto τ v,,05 N/mm <,73 N/mm (11) Käyttöaste, 75 % (Kevarinmäi, 007.) (Liite 6, 7) 5.3 uipaineestävyys yläsiepuussa ja annatuspalissa arastetaan yläsiepuun tuipinnan riittävyys nyyisessä seinäraenteessa. Alla olevassa uviossa 16 on havainnollistettu annatuspalin paia ja imensiot. Kuvio 16: Yläsiepuun sijainti ja imensiot Lasennan lähtötieot - annatinpalin materiaali erto-s - yläsiepuu sahatavara C4 - tuipinta 99 mm.

35 35(10) Mitoitusen tuloset F 1,5 N c, 90,6 Mitoitusehto c, 90, < c,90 c,90, σ (13) Vaaittava tuipinta Vaaitun tuipinnan pituus l Käyttöaste, 137 % (Koreasalo, 008.) (Liite 7, 83.) F 150N A 5715 mm tp. vaa,6 1,43N / mm tp c,90 c,90, Atp. vaa 5715 mm. vaa 136 mm > l 4 mm 99 mm arastetaan annatuspalin tuipinnan riittävyys vaihtoehtoisissa seinäraenteissa. Alla olevassa uviossa 13 on havainnollistettu annatuspalin paia ja imensiot. Kuvio 13: Kannatuspalin sijainti ja imensiot

36 36(10) Lasennan lähtötieot - ristion pystysauva tueutuu annatuspalin päälle - annatinpalin materiaali erto-s - ristio sahatavara C4 - tuipinta 51 mm. Mitoitusen tuloset F 1,5 N c, 90 3,3 Mitoitusehto c, 90, < c,90 c,90,ege, σ (13) Vaaittava tuipinta Vaaitun tuipinnan pituus l Käyttöaste, 75 % (Koreasalo, 008.) (Liite 8, 85) F 150N A 1610 mm tp. vaa 3,3 4,0N / mm tp c,90 c,90,ege, Atp. vaa 1610 mm. vaa 38 mm > l 4 mm 51mm Vaihtoehtoisilla seinäraenteilla, joissa on annatuspali yläsiepuun päällä, saavutetaan tuipintaa riittävästi. Kun ristion pystysauva tuoaan uvion 13 muaisesti tuelle, saavutetaan riittävä lujuus, osa sauva on syysuuntaan puristettuna. ällöin ristion estävyys ei tule ongelmasi. (Koreasalo, 009.) Kannatuspalin sijoittaminen yläsiepuun päälle helpottaa seinärungon ooamista ja pystyyn nostamista työmaalla. Palin sijainti mahollistaa työmaalla suurempien attoomponenttien valmistamisen maassa.

37 37(10) 5.4 Jäyistysseinät Jäyistysseinien tulee estää raennuseen ohistuvat vaaa- ja pystysuuntaiset uormat. Seinät on tuettava aatumista ja liuumista vastaan. Kun seiniin ohistuu tason suuntaisia vaaaleiausvoimia, tulee seinät jäyistää raennuslevyä, vinojäyistystä ja momenttia estäviä liitosia äyttäen. Seinien vaaaleiausestävyys määritetään joo oeellisesti stanarin EN 594 muaisesti tai lasennallisesti. Jäyistysseinät, joissa jäyistyseen äytetään muita uin puulevyjä, tulee mitoittaa yseisen levyn tyyppihyväsynnässä esitettyjen ohjeien muaan. (Kevarinmäi 007, 145.) Jäyistys huooisella puuuitulevyllä ässä luvussa tarastellaan raennusen uloseinän jäyistystä Runoleijona tuulensuojalevyllä toteutettuna. Suomen Kuitulevy Oy:llä on lasenta- ja iinnitysohjeille SF- tyyppihyväsyntä n:o 11/61/000, jota on äytetty laselmissa. uulensuojalevyt ovat raennusaiana säälle alttiita, joten lasennassa äytettävä aialuoa on lyhytaiainen ja äyttöluoa on 3. Jäyistystä suunniteltaessa on pyrittävä rataisuun, jossa jäyistävien levyjen määrä vastaaisilla seinillä on yhtä suuri ja levyt sijaitsevat lähellä raennusen nuria. Jäyistysohjeisiin on oottu tauluoita, joista saaaan tuulenpaineesta seinän yläreunaan ohistuvat vaaasuuntaiset uormat. auluoita ei ole voitu hyöyntää esimeritalon uormia määritettäessä, osa tauluoista on seinän oreus rajattu,7 metriin. Euroooi 5 ei tunne muuta jäyistystapaa uin sen, että levy on pystyssä ja joainen pystytolppa on anuroitu perustuseen. Miäli levyjen apasiteetti ei ysinään riitä, on äytettävä vinojäyistystä.

38 38(10) uuliuorman suuruus määritetään Puuraenteien suunnitteluohjeen RIL muaan. Alla olevassa uviossa 17 havainnollistetaan lasennassa äytetyn esimeritalon tuuliuormien jaautuminen seinille ja perustusille. Kuvio 17: uuliuormien jaautuminen seinille ja perustusille

39 39(10) Kosa valmistajan ohjeessa ei ole mainintaa iuna- ja oviauojen seä apeien levyjen huomioon ottamista laselmissa, nouatetaan niiltä osin RIL Puuraenteien suunnitteluohjetta seuraavasti - ovi- tai iuna-auollisen seinälohon ei atsota lisäävän seinän vaaavoimaestävyyttä - joaisen levyn on oltava vähintään (h/4) - seinälohon iinnieen leiausvoimaestävyys lasetaan aavalla. h 1un b1 C 1 (14) b1 h un b1 < h (Kevarinmäi 007, 145.) (Suomen Kuitulevy Oy, Lasenta- ja iinnitysohjeet.) Lasennan tuloset - päätyseinille 4 levyä jäyistyseen, iinnie A, iinnieväli 50 mm - sivuseinille 4 levyä jäyistyseen, iinnie A, iinnieväli 100 mm. (Liite 9, 87.) 5.4. Jäyistys ipsiartonilevyllä ässä luvussa tarastellaan raennusen uloseinän jäyistystä äyttämällä tuulensuojalevynä Knau Oy:n ipsiartonilevyä. Knau Oy:llä on lasentaohje ipsiartonilevyjen levyjäyistyselle Euroooi 5:n muaan. yyppihyväsyntäpäätös DnoV-RH , jota äytämme laselmissa, on myönnetty Raenteien toteutusessa on huomioita mm. seuraavat asiat; - yön laaun on täytettävä yleisesti hyväsytyn raennustavan vaatimuset - Raennusaineet ja osat taristetaan asianmuaisesti työmaalla ennen niien äyttämistä. - Levyt on varastoitava ja suojattava niin, etteivät ne astu. - Levyjen ostumista seinässä uloverhousen vielä puuttuessa on vältettävä; un levyjä äytetään rungon ulopinnassa, on äyttöluoa 3.

40 40(10) - Raennepiirustusissa on osoitettava selvästi levyjäyistysessä äytettävät raenteet. Jäyistysen mitoitusessa taristetaan, etteivät mitoitusuormien aiheuttamat rasituset ylitä raenteen mitoitusestävyyttä. Kuormien mitoitusarvot saaaan, un joaisen ominaisuorman arvo errotaan yseisen uorman osavarmuusertoimella. Pysyvän uorman osavarmuuserroin on 1,. Jos pysyvä uorma pienentää seinään tulevia rasitusia, niin osavarmuuserroin on 0,9. uuliuorman osavarmuuserroin on 1,5. Materiaalin osavarmuuserroin on 1,3. Kiinnittämisessä äytettävien naulojen, ruuvien ja haasten suunnitteluarvot perustuvat V:n tyyppihyväsyntään ja ovat tauluoitu lasentaohjeeseen. Raennusesta valitaan jäyistävät seinät, jota ovat täysoruisia umpiseiniä. Alla olevassa uvassa on esimeritalosta valittu jäyistävät seinät. Nämä seinät tai niien osat on meritty uvioon 18 mustalla värillä. Kuvio 18: Jäyistävien seinien valinta

41 41(10) Raennusen tai erillisen seinämän vaaasuuntainen oonaistuulivoiman ominaisarvo saaaan tavallisessa tapausessa aavasta F q ( h) A w, c re missä c on alla olevan tauluo 5 muainen voimaerroin q (h) on raennusen oreutta vastaava nopeuspaine A re on raenteen tuulta vastaan ohtisuora projetiopinta-ala. auluo 5: Voimaerroin ( c ) (Lasentaohje Knau Oy:n ipsiartonilevyjen.) Raennusen oreutta vastaava nopeuspaine saaaan alla olevasta uviosta 19. Maastoluoat (0 - IV) riippuvat maaston rosoisuuesta ja pinnanmuoostusesta. Maatalousalueilla sovelletaan luoaa (II) ja matalilla pienalueilla ja ylille aluetta (III). Kuvio 19: Raennusen oreutta vastaava nopeuspaine (Lasentaohje Knau Oy:n ipsiartonilevyjen.)

42 4(10) Koonaistuulivoiman resultantin ( F w, ätä on havainnollistettu alla olevassa uviossa 0. ) oletetaan vaiuttavan oreuella 0,6h maasta. Kuvio 0: uuliresultantin ( F w, ) paia. Seinää rasittavasta vaaavoimasta osa vaiuttaa seinän yläreunaan ( alareunasta suoraan perustusille ( 0 ). Kuvion 0 merintöjä äyttäen voiaan vaaavoima ( F w, F, ) jaaa näihin osiin ja näille saaaan arvot 1 F H, Fw, F H, ) ja osa menee h + h 0,4h (15) H H - h1 h + 0,4h F 0, F w, (16) H un h on raennusen oo oreus maasta ja H on jäyistävän seinän oreus. Kuviossa 1 on havainnollistettu seinän mallinnus eriooisille seinälohoille. Kuvio 1: Seinän mallinnus lohoihin (Lasentaohje Knau Oy:n ipsiartonilevyjen.)

43 43(10) Kun seinä oostuu useista seinälohoista, seinän vaaaleiausvoimaestävyyen mitoitusarvo on seinälohojen vaaaleiausvoimaestävyysien summa. Seinälohoa rasittavan vaaavoimaa ( F i, v, e ) vastaava vaaavoimaleiausestävyyen mitoitusarvo on F, Rb1c 1 Fi, v, R (17) s missä F i v, R, on ysittäisen liittimen leiausvoimaestävyyen mitoitusarvo, joa saaaan jaamalla liittimen ominaisapasiteetti materiaalin osavarmuusertoimella 1,3 b 1 s on seinälohon leveys on liitinväli ja c 1 un b1 h / i b1 / h un b1 < h / (h on seinän oreus) (18) (Lasentaohje Knau Oy:n ipsiartonilevyjen.) Lasennan tuloset uviossa 18 esitetyn uvan pohjalta - Vasemmalla olevan päätyseinän liitinväli on 100 mm matalla 40 mm ja esitolpalla 80 mm. - Oiealla olevan päätyseinän liitinväli on 100 mm matalla 30 mm ja esitolpalla 60 mm. - Eessä olevan sivuseinän liitinväli on 100 mm matalla 60 mm ja esitolpalla 10 mm. - aana olevan sivuseinän liitinväli on 100 mm matalla 90 mm ja esitolpalla 180 mm. (Liite 10, 86.) Päätyjen jäyistysseinillä muoostuivat liitäntävälit toella pienisi. Jäyistyseen annattaa äyttää myös sisä- ja väliseiniä. Sisä- ja väliseinät ovat äyttöluoassa 1, ja niien mitoitusessa voiaan äyttää moninertaisia mitoituslujuusia liittimille.

44 44(10) Jäyistys sisälevyllä Euroooi 5:n muainen jäyistyslasenta eellyttää, että jäyistävä levy on pystyasennossa ja ympäriinsä iinnitetty. Jos seinäraenteessa on vaaaoolaus, tämä ei toteuu. Sisäseinälevyä voiaan uitenin äyttää jäyistyseen, jos runotolpan ohalle iinnitetään pystyyn puu levyn saumaohille ja se naulataan runotolppaan iinni. Kuviossa on havainnollistettu asiaa. Kuvio : Sisälevyn iinnitys vaaaoolatussa jäyistysseinässä

45 45(10) 6. Kustannusvertailu ässä luvussa tarastellaan vaihtoehtoisten seinäraenteien ustannusta verrattuna nyyiseen seinäraenteeseen. Kustannuslasennan lähtöohtana on uvion 3 muainen seinä toteutettuna eri raenteilla. Kuvio 3: Malliseinä Kustannusvertailussa on huomioitu materiaaliustannusen, seä seinän ooamisesta johtuvat työustannuset. auluoista 6 9 saaaan lopulliset ustannuset eri seinäraenteille. auluo 6: Nyyisen seinäraenteen ustannuslaselma

46 46(10) auluo 7: Seinäraenne 1, ustannuslaselma auluo 8: Seinäraenne, ustannuslaselma auluo 9: Seinäraenne 3, ustannuslaselma

47 47(10) Vaihtoehtoiset seinäraenteet tulevat n % alliimmisi verrattuna nyyiseen seinäraenteeseen. Kustannuslaselmista äy ilmi, että polyuretaanilevyn osuus ustannusista on suuri, osa polyuretaani on materiaalina allis. Suuremmat ustannuset selittyvät osittain myös puun ja mineraalivillan suuremmasta meneistä. Seinäraenne US1 on vaihtoehtoisista seinäraenteista eullisin.

48 48(10) 7. Yhteenveto ähän opinnäytetyöhön on saatu oottua eseiset seinäraenteita osevat teniset asiat. yössä on tarasteltu olmea vaihtoehtoista seinäraennetta, seä nyyistä seinäraennetta. Vaihtoehtoiset seinäraenteet on toettu osteustenisesti toimivisi ja erittäin energiatehoaisi. Seinäraenteilla saavutetaan myös toella hyvä ilmatiiveys, joa on energiatehouuen annalta merittävä asia. Euroooi 5:n muaisissa mitoitustarasteluissa haettiin seinärungon estävyyen annalta rajatapauset. Iuna-auon pielitolppien mitoittavasi teijäsi nousi alaohjauspuun tuipinnan riittävyys. Seinäraenteissa oleva 17 mm:n runo parantaa tätä asiaa. Leveämpi runo on hanalampi oota ja nostaa pystyyn työmaalla mutta NRattoristioien annatuspalin nostaminen yläsiepuun päälle orjaa asian. NRattoristioien annatuspalin nostaminen yläsiepuun päälle rataisi myös tuipinnan riittämättömyysongelman. Liian pieni tuipinta ei tule ongelmasi vaihtoehtoisissa seinäraenteissa. Seinien jäyistyslasennassa ihmetytti ahen eri materiaalivalmistajien ohjeien erilaisuus. Jopa mitoittavan tuuliuorman laseminen ahella eri ohjeella antoi samasta talosta hyvinin erilaisen tulosen. Ero johtuu suuresi osasi siitä, että Suomen Kuitulevy Oy:n ohjeessa seinälle ohistuvasta tuulesta ajatellaan menevän puolet suoraan perustusille, un Knau Oy:n ohjeessa aiien voimien ajateltiin menevän jäyistävälle levylle. Kustannusvertailussa polyuretaani osoittautui alliisi materiaalisi. osin seinäraenteilla haettiin toella pieniä lämmönläpäisyertoimia. Pienemmillä polyuretaanilevyn vahvuusilla orostuvat polyuretaanilevyllä saavutetut eut ja haitat pienenevät. Eri seinäraenteien tarasteluissa ovat tulleet esille polyuretaanin äytön eut, joita ovat materiaalin terveellisyys, tiiviys ja hyvä työstettävyys, joa on etu työmaaolosuhteissa. Polyuretaanin haittana voiaan pitää allista hintaa.

49 49(10) Aia näyttää, uina paljon lämmöneristysvaatimuset tulevaisuuessa iristyy. Optimirataisu raenteen suhteen saavutettaisiin, jos polyuretaania äytetään seinäraenteen sisäpinnassa ilman vaaaoolausta, jolloin saavutetaan paras eristävyys. Materiaalia ei tarvita yhtä paljon uin vaaaoolatussa seinäraenteessa. ällöin saavutetaan polyuretaanin eut ja minimoiaan haitta, eli materiaalin menei. Uuet energiamääräyset asettavat materiaalivalmistajat suuren haasteen eteen. Eristysmateriaalit tulevat ehittymään lähitulevaisuuessa, joten niien eristysyy parantuu. ämän johosta seinäraenteet voiaan toennäöisesti toteuttaa vuonna 01 tulevien määräysten täyttämisesi uitenin ohuemmilla raenneerrosilla, mitä tämän työn laselmat osoittaisi. Uson, että polyuretaanieristeen äyttö seinäraenteissa tulee yleistymään lähivuosina.

50 50(10) Lähteet Painetut lähteet: Björholtz, Dic Lämpö ja Kosteus. Raennustieto Oy. Gummerus Kirjapaino Oy Saarijärvi 000. Heinonen, Eija-Riitta 008. ampereen aloteo Oy, ampere. Kevarinmäi, Ari 007. RIL Puuraenteien suunnitteluohje. Suomen Raennusinsinöörien Liitto RIL ry. Hansaprint Oy 008. Koreasalo, Raimo 008. Puuraenteien jatourssin opetusmateriaali. ampereen ammattioreaoulu, ampere. RIL 5-004, 004 Raennusosien lämmönläpäisyertoimien lasenta. Suomen Raennusinsinöörien Liitto RIL ry. DARK Oy 005. Sähöiset lähteet: Knau Oy 008, Lasentaohje Knau Oy:n ipsiartonilevyjen levyjäyistyselle Euroooi 5 muaan. [p-tieosto].[viitattu ] saatavissa: Puuino Oy. EC 5 sovelluslaselmat Asuinraennus. [p-tieosto].[viitattu ] Saatavissa: roooi_5/sovelluslaselmat/ Suomen Kuitulevy Oy, Lasenta- ja iinnitysohjeet. [p-tieosto].[viitattu ] Saatavissa: Ympäristöministeriö 00. C4 Lämmöneristys, ohjeet 003. [p-tieosto].[viitattu ] Saatavissa: Ympäristöministeriö 008. C3 Raennusten lämmöneristys, määräyset 010. [p-tieosto].[viitattu ] Saatavissa: Painamattomat lähteet: Koreasalo, Raimo, DI. Kesustelu huhtiuu 009. ampereen ammattioreaoulu. ampere.

51 51(10) Liitteet Liite 1: Nyyisen seinäraenteen lämmönläpäisyertoimen lasenta Raenneerroset sisältäpäin luien - ipsiartonilevy 730 g/m³, 13 mm - vaaaruno 450 g/m³, 48 mm 600/mineraalivilla, 50 mm - ilman- ja höyrynsulu 0, mm - pystyruno, 450 g/m³, 147 mm 600/mineraalivilla, 150 mm - tuulensuojalevynä ipsiartonilevy 80 g/m³, 9 mm - ristiinoolaus, 4 mm - uloverhouspaneeli, 1 mm. Lasennan lähtötieot - ipsiartonilevy, Rt 0,06 (m K) - tuulettumaton ilmaväli, lämmönvastus 0,18 (m K) - polyuretaanieriste, λ eclare 0,04 (m K) - runopuu, λ esign 0,1 (m K) - mineraalivilla λ esign 0,036 (m K) - ipsiartonilevy, Rt 0,04 (m K) - hyvin tuulettuva ilmaväli, lämmönvastusta ei oteta huomioon - lautaverhous, lämmönvastusta ei oteta huomioon - pintavastuset, R si + Rse 0,13 + 0,13 0,6 (m K) - ulopuolinen pintavastus on tuuletusväliin rajoittuvassa pinnassa sama uin sisäpuolinen. Lasenta Koonaislämmönvastusen yläraja, a a b b c c R 1/ R / R + / R + / R + / R (19) ( 55 55) /(60 60) 0,8403 (lämpöeriste) a,

52 5(10) ( 55 5) /(60 60) 0,0764 (runopuut) b c ( 5 5) /(60 60) 0,0069 (runopuien risteys) - unin osa-alueen oonaislämmönvastus R R + R... + si 1 + R + Rn Rse (0) R a 0,13 + 0,06 + 0,195/0, ,04 + 0,13 5,777 (m K) R b 0,13 + 0,06 +0,048/0, ,147/0,1 + 0,04 + 0,13,918 R c 0,13 + 0,06 + 0,147/0, ,048/0,1 + 0,04 + 0,13 4,843 R 0,13 + 0,06 + 0,195/0,1 + 0,04 + 0,13 1,985 (m K), 1/ (m K) (m K) R 0,8403/5, ,0764/, ,0764/4, ,0069/1,985 0,191, R 5,39 (m K). Koonaislämmönvastusen alaraja,, R - raennusosassa on asi epätasa-aineista aineerrosta 1 / R / R + / R... + / R (1) j a aj - 48 mm vaaaruno / lämmöneristys b bj q 1 / R (55/60)/(0,048/0,036) + (5/60)/(0,048/0,1) 0,896 R 1,116 (m K) mm pystyruno / lämmöneristys 1 / R j (55/60)/(0,147/0,036) + (5/60)/(0,147/0,1) 0,93 R j 3,419 (m K) - oonaislämmönvastusen alaliiarvo qj,, R R + R + R... + R + R si 1 n se (),, R 0,13 + 0,06 + 1, , ,04 + 0,13 4,895 (m K) Koonaislämmönvastus R,,, R ( R + R ) / (3) R (5,39 + 4,895)/ 5,067 (m K).

53 53(10) Lämmönläpäisyerroin U - ilman orjausteijöitä oleva lämmönläpäisyerroin U 1/ 1/5,067 0,197 ( m K) (4) R - ilmaraojen orjausteijä Δ U g,, Δ U g ΔU ( RI / R ) (5) - ilmaraoja sisältävät erroset 147 mm pystyruno / vaaaoolaus 48 mm,, Δ U 0,01 (m K) [(0,195/ 0,036) / 5,067] 0,011/(m K) Δ U g 0,01 - lämmöneristeen ilmanläpäisevyyen orjausteijä Δ U a - lämmöneristeen suojaustapa a - orjaustaso 1,, Δ U a ΔU a ( RI / R ) (6),, Δ U a 0,01 (m K) [(0,195 / 0,036) / 5,067] 0,011 /(m K) Δ U a 0,01. Korjattu lämmönläpäisyerroin U U C U + ΔU + ΔU 0, ,011+ 0,011 0,19 (m K) (7) C g a U 0, ( m K) C - orjausteijät suurentavat orjaamatonta U- arvoa 10 %, joten vaatimus 3 %:n ylittymisestä täyttyy. (RIL 5-004, Raennusosien lämmönläpäisyertoimien lasenta.)

54 54(10) Liite. Lämmönläpäisyertoimen lasenta seinäraenteesta US1 Raenneerroset sisältäpäin luien - ipsiartonilevy 730 g/m³, 13 mm - vaaaoolaus, 3 mm - polyuretaanilevy, 60 mm - pystyruno, 450 g/m³, 17 mm 600/mineraalivilla, 175 mm - tuulensuojalevynä ipsiartonilevy 80 g/m³, 9 mm - ristiinoolaus, 4 mm - uloverhouspaneeli, 1 mm. Lasennan lähtötieot - ipsiartonilevy, Rt 0,06 (m²k) - tuulettumaton ilmaväli, lämmönvastus 0,18 (m²k) - polyuretaanieriste, λ eclare 0,04 (mk) - runopuu, λ esign 0,1 (mk) - mineraalivilla λ esign 0,036 (mk) - ipsiartonilevy, Rt 0,04 (m²k) - hyvin tuulettuva ilmaväli, lämmönvastusta ei oteta huomioon - lautaverhous, lämmönvastusta ei oteta huomioon - pintavastuset, R si + Rse 0,13 + 0,13 0,6 (m²k) - ulopuolinen pintavastus on tuuletusväliin rajoittuvassa pinnassa sama uin sisäpuolinen. Lasenta Koonaislämmönvastusen yläraja, a a b b c c, R 1/ R / R + / R + / R + / R (19) ( 55 60) /(60 60) 0,917 (lämpöeriste) a ( 5 60) /(60 60) 0,083 (runopuut) b

55 55(10) - unin osa-alueen oonaislämmönvastus R R + R... + si 1 + R + Rn Rse (0) R a 0,13 + 0,06 + 0,18 + 0,07/0,04 + 0,17/0, ,04 + 0,13 8,34 R b 0,13 + 0,06 0,18 +0,07/0,04 + 0,17/0,1 + 0,04 + 0,13 4,890, 1/ R 0,917/8,34 + 0,083/4,890 0,18, R 7,79 (m K) (m K) (m K) Koonaislämmönvastusen alaraja,, R - raennusosassa on ysi epätasa-aineinen aineerros 1 / R / R + / R... + / R (1) j a aj - 17 mm pystyruno / lämmöneristys b bj q 1 / R j (55/60)/(0,17/0,036) + (5/60)/(0,17/0,1) 0,50 R 4,000 (m K) - oonaislämmönvastusen alaliiarvo qj,, R R + R + R... + R + R si 1 n se (),, R 0,13 + 0,06 + 0,18 + 0,007/0,04 + 4, ,04 + 0,13 7,457 (m K) Koonaislämmönvastus R,,, R ( R + R ) / (3) R (7,79 + 7,457)/ 7,65 (m K) Lämmönläpäisyerroin U - ilman orjausteijöitä oleva lämmönläpäisyerroin U 1/ 1/7,65 0,131 ( m K) (4) R - ilmaraojen orjausteijä Δ U g,, Δ U g ΔU ( RI / R ) (5) - ilmaraoja sisältävä erros 17 mm pystyruno,, Δ U 0,01 (m K)

56 56(10) [(0,17 / 0,036) / 7,65] 0,004 /(m K) Δ U g 0,01 - lämmöneristeen ilmanläpäisevyyen orjausteijä Δ U a - lämmöneristeen suojaustapa a - orjaustaso 1,, Δ U a ΔU a ( RI / R ) (6),, Δ U a 0,01 (m K) [(0,17 / 0,036) / 7,65] 0,004 /(m K) Δ U a 0,01 Korjattu lämmönläpäisyerroin U U C U + ΔU + ΔU 0,131+ 0, ,004 0,139 (m K) (7) C g a U 0,14 ( m K) C - orjausteijät suurentavat orjaamatonta U- arvoa 6 %, joten vaatimus 3 %:n ylittymisestä täyttyy. (RIL 5-004, Raennusosien lämmönläpäisyertoimien lasenta.)

57 57(10) Liite 3. Lämmönläpäisyertoimen lasenta seinäraenteesta US Raenneerroset sisältäpäin luien - ipsiartonilevy 730 g/m³, 13 mm - vaaaoolaus, 3 mm - vaaaruno 450 g/m³, 73 mm 600/polyuretaanilevy, 70 mm - pystyruno, 450 g/m³, 17 mm 600/mineraalivilla, 175 mm - huooinen puuuitulevy g/m³, 5 mm - ristiinoolaus, 4 mm - uloverhouspaneeli, 1 mm. Lasennan lähtötieot - ipsiartonilevy, Rt 0,06 (m²k) - tuulettumaton ilmaväli, lämmönvastus 0,18 (m²k) - polyuretaanieriste, λ eclare 0,04 (mk) - runopuu, λ esign 0,1 (mk) - mineraalivilla λ esign 0,036 (mk) - huooinen puuuitulevy, λ eclare 0,054 (mk) - hyvin tuulettuva ilmaväli, lämmönvastusta ei oteta huomioon - lautaverhous, lämmönvastusta ei oteta huomioon - pintavastuset, R si + Rse 0,13 + 0,13 0,6 (m²k) - ulopuolinen pintavastus on tuuletusväliin rajoittuvassa pinnassa sama uin sisäpuolinen. Lasenta Koonaislämmönvastusen yläraja, a a b b c c R 1/ R / R + / R + / R + / R (19) ( 55 55) /(60 60) 0,8403 (lämpöeriste) a ( 55 5) /(60 60) 0,0764 (runopuut) b c ( 5 5) /(60 60) 0,0069 (runopuien risteys),

58 58(10) - unin osa-alueen oonaislämmönvastus R R + R... + si 1 + R + Rn Rse (0) R a 0,13 + 0,06 + 0,18 + 0,17/0, ,07/0,04 + 0,05/0, ,13 8,657 (m K) R b 0,13 + 0,06 + 0,18 + 0,07/0,04 + 0,17/0,1 + 0,05/0, ,13 5,313 (m K) R c 0,13 + 0,06 + 0,18 + 0,17/0, ,07/0,1 + 0,05/0, ,13 6,34 (m K) R 0,13 + 0,06 + 0,18 + 0,4/0,1 + 0,05/0, ,13,980 (m K), 1/ R 0,8403/8, ,0764/5, ,0764/6,34 + 0,0069/,980 0,15, R 7,946 (m K) Koonaislämmönvastusen alaraja,, R - raennusosassa on asi epätasa-aineista aineerrosta 1 / R / R + / R... + / R (1) j a aj - 70 mm vaaaruno / lämmöneristys b bj 1 / R (55/60)/(0,07/0,04) + (5/60)/(0,07/0,1) 0,457 R,186 (m K) - 17 mm pystyruno / lämmöneristys q 1 / R j (55/60)/(0,17/0,036) + (5/60)/(0,17/0,1) 0,50 R j 4,000 (m K) - oonaislämmönvastusen alaliiarvo qj,, R R + R + R... + R + R si 1 n se (),, R 0,13 + 0,06 + 0,18 +, ,00 + 0,05/0, ,13 7,149 (m K) Koonaislämmönvastus R,,, R ( R + R ) / (3) R (7, ,149)/ 7,548 (m K)

59 59(10) Lämmönläpäisyerroin U - ilman orjausteijöitä oleva lämmönläpäisyerroin U 1/ 1/7,548 0,13 ( m K) (4) R - ilmaraojen orjausteijä Δ U g,, Δ U g ΔU ( RI / R ) (5) - ilmaraoja sisältävät erroset 17 mm pystyruno,, Δ U 0,01 (m K) [(0,17 / 0,036) / 7,548] 0,004 /(m K) Δ U g 0,01 - lämmöneristeen ilmanläpäisevyyen orjausteijä Δ U a - lämmöneristeen suojaustapa a - orjaustaso 1,, Δ U a ΔU a ( RI / R ) (6),, Δ U a 0,01 (m K) [(0,17 / 0,036) / 7,548] 0,004 /(m K) Δ U a 0,01 Korjattu lämmönläpäisyerroin U U C U + ΔU + ΔU 0,13 + 0, ,004 0,140 (m K) (7) C g a U 0,14 ( m K) C - orjausteijät suurentavat orjaamatonta U- arvoa 6 %, joten vaatimus 3 %:n ylittymisestä täyttyy. (RIL 5-004, Raennusosien lämmönläpäisyertoimien lasenta.)

60 60(10) Liite 4. Lämmönläpäisyertoimen lasenta seinäraenteesta US3 Raenneerroset sisältäpäin luien - ipsiartonilevy 730 g/m³, 13 mm - vaaaoolaus, 3 mm - vaaaruno 450 g/m³, 48 mm 600/polyuretaanilevy, 50 mm - pystyruno, 450 g/m³, 17 mm 600/polyuretaanilevy, 50 mm /mineraalivilla, 15 mm - huooinen puuuitulevy g/m³, 5 mm - ristiinoolaus, 4 mm - uloverhouspaneeli, 1 mm. Lasennan lähtötieot - ipsiartonilevy, Rt 0,06 (m²k) - tuulettumaton ilmaväli, lämmönvastus 0,18 (m²k) - polyuretaanieriste, λ eclare 0,04 (mk) - runopuu, λ esign 0,1 (mk) - mineraalivilla λ esign 0,036 (mk) - huooinen puuuitulevy, λ eclare 0,054 (mk) - hyvin tuulettuva ilmaväli, lämmönvastusta ei oteta huomioon - lautaverhous, lämmönvastusta ei oteta huomioon - pintavastuset, R si + Rse 0,13 + 0,13 0,6 (m²k) - ulopuolinen pintavastus on tuuletusväliin rajoittuvassa pinnassa sama uin sisäpuolinen. Lasenta Koonaislämmönvastusen yläraja, a a b b c c R 1/ R / R + / R + / R + / R (19) ( 55 55) /(60 60) 0,8403 (lämpöeriste) a ( 55 5) /(60 60) 0,0764 (runopuut) b c,