Energiatehokkaiden puurakenteiden lämpö-, kosteusja tiiviystekninen toimivuus

Transkriptio

1 TEKNOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS VTT OY Energiatehokkaiden puurakenteiden lämpö-, kosteusja tiiviystekninen toimivuus Tuomo Ojanen, erikoistutkija Teknologian tutkimuskeskus VTT Oy

2 Sisältö Puurakenteiden erityispiirteet Kriteerit kosteustekniseen toimintaan Hyvän lämmöneristystason vaikutus kosteustekniseen toimintaan Ilmatiiviyden merkitys Puurakenteiden hyvä toimivuus 2

3 Rakennuksen tehtävä Rakennuksen tulisi tarjota käyttäjilleen sisäympäristö, joka on - terveellinen - turvallinen - viihtyisä - toimiva - tuottava 3

4 Puurakenteiden lämmöneristävyys ja kosteustekninen toimivuus Puun lämmönjohtavuus on suhteellisen pieni Helppo saavuttaa hyvä (pieni) lämmönläpäisykerroin (U-arvo) Tässäkin haasteena detaljit ja niiden toimivuus Vaikutus U-arvoon Ilmatiiviys Suojaus kosteuskuormilta Kuivumiskyky 4

5 Puurakenteen kosteus - Kriittinen kohta on lämmöneristeen ja tuulensuojan rajapinnalla Esimerkki: Tuulensuojan materiaali ja paksuus muuttujana eri tapauksissa Kriittisen pinnan lämpötilat 5

6 Suhteellinen kosteus Erot merkittävämpiä kuin lämpötiloissa Nopea kosteudensiirto lämmöneristeessä Kosteudensiirto ja varastoituminen tuulensuojassa vaikuttava tekijä Toimiiko / Riskit? Kriittisen pinnan suhteellinen kosteus 6

7 VTT:n homemalli puun homehtumisen simulointiin Laskentamenetelmä liiallisen kosteuden aiheuttaman homehtumisriskin arviointiin Perustuu visuaalisten kasvuhavaintojen numeeriseen esitykseen homeen kasvuluokkina (homeindeksi) 7

8 Toimivuuskriteerit - ulkoilmasta ja sisäilmaan Ulkoilmaan ei juurikaan voida vaikuttaa Sisäilmalle ehdottomat vaatimustasot Rakenne ilmatilojen välissä ulkopinnat altistuvat eniten kosteusrasituksille 8

9 Homekasvun riskin arviointi Lähellä ulkopintaa kriittinen taso = 3 Esimerkin rakenteet toimivia ja sisältävät varmuutta 9

10 PuuMera kriittisen kohdan hometarkastelu Nurkkadetalji Mitatut lämpötilat ja suhteelliset kosteudet 10

11 PuuMera kriittisen kohdan hometarkastelu Nurkkadetalji Mitatut lämpötilat ja suhteelliset kosteudet Rakenne on kosteusteknisesti turvallinen Mittauksista analysoitu kasvuriski Paljain silmin näkyvä kasvu Ensimmäiset merkit homekasvusta 11

12 Ongelmia rakennusterveydessä Sisäilma- ja terveysongelmia esiintyy uusissa ja vanhoissa rakennuksissa eikä mikään materiaali yksinään estä homehtumista Eräs merkittävä ongelmien aiheuttaja on liika kosteus väärässä paikassa Ongelmiin on lukuisia syitä Veden tunkeutuminen rakenteeseen aiheuttaa suurimmat riskit 12

13 Lämmöneristyksen vaikutus kosteustekniseen toimintaan - Uskomukset Julkisuudessa esitetään väitteitä, joiden mukaan hyvin lämmöneristetyt rakenteet lisäävät tai jopa aiheuttavat rakennusten kosteus- ja sisäilmaongelmia! 13

14 Lämmöneristyksen vaikutus kosteustekniseen toimintaan Julkisuudessa esitetään väitteitä, joiden mukaan hyvin lämmöneristetyt rakenteet lisäävät tai jopa aiheuttavat rakennusten kosteus- ja sisäilmaongelmia! Mutta Perusteet puuttuvat Ei juuri tieteellistä näyttöä, teoria ei tue väittämiä! Ongelmia voi esiintyä kaikissa rakennuksissa, joissa lämmöneristys vastaa oman aikansa perustasoa Hyvin suunniteltu ja toteutettu on myös kosteusteknisesti turvallinen 14

15 Todellisuus - Kosteusongelmat eivät johdu hyvästä lämmöneristystasosta Nippalan ja Vainion selvitys asuinrakennusten korjaustarpeista ja vaurioiden syistä (Espoo 2016) Tiedot 431 kosteusvauriokohteesta Ei yhtään tapausta, jossa rakennuksen hyvä lämmöneristystaso olisi ollut aiheuttamassa kosteusvauriota 15

16 Energiatehokkaiden rakennusten seurantamittauksia hyvä kosteustekninen toimivuus IEA5 koetalo Pietarsaaressa Vantaan Kivistön puukerrostalo PuuMera jne 16

17 Hyvää lämmöneristystasoa ei voi syyttää kosteusongelmista Ulkopinnan kosteudensiirtopotentiaali vesihöyryn osapaine-ero Dp v Esimerkissä Dp v pieneni alle 5 % kun U-arvo lähes puolittui Lämmöneristystason parantamisen vaikutus kuivumiskykyyn on hyvin pieni Lähes 0-energiatasoa 17

18 Ilmatiiviyden merkitys Hatarassa rakennuksessa Painesuhteita ei voida hallita Tilojen ilmanvaihto riippuu olosuhteista, ei tarpeesta Energiankulutus hallitsematonta Sisäilman olosuhteet heikentyvät veto, epäpuhtauksien kulkeutuminen Ilmavuotojen aiheuttamat kosteusriskit Hyvän sisäilman ylläpito edellyttää: Rakennuksen vaippa on riittävä ilmatiivis Tarkoituksenmukainen, hallittu ilmanvaihtoa eri käyttötilanteissa 18

19 Ilmatiiviyden merkitys Esimerkki hataran rakennuksen painesuhteista talvikauden tuulisessa tilanteessa Ideaalinen tavoitetila 19

20 Ilmatiiviyden merkitys Esimerkki hataran rakennuksen painesuhteista talvikauden tuulisessa tilanteessa Toteutunut tilanne Hataran rakennuksen painesuhteita ja ilmanvaihtoa ei voida hallita - energiankulutus kasvaa ja sisäilman olosuhteet heikentyvät 20

21 Puurakenteet ja ilmatiiviys Yhtenäinen ilmansulkukerros Liitos- ja läpivientidetaljien suunnittelu ja toteutus Mahdollisen rakenteiden elämisen huomiointi ilmatiiviyden pysyvyydessä 21

22 Turvalliset puurakenteet Hyvä lämmöneristystaso mahdollinen Kosteustekninen toimivuus: Ulkopuolisen veden tunkeutumisen estäminen Ilmatiiviyden pysyvyys Painesuhteiden hallinta Hyvä kuivumiskyky tuuletetuissa rakenteissa Kuivaketju10 periaatteet rakentamisessa Toimivuuden perusteet samat kuin muillakin materiaaleilla 22

23 TEKNOLOGIASTA TULOSTA