Ilmastonmuutoksen ja lämmöneristyksen                   lisäyksen vaikutukset vaipparakenteiden                        kos...
FRAME-PROJEKTIN TAVOITTEITA                    Selvittää ilmastonmuutoksen ja lämmöneristyksen lisäyksen vaikutuksia     ...
FRAME-PROJEKTIN OSATEHTÄVÄT                    1.     Projektin organisointi                    2.     Kirjallisuusselvity...
VAIPPARAKENTEIDEN KOSTEUSTEKNISEN                            TOIMINNAN ANALYSOINTIMENETELMÄ Ilmatieteen laitoksen         ...
ANALYSOINTIMENETELMÄN UUTUUSARVOT                       Ulkoilman olosuhteina käytetään rakenteiden kosteusteknisen toimi...
RAKENNUSMATERIAALIEN JAKAUTUMINEN ERI                            HOMEHTUMISHERKKYYSLUOKKIIN                               ...
ESIMERKKI TESTIVUOSIEN VALINTAAN                                        KÄYTETYSTÄ RAKENTEESTA                        Tiil...
ESIMERKKI RAKENTEEN HOMEHTUMISRISKISTÄ               VERRATTUNA ULKOILMAN OLOSUHTEISIIN        (Tiiliverhottu rankaseinä, ...
YHTEENVETO TESTIVUOSITARKASTELUISTA                Testirakenteilla tehtyjen laskentatarkastelujen perusteella kahden eri...
ULKOILMAN OLOSUHTEIDEN HOMEHTUMISRISKIN                                   MUUTOS ERI HOMEHTUMISHERKKYYSLUOKISSA           ...
ESIMERKKI HOMEHTUMISRISKISTÄ                        TIILIVERHOTUSSA PUURANKASEINÄSSÄ                   (Tuulensuojana mine...
ESIMERKKI HOMEHTUMISRISKISTÄ                        TIILIVERHOTUSSA PUURANKASEINÄSSÄ                   (Tuulensuojana mine...
TIILIVERHOTTU PUURANKASEINÄ                                                  Yhteenveto tuloksista                        ...
ERISTERAPATTU RANKASEINÄ                                                   Yhteenveto tuloksista                          ...
SISÄPUOLELTA LISÄERISTETTY ULKOSEINÄ                          Massiivisten seinärakenteiden (hirsi-, kevytbetoni- ja täyst...
RAKENTEEN SISÄPINNALTA VAADITTAVA                                               16                                  VESIHÖ...
SISÄPUOLELTA LISÄERISTETTY ULKOSEINÄ                                Sisäpuolelta lisäeristetyn ulkoseinän toiminnan edelly...
PUURAKENTEINEN TUULETETTU YLÄPOHJA          Lämmöneristyksen lisääminen alentaa tuuletustilan           lämpötilaa.      ...
19                            PUURAKENTEINEN TUULETETTU YLÄPOHJA                               Lämmöneristyksen lisäyksen ...
20                            PUURAKENTEINEN TUULETETTU YLÄPOHJA                              Aluskatteen lämmönvastuksen ...
PUURAKENTEINEN TUULETETTU YLÄPOHJA      Uusissa rakennuksissa tuuletustilan       toimintaa kannattaa parantaa ensisijais...
PUURAKENTEINEN TUULETETTU YLÄPOHJA        Teknisiä laitteita ei tarvitse käyttää, jos         aluskatteen lämmöneristystä...
RYÖMINTÄTILAINEN ALAPOHJA                                                                               Maasta haihtuva k...
RYÖMINTÄTILAINEN ALAPOHJA                                     Maapohjan lämmöneristyksen vaikutus                   Puurak...
RYÖMINTÄTILAINEN ALAPOHJA                                                                               Ryömintätilan poh...
RAKENTEIDEN SISÄINEN KONVEKTIO                                                                               Sisäistä kon...
YLÄPOHJIEN SISÄINEN KONVEKTIO    TTY:n yläpohjarakenteiden tutkimuslaitteisto:                              Yläpohjaraken...
ULKOSEINIEN SISÄINEN KONVEKTIO  TTY:n rakennusfysikaalinen tutkimuslaitteisto:                                            ...
IKKUNAT                Lämmöneristyksen parantamisen                vaikutukset ikkunan lasiosan toimintaan               ...
30                                    IKKUNOIDEN KONDENSOITUMISRISKIN                                             LISÄÄNTY...
RAKENNUSAIKAISEN KOSTEUDEN                                       KUIVUMINEN BETONIELEMENTIN                               ...
YHTEENVETO TUTKIMUSTULOKSISTA                                     (rakenteiden kosteustekninen toiminta)                 ...
ILMASTONMUUTOKSEN JA LÄMMÖNERISTYKSEN                      LISÄYKSEN VAIKUTUKSIA TAVANOMAISISSA                           ...
RAKENNUSPROSESSIN KOSTEUDENHALLINTA                    Rakennusprosessin kosteudenhallintaosion tuloksena on tuotettu mm. ...
LISÄTIETOA FRAME -PROJEKTISTA                        FRAME -projektilla on Rakennusteollisuuden nettisivustolla omat koti...
Upcoming SlideShare
Loading in …5
×

22.5. Frame-hankkeen tulokset

3,258
-1

Published on

Frame-hankkeen tulokset, Juha Vinha, Tampereen teknillinen yliopisto

Published in: Business
0 Comments
0 Likes
Statistics
Notes
  • Be the first to comment

  • Be the first to like this

No Downloads
Views
Total Views
3,258
On Slideshare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
0
Actions
Shares
0
Downloads
60
Comments
0
Likes
0
Embeds 0
No embeds

No notes for slide

22.5. Frame-hankkeen tulokset

  1. 1. Ilmastonmuutoksen ja lämmöneristyksen lisäyksen vaikutukset vaipparakenteiden kosteustekniseen toimintaan – FRAME-hankkeen tulokset 22.5.2012 Tutk.joht. Juha Vinha TTY, Rakennustekniikan laitosEnergiatehokkuudesta liiketoimintaa -seminaari, Tekes, Helsinki 22.5.2012
  2. 2. FRAME-PROJEKTIN TAVOITTEITA  Selvittää ilmastonmuutoksen ja lämmöneristyksen lisäyksen vaikutuksia vaipparakenteiden rakennusfysikaaliseen toimintaan Suomen ilmastossa.  Määrittää rakenteiden toiminnan kannalta kriittisiä lämmöneristyspaksuuksia, jos niitä on löydettävissä.  Selvittää, millä rakenteellisilla tai muilla teknisillä ratkaisuilla vaipparakenteiden toimintaa voidaan parhaiten parantaa.  Selvittää ilmastonmuutoksen, lämmöneristyksen lisäyksen ja LVI-järjestelmien toiminnan vaikutuksia rakennuksen lämmitys- ja jäähdytystarpeeseen, sisäilman olosuhteisiin sekä LVI-järjestelmien käyttöön.  Laatia ohjeet rakennusprosessin toteutusta varten siten, että rakentamisessa saataisiin aikaan laatuhyppy rakennusaikaisessa kosteudenhallinnassa.  Laatia matalaenergia- ja passiivirakenteille suunnittelu- ja toteutusohjeet lämpö- ja kosteusteknisesti toimivista rakenne- ja liitosratkaisuista.Energiatehokkuudesta liiketoimintaa -seminaari, Tekes, Helsinki 22.5.2012 Juha Vinha 2
  3. 3. FRAME-PROJEKTIN OSATEHTÄVÄT 1. Projektin organisointi 2. Kirjallisuusselvitys 3. Toimintakriteerien ja raja-arvojen valinta laskentatarkasteluja varten 4. Ulkoilman testivuosien määrittäminen laskentatarkasteluja varten 5. Sisäilman mitoitusolosuhteiden valinta laskentatarkasteluja varten 6. Laskentaohjelmien toiminnan verifiointi 7. Vaipparakenteiden tarkastelut 8. RakMK C4:n päivitystyö 9. Suunnittelu- ja toteutusohjeet matalaenergia-/ passiivirakenteille ja liitoksille 10. Rakennusprosessin aikainen kosteuden ja muiden fysikaalisten ilmiöiden hallinta (TTY Rakennustuotanto ja -talous, Mittaviiva Oy) 11. Sisäilman olosuhteiden ja LVI-järjestelmien tarkastelu (Aalto-yliopisto) 12. Yhteistyö ulkomaisten yliopistojen kanssa (Chalmers, Lund, Dresden) 13. Kansainvälinen yhteistyö IEA Annex 55 -tutkimusprojektissa 14. Tutkimustulosten julkaiseminen ja raportointiEnergiatehokkuudesta liiketoimintaa -seminaari, Tekes, Helsinki 22.5.2012 Juha Vinha 3
  4. 4. VAIPPARAKENTEIDEN KOSTEUSTEKNISEN TOIMINNAN ANALYSOINTIMENETELMÄ Ilmatieteen laitoksen Ulkoilma Sisäilma REFI -hankkeessa tehty kehitystyö (yhteistyöprojekti FRAME:n kanssa) Materiaalit FRAME -hankkeessa tehty kehitystyö Menetelmä Toimintakriteerit Kehitystyötä tehty myös FRAME - hankkeen yhteydessäEnergiatehokkuudesta liiketoimintaa -seminaari, Tekes, Helsinki 22.5.2012 Laskentaohjelmat Juha Vinha 4
  5. 5. ANALYSOINTIMENETELMÄN UUTUUSARVOT  Ulkoilman olosuhteina käytetään rakenteiden kosteusteknisen toiminnan kannalta kriittisiä testivuosia, joiden valinnassa on otettu huomioon kaikki keskeiset ulkoilman olosuhdetekijät. Nykyilmaston testivuodet ovat todellisia toteutuneita vuosia.  Testivuodet on valittu nykyilmaston lisäksi myös vuosien 2050 ja 2100 ilmastoista. Tulevaisuuden testivuodet on määritetty A2 päästöskenaarion perusteella.  Menetelmä soveltuu erityyppisten vaipparakenteiden tarkasteluun. Ulkoilman testivuosi valitaan tarkasteltavan rakenteen mukaisesti.  Rakenteiden homehtumisriskin arvioinnissa käytetään VTT-TTY homeriskimallia, joka on kehittynein homeen kasvua kuvaava laskentamalli maailmassa. Mallin avulla voidaan arvioida konkreettinen homeen kasvun määrä halutussa tarkastelukohdassa.  Sisäilman lämpötila- ja kosteusolosuhteiden mitoitusarvot perustuvat suomalaisissa asuinrakennuksissa mitattuihin arvoihin.  Rakennusmateriaalien rakennusfysikaalisina ominaisuuksina käytetään valtaosin Suomessa käytettävien materiaalien arvoja.Energiatehokkuudesta liiketoimintaa -seminaari, Tekes, Helsinki 22.5.2012 Juha Vinha 5
  6. 6. RAKENNUSMATERIAALIEN JAKAUTUMINEN ERI HOMEHTUMISHERKKYYSLUOKKIIN (VTT-TTY homeriskimalli) Homehtumis- Rakennusmateriaalit herkkyysluokka Hyvin herkkä karkeasahattu ja mitallistettu puutavara (mänty ja kuusi), höylätty mänty HHL 1 Herkkä höylätty kuusi, paperipohjaiset tuotteet ja kalvot, puupohjaiset levyt, HHL 2 kipsilevy Kohtalaisen kestävä mineraalivillat, muovipohjaiset materiaalit, kevytbetoni(1, kevytsorabetoni, HHL 3 karbonatisoitunut vanha betoni, sementtipohjaiset tuotteet, tiilet Kestävä lasi ja metallit, alkalinen uusi betoni, tehokkaita homesuoja-aineita HHL 4 sisältävät materiaalit 1) Kevytbetonissa homeen kasvunopeus vastaa homehtumisherkkyysluokkaa 2, mutta maksimihomeindeksi jää homehtumisherkkyysluokan 3 tasolle.  Joidenkin yllä olevassa taulukossa esitettyjen materiaalien, kuten esim. erilaisten muovipohjaisten materiaalien ja tiilien kuulumista esitettyyn homehtumisherkkyysluokkaan ei ole varmistettu kokeiden avulla.Energiatehokkuudesta liiketoimintaa -seminaari, Tekes, Helsinki 22.5.2012 Juha Vinha 6
  7. 7. ESIMERKKI TESTIVUOSIEN VALINTAAN KÄYTETYSTÄ RAKENTEESTA Tiiliverhottu rankaseinä Rakennekerrokset sisältä ulospäin:  Kipsilevy 13 mm  Höyrynsulkumuovi 0,2 mm  Lasivilla 250 mm  Tuulensuojakalvo  Tuuletusväli 30 mm  Tiiliverhous 85 mm Tarkastelukohtiin vaikuttavat ulkoilman olosuhteet  Lämpötila  Suhteellinen kosteus Tarkastelukohdat  Viistosade  Auringonsäteily  (Lämpösäteily taivaalle)Energiatehokkuudesta liiketoimintaa -seminaari, Tekes, Helsinki 22.5.2012 Juha Vinha 7
  8. 8. ESIMERKKI RAKENTEEN HOMEHTUMISRISKISTÄ VERRATTUNA ULKOILMAN OLOSUHTEISIIN (Tiiliverhottu rankaseinä, korkea rakennus, etelä, HHL 2)  Pelkästään ulkoilman olosuhteita tarkastelemalla ei voida määrittää testivuotta, joka synnyttäisi varmuudella kriittiset olosuhteet tarkasteltavassa rakenteessa.  Rakenne ja siinä käytetyt materiaalit vaikuttavat merkittävästi tarkastelukohtien olosuhteisiin (materiaalien ominaisuudet, kuten esim. kosteudensitomiskyky, vesihöyrynläpäisevyys ja kapillaarisuus).  Kaikki ulkoilman olosuhdetekijät ja niiden keskinäinen vaihtelu vaikuttavat rakenteessa vallitseviin olosuhteisiin.Energiatehokkuudesta liiketoimintaa -seminaari, Tekes, Helsinki 22.5.2012 Juha Vinha 8
  9. 9. YHTEENVETO TESTIVUOSITARKASTELUISTA  Testirakenteilla tehtyjen laskentatarkastelujen perusteella kahden eri testivuoden avulla voidaan tehdä suurin osa vaipparakenteiden kosteusteknisistä tarkasteluista.  Tarkasteltaessa rakenteita, joissa sade vaikuttaa niiden sisäosan kosteustekniseen toimintaan, voidaan testivuodeksi valita nykyilmastossa Vantaa 2007.  Tarkasteltaessa rakenteita, joiden sisäosat on suojattu sateen vaikutukselta, voidaan testivuodeksi valita nykyilmastossa Jokioinen 2004.  Tulevaisuuden ilmastoja kuvaavista säädatoista testivuosiksi valikoitui vastaavat vuodet, jotka on määritetty nykyilmastossa: Vantaa 2067 (2007), Vantaa 2097 (2007), Jokioinen 2064 (2004) ja Jokioinen 2094 (2004).  Nämä testivuodet eivät välttämättä kata kaikkia tapauksia (esim. vähän tuulettuvat rakenteet). Näiden rakenteiden tarkastelua varten on mahdollisesti määritettävä vielä oma testivuosi.  Testivuosien valinnassa ei ole otettu huomioon kaikkia ulkoilman olosuhteisiin vaikuttavia tekijöitä ja osa tekijöistä on otettu huomioon vain osittain (esim. mikroilmasto ja rakennuksen ulkopinnasta taivaalle lähtevä lämpösäteily).  Testivuosia käyttämällä ei yleensä saada aikaan kaikkein kriittisimpiä rakenteissa esiintyviä lämpötila- ja kosteusolosuhteita. Joissakin tapauksissa ero kriittisimpänä vuonna syntyviin olosuhteisiin voi olla merkittävä.Energiatehokkuudesta liiketoimintaa -seminaari, Tekes, Helsinki 22.5.2012 Juha Vinha 9
  10. 10. ULKOILMAN OLOSUHTEIDEN HOMEHTUMISRISKIN MUUTOS ERI HOMEHTUMISHERKKYYSLUOKISSA (VTT-TTY homeriskimalli) Esimerkkeinä homeindeksin kehittyminen Jokioisten 2004 ja Vantaan 2007 ulkoilman olosuhteissa: Homeindeksi eri homehtumisherkkyysluokissa Homeindeksi eri homehtumisherkkyysluokissa Jokioinen 2004 Vantaa 2007 6 6 Hyvin herkkä, HHL 1 Hyvin herkkä, HHL 1 5 5 Herkkä, HHL 2 Herkkä, HHL 2 Kohtalaisen kestävä, HHL 3 4 Kohtalaisen kestävä, HHL 3 Homeindeksi (-) 4 Homeindeksi (-) Kestävä, HHL 4 Kestävä, HHL 4 3 3 2 2 1 1 0 0 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 Aika (h) Aika (h)  Rakenteiden kosteusteknisissä tarkasteluissa rakenteessa ei sallita homeen kasvua lämmöneristekerroksessa eikä kantavissa ja hankalammin vaihdettavissa rakenneosissa (M < 1).  Kun homeen kasvua ei sallita lainkaan, ei ole tarpeellista arvioida, mikä homeindeksin arvo on terveydelle haitallinen . Tämä olisi hyvin vaikeaa, koska eri materiaaleissa esiintyvien homeiden haitallisuudessa on suuria eroja.Energiatehokkuudesta liiketoimintaa -seminaari, Tekes, Helsinki 22.5.2012 Juha Vinha 10
  11. 11. ESIMERKKI HOMEHTUMISRISKISTÄ TIILIVERHOTUSSA PUURANKASEINÄSSÄ (Tuulensuojana mineraalivillalevy, U = 0,17 W/(m2K)) 75 mm MV 2100 50 mm MV 2050 ~30 mm MV 2010  Rakenteen homehtumisriski on suurin runkotolpan ulkopinnassa.  Matalassa tiiliverhotussa rakenteessa (enintään 10 m korkea seinä) homeen kasvu saadaan eliminoitua, kun käytetään hyvin lämpöä eristävää tuulensuojaa.  Rakenteen homehtumisherkkyys pienenee, jos runkotolppa vaihdetaan sahatusta männystä (HHL 1) vähemmän homehtumisherkäksi puuksi, esim. höylätyksi kuuseksi (HHL 2).Energiatehokkuudesta liiketoimintaa -seminaari, Tekes, Helsinki 22.5.2012 Juha Vinha 11
  12. 12. ESIMERKKI HOMEHTUMISRISKISTÄ TIILIVERHOTUSSA PUURANKASEINÄSSÄ (Tuulensuojana mineraalivillalevy, U = 0,08 W/(m2K)) ~100 mm MV 2100 75 mm MV 2050 50 mm MV 2010  Olosuhteet muuttuvat rakenteessa kriittisemmäksi, kun rakenteen U-arvo pienenee.  Matalassa tiiliverhotussa passiivirakenteessa homehtuminen voidaan välttää käyttämällä hyvin eristävää tuulensuojaa ja homehtumiselle kestävämpää puumateriaalia.  Korkeassa rakennuksessa homeen kasvua ei voida estää näillä keinoilla rakenteen lämmöneristystasosta riippumatta.Energiatehokkuudesta liiketoimintaa -seminaari, Tekes, Helsinki 22.5.2012 Juha Vinha 12
  13. 13. TIILIVERHOTTU PUURANKASEINÄ Yhteenveto tuloksista  Tiiliverhotussa puurankaseinässä homehtumisriski rakenteen ulko-osissa on erityisen suuri, koska tiiliverhoukseen kerääntynyt kosteus siirtyy sisäänpäin diffuusiolla. → tuulensuojan tulee olla hyvin lämpöä eristävä ja homehtumista kestävä → Vaihtoehtoisesti puurungon ulkopinnassa voidaan käyttää esim. teräsprofiilista tehtyä ristikoolausta → Höylätyn kuusen käyttö runkomateriaalina vähentää myös homehtumisriskiä.  Vuoden 2050 ilmastossa (rakenteen U-arvo 0,12 W/(m2K)) tuulensuojan lämmönvastuksen tulee olla vähintään 1,6 m2K/W (esim. 50 mm mineraalivillalevy) ja vuoden 2100 ilmastossa 2,7 m2K/W (esim. 100 mm mineraalivillalevy).  Voimakasta homehtumisriskiä esiintyy myös höyrynsulun sisä- ja ulkopuolella pystyrungon kohdalla, jos sisäpuolella käytetään Korkeissa rakennuksissa ristikoolausta ja tuulensuojan lämmönvastus ei ole riittävä. (yli 10 m) tiiliverhouksen taakse tulee laittaa  Tiiliverhotun rakenteen päällystäminen vesitiiviillä pinnoitteella ei ole kummaltakin puolelta suositeltavaa. Kaikkia rakoja ei kyetä tukkimaan, jolloin vesi valuu tuuletettu höyrynsulku- tiiliverhouksen vuotokohtiin ja seurauksena voi olla puurungon lahovauriot kerros (esim. teräsohutlevy). rakenteen alaosassa tai tiilen pakkasrapautuminen vuotokohdissa.Energiatehokkuudesta liiketoimintaa -seminaari, Tekes, Helsinki 22.5.2012 Juha Vinha 13
  14. 14. ERISTERAPATTU RANKASEINÄ Yhteenveto tuloksista  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 tuuletusraolla esim. levyrappauksella. Puurakenteen päälle tehdyissä eristerappaus- rakenteissa on todettu erittäin paljon kosteusvaurioita Ruotsissa ja Pohjois-Amerikassa.Energiatehokkuudesta liiketoimintaa -seminaari, Tekes, Helsinki 22.5.2012 Juha Vinha 14
  15. 15. SISÄPUOLELTA LISÄERISTETTY ULKOSEINÄ Massiivisten seinärakenteiden (hirsi-, kevytbetoni- ja täystiilirakenteet) toteutus ilman lisäeristystä on jatkossa hyvin hankalaa. Sisäpuolinen lisäeristys heikentää seinärakenteen lämpö- ja kosteusteknistä toimintaa:  Seinän kuivuminen hidastuu.  Eristeen ulkopinnassa herkästi kosteuden ? tiivistymisriski ja homeen kasvulle otollisia olosuhteita – varsinkin hirsiseinässä.  Sisäpuolinen lämmönvarauskyky menetetään.  Massiivirakenteen kosteuspitoisuus nousee ja lämmönjohtavuus kasvaa jonkin verran. Massiivirakenne tai vanha puruseinärakenne on suositeltavaa lisäeristää ulkopuolelta hyvin vesihöyryä läpäisevällä lämmöneristeellä.Energiatehokkuudesta liiketoimintaa -seminaari, Tekes, Helsinki 22.5.2012 Juha Vinha 15
  16. 16. RAKENTEEN SISÄPINNALTA VAADITTAVA 16 VESIHÖYRYNVASTUS SISÄPUOLISTA LÄMMÖNERISTYSTÄ KÄYTETTÄESSÄ  Ilmastonmuutoksella ei ole suurta vaikutusta rakenteen sisäpinnalta vaadittavaan vesihöyrynvastukseen.  Esimerkiksi 25 mm hirsipaneelia ja paperipohjaista ilmansulkukalvoa käytettäessä (Zp ≈ 10 x109 m2sPa/kg) turvallinen sisäpuolisen lämmöneristeen paksuus on 180 mm hirsiseinällä enintään 50 mm (R ≈ 1,5 m2K/W).Energiatehokkuudesta liiketoimintaa -seminaari, Tekes, Helsinki 22.5.2012 Juha Vinha 16
  17. 17. SISÄPUOLELTA LISÄERISTETTY ULKOSEINÄ Sisäpuolelta lisäeristetyn ulkoseinän toiminnan edellytyksiä:  Ilmavuodot sisältä eristeen taakse on estettävä!  Rakenteessa on oltava aina myös riittävä höyrynsulku eristeen lämpimällä puolella.  Avohuokoisia lämmöneristeitä käytettäessä muovikalvon tai muovitiivistyspaperin käyttö on paras ratkaisu.  Solumuovieristeitä käytettäessä eristeen oma vesihöyrynvastus muodostaa riittävän höyrynsulun lämmöneristettä lisättäessä.  Kevytbetonirakenne on rapattava ulkopuolelta, jotta viistosade ei pääsee kastelemaan seinää.  Hirsiseinässä on estettävä viistosateen tunkeutuminen saumojen kautta eristetilaan (esim. paisuvat saumatiivisteet)  Rakenteen on päästävä kuivumaan riittävästi ennen sisäpuolisen lämmöneristyksen ja höyrynsulun laittoa.  Kosteutta läpäisevän ilmansulun käyttö ei paranna avohuokoisella lämmöneristeellä eristetyn rakenteen kuivumista sisäänpäin.Energiatehokkuudesta liiketoimintaa -seminaari, Tekes, Helsinki 22.5.2012 Juha Vinha 17
  18. 18. PUURAKENTEINEN TUULETETTU YLÄPOHJA  Lämmöneristyksen lisääminen alentaa tuuletustilan lämpötilaa. → kosteuden tiivistyminen ja homeen kasvulle otolliset olosuhteet yläpohjassa lisääntyvät → yläpohjien vikasietoisuus heikkenee  Kirkkaina öinä taivaalle lähtevä lämpösäteily jäähdyttää vesikatteen ulkolämpötilaa kylmemmäksi. → kriittisimmät olosuhteet esiintyvät tuuletustilan yläosassa → kostea lämpimämpi ulkoilma tiivistyy herkemmin vesikatteen alle  Samat ongelmat esiintyvät myös katteen suuntaisissa vinoissa yläpohjissa, mutta niissä puurakenteiden homehtumista ei näe. Kosteusvaurioita on havaittu paljon Etelä-Ruotsissa, mutta myös Suomessa. Kuva: Lars-Erik Harderup & Jesper Arfvidsson, Lund, RuotsiEnergiatehokkuudesta liiketoimintaa -seminaari, Tekes, Helsinki 22.5.2012 Juha Vinha 18
  19. 19. 19 PUURAKENTEINEN TUULETETTU YLÄPOHJA Lämmöneristyksen lisäyksen vaikutus Mineraalivilla, ohut aluskate, HHL 1, Puukuitueriste, ohut aluskate, HHL 1, tuuletustilan yläosa, varjoisa katto tuuletustilan yläosa, varjoisa katto  Homehtumisriski nousee tuuletustilassa erittäin korkeaksi ilmastonmuutoksen ja lämmöneristyksen lisäyksen vuoksi.  Vaikka yläpohjan lämmöneristystaso on jo nykyisin korkea, lämmöneristyksen lisääminen tästä tasosta heikentää edelleen yläpohjan kosteusteknistä toimintaa.  Myös vanhoissa rakennuksissa homehtumisriski lisääntyy oleellisesti ilmastonmuutoksen seurauksena.Energiatehokkuudesta liiketoimintaa -seminaari, Tekes, Helsinki 22.5.2012 Juha Vinha 19
  20. 20. 20 PUURAKENTEINEN TUULETETTU YLÄPOHJA Aluskatteen lämmönvastuksen vaikutus Mineraalivilla, tuuletustilan yläosa, Puukuitueriste, tuuletustilan yläosa, varjoisa katto, HHL 1 varjoisa katto, HHL 1  Aluskatteen lämmönvastusta lisäämällä voidaan pienentää homehtumisriskiä tehokkaasti tuuletustilan yläosassa.  Aluskatteen lämmönvastuksen arvo voi olla jonkin verran pienempi, kun yläpohjan lämmöneristeenä käytetään puukuitueristettä.Energiatehokkuudesta liiketoimintaa -seminaari, Tekes, Helsinki 22.5.2012 Juha Vinha 20
  21. 21. PUURAKENTEINEN TUULETETTU YLÄPOHJA  Uusissa rakennuksissa tuuletustilan toimintaa kannattaa parantaa ensisijaisesti lämpöä eristävällä aluskatteella.  Vuoden 2050 ilmastossa riittävä aluskatteen lämmönvastus on 0,5 m2K/W (esim. 20 mm XPS-eristettä).  Vuoden 2100 ilmastossa vastaava arvo on 1,0 m2K/W (esim. 40 mm XPS-eristettä).  Yläpohjan tuuletus kannattaa olla kohtuullisen pieni.  Yläpohjan ilmatiiviys on erittäin tärkeä.  Vanhoissa rakennuksissa yläpohja on pyrittävä saamaan ilmatiiviiksi aina, kun lämmöneristystä lisätään.Energiatehokkuudesta liiketoimintaa -seminaari, Tekes, Helsinki 22.5.2012 Juha Vinha 21
  22. 22. PUURAKENTEINEN TUULETETTU YLÄPOHJA  Teknisiä laitteita ei tarvitse käyttää, jos aluskatteen lämmöneristystä parannetaan riittävästi.  Vanhojen rakennusten yläpohjia lisäeristettäessä voidaan yläpohjan toimintaa parantaa vaihtoehtoisesti lämmityksen avulla. Kuva: Hedtec Oy, Olosuhdevahti ?  Säädettävä koneellisen ilmanvaihto ei ole suositeltava, koska ilmanvaihdon synnyttämät yli- ja alipaineet ovat haitallisia, jos yläpohja ei ole ilmatiivis. Kuva: Carl-Eric Hagentoft, Chalmers, RuotsiEnergiatehokkuudesta liiketoimintaa -seminaari, Tekes, Helsinki 22.5.2012 Juha Vinha 22
  23. 23. RYÖMINTÄTILAINEN ALAPOHJA  Maasta haihtuva kosteus pyrkii nostamaan ryömintätilan suhteellista kosteutta  Maa jäähdyttää ryömintätilaa keväällä ja kesällä  Lattiarakenteen lämmöneristyksen lisääminen alentaa lämpötilaa entisestään → ulkoa tuleva lämmin ja kostea ilma tiivistyy herkemmin ryömintätilan pintoihin → homeen kasvulle ja ajoittain myös laholle otolliset olosuhteet → alapohjan vikasietoisuus heikkenee Ryömintätilainen alapohja on toiminnaltaan vielä haastavampi kuin tuuletettu yläpohja, koska talvella homeet pyrkivät sisällä olevan alipaineen vuoksi sisätiloihin ilmavuotokohdista!Energiatehokkuudesta liiketoimintaa -seminaari, Tekes, Helsinki 22.5.2012 Juha Vinha 23
  24. 24. RYÖMINTÄTILAINEN ALAPOHJA Maapohjan lämmöneristyksen vaikutus Puurakenteinen alapohja, U-arvo 0,14 W/(m2K), IV-kerroin 1 vaihto/h, v. 2050 ilmasto HHL 1 HHL 2 HHL 3  Lämmöneristyksen lisääminen maan pintaan vähentää homehtumisriskiä ryömintätilan yläosassa merkittävästi. 50 mm EPS-eristyksellä saadaan suhteellisesti ottaen suurin hyöty.  Maan pinnan lämmöneristyksellä ei voida kuitenkaan poistaa homehduttavia olosuhteita ryömintätilasta kokonaan!  Tästä syystä on suositeltavaa, että ryömintätilassa käytettäisiin hyvin kosteutta kestäviä materiaaleja.Energiatehokkuudesta liiketoimintaa -seminaari, Tekes, Helsinki 22.5.2012 Juha Vinha 24
  25. 25. RYÖMINTÄTILAINEN ALAPOHJA  Ryömintätilan pohja tulee lämpöeristää varsinkin puurakenteista alapohjaa käytettäessä. → lämmöneristys vähentää maan viilentävää vaikutusta ryömintätilassa → lämmöneristys alentaa maapohjan lämpötilaa, jolloin diffuusiolla maasta haihtuvan kosteuden määrä vähenee  Vuoden 2050 ilmastossa maan pinnan lämmönvastus tulee olla vähintään 1,3 m2K/W (esim. 50 mm EPS tai 150 mm kevytsoraa).  Puuvasojen alapuolelle tarvitaan hyvin lämpöä eristävä tuulensuoja. Tuulensuojan tulisi olla hyvin Alapohjan toimivuuden edellytyksenä on kosteutta kestävä. lisäksi monet aiemmin korostetut asiat:  Alapohjarakenteen ilmatiiviys on erittäin tärkeä.  Eloperäinen materiaali tulee poistaa ryömintätilasta.  Ryömintätilaa tulee tuulettaa kesällä.  Maapohja ei saa olla monttu.  Koneellinen kuivatus tai lämmitys ei ole välttämätön,  Salaojasorakerros perusmaan päälle ja jos alapohja tehdään muuten rakenteellisesti oikein. perusmaan pinnan kallistus salaojiin.Energiatehokkuudesta liiketoimintaa -seminaari, Tekes, Helsinki 22.5.2012 Juha Vinha 25
  26. 26. RAKENTEIDEN SISÄINEN KONVEKTIO  Sisäistä konvektiota tapahtuu avo- huokoisilla lämmöneristeillä eristetyissä rakenteissa lämpötilaerojen seurauksena.  Lämmöneristyspaksuuden kasvaessa sisäinen konvektio lisääntyy ja voi heikentää lämmöneristävyyttä jopa useita kymmeniä prosentteja.  Sisäinen konvektio on haitallinen myös rakenteen kosteusteknisen toiminnan kannalta, koska se lisää kosteusrasitusta seinärakenteiden yläosissa.  Irtoeristeissä konvektioreittejä syntyy helposti myös siksi, että eristys ei ole tasalaatuinen ja eristetilassa on rakenteiden aiheuttamia kylmäsiltoja. Eurooppalaiset lämmönjohtavuuden suunnitteluarvot (lU) eivät sisällä sisäisen konvektion vaikutusta!Energiatehokkuudesta liiketoimintaa -seminaari, Tekes, Helsinki 22.5.2012 Juha Vinha 26
  27. 27. YLÄPOHJIEN SISÄINEN KONVEKTIO TTY:n yläpohjarakenteiden tutkimuslaitteisto:  Yläpohjarakenteissa sisäinen konvektio voi heikentää paksujen (600 mm) puhalluseristeiden lämmöneristyskykyä jopa 40 %. Lämmöneristepaksuutta lisättäessä konvektion suhteellinen osuus lisääntyy.  Hyvin vesihöyryä läpäisevän tuulensuojan käyttö lämmöneristeen yläpinnassa ei vähennä sisäistä konvektiota puhalletussa lasivillaeristeessä. Puhalletussa puukuitueristeessä konvektio vähenee jonkin verran.  100 mm levyeristeen käyttö puhalletun lasivillaeristeen alapuolella vähentää sisäistä konvektiota jonkin verran.  Sisäisen konvektion vaikutusta voidaan vähentää oleellisesti korvaamalla puhalluseriste levyeristeellä.  Nykyiset U-arvon laskentaohjeet eivät ota sisäisen konvektion vaikutusta huomioon riittävästi yläpohjarakenteissa.Energiatehokkuudesta liiketoimintaa -seminaari, Tekes, Helsinki 22.5.2012 Juha Vinha 27
  28. 28. ULKOSEINIEN SISÄINEN KONVEKTIO TTY:n rakennusfysikaalinen tutkimuslaitteisto:  Ulkoseinärakenteissa sisäinen konvektio ei ole merkittävää , jos lämmöneristekerroksen paksuus on enintään 200 mm.  300 mm paksulla yhtenäisellä eristeellä konvektio heikentää lämmöneristystä keskimäärin n. 10 %.  Lämmöneristyskerrokseen laitettava pystysuuntainen konvektiokatko vähentää konvektiota, mutta ei välttämättä poista konvektion vaikutusta kokonaan.  Nykyiset U-arvon laskentaohjeet ottavat sisäisen konvektion vaikutuksen kohtuullisesti huomioon ulkoseinärakenteissa.Energiatehokkuudesta liiketoimintaa -seminaari, Tekes, Helsinki 22.5.2012 Juha Vinha 28
  29. 29. IKKUNAT Lämmöneristyksen parantamisen vaikutukset ikkunan lasiosan toimintaan  Kosteuden kondensoituminen lisääntyy ikkunan ulkopintaan, koska ulkopinta jäähtyy (lämpösäteily taivalle 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/(m2K)) ellei ulkopinnan emissiviteettiä alenneta.  Ikkunan U-arvoa voidaan parantaa myös karmin U-arvoa parantamalla.Energiatehokkuudesta liiketoimintaa -seminaari, Tekes, Helsinki 22.5.2012 Juha Vinha 29
  30. 30. 30 IKKUNOIDEN KONDENSOITUMISRISKIN LISÄÄNTYMINEN Tarkastelujaksot: testivuosi Jokioinen 2004 ja kriittisin vuosi Jokioinen 1991 Kondenssituntien lukumäärä  Jokioisten 2004 ilmastossa kondenssituntien määrä on n. 500 h.  Kaikkein kriittisimmissä olosuhteissa kondenssitunteja voi olla lähes kaksinkertainen määrä.  Varjostukset vähentävät kondensoitumista ja ikkunan ulkopinnan matalaemissiviteettipinta (selektiivipinta) poistaa sen kokonaan.Energiatehokkuudesta liiketoimintaa -seminaari, Tekes, Helsinki 22.5.2012 Juha Vinha 30
  31. 31. RAKENNUSAIKAISEN KOSTEUDEN KUIVUMINEN BETONIELEMENTIN SISÄKUORESTA Kosteuspitoisuuden PUR, U = 0,11 W/(m2K) lukuarvot vastaavat betonilla karkealla tarkkuudella myös huokosilman RH:ta. Mineraalivilla, U = 0,16 W/(m2K) 1 vuosi Kuva: Petteri Ormiskangas  Solumuovieristeitä käytettäessä sisäkuoren kuivumisaika pinnoituskosteuteen (tiiviitä pinnoitteita käytettäessä) voi pidentyä 2 – 4 kk verrattuna mineraalivillaeristeeseen.  Solumuovieristeen paksuuden kasvattaminen lisää myös kuivumisaikaa merkittävästi.  Polyuretaanieristettä käytettäessä kuivumisaika on pisin. Alumiinipinnoite lisää kuivumisaikaa, koska pinnoite estää kosteuden kuivumisen ulospäin kokonaan.Energiatehokkuudesta liiketoimintaa -seminaari, Tekes, Helsinki 22.5.2012 Juha Vinha 31
  32. 32. YHTEENVETO TUTKIMUSTULOKSISTA (rakenteiden kosteustekninen toiminta)  Kosteusvaurioiden riski lisääntyy monissa tavanomaisissa vaipparakenteissa ilmastonmuutoksen ja lämmöneristyksen lisäyksen vaikutuksesta. Toisaalta on myös monia rakenteita, joissa nämä tekijät eivät vaikuta merkittävästi rakenteiden toimintaan.  Rakenteissa tapahtuvien olosuhteiden muuttumisen lisäksi rakenteiden kosteusriskit lisääntyvät myös rakenneratkaisujen, rakenteiden dimensioiden ja toteutustapojen muutosten seurauksena.  Vaipparakenteiden kosteusteknisen toiminnan osalta ei ole löydettävissä kriittisiä U-arvotasoja, joiden jälkeen rakenteiden toiminta heikkenee erityisen paljon.  Tavanomaiset vaipparakenteet saadaan toimiviksi pelkillä rakenteellisilla muutoksilla seuraavan 100 vuoden aikana tapahtuvan ilmastonmuutoksen ja lämmöneristyksen lisäyksen aiheuttamia kosteusrasituksia vastaan. Teknisten laitteiden käyttö (esim. kuivain tai lämmitin) ei ole välttämätöntä uudisrakentamisessa.  Nykyinen vaatimustaso on riittävä betonin ja laastien säilyvyysominaisuuksien (pakkasenkestävyys ja korroosiosuojaus) saavuttamiseksi myös seuraavan 100 vuoden aikana vallitsevassa ilmastossa.Energiatehokkuudesta liiketoimintaa -seminaari, Tekes, Helsinki 22.5.2012 Juha Vinha 32
  33. 33. ILMASTONMUUTOKSEN JA LÄMMÖNERISTYKSEN LISÄYKSEN VAIKUTUKSIA TAVANOMAISISSA VAIPPARAKENTEISSA Vaatii lisää kuivumisaikaa Vaatii rakenteellisia muutoksia Käytöstä tulisi luopua - solumuovieristeiset betonisandwich- - puurakenteinen yläpohja - tuulettumaton eristerappaus rakenteet (lämpöä eristävä aluskate) rankarakenteen tai hirsiseinän päällä - ulkopuolelta solumuovieristeillä - tiiliverhottu rankaseinä Korvaavana rakenteena voidaan eristettävät kivirakenteet (lämpöä eristävä tuulensuoja, käyttää esim. tuuletetun erillinen höyrynsulkukerros tuuletus- levyverhouksen päälle tehtyä - sisäpuolelta lisäeristettävät rakoon yli 10 m korkeissa seinissä) rappausta tai muuta ratkaisua, jossa massiivirakenteet rakenne tuuletetaan. Kivirakenteen riittävä kuivuminen on - sisäpuolelta lisäeristetty hirsiseinä varmistettava, jos rakenne pinnoitetaan (ilmanpitävä ja riittävä höyrynsulku) sisäpuolelta vesihöyrytiiviillä pinnoitteella tai materiaalilla tai - ryömintätilainen alapohja peitetään kaapistoilla tai muilla (maanpinnan lämmöneristys, kuivumista rajoittavilla rakenteilla. lämpöä eristävä ja kosteutta kestävä tuulensuoja puurak. alapohjassa) Sisäpuolelta lämpöeristettyjen - maanvastainen alapohja massiivirakenteiden riittävä kuivuminen (routaeristyksen lisäys) on varmistettava ennen sisäpuolen lämmöneristyksen ja höyrynsulun - ikkunat laittamista. (ulkolasin ulkopintaan matala- emissivitettipinta) Taulukossa esitetyt asiat ovat voimassa myös vanhoja rakenteita korjattaessa ja lisäeristettäessä.Energiatehokkuudesta liiketoimintaa -seminaari, Tekes, Helsinki 22.5.2012 Juha Vinha 33
  34. 34. RAKENNUSPROSESSIN KOSTEUDENHALLINTA Rakennusprosessin kosteudenhallintaosion tuloksena on tuotettu mm. seuraavat julkaisut:  Kosteuden hallinnan opetusdiasarja  Kosteudenhallintaposteri  Työmaan ilmanvaihdon ja lämmityksen suunnitteluohje  O-P. Toivari: Kosteudenhallinnan ja sääsuojauksen taloudellinen tarkastelu, diplomityö  A-P. Lassila: Rakentamisen aikainen rakenteiden tehokas kuivattaminen, kandidaatintyö  J. Hämäläinen: Energian käyttö Ruotsin rakennustyömailla, kandidaatintyö  T. Pippuri: Vaipan läpi johtuva energia rakennusaikana, erikoistyö  Tiivis holvi ja sandwich-elementin suojaus –ohje  Työmaan kuivanapitosuunnitelma Rakennusprosessin kosteudenhallintaosion julkaisut löytyvät omalta kotisivulta osoitteesta: www.tut.fi/site/Energiatehokkuudesta liiketoimintaa -seminaari, Tekes, Helsinki 22.5.2012 Juha Vinha 34
  35. 35. LISÄTIETOA FRAME -PROJEKTISTA  FRAME -projektilla on Rakennusteollisuuden nettisivustolla omat kotisivut, joille tallennetaan projektissa julkaistut tutkimustulokset: www.rakennusteollisuus.fi/frame/  Projektin yhteydessä järjestetään 5 yleisöseminaaria, joissa esitellään yksityiskohtaisemmin projektin tuloksia. Viimeinen yleisöseminaari järjestetään TTY:llä loka–marraskuussa.  Projektin tuloksia on hyödynnetty jo useissa valmisteilla olevissa rakentamisen ohjeissa: RakMK C4, RIL 107 ja RIL 225  Tuloksia tullaan julkaisemaan laajasti myös kansainvälisissä konferensseissa ja tieteellisissä julkaisuissa.  Projektin tuloksista laaditaan kaksi loppuraporttia, jotka ovat saatavilla projektin päätyttyä.  Projektin rahoittajina ovat: Tekes, YM, RT ja rakennusalan yritykset.Energiatehokkuudesta liiketoimintaa -seminaari, Tekes, Helsinki 22.5.2012 Juha Vinha 35
  1. A particular slide catching your eye?

    Clipping is a handy way to collect important slides you want to go back to later.

×