RAKENNUSTEN ILMANPITÄVYYS

RAKENNUSTEN ILMANPITÄVYYS tutkimustuloksia suunnitteluohjeet laadunvarmistuksessa Julkisivuyhdistyksen syyskokousseminaari Julkisivut ja energiatehokkuus 25.11.2008 Tampereen teknillinen yliopisto, Rakennustekniikan laitos Rakennustekniikan laitos

2 ILMANPITÄVYYDEN AJANKOHTAISUUS Rakentamista ja rakennusten energiatehokkuutta koskevassa lainsäädännössä muutoksia v. 2008 alusta Kokonaislämpöhäviöiden tasaukseen voidaan ottaa mukaan vaipan ilmanpitävyys. Ilmanpitävyydelle on annettu perusarvo 4 1/h Mikäli voidaan osoittaa, että rakennuksella on parempi ilmanpitävyys, voidaan pienempää arvoa käyttää rakennuksen energiatehokkuuden ja lämpöhäviön laskennassa. Tekeillä menetelmä, jolla talovalmistajat voivat todistaa talotyyppien ilmanpitävyyden

3 ILMANPITÄVYYDEN TUTKIMUKSIA Tampereen teknillisen yliopiston Rakennustekniikan laitos ja Teknillisen korkeakoulun LVI- tekniikan laboratorio ovat viimeisen kuuden vuoden aikana tutkineet uudehkojen suomalaisten pientalojen ja kerrostaloasuntojen ilmanpitävyyttä Kosteusvarma terve pientalo tutkimushanke (2002-2004) Asuinrakennusten ilmanpitävyys, sisäilmasto ja energiatalous tutkimushanke (2005-2008) 100 puurunkoista pientaloa 20 hirsitaloa 50 kivitaloa ja 59 kerrostaloasuntoa

4 PIENTALOJEN PAINEKOETULOKSET n 50 -luku 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 6,0 3,9 0,0 10 kpl 10 kpl 10 kpl 10 kpl 10 kpl 20 kpl 100 kpl Tiilitalot Kevytbetonitalot Kevytsoraharkkotalot Betoniharkkotalot Betonielementtitalot Hirsitalot Puurunkoiset

5 KERROSTALOASUNTOJEN n 50 -luku Betonielementtitalot asuntojen keskiarvo 1,6 1/h Betonielementtitalot (paikalla valettu välipohja) asuntojen keskiarvo 0,7 1/h Puukerrostalot asuntojen keskiarvo 2,6 1/h 25 20 Betoni - paikalla valettu vp Betoni - elementit Puutalot Talojen lukumäärä 15 10 5 0 0-1 1-2 2-3 3-4 4-5 5-6 Ilmavuotoluku n 50 [1/h]

6 ILMAVUOTOJEN JAKAUMA Pientalot Prosenttiosuus, % 100 80 60 40 20 0 8 3 6 2 Ilmasulun läpiviennit sähköasennukset Ulkoseinä ja alapohja liittymä Pientalot 37 12 11 8 Ulkoseinä ja välipohja liittymä Kerrostalot Ulkoseinä ja yläpohja liittymä 5 4 Ulkoseinä ja ulkoseinä liittymä 31 Ovet ja ikkunat 72 3 puutaloa 3 hirsitaloa 3 kevytbetonitaloa 3 kevytsoraharkkotaloa 3 tiilitaloa 3 betoniharkkotaloa 3 betonielementtitaloa Kerrostaloasunnot: 3 betonielementtitalossa 3 betonitalossa (paikalla valettu välipohja) 9 puukerrostalossa

7 VUOTOILMANVAIHTUVUUS n 50 -luku on hyvä vertailuarvo talojen ilmanpitävyydelle, mutta ei kuvaa todellista vuotoilmanvaihtuvuutta riippuu ilmanpitävyyden lisäksi sisä- ja ulkopuolen välisistä paine-eroista, jotka aiheutuvat tuulesta, sisä- ja ulkoilman välisestä lämpötilaerosta ja ilmanvaihdon tasapainotuksesta. Tutkimusprojektissa tehty vuotoilmanvaihdon mallintamista IDA-ICE-ohjelmalla Tutkimuksessa mallin validoinnissa käytetty mittauskohdetta, josta tutkittu n 50 - luku, ilmanvaihtokerroin, ilmavuotokohdat ja painesuhteita

ERI TEKIJÖIDEN VAIKUTUS 2- KERROKSISEN PIENTALON TILOJEN JA ILMANVAIHDON LÄMMITYSENERGIANKULUTUKSEEN 8 kwh/m,a kwh/m,a 220 200 180 160 140 120 100 170 160 150 140 130 120 110 100 90 80 80 Sodankylä (IV) Jyväskylä (III) Helsinki (I) 0 2 4 6 8 10 n 50,1/h YP/AP-vetoinen Tyypillinen YP-vetoinen AP-vetoinen 0 2 4 6 8 10 n 50, 1/h kwh/m,a kwh/m,a 200 180 160 140 120 100 80 150 140 130 120 110 100 90 80 Suojaton Maaseutu Suojainen Ei tuulta 0 2 4 6 8 10 n 50, 1/h Tulo/poisto = 0.85 Tulo/poisto = 1 Tulo/poisto = 1.15 0 2 4 6 8 10 n 50,1/h

9 ENERGIANKULUTUS Vuotoilmanvaihto aiheuttaa 15 30 % tyypillisen (n 50 =3,9 1/h) 2-kerroksisen pientalon tilojen ja ilmanvaihdon lämmitysenergiankulutuksesta. Yhden yksikön nousu ilmavuotoluvussa n 50 kasvattaa 2-kerroksisen pientalon tilojen ja ilmanvaihdon lämmitysenergian kulutusta 7%. Energian kokonaiskulutuksessa vastaava nousu on 4%.

10 YHTEENVETONA MITTAUKSISTA Kaikilla talotyypeillä, rakentamistavoilla ja rakennevaihtoehdoilla on päästy hyvään ilmanpitävyyteen Tyypilliset viivamaiset ilmavuodot (60% vuodoista) viittaavat puutteelliseen rakennustekniikkaan, mutta ovat korjattavissa liitoksia ja työnsuoritusta kehittämällä. Jotta ilmanpitäviä taloja tehtäisiin, on tärkeää että: halutaan tehdä ilmanpitäviä taloja on hyvät ja selkeästi toteutettavissa olevat ohjeet valvonta on kohdallaan

11 SUUNNITTELUOHJEIDEN LAADINTA TTY:llä koottu ja laadittu ilmanpitävien detaljien suunnitteluohjeita pian julkaistavaksi tutkimusraportiksi Tarkoitus olla apuväline ilmanpitävyyden kohdekohtaiseen suunnitteluun Ohjeita laadittu keskeisimmistä ilmavuotokohdista Kaikista rakenteista ei ole piirretty esimerkkikuvia, tarkoitettu sovellettavaksi Kaikki liitokset koskevat asuinrakennuksia ja suurin osa esimerkkikuvista on piirretty koskemaan pientaloja Ohjeiden laadinnassa kiinnitetty huomiota myös rakenneratkaisujen toteutukseen

12 ILMANPITÄVIEN (JULKISIVU)RAKENTEIDEN TOTEUTUKSEN PERUSPERIAATTEET Jollei rakenne itsessään ole ilmanpitävä, tulee siinä olla erillinen ilmansulkukerros Kerroksellisessa rakenteessa usein ilmansulkukalvo tai levy Harkkorakenteissa ilmansulkukerroksena toimii usein pintakäsittely (tulee huolehtia tasoitteen jatkuvuudesta myös piilopaikoissa) Elementtirakenteiden liitokset suunniteltava huolellisesti ilmanpitävyyden kannalta Puurakenteissa elementtien liikkeet minimoitava Betonielementeissä saumat tehdään juotosvaluilla tai joustavien elastisten saumojen avulla, betonielementin riittävä raudoitus estää halkeilun Hirsirakenteissa hirren profiili, saumaeriste ja nurkkaprofiili suunniteltava ilmanpitävyyden kannalta. Hirren painuminen otettava huomioon.

13 ILMANPITÄVIEN (JULKISIVU)RAKENTEIDEN TOTEUTUKSEN PERUSPERIAATTEET Mittaustulosten perusteella rakennusosien liittyminen toisiinsa ja läpivientien tiivistäminen on oleellista hyvän kokonaistiiviyden kannalta Alapohja Ulkoseinä Yläpohja Ulkoseinä Välipohja Ulkoseinä Ikkuna ja oviliitokset Läpiviennit (putkiläpiviennit, hormit)

14 ESIMERKKEJÄ RAKENNEDETALJEISTA alapohja - ulkoseinä

15 ESIMERKKEJÄ RAKENNEDETALJEISTA alapohja - ulkoseinä

16 ESIMERKKEJÄ RAKENNEDETALJEISTA yläpohja - ulkoseinä

17 ESIMERKKEJÄ RAKENNEDETALJEISTA yläpohja - ulkoseinä

18 ESIMERKKEJÄ RAKENNEDETALJEISTA yläpohja - ulkoseinä

19 ESIMERKKEJÄ RAKENNEDETALJEISTA välipohja - ulkoseinä

20 ESIMERKKEJÄ RAKENNEDETALJEISTA ikkuna ja oviliitokset

21 ESIMERKKEJÄ RAKENNEDETALJEISTA sauna puurunkoisessa talossa

22 KIRJALLISUUTTA Tutkimusprojektista julkaistaan 2 kirjaa: Ilmanpitävien rakenteiden ja liitosten toteutus asuinrakennuksissa, Tutkimusraportti 141, toim. Aho, H. & Korpi, M. 2008. TTY/Rakennustekniikan laitos Asuinrakennusten ilmanpitävyys, sisäilmasto ja energiatalous, Tutkimusraportti 140, Vinha J. et al. 2009. TTY/Rakennustekniikan laitos