ENERGIAA SÄÄSTÄVIEN JULKISIVUKORJAUSTEN KOSTEUSTEKNINEN TOIMINTA 3.2.2015 Prof. Juha Vinha TTY, Rakennustekniikan laitos
LÄMMÖNERISTYKSEN LISÄYKSEN VAIKUTUKSET SEINÄRAKENTEIDEN KOSTEUSTEKNISEEN ULKOPUOLELTA TOIMINTAAN SISÄPUOLELTA ÄERISTETTY HIRSISEINÄ LISÄERISTETTY HIRSISEINÄ Lämmöneristyksen lisääminen heikentää monien vaipparakenteiden kosteusteknistä toimintaa: Ulko-osat viilenevät, jolloin kosteuden kondensoituminen ja homeen kasvulle suotuisat olosuhteet lisääntyvät rakenteissa. U = 0.25 W/m Rakenteiden 2 K vikasietoisuus heikkenee samasta U = 0.38 W/m 2 K syystä. Yhä pienemmät kosteusvuodot ulkoa tai sisältä voivat saada aikaan kosteusvaurion. Vanhoissa rakenteissa lisäeristäminen tehdään usein sisäpuolelle, jolloin vanhan rakenteen lämpötila alenee ja kosteustekninen toiminta heikkenee. EI SUOSITELTAVA Vaipparakenteiden toimintaa voidaan parantaa merkittävästi rakenteiden ja toteutustapojen muutoksilla. Eniten muutoksia tarvitaan puurakenteissa. Vanhojen rakenteiden toiminnassa on otettava huomioon alkuperäisen rakenteen asettamat rajoitteet. SISEINÄ 150 mm HIRSIPANEELI 20 mm ERAALIVILLA / PUUKUITUERISTE Vanhojen 100 mm seinärakenteiden lisäeristämisen pääsäännöt: MUOVITIIVISTYSPAPERI UURUNKO 100 X 50 mm, k 600 Lämmöneristys aina MINERAALIVILLA ulkopuolelle, jos / PUUKUITUERISTE mahdollista. 50 mm KOINEN KUITULEVY 25 mm Vesihöyryä läpäisevämpi KOOLAUS lämmöneriste 50 x 50 mm, aina k ulkopuolelle. 600 LETUSRAKO Juha Vinha 2 HIRSISEINÄ 150 mm
ILMASTONMUUTOKSEN VAIKUTUKSET Lämpötilan ja sademäärän muutos Suomessa tulevina vuosikymmeninä Lämpötila Sademäärä Kuvat: Ilmatieteen laitos Lämpötila nousee, viistosaderasitus julkisivupinnoille kasvaa ja pilvisyys lisääntyy. Suurimmat muutokset tapahtuvat talvella. Homeen kasvulle otolliset olosuhteet lisääntyvät varsinkin rakenteiden ulko-osissa. Kosteuden siirtyminen ulkoa sisälle päin lisääntyy varsinkin julkisivuissa, joihin imeytyy sadevettä. Homehtumis- ja kondenssiriski lisääntyy näissä rakenteissa myös rakenteiden sisäpinnan lähellä. Rakenteiden kuivuminen hidastuu syksyllä ja talvella. Riski vanhojen betonijulkisivujen pakkasrapautumiselle lisääntyy. Juha Vinha 3
ULKOPUOLINEN LISÄLÄMMÖNERISTYS - + + 20 o C ν = 7g/m 3-5 o C ν = 3g/m 3 ~ -3 o C, RH 100% + 20 o C ν = 7g/m 3 Vaikutukset rakenteen toimintaan: Sadevesirasitus poistuu Ulkokuoren lämpötila nousee Ulkokuoren RH alenee Sisäilman kosteuslisän aiheuttama riski kosteuden kondensoitumiselle ja homeen kasvulle vähenee Toiminnan edellytykset: Ei sadevesivuotoja rakenteen sisään Riittävän pieni vesihöyrynvastus ulospäin -5 o C ν = 3g/m 3 a/d453/mp/lisaeris ~ +5 o C, RH 50% Tuuletusväli ulkoverhouksen takana on aina paras ratkaisu. Juha Vinha 4
KIVIRAKENTEEN PÄÄLLE TEHTY ERISTERAPPAUS Ulkopuoli Sisäpuoli Sisäpinnan vesihöyrynvastus on yleensä riittävä. Viistosade Kapillaarivirtaus Diffuusio Paksurappaukseen kertyy viistosateesta kosteutta. Auringonsäteily tehostaa kosteuden kuivumista rappauksesta sekä sisään että ulospäin. Ohutrappaus on vesitiiviimpi ja se ehkäisee viistosateen tunkeutumista rappaukseen. Sadevesi muodostaa herkästi kalvon verhouksen ulkopinnalle. Painovoimainen siirtyminen Diffuusio Konvektio Halkeamien ja saumavuotojen kautta ohutrapattuun rakenteeseen päässyt kosteus kuivuu hitaasti. Sisäpuolella tulee olla kivirakenne. Toisaalta myös kivirakenne voi homehtua. Rakenteen hyvä ilmanpitävyys on erittäin tärkeä. Lämmöneristeet tulee suojata sateelta ennen rappauksen tekemistä. Juha Vinha 5
ERISTERAPPAUSRAKENTEEN IKKUNALIITOKSET Juha Vinha 6
PUUELEMENTTIRAKENNE VANHOJEN KIVIRAKENTEIDEN ULKOVERHOUKSENA TES-verhouselementti CLT-verhouselementin ja lisäkerrostilaelementin liitos Kuva: Koskisen Oy Myös erilaisia metallielementtirakenteita käytetään vanhojen kivirakenteiden ulkoverhouksina. Juha Vinha 7
PUUELEMENTTIRAKENNE VANHOJEN KIVIRAKENTEIDEN ULKOVERHOUKSENA Ulko-osa Puurungon ulkopuolelle tulisi laittaa hyvin lämpöä eristävä tuulensuoja, esim. 25 mm huokoinen kuitulevy tai 25 30 mm mineraalivillalevy. Jäykistävää tuulensuojalevyä (esim. kipsilevy) käytettäessä tulisi laittaa erillinen lämpöä eristävä tuulensuoja sen ulkopuolelle. Tuulensuojan on oltava hyvin vesihöyryä läpäisevä. Ulkoverhouksen takana on oltava aina tuuletusväli. Samat ohjeet rakenteen ulko-osan osalta ovat voimassa myös lisäeristettäessä puurunkoisia ulkoseiniä ulkopuolelta. Sisäosa Kivirakennetta vastaan asennetaan pehmeä lämmöneriste tasausvillaksi. Elementin sisäpinnan lähellä tulee olla ilmansulku esim. muovikalvo + vaneri tai CLT-levy. Vanhan kivirakenteen ilmatiiviyttä on tarvittaessa parannettava ja kiinnitettävä huomiota varsinkin ikkunaliitoksiin. Juha Vinha 8
TIILIVERHOTTU PUURANKASEINÄ Kriittinen kohta Tiiliverhotussa puurankaseinässä homehtumisriski rakenteen ulko-osissa on erityisen suuri, koska tiiliverhoukseen kerääntynyt kosteus siirtyy sisäänpäin diffuusiolla. Tuulensuojan tulisi olla hyvin lämpöä eristävä (50 70 mm) ja homehtumista kestävä. Vaihtoehtoisesti puurungon ulkopinnassa voidaan käyttää esim. teräsprofiilista tehtyä ristikoolausta. Vanhan rakenteen lisäeristäminen on kallista, koska korjaus pitäisi tehdä ulkopuolelta tiiliverhous purkamalla. Homehtumisriskiä voi esiintyä myös höyrynsulun sisä- ja ulkopuolella pystyrungon kohdalla, jos sisäpuolella on käytetty ristikoolausta. Höyrynsulkuna on suositeltavaa käyttää ns. hygrokalvoa, joka mahdollistaa rakenteen kuivumisen myös sisälle päin. Tiiliverhouksen päällystäminen vedeltä suojaavalla pinnoitteella ei ole suositeltavaa. Kaikkia rakoja ei kyetä tukkimaan, jolloin vesi valuu tiiliverhouksen vuotokohtiin ja seurauksena voi olla puurungon lahovauriot rakenteen alaosassa tai tiilen pakkasrapautuminen vuotokohdissa. Juha Vinha 9
TIILIVERHOTTU PUURANKASEINÄ Yli 10 m korkea seinä Korkeissa tiiliverhotuissa ulkoseinissä tulee tiiliverhouksen taakse laittaa kummaltakin puolelta tuuletettu höyrynsulkukerros, esim. teräsohutlevy, joka estää vesihöyryn diffuusion sisemmälle rakenteeseen. Höyrynsulkukerros toimii samalla rakenteen rakennusaikaisena sadesuojana. Tällaista sadetakkirakennetta voidaan käyttää muunkin tyyppisten sadevettä läpi päästävien ulkoverhousten takana. Puurakenteen ulkopinnassa tulisi olla myös tässä tapauksessa lämpöä eristävä tuulensuojalevy. Juha Vinha 10
ERISTERAPATTU RANKASEINÄ Eristerapattujen puu- ja teräsrankaseinien kastuminen saumakohtien kosteusvuotojen seurauksena sekä kosteuden hidas kuivuminen aiheuttavat homeen kasvua rakenteen ulko-osissa. EPS-eristeen käyttö rapatussa rankaseinässä pahentaa tilannetta entisestään, koska ulkopinnan vesihöyrynvastus kasvaa ja näin ollen rakenteen kuivuminen heikkenee. Paksurapattu rakenne ei toimi hyvin edes ideaalitilanteessa, koska se kerää sadevettä samalla tavoin kuin tiiliverhottu seinä. Rapattu pintarakenne tulee erottaa sisemmästä seinäosasta kuivumisen mahdollistavalla tuuletusvälillä, esim. levyrappauksella. Puurankarakenteen päälle tehdyissä eristerappausrakenteissa on todettu erittäin paljon kosteusvaurioita Ruotsissa ja Pohjois-Amerikassa. Juha Vinha 11
LIITOSTEN VUOTOKOHTIA ERISTERAPPAUSSEINÄSSÄ Ikkuna- ja oviliitokset Kiinnikkeet Kuvat: Ingemar Samuelson SP, Ruotsi Juha Vinha 12
VANHAN HIRSISEINÄN JA RINTAMAMIESTALON PURUSEINÄN ULKOPUOLELTA ULKOPUOLELTA LISÄERISTÄMINEN SISÄPUOLELTA SISÄPUOLELTA ULKOPUOLELTA SISÄPUOLELT LISÄERISTETTY LISÄERISTETTY HIRSISEINÄLISÄERISTETTY PURUSEINÄ LISÄERISTETTY PURUSEINÄ LISÄERISTETTY HIRSISEINÄ LISÄERISTETTY PURUSEINÄ PUR EI SUOSITELTAVA EI SUOSITELTAVA EI SUOSITELTAV U = 0.25 W/m 2 KU = 0.23 W/m 2 K U = 0.23 W/mU 2 K= 0.38 W/m 2 K U = 0.32 W/m 2 K U VANHA RAKENNE VANHA RAKENNE SISÄVERHOUSLEVY SISÄVERHOUSLEVY HIRSISEINÄ Lämmöneristys 150 ULKOVERHOUS tulee POISTETTUNA tehdä ULKOVERHOUS ulkopuolelle HIRSIPANEELI POISTETTUNA hyvin 20 mm vesihöyryä MUOVITIIVISTYSPAPERI läpäisevällä MUOVITIIVISTYSPAPERI MINERAALIVILLA / PUUKUITUERISTE 100 mm MINERAALIVILLA MUOVITIIVISTYSPAPERI / PUUKUITUERISTE 100 mm MINERAALIVILLA / PUUKUIT lämmöneristeellä MINERAALIVILLA aina, / PUUKUITUERISTE kun on mahdollista. 100 mm MINERAALIVILLA / PUUKUITUERISTE 50 mm PUURUNKO 100 X 50 PUURUNKO mm, k 600 100 x 50 mm, PUURUNKO k 600 MINERAALIVILLA 100 x 50 mm, k 600 / PUUKUITUERISTE KOOLAUS 50 x 50 50 mm mm, KOOLAUS k 600 50 x 50 mm, k 6 HUOKOINEN KUITULEVY 25 mm HUOKOINEN KUITULEVY KOOLAUS 25 50 x mm 50 mm, VANHA k 600 RAKENNE VANHA RAKENNE Tuulensuojan HUOKOINEN tulee KUITULEVY olla hyvin 25 mm lämpöä eristävä. TUULETUSRAKO TUULETUSRAKO TUULETUSRAKO HIRSISEINÄ 150 mm SISÄVERHOUS POISTETTUNA SISÄVERHOUS POISTETTUN RISTIKOOLAUS 2 x 22 RISTIKOOLAUS x 50 mm, k 6002 x 22 RISTIKOOLAUS x 50 mm, k 600 2 x 22 x 50 mm, k 600 Sisäpuolinen lämmöneristyskerros mieluummin ohut, jotta sisäpinta ei viilene ULKOVERHOUS LAUTA ULKOVERHOUSLAUTA ULKOVERHOUSLAUTA liikaa. Puruseinissä sisäpuolisena lämmöneristeenä voidaan käyttää myös solumuovilevyjä tiiviisti vaahdotettuna (rakenteen muodonmuutokset vähäisiä). Juha Vinha 13
SISÄPUOLELTA ERISTETTY MASSIIVIRAKENNE? Kriittinen kohta Yleistä Jos massiivirakenteita eristetään sisäpuolelta, eristeen ja rakenteen välinen pinta viilenee ja homehtumisriski siinä kasvaa. Ilmavuodot sisältä eristeen taakse on estettävä! Hirsiseinät Avohuokoisia lämmöneristeitä käytettäessä rakenteessa on oltava aina riittävä höyrynsulku eristeen lämpimällä puolella. Muovikalvon tai muovitiivistyspaperin käyttö on paras ratkaisu. Kosteutta läpäisevän ilmansulun käyttö ei paranna rakenteen kuivumista sisäänpäin. Tiiliseinät Tiilirakenne on rapattava tai pinnoitettava vedeltä suojattavalla pinnoitteella, jotta viistosade ei pääsee kastelemaan seinää. Pinnoitteen on oltava vesihöyryä läpäisevä! Eristemateriaalin tulisi olla sellainen, että se siirtää kosteutta kapillaarisesti pois lämmöneristeen ja vanhan rakenteen rajapinnasta, esim. kalsiumsilikaattieriste. Juha Vinha 14
HYBRIDIERISTETTY ULKOSEINÄ? Ulkopuolinen lisäeristäminen voi olla riskialtis, jos lämmöneristeellä on suuri vesihöyryvastus ja sen sisäpuolella on avohuokoinen lämmöneriste. Avohuokoisen lämmöneristeen paksuus tulee olla enintään 50 mm. Vesihöyrytiiviillä solumuovilämmöneristeellä tulee olla riittävän suuri lämmönvastus, jotta sen sisäpintaan ei synny homeen kasvulle kriittisiä olosuhteita. Vaikka rakenne toimisi suoralla seinällä, liitoskohtiin ja virheellisen rakentamisen seurauksena rakenteeseen voi syntyä kohtia, joissa lämpötila laskee solumuovieristeen sisäpinnassa liian alahaiseksi. Kriittinen kohta Rakenteita suunniteltaessa niiden kokonaisvaltaisen toiminnan tarkistaminen on oleellista! Juha Vinha 15
VAIPAN ILMANPITÄVYYS Vaipan ilmanpitävyyden parantamisella on lähes pelkästään positiivisia vaikutuksia. Hyvä ilmanpitävyys on keskeinen edellytys energiatehokkaalle rakentamiselle. 1) Erilaisten haitallisten aineiden ja mikrobien virtaus sisäilmaan vähenee. 2) Kosteuden virtaus vaipparakenteisiin vähenee. 3) Vaipparakenteiden sisäpinnat eivät jäähdy ulkoa tulevien ilmavirtausten seurauksena. 4) Rakennuksen energiankulutus vähenee ilmanvaihdon tapahtuessa LTO:n kautta. 5) Rakennuksen käyttäjien kokema vedon tunne vähenee. 6) Ilmanvaihdon säätäminen ja tavoiteltujen painesuhteiden säätäminen helpottuu, mutta toisaalta säätöjen tekeminen on vielä aiempaakin tärkeämpää. Riittävän ilmanvaihdon takaaminen on ensiarvoisen tärkeää! Korvausilmaventtiilit, kun vaipan ilmatiiviyttä parannetaan. Koneellisen ilmanvaihdon tulo- ja poistoilmavirtojen säätäminen on erittäin tärkeää, jotta paine-erot vaipan yli pysyvät pieninä! Juha Vinha 16
KIITOS! Juha Vinha 17