Ovikehikko ja kangas Puhallin ja ilmamäärämittaus Ulkoilman paine-eroletku Ohjausyksikkö ja paine-eromittaus Puhaltimen kuristusrenkaat RAKENNUSTEN Virtalähde Puhaltimen kotelo RAKENNUSTEN TIIVIYSMITTAUS 1
Miksi mitataan rakennuksen tiiviys? Tiiviysmittauksen tulevaisuus Tullaan käyttämään jatkossa 100% uudistuotannon laadunvalvonnassa Joko kohdekohtaisena mittauksena tai ilmoitusmenettelynä. Lämpökuvaus ja tiiviysmittaus yhdistyy yhtä aikaa tehtäväksi laadunvalvontamittaukseksi. + 2
Rakennuksen ilmavuotoluku! Ilmanpitävyyden mittaaminen Rakennuksen tai sen osien tiiviyttä mitataan Suomessa ns. paineeromenetelmällä, jossa tutkittavaan tilaan aiheutetaan 50 Pa:n paine ulkoilmaan nähden. Paine-ero saadaan aikaan puhaltimella. Puhallin asennetaan ulko-oven tai ikkunan tuuletusluukun paikalle. Vuotokäyrä ajetaan 5-10 Pa:n välein 0-55 Pa välillä. Paine-eron ylläpitämiseksi tarvittava ilmamäärä mitataan. Tämä ilmamäärä jaettuna tutkittavan tilan ilmatilavuudella antaa tulokseksi ns. ilmavuotoluvun n50, ja vastaavasti ilmamäärä jaettuna vaipan alalla saadaan ilmavuotoluku q50. Rakennuksen ilmanpitävyyden mittaaminen painekoemenetelmällä on esitetty standardissa SFS EN 13829. Suomessa on otettu käyttöön menetelmä B, jossa ilmanvaihtokanavat ja muut kuten hormit tukitaan ennen koetta. 3
MITÄ ON TIIVIYSMITTAUS? Ilmatiiviys mitataan painekoemenetelmällä. Kun puhaltimen läpi virtaava ilmavirtaus 50 Pa paine-erolla Q 50 jaetaan sisätilavuudella V saadaan tiiviyden vertailuluvuksi ns. n 50 -luku [1/h] n 50 = Q 50 / V Menetelmäohje: SFS-EN 13829 Puhallin Ilmavirtauksen ja paine-eron mittaus 4
MITÄ ON TIIVIYSMITTAUS? Tiiviysmittauksen yksikkönä 1.7.2012 eteenpäin käytetään q 50 -lukua. Joka kertoo kuinka paljon ulkovaippa neliötä kohden vuotaa tunnin aikana 50Pa paine-erolla vaipan vuotokohtien kautta. q 50 = vuotoilmamäärä / rakennuksen vaipan ala 5
TIIVIYSVAATIMUKSET Rakennusvaipan ilmavuotoluku q50 saa olla enintään 4 [m 3 /(h m 2 )]. Tasauslaskelmassa ilmanpitävyyden vertailuarvo on q50 2 [m 3 /(h m 2 )]. Ohjeellinen suositus ilmanpitävyydelle on q50 alle 1 [m 3 /(h m 2 )]. 6
TIIVIYSVAATIMUKSET Jos käytetään pienempää ilmanpitävyyden laskenta-arvoa kuin q50 4 [m 3 /(h m 2 )]. Tulee ilmanpitävyys osoittaa mittaamalla tai muulla menettelyllä. Muu menettely = ilmoitusmenettely 7
Uusi esitys TIIVIYSMITTAUSLUOKITUKSEKSI Q 50 -luku 0,6 0,7-1,0 Huomaa luokat ja luvut samat kuin n50-luvussa 1,1-1,5 1,6-2,0 2,1-3,0 3,1-4,0 4,1 8
MITTAUKSEN RAJAUS Lähtökohta: Mitkä tilat otetaan mittaukseen mukaan: 1. Ulkovaipan rajaamat tilat, 2. Kaikki rakennuksen lämpimät ja pääkäyttötarkoituksen mukaiset tilat, 3. Ilmanvaihtoteknisesti samaa osastoa olevat tilat. 9
Säädinyksikkö Paineanturi MITTAUKSEN RAJAUS!! 1. RIVITALOT A. Mitataan kaikkien yksittäisten asuntojen tiiviys samoin menetelmin kuin pientaloissakin ja lasketaan tuloksista keskiarvo = rakennuksen ilmavuotoluku B. Valitaan kohteesta vähintään 20% asuntoja (sellaiset asunnot joissa on eniten ulkovaippaa) ja mitataan asuntojen tiiviys samoin menetelmin kuin pientaloissakin ja lasketaan tuloksista keskiarvo = rakennuksen ilmavuotoluku. 10
Säädinyksikkö Paineanturi MITTAUKSEN RAJAUS!! 2. Kerrostalot A. Mitataan koko talon tiiviys esim. porrashuonemittauksena = rakennuksen ilmavuotoluku B. Valitaan kohteesta vähintään 20% asuntoja (sellaiset asunnot joissa on eniten ulkovaippaa) ja mitataan asuntojen tiiviys samoin menetelmin kuin pientaloissakin ja lasketaan tuloksista keskiarvo = rakennuksen ilmavuotoluku. 11
TIIVIYSMITTAUSOHJEET Käytetään soveltavin osin EN standardin menetelmää B. Menetelmä B tarkoittaa ilmavuotoaukkojen tiivistämistä. Tiivistämismenetelmät: Ilmanvaihtokanavat tiivistetään ensisijaisesti palloilla ja vähintään teippaamalla. Hormit tiivistetään teippaamalla. Vesilukot täytetään vedellä. 12
TIIVIYSMITTAUSOHJEET Tarvittava kalusto: lämpömittari (SFS-EN 13829 2000, tarkkuus oltava ± 1K) ovikehikko + lakana puhallin ja ohjainyksikkö tietokone + jalusta painemittausyksikkö (samaan sarjaan puhaltimen ohjainyksikön kanssa, SFS- EN 13829 2000, pystyttävä mittaamaan ± 2 Pa:n paine-eroja 0 60 Pa paineissa) Tikkaat + muovia kumipalloja + pumppu + teippi laseretäisyysmittari Ohjelma tietokoneessa Tuulen nopeuden mittaus Lämpökamera Merkkisavu 13
TIIVIYSMITTAUSOHJEET 1. Rakennuksessa sijoitetaan yhteen ovi- tai ikkunaaukkoon puhallin käyttäen esimerkiksi valmista kehikkoa ja tiivistyskangasta. 2. Rakennuksen kaikki tarkoituksenmukaiset aukot suljetaan ja tiivistetään käyttäen esimerkiksi teippiä. Viemäreiden osalta on varmistuttava siitä, että vesilukoissa on vettä. Kokeen aikana asunnon väliovet pidetään auki, jotta ilma pääsee kulkemaan esteettä rakennuksen sisällä. 3. Ulko- ja sisäilman välille luodaan paine-ero puhaltimella joko puhaltamalla ilmaa rakennuksen sisältä ulos tai imemällä ilmaa ulkoa sisälle rakennukseen. 14
TIIVIYSMITTAUSOHJEET 4. Puhallussarjaa ennen ja jälkeen suoritetaan ns. nolla- paine- eron mittaus, jossa puhallinaukko on peitettynä. Eurooppalaisen standardin SFS-EN 13829 (2000) mukaan kokeen tulosta ei tule hyväksyä, mikäli nolla- paineerojen keskimääräinen arvo on yli 5 Pa. 5. Tietyn, tasaisen paine- eron saavuttamiseksi tarvittava puhaltimen läpäisemä ilmavirtaus mitataan. Ilmavirtaus tulee mitata vähintään viidellä tasaisin välein olevalla paine-erolla siten, että suurin paine- ero on vähintään 50 Pa. (SFS-EN 13829 2000). 15
TIIVIYSMITTAUSOHJEET Korjatut ilmavirtaukset syötetään ohjelmaan, ja tietokone piirtää mitattujen pisteiden kautta käyrän. Tätä käyrää kutsutaan rakennuksen vuotokäyräksi (building leakage curve). Ilmavuotojen mallintaminen tietyssä paine-erossa V pr perustuu kaavaan V pr = C L ( p r ) n V pr = ilmavirtaus tietyllä paine-erolla [m³/h] C L = ilmavuotokerroin [m³/(h Pa n )] p r = tietty paine-ero rakennuksen sisä- ja ulkopuolella [Pa] n = virtauksesta johtuva eksponentti, joka yleensä vaihtelee 0,5 ja 1,0 välissä. Tätä voidaan kutsua myös ilmavuotokäyrän kaltevuussuhteeksi. Näillä matemaattisilla laskentaparametreilla lasketaan, mikä ilmamäärä on, kun ilmavuotokäyrä leikkaa 50 Pa:n paine-eron. Tästä saadaan vuotoilmavirta 50 Pa:n paine-erossa. Ohjelma laskee mittaussarjasta vuotokäyrän, jossa saadaan myös korrelaatiokerroin prosentteina. Tämä on vastaavuussuhde sille, kuinka hyvin mittauspisteet osuvat laskennalliselle ilmavuotokäyrälle. Ohjelmat luovat ilmavuotokäyrästä kuvaajan, jossa paine-ero asteikko (x-akseli) ja/tai ilmamäärä asteikko (y-akseli) ovat logaritmiset. 16
TIIVIYSMITTAUSOHJEET 6. Kun mittaukset on suoritettu kaikissa paine-eroissa ja tulokset saatu, mallintaa tietokone tämän tiedon rakennuksen ilmanvuotokäyräksi. Mikäli mittaus suoritetaan ali- ja ylipaineisena piirretään molemmista mittauksista omat käyränsä ja saaduista käyristä otetaan keskiarvo, joka on laskuissa käytettävä arvo. 17
MITTALAITTEET 18
MITTALAITTEET Merkki Valmistusmaa Käyttöalue m 3 /h (50Pa) min/max Retrotec malli 200 USA 6 800 Retrotec malli 1000 USA 8 9514 Retrotec malli 3000 USA 8 13592 Minneapolis USA 19 7200 Wöhler SAKSA 50 3000 Swema RUOTSI? 1120 19
Ilmavuotojen paikantaminen Paine-ero katonrajassa 0 Pa Paine-ero katonrajassa -50 Pa Mittausalue min 29,3 C Mittausalue min 16,0 C 20
VUOTOJEN PAIKANTAMINEN MENETELMÄT KÄYTTÖKELPOISIMMASTA PÄÄSTÄ: 1. Lämpökamera Vaihe I Vaipan kuvaus ylipaineisena tai paine-ero 0pa. (Ilman ylipaineistamista ongelmana on savupiippuvaikutus jolloin lattianrajat ovat alipaineisena ja katonrajat ylipaineisena) Kuvauksessa kartoitetaan lämpövuodot (eristeviat, kosteusvauriot ja kylmäsillat) Huom! Tämä vaihe vaatii erillisen ohjeistamisen tilojen ylläpitäjälle että ilmanvaihto katkaistaan edellisenä päivänä. Vaihe II Vaipan sisäpuolinen kuvaus tiiviysmittauksen jälkeen, siten että alipainepuhallin jätetään päälle. Alipainetta 1 kerroksessa vähintään 10Pa / asuinkerros. 21
MENETELMÄT KÄYTTÖKELPOISIMMASTA PÄÄSTÄ: 2. Merkkisavu VUOTOJEN PAIKANTAMINEN Tiiviysmittauksen jälkeen jätetään alipainepuhallin päälle. Alipainetta 1 kerroksessa vähintään 10Pa / asuinkerros. Kartoitetaan merkkisavuampulleita käyttäen ilmavuotokohtia lattian ja seinän vierustat katon ja seinän rajakohdat pistorasiat ulkoseinillä valaisimen ympäristöt Ikkunat ja ovet liittymineen 22
MENETELMÄT KÄYTTÖKELPOISIMMASTA PÄÄSTÄ: 3. Ilmavirtausmittaus VUOTOJEN PAIKANTAMINEN Tiiviysmittauksen jälkeen jätetään alipainepuhallin päälle. Alipainetta 1 kerroksessa vähintään 10Pa / asuinkerros. Kartoitetaan suuntariippumattomalla ilmavirtausanturilla ilmavuotokohtia lattian ja seinän vierustat katon ja seinän rajakohdat pistorasiat ulkoseinillä valaisimen ympäristöt Ikkunat ja ovet liittymineen 23
VUOTOJEN PAIKANTAMINEN MENETELMIEN YHTEISKÄYTTÖ: 1. LÄMPÖKUVAUS Lämpökuvaukselle kuvataan ulkovaippa kokonaisuudessaan. 2. MERKKISAVU Merkkisavulla kartoitetaan huoneiston keskellä olevan alapohjan ja väliseinissä olevien pistorasioiden vuodot. 3. ILMAVIRTAUSMITTAUS Ilmavirtausanturilla voidaan mitata joidenkin kohtien ilmavirran voimakkuutta verraten niitä keskenään. 4. MERKKIAINEMITTAUS 24
Kuinka paljon talon ilmavuotojen kautta kuluu energiaa? Rakenteiden epätiiviyksien kautta sisään ja ulos virtaavan vuotoilman lämmityksen tarvitsema energia Qvuotoilma lasketaan kaavalla (4.5) D3 2012. Qvuotoilma = Hvuotoilma (Ts - Tu) t /1000 Qvuotoilma vuotoilman lämmityksen tarvitsema energia, kwh Hvuotoilma vuotoilman ominaislämpöhäviö, W/K Ts sisäilman lämpötila, ºC Tu ulkoilman lämpötila, ºC t ajanjakson pituus, h 1000 kerroin, jolla suoritetaan laatumuunnos kilowattitunneiksi. 25
Kuinka paljon talon ilmavuotojen kautta kuluu energiaa? Vuotoilman ominaislämpöhäviö Hvuotoilma lasketaan kaavalla (4.6). D3 2012. Hvuotoilma = ρi cpi qv, vuotoilma Hvuotoilma vuotoilman ominaislämpöhäviö, W/K ρi ilman tiheys, 1,2 kg/m³ Cpi ilman ominaislämpökapasiteetti, 1000 Ws/(kgK) qv, vuotoilma vuotoilmavirta, m³/s 26
Kuinka paljon talon ilmavuotojen kautta kuluu energiaa? q v,vuotoilma (m 3 /s) = (q 50 / 3600*X)*A vaippa X = kerroin : 1-kerroksinen 35, 2-kerroksinen 24, 3-4 kerroksinen 20, 5 ja sitä korkeammille 15. 27
Kuinka paljon talon ilmavuotojen kautta kuluu energiaa? kwh/vuosi 70000 60000 X-kerroin = 24 Astepäiväluku = 5000 50000 40000 30000 q50 = 1 q50 = 2 q50 = 3 q50 = 4 20000 10000 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000 10000 Vaipan-ala m2 28
ENERGIANKULUTUS JAKAUMA 29
ILMATIIVIYS RAKENNUKSISSA 400 Tutkittavien kohteiden lukumäärä (kpl) 350 335 300 250 200 150 100 50 110 53 59 48 35 0 30
ILMATIIVIYS RAKENNUKSISSA 18 16 Ilmavuotolukujen keskiarvo ja vaihteluväli 14 12 10 8 6 4 2 1,8 1,9 1,6 1,5 1,7 1,3 0,5 1,2 1,7 1,7 0,7 2,0 0 31
ILMATIIVIYS RAKENNUKSISSA 16 Omakotitalojen n50 ja q50-luvut ja niiden 14 12 10 8 7,0 9,0 8,0 8,5 6 4 2 1,6 1,3 2,5 3,0 1,1 0,9 1,4 1,4 0 32
ILMATIIVIYS RAKENNUKSISSA 18 Pientalojen ilmavuotoluvut eri rakennusmateriaalien mukaan 16 14 12 10 8 6,7 6 4,7 4 2,7 3,1 2 1,5 1,2 1,2 0,7 0,9 1,3 0 33
ILMATIIVIYS RAKENNUKSISSA 2 1,8 n50 ja q50 lukujen suhde eri rakennustyypeissä 1,6 1,4 1,3 1,2 1,1 1,1 1 0,9 0,8 0,8 0,6 0,4 0,4 0,2 0 Omakotitalot Rivi-ja paritalot Kerrostalohuoneistot Kerrostalot Muut kohteet<4000 Muut kohteet>4000 34
ILMATIIVIYS RAKENNUKSISSA 8 Kerrostalohuoneistot n50 ja q50 7 n50 6 5 q50 n50 q50 4 3 2 1 0 100 200 300 Vaipan ala m2 400 35
ILMATIIVIYS RAKENNUKSISSA 2,5 Asuinkerrostalot n50 ja q50 n50 2 q50 n50 q50 1,5 1 0,5 Vaipan ala m2 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 36
ILMATIIVIYS RAKENNUKSISSA 5,0 Kohteet < 4000m3 n50 4,0 q50 n50 3,0 q50 2,0 1,0 0,0 Vaipan ala m2 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 37
ILMATIIVIYS RAKENNUKSISSA 4,0 Kohteet > 4000m3 n50 q50 3,0 n50 q50 2,0 1,0 0,0 Vaipan ala m2 0 5000 10000 15000 20000 25000 38
Miksi rakennusfysiikan osaaminen on tärkeää rakentamisessa? Asumistottumukset ovat muuttuneet aiheuttaen lisääntyvän kosteuskuormituksen sisällä. Ilmastonmuutos. Rakentamisessa käytetään paljon uusi ja erilaisia materiaaleja ja rakennustekniikoita. Energiatehokkuusvaatimukset ovat kasvaneet merkittävästi. Ihmiset ovat herkistyneet erilaisille epäpuhtauksille. 39
+ 10 Pa -10 Pa -10 C RH 90% 2 g/m3 +20 C RH 50% 9 g/m3 40
TYÖMAAMITTAUKSIA KOSTEUS Betonin kosteus = pinnoitettavuuden arviointi Porareikämittaus Näytepalamittaus Ilman kosteus = Rakenteiden kuivuminen / materiaalien säilyminen ILMAVIRTAUKSET / KONVEKTIO Ilmanvaihtomittaukset = ilmanvaihdon säätö Ilmavirtausmittarit Paine-eromittarit Tiiviysmittaus = ulkovaipan ilmanpitävyyden arviointi Tiiviysmittauslaitteisto LÄMPÖ Betonin lämpötilan seuranta = jäätymisen estäminen, lujuuden arviointi Lämpötilaloggerit Lämpökuvaus = ulkovaipan lämpöteknisen toiminnan arviointi Lämpökamera ja paine-eromittaus + olosuhdemittaukset 41
Miksi tehdä pullotaloja? a. Rakennuksen vaipparakenteiden kosteusteknisen toiminnan varmistaminen. Siirryttäessä entistä paremmin eristäviin vaipparakenteisiin tulee hallitsemattoman vuotoilman kulkeutuminen rakenteen sisään estää, jotta vältytään rakenteiden kosteus, ja homevaurioriskeiltä. 42
Miksi tehdä pullotaloja? b. Hyvän asumisviihtyvyyden saavuttaminen. Kylmän ulkoilman virtaaminen sisätiloihin aiheuttaa vedon tunnetta ja pahimmilleen lisää terveyshaittariskejä. Vaipan hyvä ilmanpitävyys parantaa sisäilman laatua, koska vedontunne vähenee ja mahdollisten homeiden, epäpuhtauksien ja haitallisten aineiden kulkeutuminen vaipparakenteista ja maaperästä sisäilmaan vähenee. 22,5 C 20 Min: -11,4 C 13,4 C 10 0-10 -15,9 C 43
Miksi tehdä pullotaloja? c. Energiakulutuksen pienentäminen. Hallitsemattomalla vuotoilmalla on suuri vaikutus rakennuksen kokonaisenergiankulutukseen. Esimerkiksi pientaloissa laskennallinen kokonaisenergiankulutuksen lisäys on keskimäärin 4 % jokaista n50- luvun kokonaisyksikön lisäystä kohti. Vuotoilman tarvitseman energian osuus suhteessa kasvaa siirryttäessä matalaenergiarakentamisen suuntaan. RakMk D5 Kohta 4.2 Mikäli rakennuksen vaipan ilmanvuotoluku n50 on tunnettu, voidaan vuotoilmakertoimena käyttää lämmitysenergian tarpeen laskennassa kaavalla laskettua arvoa. nvuotoilma = n50 / 25 Ilmanvaihtokerroin n50-luku keskimäärin 10 0,4 Vanhat keskim. 4 0,16 RakMk 2010 2 0,08 Hyvä taso 1 0,04 Passiivitalo 0,6 0,024 44