LISÄERISTÄMISEN VAIKUTUKSET PUURAKENTEIDEN KOSTEUSTEKNISESSÄ TOIMINNASSA

Transkriptio

1 LISÄERISTÄMISEN VAIKUTUKSET PUURAKENTEIDEN KOSTEUSTEKNISESSÄ TOIMINNASSA TkT Juha Vinha Puista bisnestä Rakentamisen uudet määräykset ja ohjeet 2010, Ylivieska

2 YLEISTÄ Lämmöneristyksen lisääminen heikentää vaipparakenteiden kosteusteknistä toimintaa. Ulkopinta viilenee, jolloin kosteuden kondensoituminen ja homeen kasvulle suotuisat olosuhteet lisääntyvät. Odotettavissa oleva ilmastonmuutos heikentää rakenteiden kosteusteknistä toimintaa entisestään. Viistosateet ja homeen kasvulle otolliset olosuhteet lisääntyvät ja kuivumisajat vähenevät. Osassa rakenteita kosteusteknistä toimintaa voidaan parantaa rakenteita muuttamalla ja liitoksien ja detaljien erilaisella toteutuksella. Osassa rakenteita kosteustekninen toiminta heikkenee kuitenkin merkittävästi riippumatta siitä, kuinka rakenteita muutetaan. Kriittisen eristepaksuuden löytäminen on yleensä vaikeaa. Lämmöneristyksen kasvaessa tilanne muuttuu vain pikku hiljaa huonommaksi. Eristepaksuuksien lisääminen voi myös lisätä rakennuksen energiankulutusta jäähdytystarpeen lisääntyessä. Puista bisnestä Rakentamisen uudet määräykset ja ohjeet 2010, Ylivieska Juha Vinha 2

3 RAKENNETYYPPIEN JA TUOTANTOTEKNIIKOIDEN MUUTTUMINEN Lämmöneristepaksuuksien lisääminen muuttaa vaipparakenteita monessa tapauksessa niin paljon, että rakenteiden toteutustavat ja tuotantotekniikat muuttuvat. Kokemusperäinen tieto uusista rakenteista puuttuu Suunnittelu- ja asennusvirheet kasvavat Uusi rakenne voi olla kosteustekniseltä toiminnaltaan aiempaa huonompi Rakenteiden rakennusfysikaalisen toiminnan kokonaisvaltainen suunnittelu on haastava tehtävä, joka vaatii kokemusta ja laajaa asiantuntemusta. Suuret muutokset yhdistettynä nopeaan toteutusaikatauluun lisäävät kosteusongelmien riskiä entisestään. Puista bisnestä Rakentamisen uudet määräykset ja ohjeet 2010, Ylivieska Juha Vinha 3

4 ESIMERKKI 1, LISÄERISTETTY HIRSISEINÄ? Hirsiseinän kuivuminen hidastuu. Eristeen ulkopinnassa kosteuden tiivistymisriski ja homeen kasvulle otollisia olosuhteita. Ilmavuodot sisältä eristeen taakse estettävä! Sisäpuolinen lämmönvarauskyky menetetään. Puista bisnestä Rakentamisen uudet määräykset ja ohjeet 2010, Ylivieska Juha Vinha 4

5 ESIMERKKI 2, PUURAKENTEINEN RYÖMINTÄTILAINEN ALAPOHJA Kosteusmuodonmuutokset lisääntyvät Hoikan alapaarteen lahoriskin aiheuttamia kantavuusriskejä? Lisääntyviä värähtelyongelmia Ylimääräinen varmuus poistuu tarkemman mitoituksen seurauksena Puista bisnestä Rakentamisen uudet määräykset ja ohjeet 2010, Ylivieska Juha Vinha 5

6 VAIPAN ILMANPITÄVYYS Vaipan ilmanpitävyyden parantamisella on lähes pelkästään positiivisia vaikutuksia 1) Rakennuksen energiankulutus vähenee ilmanvaihdon tapahtuessa LTO:n kautta 2) Kosteuden virtaus vaipparakenteisiin vähenee 3) Vaipparakenteiden sisäpinnat eivät jäähdy ulkoa tulevien ilmavirtausten seurauksena 4) Erilaisten haitallisten aineiden ja mikrobien virtaus sisäilmaan vähenee 5) Rakennuksen käyttäjien kokema vedon tunne vähenee 6) Ilmanvaihdon säätäminen ja tavoiteltujen painesuhteiden säätäminen helpottuu, mutta toisaalta säätöjen tekeminen on vielä aiempaakin tärkeämpää Rakennusten ilmavuotolukujen (n 50 -luku) mittaukset lisääntyvät. Teolliset talotoimittajat voivat siirtyä laadunvalvontamenettelyyn ja hakea jatkossa rakennustyyppikohtaisen ilmavuotoluvun arvon. Puista bisnestä Rakentamisen uudet määräykset ja ohjeet 2010, Ylivieska Juha Vinha 6

7 ILMAVUOTOLUVUN MÄÄRITTÄMINEN PAINEKOKEELLA Rakennuksen ilmatiiviys mitataan painekoemenetelmällä tietokoneohjatulla laitteistolla Kun puhaltimen läpi virtaava ilmavirtaus 50 Pa paineerolla R 50 jaetaan sisätilavuudella V saadaan tiiviyden vertailuluvuksi ilmavuotoluku (n 50 -luku) [1/h] n 50 = R 50 / V Mitä pienempi n 50 -luku sen tiiviimpi talo Puhallin Ilmavirtauksen ja paine-eron mittaus Puista bisnestä Rakentamisen uudet määräykset ja ohjeet 2010, Ylivieska Juha Vinha 7

8 PIENTALOJEN PAINEKOETULOKSIA (keskiarvot TTY:n ja TKK:n mittauksista v ) 16,0 14,0 12,0 Ilmavuotoluku n50 (1/h) 10,0 8,0 6,0 4,0 2,0 1,5 3,2 2,8 1,6 2,6 4,1 7,9 5,8 3,9 0,0 10 kpl 10 kpl 10 kpl 10 kpl 10 kpl 8 kpl 7 kpl 4 kpl 100 kpl Tiilitalot Kevytbetonitalot Kevytsoraharkkotalot Betoniharkkotalot Betonielementtitalot Hirsitalot - tiivimpi saumaeriste Hirsitalot - perinteiset Hirsitalot - lisäeristetyt Puurunkoiset TTY:llä on julkaistu uusi suunnitteluohje asuinrakennusten ilmanpitävyyden parantamiseksi: Aho, H. ja Korpi, M. (toim.) Ilmanpitävien rakenteiden ja liitosten toteutus asuinrakennuksissa. Puista bisnestä Rakentamisen uudet määräykset ja ohjeet 2010, Ylivieska

9 PUURUNKOINEN ULKOSEINÄ Puurunkoisen ulkoseinän rakennusfysikaalinen toiminta muuttuu rakenteen toteutustapojen muuttuessa ja ilmastonmuutoksen seurauksena Kosteuden siirtyminen ulkoa sisäänpäin lisääntyy. Höyrynsulun toiminta eri tilanteissa on tarkistettava. Puurungon ulkopuolelle tulee laittaa hyvin lämpöä eristävä tuulensuoja tai vaakakoolaus. Runkopuun leveyttä ei voida enää kasvattaa. Vähintään 75 % eristeestä tulee kuitenkin olla höyrynsulun ulkopuolella. Jos höyrynsulku laitetaan sisäpintaan, rakenteen ilmatiiviys kärsii sähköasennuksien vaatimien läpivientien vuoksi. Seinärakenteiden toteutuksessa siirryttäneen esim. levyuuma- tai ristikkoratkaisuiden käyttöön tai kaksoisrunkorakenteeseen. Puista bisnestä Rakentamisen uudet määräykset ja ohjeet 2010, Ylivieska

10 TUULETETTU YLÄPOHJA Lämmöneristyksen parantamisen alentaa tuuletustilan lämpötilaa. kosteuden kondensoituminen ja homeen kasvu yläpohjassa lisääntyy yläpohjien vikasietoisuus heikkenee Kosteusvaurioita on havaittu paljon Etelä-Ruotsissa, mutta myös Suomessa. Puista bisnestä Rakentamisen uudet määräykset ja ohjeet 2010, Ylivieska Juha Vinha 10

11 TUULETETTU YLÄPOHJA Tuuletustilan toimintaa voidaan parantaa koneellisen säädettävän ilmanvaihdon avulla. Kun ulkona on kosteampaa kuin tuuletustilassa, ilmanvaihto on pois päältä ja tilanteen ollessa toisin päin ilmanvaihto toimii. Tuuletustilan olosuhteita voidaan parantaa myös tuuletustilan lämmittämisellä, mutta se kuluttaa energiaa. Koneellisen ilmanvaihdon ongelmana on tuuletustilaan syntyvä yli- tai alipaine sisätiloihin nähden. Kummastakin voi olla haittaa rakenteen toiminnalle. Puista bisnestä Rakentamisen uudet määräykset ja ohjeet 2010, Ylivieska Juha Vinha 11

12 RAKENTEIDEN SISÄINEN KONVEKTIO Sisäinen konvektio heikentää avohuokoisilla lämmöneristeillä eristettyjen vaipparakenteiden U-arvoa Eurooppalaiset lämmönjohtavuuden suunnitteluarvot (λ design ) eivät sisällä sisäisen konvektion vaikutusta! Puista bisnestä Rakentamisen uudet määräykset ja ohjeet 2010, Ylivieska Juha Vinha 12

13 RAKENTEIDEN SISÄINEN KONVEKTIO Sisäisen konvektion vaikutus lämmöneristeen teholliseen paksuuteen 2,5 m korkeassa ulkoseinärakenteessa Lämmöneristeen asennus epäideaalinen Lähde: Kokko E., Ojanen T. & Salonvaara M Uudet vaipparakenteet. Energian säästö ja kosteustekniikka. VTT tiedotteita Espoo. Varsinkin ulkoseinissä sisäisen konvektion vaikutus on otettava jatkossa paremmin huomioon (pystysuuntaiset konvektiokatkot, ilmaa pitävämmät eristeet). Puista bisnestä Rakentamisen uudet määräykset ja ohjeet 2010, Ylivieska Juha Vinha 13

14 PUURAKENTEINEN RYÖMINTÄTILAINEN ALAPOHJA Puurakenteinen ryömintätilainen alapohja on jo nyt kosteustekninen riskirakenne. Ryömintätilan kosteusteknisen toiminnan tekee hankalaksi maapohja, joka jäähdyttää ryömintätilaa kesällä ja tuottaa sinne kosteutta. Alapohjan lämmöneristyksen parantaminen alentaa ryömintätilan lämpötilaa entisestään. kosteuden kondensoituminen ja homeen kasvu ryömintätilassa lisääntyy ryömintätilan vikasietoisuus heikkenee Puurakenteinen ryömintätilainen alapohja on kaikkein riskialtein rakenne kosteusvaurioille, jos rakenteen lämmöneristystä lisätään. Puista bisnestä Rakentamisen uudet määräykset ja ohjeet 2010, Ylivieska Juha Vinha 14

15 RYÖMINTÄTILAINEN ALAPOHJA (talvi) Kosteus pyrkii sisäilmasta ryömintätilaan Ryömintätilan suhteellinen kosteus on alhainen ei ongelmia Puista bisnestä Rakentamisen uudet määräykset ja ohjeet 2010, Ylivieska Juha Vinha 15

16 RYÖMINTÄTILAINEN ALAPOHJA (normaali kesä) Ryömintätilassa ankarat, mutta siedettävät olosuhteet Hometta voi syntyä ajoittain Jos maapohja ei ole lämpöeristetty ja tuuletusta ei ole riittävästi, ryömintätilaan syntyy normaaliolosuhteissakin homeen kasvulle otolliset olosuhteet Tällöin kosteus voi siirtyä myös ryömintätilasta sisälle päin ja tiivistyä höyrynsulun ulkopintaan Puista bisnestä Rakentamisen uudet määräykset ja ohjeet 2010, Ylivieska Juha Vinha 16

17 RYÖMINTÄTILAINEN ALAPOHJA (sateinen kesä) Ryömintätilassa homeen kasvulle otolliset olosuhteet Olosuhteita ei voida parantaa millään rakenteellisilla toimenpiteillä Ainoat tavat alentaa suhteellista kosteutta ovat koneellinen kuivatus ja ryömintätilan lämmitys Puista bisnestä Rakentamisen uudet määräykset ja ohjeet 2010, Ylivieska Juha Vinha 17

18 IKKUNAT Lämmöneristyksen parantamisen vaikutukset ikkunan lasiosan toimintaan Kosteuden kondensoituminen lisääntyy ikkunan ulkopintaan, koska ulkopinta jäähtyy (lämpösäteily avaruuteen kirkkaina öinä). Ikkunoiden rikkoutumisriskin on todettu lisääntyvän auringon lämmittävän vaikutuksen lisätessä ulkolasiin kohdistuvaa paineen vaihtelua. Ikkunan lasiosan U-arvoa ei tule enää parantaa (nykyisin tasolla n. 0,6 W/m 2 K). Ikkunan U-arvon parantaminen tapahtuu karmin U-arvoa parantamalla. Esim. puukarmi voidaan korvata polyuretaanitäytteisellä karmilla. Puista bisnestä Rakentamisen uudet määräykset ja ohjeet 2010, Ylivieska Juha Vinha 18

19 ENERGIANKULUTUS ERI IV-JÄRJESTELMILLÄ VARUSTETUISSA PIENTALOISSA Energian ominaiskulutus lattiapinta-alaa kohti luvun alussa tehdyissä puurunkoisissa pientaloissa Energiatehokkuusluokka A (normeerattuna Jyväskylän säätietoihin) Keskimääräiset Ilmanvaihtomäärät koneellisilla IV- järjestelmillä lähes samat. Tuloksissa ei ole otettu huomioon takassa poltettua puuta. Asumistottumuksilla on ratkaiseva merkitys rakennusten energiankulutuksessa! Puista bisnestä Rakentamisen uudet määräykset ja ohjeet 2010, Ylivieska Juha Vinha 19