22.5. Frame-hankkeen tulokset

Ilmastonmuutoksen ja lämmöneristyksen
lisäyksen vaikutukset vaipparakenteiden
kosteustekniseen toimintaan –
FRAME-hankkeen tulokset

22.5.2012

Tutk.joht. Juha Vinha

TTY, Rakennustekniikan laitos

Energiatehokkuudesta liiketoimintaa -seminaari, Tekes, Helsinki 22.5.2012

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

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 raportointi


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 yhteydessä

Energiatehokkuudesta liiketoimintaa -seminaari, Tekes, Helsinki 22.5.2012
Laskentaohjelmat
Juha Vinha 4

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.

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.


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)

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.

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.


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.

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).

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.

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.


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.


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.


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).

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.


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, Ruotsi


19

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.

20

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.


 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.



 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, Ruotsi


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!


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.



 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.


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!

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.

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.


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.


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.

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.

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.

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.

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/


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.


22.5. Frame-hankkeen tulokset

Recommended

Recommended

More Related Content

Similar to 22.5. Frame-hankkeen tulokset

Similar to 22.5. Frame-hankkeen tulokset (20)

More from Tekes Programmes and Campaigns

More from Tekes Programmes and Campaigns (20)

22.5. Frame-hankkeen tulokset