RAKENNUKSEN ILMANPITÄVYYS

Transkriptio

1 S Rakennusfysiikka 5 op. RAKENNUKSEN ILMANPITÄVYYS Opettaja: Raimo Hannila Luentomateriaali: Professori Mikko Malaska Oulun yliopisto

2 2 LÄHDEKIRJALLISUUTTA Paloniitty Sauli Rakennusten tiiviysmittaus. Suomen Rakennusmedia Oy. Tammerprint Oy,Tampere painos. ISBN Rakennusteollisuuden Koulutuskeskus RATEKO Tiiviysmittaus. Suomen rakentamismääräyskokoelma, osa C3, Ympäristöministeriön kotisivut: RIL , Matalaenergiarakentaminen, Asuinrakennukset Ilmanpitävien rakenteiden ja liitosten toteutus asuinrakennuksissa, 2009, Hanna Aho & Minna Korpi, Tutkimusraportti 141, Rakennustekniikan laitos, Tampereen teknillinen yliopisto Rakennusfysiikan perussäännöt suunnittelussa ja rakentamisessa, Juha Vinha, Rakentajan Kalenteri 2008 RT , 2009, Teollisesti valmistettujen asuinrakennusten ilmanpitävyyden laadunvarmistusohje (Tenttimateriaalia)

3 3 RAKENNUKSEN ILMANPITÄVYYS Rakenteiden läpi ja liitoksien kautta vuotavalla ilmalla (vuotoilma) on suuri merkitys rakennuksen energiatehokkuuteen, hyvään sisäilmastoon sekä rakenteiden kosteustekniseen toimintaan. Tavanomaisessa pientalossa vuotoilman on arvioitu aiheuttavan noin % lämmitysenergian tarpeesta (n 50 = 4,0 1/h). Ilmanvaihtoa ja painesuhteita voidaan kontrolloida paremmin Ilmanpitävässä rakennuksessa. Koneellisen tulo- ja poistoilmanvaihtojärjestelmän toiminta on tehokkaampaa hyvin ilmanpitävässä rakennuksessa ja lämmöntalteenottolaitteistosta saatava hyöty on suurempi.

4 4 HALLITSEMATTOMAN VUOTOILMAN VAIKUTUKSET Rakennuksen vaipan läpi tapahtuvat ilmavirtaukset heikentävät rakennuksen rakennusfysikaalista toimintaa seuraavista syistä: Kosteuden virtaus vaipparakenteisiin lisääntyy Erilaisten epäpuhtauksien, homeiden ja radonin virtaus sisäilmaan lisääntyy Energiankulutus lisääntyy Vaipparakenteiden pintalämpötilat alenevat Asukkaiden vedon tunne lisääntyy Ilmanvaihdon säätäminen vaikeutuu ja rakennuksen sisällä painesuhteet ovat erilaiset kuin on suunniteltu

5 5 ILMANSULKU Ilmansulku on yhtenäinen ainekerros, jonka tehtävänä on rajoittaa rakenteen läpäiseviä ilmavirtauksia. Tärkein rakennuksen kokonaistiiviyteen vaikuttava rakenneosa Ilmansulku tulisi Suomen ilmastossa sijoittaa lähelle rakenteen sisäpintaa, jolloin se rajoittaa kaikkea sisäilman virtausta rakenteeseen. Vaikka höyryn- ja ilmansulku toteutetaan usein yhtenä kerroksena, tulee niiden molempien toimintavaatimuksien toteutumisesta huolehtia: Höyrynsulkumuovi toimii usein myös ilmansulkuna Ilmansulun ilmanläpäisevyyden maksimitasoksi on ehdotettu arvoa 1x10-6 m 3 /(s m 2 Pa).

6 6 TUULENSUOJA Tuulensuoja ei ole ilmansulku. Se voi kuitenkin myötävaikuttaa rakennuksen ilmatiiviyteen. Tuulensuojan tehtävänä on rajoittaa tuulen paine- ja ilmavirtausvaikutuksia rakenteessa ja suojata lämmöneristettä konvektiovirtausten aiheuttamalta lämpöteknisen toiminnan heikkenemiseltä. Tuulensuoja ei saa olla liian ilmatiivis. Tuulensuojalle suositeltava ilmanläpäisevyyden maksimiarvo on 10x10-6 m 3 /(s m 2 Pa) saumat mukaan lukien.

7 7 ILMANPITÄVYYS Ilmanpitävyyden mittarina käytetään ilmanvuotolukua n 50 (1/h). Luku kertoo kuinka monta kertaa rakennuksen ilmatilavuus vaihtuu tunnissa rakennusvaipan vuotoreittien kautta testiolosuhteissa, kun rakennukseen aiheutetaan 50 Pa ali- tai ylipaine. Mitä pienempi ilmanvuotoluku sitä ilmanpitävämpi rakennus on. RT antaa ilmanvuotoluvun hyvyydelle seuraavat kriteerit: Erinomainen Normaali Heikko Pientalo 1,0 n. 3,0 8,0 Kerrostalo 0,5 n. 1,5 4,0

8 8 ILMANVUOTOLUVUN SUUNNITTELUARVO Normitalolle sallitut rakennuksen vaipan ilmanvuotoluvun enimmäisarvot on määritelty Suomen rakentamismääräyskokoelman osassa C3, Rakennusten lämmöneristys, Määräykset Matalaenergia- ja passiivitalojen ohjeellisia suunnitteluarvoja voidaan arvioida toteutettujen rakennusten kokemusten perusteella ja energiankulutuksen tietokoneohjelmilla tehdyillä laskelmilla. Lähde: RIL , Ohjeellisia suunnitteluarvoja

9 9 ILMANPITÄVYYDEN VAIKUTUS ENERGIANKULUTUKSEEN Ilmanvuotoluvun vaikutus tilojen lämmitysenergian tarpeeseen: Ilmanvuotoluku n 50 Sanallinen arviointi Energian säästö < 0,6 Passiivitalon vaatimus > 10 % < 1,0 Erittäin hyvä 7 10 % 1 2 Hyvä 0 7 % 2 Rak. Määr. Vertailutaso 0 % 2 3 Tyydyttävä % 3 4 Huono % > 4 Erittäin huono > -14 % Lähde: Rakennusvalvontavirasto, Oulu ( RH)

10 10 ILMANPITÄVYYDEN MITTAAMINEN Rakennusten ja asuntojen ilmanpitävyyttä voidaan mitata standardisoidulla painekokeella, jossa rakennuksen yhteen ovi- tai ikkuna-aukkoon asennetaan tiiviisti puhallin tiivistyskehyksineen. Puhallin luo rakennuksen sisä- ja ulkoilman välille paine-eron. Ohjeet rakennuksen ilmanvuotoluvun mittaukselle on annettu standardissa SFS-EN Standardin ohjeita täydentävät periaatteet pien- ja kerrostaloille on esitetty ohjeessa RT Teollisesti valmistettujen asuinrakennusten ilmanpitävyyden laadunvarmistusohje. Mittauksen yhteydessä vuotoreitit voidaan paikallistaa joko lämpökameralla tai merkkisavulla. EN kumottu Kuvan lähde: RT

11 (vanhempi RT , RH) ILMANVUOTOLUVUN LASKEMINEN Mittauksessa aikaansaadaan 50 Pa paine-ero sisä- ja ulkotilojen välille ja laitteistolla mitataan ilman tilavuusvirta, joka täytyy puhaltaa rakennukseen tai sieltä pois paine-eron ylläpitämiseksi. Ilmanvuotoluku voidaan laskea kaavalla (RT , 2009): EN kumottu n 50 V V V ilman tilavuusvirta, joka tarvitaan 50 Pa:n paine-eron aiheuttamiseksi rakennuksen vaipan yli [m 3 /h] V rakennuksen sisätilavuus [m 3 ] Ilmanpitävyyden mittaustulokset ilmoitetaan myös vaipan pinta-alaa kohti q 50 -lukuna, joka kuvaa n 50 -lukua paremmin ulkovaipan todellista ilmanpitävyyttä suuremmissa rakennuksissa. q 50 n 50 V A E A E rakennuksen vaipan pinta-ala sisämittojen mukaan laskettuna [m 2 ]

12 12 ILMANVUOTOLUVUN n 50 tai q 50 LASKEMINEN, uusi 2012 Mittauksessa aikaansaadaan 50 Pa paine-ero sisä- ja ulkotilojen välille ja laitteistolla mitataan ilman tilavuusvirta, joka täytyy puhaltaa rakennukseen tai sieltä pois paine-eron ylläpitämiseksi. Ilmanvuotoluku 50 Pa paine-erolla, voidaan laskea kaavalla : E 50 n50 q50 V V A E V 2 rakennuksen vaipan ala sisämittojen mukaan laskettuna [m ] n 50 A Q Paloniitty s.14, 29 Tiiviysmittaus, RATEKO, 2014, s.4 EN kumottu luvun laskennassa käytettäv rakennuksen sisätilavuus [m ] 3 2 q50 m / h m q A Q E 50 Q Tiiviysmittaus, RATEKO, s.6, 29 A Paloniitty s.14, 29 rakennuksen/mitattavan osan ulkovaipan ala 3 painekokeella mitattu ilmavirtaus 50 Pa paine-erolla [m /h] uusi uusi

13 13 ILMANPITÄVYYDEN MÄÄRITTÄMINEN Rakennusten lopullinen tiiviysmittaustuloksen tulee olla mitattu valmiista rakennuksesta (Paloniitty s.30). Rakennuksen ilmanpitävyys voidaan tarkistaa (varmimmin??) mittaamalla se rakenteilla olevasta talosta sen jälkeen kun ilmasulku on asennettu, mutta sisäverhouslevyjä ei ole vielä asennettu. Tässä vaiheessa ilmatiiveyttä voidaan vielä parantaa. Jos ilmatiiveyttä ei ole mitattu tai muulla tavoin varmennettu, oletetaan ilmatiiveyden arvoksi n 50 = 4,0 1/h. Tätä raja-arvoa pienemmän ilmanvuotoluvun käyttäminen suunnittelussa edellyttää, että ko. arvo on osoitettu mittaamalla tai muulla menettelyllä (RakMK D3).

14 14 ILMANPITÄVYYDEN OSOITTAMINEN Rakennuksen lämpöhäviön määräystenmukaisuuden osoittamisessa ja energialaskennassa voidaan siis käyttää myös pienempää ilmanvuotoluvun arvoa, jos sen saavutettavuus pystytään perustelemaan rakennusvalvonnalle. Rakennuksen ilmanpitävyys voidaan todeta kahdella menettelyllä: Kohdekohtaisella mittauksella Ilmoitusmenettelyllä Oulun rakennusvalvontavirasto on ohjeistanut rakennuslupavalmisteluunsa liittyvän pienrakentamisen tiiveyden arvioinnin ja saavuttamisen. Tiiveyskortti löytyy viraston kotisivulta: pdf/laatukortit/tiiveyskortti_a4-11_05_2010.fh11.pdf 8/ /tiiveyskortti.pdf ( RH)

15 15 ILMOITUSMENETTELY? Ilmoitusmenettelyllä talotoimittajat eli rakennuksen ilmanpitävyydestä vastaavat toimijat voivat määritellyin toimenpitein saada tietynlaiselle talotyypille niin sanotun ilmoitetun ilmanvuotoluvun. Ilmoitusmenettelyä käytettäessä ei tarvita kohdekohtaisia mittauksia. Talotoimittaja tai hänen valtuuttamansa ulkopuolinen taho tekee kunkin talotyypin seurantamittaukset ja määrittää niiden perusteella talotyypille ilmoitetun ilmanvuotoluvun arvon. Mittausohjeet annettu RT :ssa. Taulukossa on esitetty Oulun rakennusvalvontaviraston ilmoittamia tiiveysmittaustuloksia eri yritysten talotyypeille (saattaa olla vanhentunut). Ks. seur sivu: Lähde: Rakennusvalvonta, Oulu jen_ilmanpitavyys_100x230cm.pdf

16 Tiiviys pientaloissa Tilastot (Oulu) ( RH) 16 q 50 ilm

17 17 ILMANVUOTOLUKUA KÄYTETÄÄN Ilmanvuotoluku tarvitaan lähtötietona rakennuksen lämmöntarpeen laskennassa. Lämmöntarvetta tarkastellaan seuraavien toimenpiteiden yhteydessä: Uudisrakennukset Rakennuslupavaiheessa energiaselvitystä ja todistusta laadittaessa Energiatodistuksen tietoa tarkistettaessa ennen rakennuksen vastaanottoa Käytössä olevat rakennukset Energiakatselmuksen yhteydessä Mahdollisen energiatodistuksen laatimisen yhteydessä Asuntokauppoja tehtäessä.?

18 18 VAIPAN TIIVISTÄMINEN Vaipan tiiviyden varmistamiseksi tulee suunnitelmissa esittää erityisesti seuraavat ratkaisut (RIL ): Ilman- ja höyrynsulku muodostaa ulkovaippaan täysin yhtenäisen aukottoman pinnan ja sen ilmanläpäisevyys on korkeintaan 1x10-6 m 3 /(m 2 s Pa) mukaanlukien saumat. Puurakenteiden ilman- ja höyrynsulkukerros sijoitetaan rakenteen sisäpinnasta lukien etäisyydelle mm, joka on kuitenkin enintään ¼ eristekerroksen paksuudesta. Tällä vältetään johtojen ja naulausten lävistykset tivistyssulun läpi. Sisin lämmöneristekerros kuivuu tällöin sisäänpäin. Ilmasulun saumat sijoitetaan kahden jäykän kappaleen väliin, eikä vapaasti roikkuvia limityksiä saa olla, koska vapaaksi jäävät teippaukset tai kittaukset irtoavat pitkällä aikavälillä. Ilman- ja höyrynsulkukalvot tulee limittää riittävästi ja saumat tiivistetään esimerkiksi polyetyleenikalvojen tapauksessa parhaiten butyylikuminauhoilla, akrylaatti- tai luonnonkumiliimalla tai muulla soveltuvalla kitillä.

19 19 VAIPAN TIIVISTÄMINEN LÄPIVIENNIT & SAUMAT Ilmanvaihtokanavat kannattaa sijoittaa kokonaan ilmanpitävän vaipan sisäpuolelle. Vain tulo- ja poistoilmakanavat viedään ilmasulun läpi huolellisesti tiivistäen. Läpivientien liitokset tiivistetään huolellisesti ja läpivientejä tulee olla mahdollisimman vähän. Sähköjohdot asennetaan joko pinta-asennuksina ulkoseinille tai erityisiin asennuskanaviin ilman- ja höyrynsulun sisäpuolelle puhkaisematta sulkukalvoa. Ikkuna- ja ovisaumat lämpöeristetään ja tiivistetään erityisen huolellisesti. Varmistetaan tuotetiedoista ja tarvittaessa valmistajilta tai edustajilta, että käytettävät tiivistys- ym. materiaalit ovat rakennuksen suunnitteluiän kestäviä (tavallisesti 50 v.).

20 20 ILMANVAIHDON VAATIMUKSET Toimivalla ilmanvaihdolla on suuri merkitys hyvin ilmanpitävässä rakennuksessa, koska ilma ei vaihdu juuri ollenkaan vuotokohtien kautta. Terveellisen ja viihtyisän sisäilmaston varmistamiseksi rakennuksessa tulee olla riittävä ja hyvin tasapainotettu ilmanvaihto. Ilmanvaihdon säätöön on kiinnitettävä erityistä huomiota silloin, kun rakennuksen ilmanvuotoluku on alle 0,4 1/h (RT ).

21 21 TYYPILLISIÄ VUOTOKOHTIA Tampereen teknillisen yliopiston julkaisussa Ilmanpitävien rakenteiden ja liitosten toteutus asuinrakennuksissa on lueteltu rakennusten tyypillisimmät ilmavuotokohdat. ( RH) Pientaloissa: 1. Ulkoseinän ja yläpohjan liitoskohta 2. Ikkunat ja ovet sekä niiden liitoskohdat seinään 3. Ulkoseinän ja välipohjan liitos 4. Läpiviennit 5. Ulkoseinän ja alapohjan liitos Kerrostaloissa: 1. Ikkunat, ovet ja niiden liitoskohdat 2. Ulkoseinän ja välipohjan liitos

22 22 PUURAKENTEISEN ULKOSEINÄN JA YLÄPOHJAN LIITOS Lähde: Aho & Korpi, s53

23 23 IKKUNAN TIIVISTÄMINEN SEINÄRAKENTEESEEN Lähde: Aho & Korpi, s.68

24 24 PUURAKENTEISEN ULKOSEINÄN JA VÄLIPOHJAN LIITOS Lähde: Aho & Korpi, s 68.