TIILIVERHOTTUJEN BETONISEINIEN KUIVUMINEN

Transkriptio

1 TIILIVERHOTTUJEN BETONISEINIEN KUIVUMINEN Tilaaja Saint-Gobain Rakennustuotteet Oy / Kimmo Huttunen Laatija A-Insinöörit Suunnittelu Oy / Jarkko Piironen Suoritus 1.10.

2 Laskentatarkastelut 2 Laskentatarkastelut suoritettiin WUFI 2D -ohjelmalla (versio 3.3) Tarkasteluissa sovellettiin TTY:llä kehitettyä vaipparakenteiden analysointimenetelmää (1 Lähtökosteudeksi valittiin 95 % RH ja kuivumisrajoiksi yleisesti käytetyt 90 % RH ja 85 % RH (2 1 Vinha 2011, Yhteenveto Frame-projektin tuloksista (yleisöseminaarin esitys), Tampereen teknillinen yliopisto, Rakennustekniikan laitos. Linkki: (viitattu ) 2 Suomen Betonitieto Oy 2008, Betonirakenteiden päällystämisen ohjeet. Betonikeskus ry.

3 Tutkitut rakenteet ja tarkastelupisteet 3 Laskennassa käytettiin laskentaohjelman (betoni ja PUR), TTY:llä määritettyjä (3 (4 (tiili, eriste- ja tuulensuojavilla) sekä standardin EN ISO 10456:2007 mukaisia materiaaleja (PUR-eristeen pintakalvo) Ilmaraon vaikutus otettiin huomioon 10 1/h ilmanvaihdolla (3 Tuloksissa on esitetty suhteellinen kosteus rakenteen pinnoitettavuuden kannalta kriittisellä syvyydellä (2 (5 ISOVER-rakenteessa 0.2 d syvyydellä (kuivuminen molempiin suuntiin) PUR-rakenteissa 0.4 d syvyydellä (kuivuminen vain sisäänpäin) 2 Suomen Betonitieto Oy 2008, Betonirakenteiden päällystämisen ohjeet. Betonikeskus ry. 3 Mäkitalo 2012, Puurunkoisten ulkoseinien kosteustekninen toimivuus nykyisessä ja tulevaisuuden ilmastossa (diplomityö), Tampereen teknillinen yliopisto, Rakennustekniikan laitos. Linkki: (viitattu ) 4 Ormiskangas 2009, Betonisandwich-elementin kosteustekninen toiminta paksuilla eristeillä (diplomityö), Tampereen teknillinen yliopisto, Rakennustekniikan laitos. 5 Vinha 2011, Betonisandwich-rakenteiden kosteustekninen toiminta (yleisöseminaarin esitys), Tampereen teknillinen yliopisto, Rakennustekniikan laitos. Linkki: (viitattu )

4 Rakenne ISOVER Tiilimuuraus Tuuletusrako ISOVER RKL-31 FACADE ISOVER KL-32 Kantava betoni Rakenne ISOVER Rakenne PUR 1 / PUR 2 Rakenne PUR 1 Tiilimuuraus Tuuletusrako ISOVER RKL-31 FACADE PUR-eriste Kantava betoni 4 Rakenne PUR 2 Sama rakenne kuin PUR 1, mutta PUR-eristeen molemmilla pinnoilla diffuusiotiivis pintakalvo. U-arvot ~ 0.14 W/(m 2 K) d on betonirakenteen paksuus

5 Alkuolosuhteet 5 Rakenteiden alkuolosuhteet valittiin siten, että rakennusaikainen kosteus oli laskennassa mukana. Laskennan alussa rakenteiden lämpötila oli 20 C ja suhteellinen kosteus 95 % RH Laskenta lähti liikkeelle 1.7. (5 eli kuivumisolosuhteet oli suotuisat ensimmäisten kuukausien ajan 5 Vinha 2011, Betonisandwich-rakenteiden kosteustekninen toiminta (yleisöseminaarin esitys), Tampereen teknillinen yliopisto, Rakennustekniikan laitos. Linkki: (viitattu )

6 Ulko-olosuhteet 6 Ulko-olosuhteina käytettiin Vantaan 2007 ulkoilmadataa (6 ja laskennan tarkasteluaika (eli laskennan kesto) oli 5 vuotta Mallinnus tehtiin eteläjulkisivulle, joka on rakenteen kannalta kriittisin viistosaderasituksen ja auringonsäteilyn yhteisvaikutuksen vuoksi (3. Saderasituksen osalta tarkastelukorkeus oli m. 3 Mäkitalo 2012, Puurunkoisten ulkoseinien kosteustekninen toimivuus nykyisessä ja tulevaisuuden ilmastossa (diplomityö), Tampereen teknillinen yliopisto, Rakennustekniikan laitos. Linkki: (viitattu ) 6 Vinha 2011, Kriittisten referenssivuosien valinta (yleisöseminaarin esitys), Tampereen teknillinen yliopisto, Rakennustekniikan laitos. Linkki: (viitattu )

7 Sisäilman lämpötila ( C) Sisäilman kosteuslisä (g/m 3 ) Sisäolosuhteet 7 Sisälämpötilaksi valittiin TTY:n käyttämä 21 C Sisäilman kosteuslisänä käytettiin TTY:n kenttätutkimuksissa määritettyä mitoitusarvoa (7 (4 ( Kuukausi Ulkoilman lämpötila ( C) 4 Ormiskangas 2009, Betonisandwich-elementin kosteustekninen toiminta paksuilla eristeillä (diplomityö), Tampereen teknillinen yliopisto, Rakennustekniikan laitos. 5 Vinha 2011, Betonisandwich-rakenteiden kosteustekninen toiminta (yleisöseminaarin esitys), Tampereen teknillinen yliopisto, Rakennustekniikan laitos. Linkki: (viitattu ) 7 Vinha et al Asuinrakennusten ilmanpitävyys, sisäilmasto ja energiatalous. Tampereen teknillinen yliopisto, Rakennustekniikan laitos, Tutkimusraportti 140. Linkki: (viitattu )

8 Suhteellinen kosteus (% RH) Tulokset ISOVER vs PUR % RH 85 % RH 80 PUR 1 / 0.4 d syvyys 70 ISOVER / 0.2 d syvyys Aika vuosina

9 Suhteellinen kosteus (% RH) Tulokset ISOVER vs PUR % RH 85 % RH 80 PUR 2 / 0.4 d syvyys 70 ISOVER / 0.2 d syvyys Aika vuosina

10 Suhteellinen kosteus (% RH) Tulokset PUR 1 vs PUR % RH 85 % RH 80 PUR 2 / 0.4 d syvyys 70 PUR 1 / 0.4 d syvyys Aika vuosina

11 Suhteellinen kosteus (% RH) Tulokset kaikki rakenteet % RH 85 % RH 80 PUR 2 / 0.4 d syvyys 70 PUR 1 / 0.4 d syvyys ISOVER / 0.2 d syvyys Aika vuosina

12 Suhteellinen kosteus (% RH) Testimallinnus; T sisä = 21 C, μ betoni = 180 ja RH alku = 95 % RH % RH % RH Muissa tarkasteluissa T sisä = 21 C μ betoni = 130 RH alku = 95 % RH PUR 2 / 0.4 d syvyys ISOVER / 0.2 d syvyys Aika vuosina

13 Rakenteiden kuivumisajat 13 Tarkastelupisteiden (0.2 d / 0.4 d) suhteellinen kosteus, kun sisälämpötila = 21 C, alkukosteus = 95 % RH ja μ betoni = 130 Kuivuminen alkaa Rakenne RH 90% Kuivumisaika (vrk) RH 85% Kuivumisaika (vrk) ISOVER / 0.2 d PUR 1 / 0.4 d PUR 2 / 0.4 d % + 76 vrk vrk vrk Vertailu RH 90% Kuivumisaika (vrk) RH 85% Kuivumisaika (vrk) PUR 1 vs ISOVER PUR 2 vs ISOVER PUR 2 vs PUR Kuivumisraja 90 % RH ISOVER vs PUR ero noin 4½ 6 kk Kuivumisraja 85 % RH ISOVER vs PUR ero noin 8 15 kk

14 Yhteenveto 14 ISOVER-rakenteilla kuivumisajaksi riittää noin 3 kk, kun kuivumisrajaksi asetetaan 90 % RH ISOVER-rakenteen kuivumisaika on lyhyempi kuin PUR-rakenteilla Ero on noin 4½ 6 kk tarkastellessa kosteuspitoisuutta pinnoitettavuuden kannalta kriittisellä syvyydellä ja kuivumisrajan ollessa 90 % RH Ero on huomattavasti suurempi, jos kuivumisrajaksi asetetaan 85 % RH PUR-eristeen diffuusiotiiviit pintakalvot hidastavat rakenteen kuivumista merkittävästi. Pintakalvojen vuoksi kuivumisaika pidentyy noin 1½ kk, kun kuivumisraja on 90% RH. Tiiviimmän erikoisbetonin käyttö ja korkeampi alkukosteus pidentää kuivumisaikoja ja kasvattaa kuivumisaikaeroja ISOVER- ja PURrakenteiden välillä Kuivumisajat vastaavat aiemmissa tutkimuksissa saatuja tuloksia (5 5 Vinha 2011, Betonisandwich-rakenteiden kosteustekninen toiminta (yleisöseminaarin esitys), Tampereen teknillinen yliopisto, Rakennustekniikan laitos. Linkki: (viitattu )

15 Muutosten vaikutukset kuivumiseen 15 U-arvo vaikuttaa osaltaan rakenteiden kuivumiskykyyn (5 ISOVER-rakenteella eristepaksuuden vaikutus on hyvin pieni PUR 1 -rakenteella eristepaksuuden kasvattaminen lisää eristeen vesihöyrynvastusta, mikä pidentää rakenteen kuivumisaikaa PUR 2 -rakenteella eristepaksuuden vaikutus on hyvin pieni, koska eristeen pintakalvot muodostavat suuren vesihöyrynvastuksen ja vaikuttavat oleellisesti rakenteen kuivumiskykyyn Laskennassa otettiin huomioon myös tiilijulkisivulle kohdistuva viistosade ja auringonsäteily, mitkä ovat ajoittain hidastaneet ISOVER-rakenteen kuivumista ulospäin (3 PUR-rakenteilla tuuletusraon ulkopuolisen julkisivumateriaalin vaihtamisella ei ole vaikutusta kuivumisaikaan, mutta ISOVER-rakenteilla tiiltä paremmin sadetta pidättävä julkisivu (esim. levyrappaus) nopeuttaa kuivumista 3 Mäkitalo 2012, Puurunkoisten ulkoseinien kosteustekninen toimivuus nykyisessä ja tulevaisuuden ilmastossa (diplomityö), Tampereen teknillinen yliopisto, Rakennustekniikan laitos. Linkki: (viitattu ) 5 Vinha 2011, Betonisandwich-rakenteiden kosteustekninen toiminta (yleisöseminaarin esitys), Tampereen teknillinen yliopisto, Rakennustekniikan laitos. Linkki: (viitattu )

16 Johtopäätökset 16 PUR-rakenteiden pitkät kuivumisajat tulisi ottaa huomioon rakennusten suunnittelussa ja toteutuksessa Rakenteiden kuivuminen hidastuu talvea kohden ja pitkien kuivumisaikojen vuoksi erityisesti PUR-rakenteet on suositeltavaa asentaa keväällä tai viimeistään alkukesästä Kuivumisnopeuteen vaikuttaa oleellisesti myös rakentamisen aikaiset sisäolosuhteet. Kuivumista voidaan tehostaa esimerkiksi lämmityksellä tai ilmankuivaimilla Pinnoitettavuuskosteuden määrityssyvyys riippuu siitä, kuivaako betonirakenne yhteen vai kahteen suuntaan ISOVER-rakenteilla määrityssyvyys on 0.2 d PUR- ja muilla solumuovirakenteilla määrityssyvyys on 0.4 d