energiatehokkuuden ja ilmastonmuutoksen vaikutuksia uudis

ENERGIATEHOKKUUDEN JAILMASTONMUUTOKSEN VAIKUTUKSIAUUDIS- JA KORJAUSRAKENTAMISEEN

14.10.2014

Prof. Juha Vinha

TTY, Rakennustekniikan laitos

Matalaenergia- ja passiivitalojen rakenteiden haasteet, VASEK, Vaasa 14.10.2014

Matalaenergia- ja passiivitalojen rakenteiden haasteet, VASEK, Vaasa 14.10.2014 Juha Vinha 2

RAKENUSTEN ENERGIANKULUTUKSENVÄHENTÄMISEN NYKYINEN AIKATAULU

n 1.1.2015 voimaan vaatimukset uusiutuvista lähteistäperäisin olevasta energian vähimmäistasosta uusissa japerusteellisesti korjattavissa rakennuksissa

n 2015 lähes nollaenergiarakentamista koskevat teknisetkuvaukset suosituksina

n 2017–2020 rakentamisen energiatehokkuusvaatimuksetlähes nollaenergiatasolle

n 1.1.2019 viranomaisten käyttöön tulevien julkisten uusienrakennusten tulee olla lähes nollaenergiarakennuksia

n 1.1.2021 kaikkien uusien rakennusten tulee olla lähesnollaenergiarakennuksia

Lähes nollaenergiamääräykset eivät koske korjausrakentamista,mutta sielläkin on tavoitteena on edistää käytäntöjä, joilla päästäisiinkohti lähes nollaenergiarakennuksia.


2010

EnergiankulutuskWh/(m2∙a)

Muut vaikutuksetn Huomioon otettavien tekijöiden määrä kasvaa.

n Vähennykset syntyvät yhä pienemmistä osatekijöistä.

n Kokonaisuuden hallinta monimutkaistuu.

n Rakennuksen energiatehokkuutta tarkasteltaessa tulee ottaa huomioon myösasuinalueen energiaratkaisut ja ulkopuolella tuotetun energian vaihtoehdot.

n Yhä useampiin rakentamiseen ja asumiseen liittyviin asioihin syntyy haasteita jaongelmia energiatehokkuuden parantamisesta:

- rakenteiden kosteustekninen toiminta heikkenee (vaipan ulko-osienviilentyminen, rakenteiden ja toteutustapojen muutokset, korjausrakentaminen)

- sisäilman laatu voi heikentyä (ylilämpeneminen kesällä ja jäähdytystarpeenlisääntyminen, haitallisten aineiden tulo sisäilmaan voi lisääntyä paine-erojenkasvaessa, ilmanvaihdon väärä toiminta, kosteuden poiston heikentyminen)

- esteettisten ja toiminnallisten tavoitteiden toteuttaminen vaikeutuu (ikkunoidenmäärä ja sijoittelu, tilaratkaisut, ulkonäkö, monimuotoisuus, ääneneristys)

- tekniset järjestelmät monimutkaistuvat ja niiden toiminta tai viat voivat aiheuttaakosteus- ja turvallisuusriskejä (järjestelmien määrä kasvaa ja hallinta moni-mutkaistuu, sähkötehon hallinta korostuu, huollon ja ylläpidon tarve lisääntyy)

- kustannukset lisääntyvät ja taloudellisuus heikkenee (rakentaminen kallistuuentisestään, yhä suurempi osa ratkaisuvaihtoehdoista on taloudellisestikannattamattomia)

RAKENUSTEN ENERGIANKULUTUKSENVÄHENTÄMISEN HAASTEET


kWh/(m2∙a)

Vanhoissa taloissa todellinen kulutus on usein pienempin Ilmanvaihdon määrä on ohjearvoja pienempi.n Sisäilman lämpötila on usein ohjearvoja alhaisempi.n Massiivirakenteiden varaamaa lämpöä ei ole otettu huomioon

oikealla tavalla laskelmissa.

Uusissa taloissa todellinen kulutus on usein suurempin Ilmanvaihdon ja lämpötilan arvot vastaavat paremmin

ohjearvoja.n Sähkölaitteiden aiheuttama kulutus on usein laskennallisia

arvoja suurempi.n Ylilämmöt ovat suurempia johtuen suurista ikkunoista,

puutteellisesta auringonsuojauksesta ja tehokkaastalämmöneristyksestä.→ Rakennuksiin asennetaan jälkikäteen koneellinen jäähdytysja ikkunoita pidetään auki.

n Energiaa kuluttavilla käyttötottumuksilla on suurempisuhteellinen vaikutus.

TODELLINEN JA TEOREETTINENENERGIANKULUTUS EROAVAT TOISISTAAN

Teoreettinenenergiankulutus

Todellinenenergiankulutus

2010


n Lämmöneristyksen lisääminen heikentää monienvaipparakenteiden kosteusteknistä toimintaa:– Ulko-osat viilenevät, jolloin kosteuden

kondensoituminen ja homeen kasvulle suotuisatolosuhteet lisääntyvät rakenteissa.

– Rakenteiden vikasietoisuus heikkenee samastasyystä. Yhä pienemmät kosteusvuodot ulkoa taisisältä voivat saada aikaan kosteusvaurion.

– Vanhoissa rakenteissa lisäeristäminen tehdäänusein sisäpuolelle, jolloin vanhan rakenteenlämpötila alenee ja kosteustekninen toimintaheikkenee.

n Vaipparakenteiden toimintaa voidaan parantaamerkittävästi rakenteiden ja toteutustapojen muutoksilla.Eniten muutoksia tarvitaan puurakenteissa.

n Vanhojen rakenteiden korjausten yhteydessä voidaanlisäksi joutua käyttämään myös teknisiä laitteita(lämmitin, kuivain, ohjattu koneellinen ilmanvaihto).

n Rakenteet saadaan oikein suunniteltuina toimiviksimyös seuraavan 100 vuoden aikana.

LÄMMÖNERISTYKSEN LISÄYKSEN VAIKUTUKSETRAKENTEIDEN KOSTEUSTEKNISEEN TOIMINTAAN

Olosuhteiden muutokset rakenteissa

Juha Vinha 5

Kuva: Hedtec Oy, Olosuhdevahti

Kriittinenkohta


n Lämmöneristepaksuuksien lisääminen muuttaavaipparakenteita monessa tapauksessa niin paljon,että rakenteiden toteutustavat ja tuotantotekniikatmuuttuvat.® uudet runkotyypit ja liitokset sekä tehokkaammat

lämmöneristeet® kokemusperäinen tieto uusista rakenteista puuttuu® suunnittelu- ja asennusvirheet kasvavat

n Nopeassa tahdissa tehdyt suuret muutokset vaativatpaljon koulutusta.® rakennusalan käytännöt muuttuvat hitaasti® koulutus ei tavoita kaikkia

n Tiukka rakentamisaikataulu lisää omalta osaltaanrakenteiden kosteusriskejä.® puutteellinen suunnittelu® liian lyhyet kuivumisajat

Kaikessa rakentamisessa rakennusaikaisen kosteudenhallinnan merkitys korostuu!

Juha Vinha 6

LÄMMÖNERISTYKSEN LISÄYKSEN VAIKUTUKSETRAKENTEIDEN KOSTEUSTEKNISEEN TOIMINTAAN

Rakenteiden ja toteutustapojen muutokset


ILMASTONMUUTOKSEN VAIKUTUKSET

Lämpötilan ja sademäärän muutos Suomessa tulevina vuosikymmeninä

n Lämpötila nousee, viistosaderasitus julkisivupinnoille kasvaa ja pilvisyys lisääntyy.Suurimmat muutokset tapahtuvat talvella.

n Homeen kasvulle otolliset olosuhteet lisääntyvät varsinkin rakenteiden ulko-osissa.n Kosteuden siirtyminen ulkoa sisälle päin lisääntyy varsinkin julkisivuissa, joihin imeytyy

sadevettä. Homehtumis- ja kondenssiriski lisääntyy näissä rakenteissa myösrakenteiden sisäpinnan lähellä.

n Rakenteiden kuivuminen hidastuu syksyllä ja talvella.n Riski vanhojen betonijulkisivujen pakkasrapautumiselle lisääntyy.

Lämpötila Sademäärä

Kuvat: Ilmatieteen laitos

Juha Vinha 7


FRAME-PROJEKTI

n FRAME on laaja-alainen kansallinen tutkimus, jonka pääasiallisina tavoitteina oliselvittää lämmöneristyksen lisäyksen ja ilmastonmuutoksen vaikutuksiarakenteiden kosteustekniseen toimintaan ja rakennusten energiankulutukseen.

n Tutkimus keskittyi pääasiassa uudisrakentamiseen käsittäen eri tyyppisetrakennukset pientaloista julkisiin rakennuksiin. Tutkimuksen tuloksia voidaanhyödyntää kuitenkin myös korjausrakentamisen puolella.

n Kosteusteknisiin tarkasteluihin valittiin tavanomaisia tai riskialttiiksi tiedettyjävaipparakenteita.

n Keskeinen osa tutkimusta olivat eri ohjelmilla tehtävät laskennalliset tarkastelut.Tätä varten laskentaohjelmien luotettavuutta arvioitiin vertaamalla niitä myöserilaisiin laboratorio- ja kenttäkoetuloksiin.

n Laskennallisia tarkasteluja varten määritettiin lisäksi kriittiset sisä- ja ulkoilmanolosuhteet sekä nykyisessä että tulevaisuuden ilmastossa vuosina 2050 ja2100.

n Tutkimuksen tulosten perusteella laadittiin tyypillisimmille matalaenergia- japassiivitalojen rakenteille ja liitoksille suunnittelu- ja toteutusohjeet.

n Projektin kesto oli n. 3 vuotta: 1.9.2009 – 30.9.2012.Juha Vinha 8


TTY:N RAKENTEIDEN KOSTEUSTEKNISENTOIMINNAN ANALYSOINTIMENETELMÄ

Juha Vinha 9

RakennusfysikaalisettestivuodetTTY ja IL 2010 – 2012

SisäilmanmitoitusolosuhteetTTY ja TKK 2002 – 2008

LaskennallisenhomeriskimallinkehitystyöVTT 1986 – 2004TTY ja VTT 2005 – 2013

Laskentaohjelmientoiminnan verifiointiTTY 2001 – 2014

Suomessa käytettävienrakennusmateriaalienominaisuudetTTY 2000 – 2014

Tarkasteluperiaatteiden kehitystyöTTY 2000 – 2014


VAIPPARAKENTEEN KOSTEUSTEKNISEENKÄYTTÄYTYMISEEN VAIKUTTAVATULKOILMAN OLOSUHDETEKIJÄT

n lämpötilan suhteellinen kosteusn tuuli (tuulen suunta ja nopeus)n sade/ viistosade (sademäärä, tuulen suunta ja nopeus)n auringonsäteily (suora ja diffuusi säteily, pilvisyys)n lämpösäteily taivaalle (taivaan efektiivinen lämpötila, pilvisyys)

Olosuhdetekijöiden rakenteille kohdistamiin vaikutuksiin vaikuttavat myös:n tarkasteltava ilmansuuntan rakenteen kaltevuusn rakennuksen muoto ja korkeusn ulkopinnan suojarakenteet (pellitykset, räystäät, markiisit, lipat, säleiköt)n rakenteen ulkopinnan struktuuri ja detaljit (ulokkeet, syvennykset, pinnan

ominaisuudet)n lähiympäristö (muut rakennukset, kasvillisuus, maaston muodot)

Edellä luetellut tekijät muodostavat rakenteen ulkopuolelle mikroilmaston, jokavoi poiketa merkittävästi ulkoilman olosuhteista.


RAKENTEIDEN TOIMINTAKRITEEREJÄ

n materiaalien lujuusn muodonmuutokset ja painuminenn kosteuden kondensoituminenn homeen ja mikrobien kasvun lahon hyönteisvauriotn materiaalien emissiot (VOC)n värimuutoksetn rapautuminen ja halkeilun liimojen ja maalien tartunnan pettäminenn metalliosien korroosion betonipintojen karbonatisoituminenn energiankulutusn vedon tunnen ikkunoiden huurtuminenn haitallisten kaasujen/ epämiellyttävien hajujen

kulkeutuminen ulkoa tai maaperästä sisäilmaan

Lihavoidut kohdat ovatFRAME -tutkimukseenvalittuja toimintakriteerejä.


ESIMERKKEJÄ REFERENSSIVUOSIENVALINTAPERUSTEISTA

Toimintakriteeri Referenssivuoden valintaperusteitakosteuden kondensoituminen korkea RH, saderasitus, nopeat

lämpötilavaihtelut, alhainen lämpötila

homeen ja mikrobien kasvu, laho lämmin ja kostea kesä ja syksy

liimojen tartunnan pettäminen korkea RH, jäätyminen ja sulaminen

värimuutokset auringonsäteily, korkea RH, saderasitus

pinnan rapautuminen, halkeilu,maalipinnan hilseily

aurinkoisen ja sateisen sään vaihtelu,pinnan jäätyminen ja sulaminen

metallien korroosio lämmin ja kostea kesä ja syksy

kosteusmuodonmuutokset RH:n suuri vaihtelu

lämpötilamuodonmuutokset lämpötilan suuri vaihtelu

vedon tunne tuulinen syksy ja talvi

ikkunoiden huurtuminen pilvisyys, varjostukset, korkea RH, nopeatlämpötilavaihtelut

materiaaliemissiot korkea suhteellinen kosteus, saderasitus

Käytännössä lähes kaikkien toimintakriteerien osalta ulkoilman olosuhteidenkriittisyyteen vaikuttaa useat olosuhdetekijät ja niiden keskinäinen vaihtelu.


Home-indeksi M Havaittu homekasvu Huomautuksia

0 Ei kasvua Pinta puhdas

1 Mikroskoopilla havaittava kasvu Paikoin alkavaa kasvua, muutama rihma

2 Selvä mikroskoopilla havaittava kasvuHomerihmasto peittää 10 % tutkittavastaalasta (mikroskoopilla),Useita rihmastopesäkkeitä muodostunut

3Silmin havaittava kasvuSelvä mikroskoopilla havaittava kasvu

Alle 10 % peitto alasta (silmillä)Alle 50 % peitto alasta (mikroskoopilla)Uusia itiöitä alkaa muodostua

4Selvä silmin havaittava kasvuRunsas mikroskoopilla havaittava kasvu

Yli 10 % peitto alasta (silmillä)Yli 50 % peitto alasta (mikroskoopilla)

5 Runsas silmin havaittava kasvu Yli 50 % peitto alasta (silmillä)

6 Erittäin runsas kasvu Lähes 100 % peitto, tiivis kasvusto

HOMEEN KASVUN LASKENTAMALLINHOMEINDEKSILUOKITUS

(VTT:n ja TTY:n kehittämä parannettu homemalli)


Homehtumis-herkkyysluokka Rakennusmateriaalit

Hyvin herkkäHHL 1

karkeasahattu ja mitallistettu puutavara (mänty ja kuusi), höylätty mänty

HerkkäHHL 2

höylätty kuusi, paperipohjaiset tuotteet ja kalvot, puupohjaiset levyt,kipsilevy

Kohtalaisen kestäväHHL 3

mineraalivillat, muovipohjaiset materiaalit, kevytbetoni, kevytsorabetoni,karbonatisoitunut vanha betoni, sementtipohjaiset tuotteet, tiilet

KestäväHHL 4

lasi ja metallit, alkalinen uusi betoni, tehokkaita homesuoja-aineitasisältävät materiaalit

RAKENNUSMATERIAALIEN JAKAUTUMINEN ERIHOMEHTUMISHERKKYYSLUOKKIIN


n Joidenkin yllä olevassa taulukossa esitettyjen materiaalien, kuten esim.erilaisten muovipohjaisten materiaalien ja tiilien kuulumista esitettyynhomehtumisherkkyysluokkaan ei ole varmistettu kokeiden avulla.


Homehtumis-herkkyysluokka

Taantumaluokka TaantumakerroinCd

Hyvin herkkäHHL 1

Merkittävä taantumaHTL2

0,5

HerkkäHHL 2

Kohtalainen taantumaHTL3

0,25

Kohtalaisen kestäväHHL 3

Vähäinen taantumaHTL4

0,1

KestäväHHL 4

Vähäinen taantumaHTL4

0,1

HOMEEN TAANTUMALUOKAT ERI HOMEHTUMIS-HERKKYYSLUOKKIEN MATERIAALEILLA



HOMEEN KASVUN LASKENTAMALLINHOMEHTUMISHERKKYYSLUOKAT (HHL)


90% RH & 22oC

0

1

2

3

4

5

6

0 20 40 60 80 100 120Time [weeks]

Mou

ldIn

dex

very sensitivesensitivemedium resistantresistant

90% RH & 5oC

0

1

2

3

4

5

6

0 20 40 60 80 100 120Time [weeks]

Mou

ldIn

dex

very sensitivesensitivemedium resistantresistant

Maksimiarvot:

HHL 1: 6,0HHL 2: 5,3HHL 3: 3,5HHL 4: 2,0


ESIMERKKI TESTIVUOSIEN VALINTAANKÄYTETYSTÄ RAKENTEESTA

Tiiliverhottu rankaseinä

Tarkastelukohtiin vaikuttavatulkoilman olosuhteetn Lämpötilan Suhteellinen kosteusn Viistosaden Auringonsäteilyn (Lämpösäteily taivaalle)

Rakennekerrokset sisältäulospäin:n Kipsilevy 13 mmn Höyrynsulkumuovi 0,2 mmn Lasivilla 250 mmn Tuulensuojakalvon Tuuletusväli 30 mmn Tiiliverhous 85 mm

Tarkastelukohdat


HOMEEN KASVU RAKENTEESSA/ULKOILMAN OLOSUHTEET

(Tiiliverhottu rankaseinä, korkea rakennus, etelä, HHL2)

n Homeindeksin maksimiarvo 120 vuotena Suomessa 1980– 2009 (30 vuotta 4:ltä paikkakunnalta)n Pelkästään joidenkin ulkoilman olosuhteiden perusteella ei voida määrittää testivuotta, joka

synnyttäisi kriittiset olosuhteet tarkasteltavassa rakenteessa.® Rakenne ja siinä käytetyt materiaalit vaikuttavat merkittävästi tarkastelukohtien olosuhteisiin(materiaalien ominaisuudet, kuten esim. kosteudensitomiskyky, vesihöyrynläpäisevyys jakapillaarisuus).® Kaikki ulkoilman olosuhdetekijät ja niiden keskinäinen vaihtelu vaikuttavat rakenteessavallitseviin olosuhteisiin.


RAKENNUKSEN KORKEUDEN VAIKUTUSHOMEEN KASVUUN (Tiiliverhottu rankaseinä,

korkea/ matala rakennus, etelä, HHL2)

n Korkeassa rakennuksessa tiiliverhouksen takana homehtumisriski on oleellisestisuurempi kuin matalassa rakennuksessa.

n Saman vuoden kriittisyys korkeassa ja matalassa rakennuksessa vaihtelee erittäinpaljon (rakennuksen korkeus vaikuttaa testivuoden valintaan).

n Vastaavanlaisia eroja havaitaan esimerkiksi tarkasteltaessa saman vuodenvaikutuksia eri ilmansuunnissa.


0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

-30 -25 -20 -15 -10 -5 0 5 10 15 20 25 30

Sis

äilm

anko

steu

slis

ä,Dn

(g/m

3 )

Ulkoilman lämpötila, T (°C)

1

2

3

SISÄILMAN KOSTEUSLISÄN MITOITUSARVOT

Kosteusluokka Kosteuslisän mitoitusarvotalvella (T ≤ 5 °C)

Rakennustyyppi (3, (4

1 > 5 g/m3 (1 Kylpylät, uimahallit, laitoskeittiöt, pesulat, panimot, kirjapainot,kasvihuoneet, kostutetut tilat, ratsastusmaneesit, maataloudentuotantorakennukset, eläinsuojat, teollisuuden kosteusrasitetut tilat

2 5 g/m3 Asuinrakennukset, toimisto- ja liikerakennukset, hotellit jamajoitusrakennukset, ravintolat, kokoontumis- ja juhlatilat,opetusrakennukset ja päiväkodit, sairaalat ja hoitolaitokset, museot,liikuntahallit ja -tilat, jäähallit ja jäähdytetyt liikuntatilat (5, (6, kylmä- japakkashuoneet (5, (6, talviasuttavat vapaa-ajan asunnot

3 3 g/m3 (2 Vapaa-ajan asunnot, puolilämpimät tai kylmillään olevat rakennukset,varastot ja säilytystilat, ajoneuvosuojat, tekniset tilat, väliaikaiset jasiirrettävät rakennukset


IKKUNOIDEN KONDENSOITUMISRISKINLISÄÄNTYMINEN

21

Juha Vinha 21

n Ikkunoiden kondensoitumista esiintyyeniten aamuyön tunteina syksyllä.

n Ikkunan lasiosan U-arvoa ei tule enääpienentää (nykyisin tasolla n. 0,6 W/(m2K))ellei ulkopinnan emissiviteettiä alenneta.

n Varjostukset vähentävät kondensoitumistaja ikkunan ulkopinnanmatalaemissiviteettipinta (selektiivipinta)poistaa sen kokonaan.

n Ikkunan U-arvoa voidaan parantaa myöskarmin U-arvoa parantamalla.

Matalaemissivitettipintojen (selektiivipinta)lisääminen ikkunaanheikentää matkapuhelimien kuuluvuuttaosassa rakennuksista (mm. betonirakenteisetsekä tiiviillä alumiinilaminaattipintaisillapolyuretaanieristeillä toteutetut rakennukset).

Kondenssituntienlukumäärä aukealla paikallaolevassa rakennuksessa


TUULETETTU YLÄPOHJA

n Lämmöneristeen lisääminen tuuletettuunyläpohjaan on helppo tapa vähentääenergiankulutusta.

n Lämmöneristyksen parantamisenalentaa tuuletustilan lämpötilaa.→ kosteuden tiivistyminen ja homeenkasvu yläpohjassa lisääntyy→ yläpohjien vikasietoisuus heikkenee

n Yläpohja on saatava ilmatiiviiksi aina kunlämmöneristystä lisätään!

Kosteus- ja homeongelmia on havaittu paljonEtelä-Ruotsissa, mutta myös Suomessa.

Kuva: Lars-Erik Harderup & Jesper Arfvidsson, Lund, Ruotsi

Juha Vinha 22


PUURAKENTEINEN TUULETETTU YLÄPOHJA

n Homehtumisriski lisääntyy voimakkaasti puurakenteidenulko-osissa ilmastonmuutoksen ja lämmöneristyksenlisäyksen vaikutuksesta.

n Uusissa rakennuksissa tuuletustilan kosteusteknistätoimintaa voidaan parantaa lämpöä eristävällä aluskatteella.

n Vinoissa yläpohjissa lämmöneristys toteutetaan puupalkkienyläpuolelle laitettavalla tuulensuojalla.

n Vuoden 2050 ilmastossa riittävä aluskatteen lämmönvastuson n. 0,5 m2K/W (esim. 20 mm XPS-eristettä).

n Vuoden 2100 ilmastossa vastaava arvo on 1,0 m2K/W (esim.40 mm XPS-eristettä).

n Yläpohjan tuuletuksessa suositeltava ilmanvaihtokerroin on0,5 – 1,0 1/h.

n Yläpohjan ilmatiiviys on erittäin tärkeä.

n Vanhoissa rakennuksissa yläpohja on pyrittävä saamaanilmatiiviiksi aina, kun lämmöneristystä lisätään. Tarvittaessayläpohjaa voidaan myös esimerkiksi lämmittää.

Juha Vinha 23

Kuva: Hedtec Oy, Olosuhdevahti


SISÄINEN KONVEKTIO YLÄPOHJIENLÄMMÖNERISTEKERROKSESSA

Juha Vinha 24

n Yläpohjarakenteissa sisäinen konvektio voi lisätäpaksujen (600 mm) puhalluseristeiden läpi siirtyväälämpövirtaa enimmillään jopa 30 - 50 %.Lämmöneristepaksuutta lisättäessä konvektionsuhteellinen osuus lisääntyy.

n Hyvin vesihöyryä läpäisevän tuulensuojan käyttölämmöneristeen yläpinnassa ei vähennä sisäistäkonvektiota puhalletussa lasivillaeristeessä.Puhalletussa puukuitueristeessä konvektio väheneejonkin verran.

n 100 mm levyeristeen käyttö puhalletunlasivillaeristeen alapuolella vähentää sisäistäkonvektiota.

n Sisäisen konvektion vaikutusta voidaan vähentääoleellisesti pienentämällä puhalluseristeenilmanläpäisevyyttä tai korvaamalla puhalluseritelevyeristeellä.

n Nykyiset U-arvon laskentaohjeet eivät ota sisäisenkonvektion vaikutusta huomioon riittävästiyläpohjarakenteissa.


PAKSUJEN PUHALLUSERISTEIDEN PAINUMINENTUULETETUSSA YLÄPOHJASSA

KESKUSTELU: Vaikutus rakenteen toimintaan?


LUMEN JÄÄTYMINEN RÄYSTÄILLE

n Ongelmallinen loivissakatoissa, joissa yläpohjanlämmöneristystä ei saalisättyä reunoille.

n Yläpohjan tuuletusta ei saatukkia lämmöneristeellä.

n Yläpohjan ja ulkoseinän liitosoltava ilmatiivis.

n Tarvittaessa katolle tehtäväriittävät kallistukset ja tilalisäeristeelle.

n Vesikourujen sähkölämmitysja lumiesteet auttavat.

Juha Vinha 26


VANHAN KATTORAKENTEEN ULKOREUNANLISÄERISTYSRATKAISU

KESKUSTELU: Rakenteen toiminta?


ILMANSULUN MERKITYS YLÄPOHJASSA

Tiiviin (esim. rak.levyn) tuulensuojanalapintaan voi tiivistyä kosteutta, joshöyrynsulussa suuria vuotoja.Yläkautta rankojen väliin kiinnitettyhöyrynsulku ei toimi.

Höyrynsulun (ilmasulun) vuotaessatuuletus voi lisätä katon kosteus-rasitusta. Rakenteiden liike ei saarikkoa ilma-/höyrynsulkua.

Juha Vinha 28


TUULETTUMATTOMAT JAVÄHÄN TUULETTUVAT YLÄPOHJAT

n Tasakattoja tai loivat kallistukset:→ lammikoituminen, katteiden vaurioituminenn Eristeiden pakkovoimat (EPS) ja

pehmeneminen (mineraalivilla)n Tuulettuminen hidasta, vanhoissa katoissa

ei edes uritusta.n Vuodot leviävät laajalle ja kuivuvat erittäin

hitaasti.n Vuotokohtien sijainti vaikea havaita, ei voi

tarkistaa.n Eristeiden kiinnitys profiilipeltiin aiheuttaa

välillä ohiporauksia.→ höyrynsulun ilmavuodot lisäävät

kosteusrasitusta→ urien kautta tapahtuva tuuletus voi jopa

pahentaa kosteusongelmia tässätilanteessa

n Katteen asentaminen kuivien eristeidenpäälle ensiarvoisen tärkeää!

Juha Vinha 29


KEVYTSORAKATTO

KESKUSTELU: Rakenteen toiminta?


n Pakkasrapautumisvaurioita saattaa alkaa esiintyävanhassa rakennuskannassa myös sisämaassailmastonmuutoksen myötä.

n Pakkasenkestävyyden suhteen nykyinenvaatimustaso on riittävä myös tulevaisuudessa.Betonin lisähuokoistuksen on onnistuttavaaina!

n Raudoitteiden sijainti normien ja toleranssienmukaisiksi, eli riittävästi välikkeitä!Ruostumattomien terästen käyttö julkisivuissa onsuositeltavaa (erityisesti pieliteräkset).Peitepaksuusvaatimustaso on riittävä.

n Liitosten ja detaljien toimivuuteen tuleekiinnittää erityistä huomiota. Näiden toiminnallaratkaistaan koko rakenteen toimivuus!

n Lämmöneristyksen lisäys ei vaikutabetonijulkisivujen kosteustekniseen toimintaan.

BETONIJULKISIVUJEN TOIMINTA

Juha Vinha 31


n Solumuovieristeitä käytettäessä sisäkuoren kuivumisaika pinnoituskosteuteen (tiiviitä pinnoitteitakäytettäessä) voi pidentyä seuraavasti verrattuna mineraalivillaeristeeseen:2–4 kk, kuivumistaso 90 % RH ja 6–12 kk, kuivumistaso 80 % RH

n Solumuovieristeen paksuuden kasvattaminen lisää myös kuivumisaikaa.n Polyuretaanieristettä käytettäessä kuivumisaika on pisin. Alumiinipinnoite lisää kuivumisaikaa,

koska pinnoite estää kosteuden kuivumisen ulospäin kokonaan.

RAKENNUSAIKAISEN KOSTEUDEN KUIVUMINENKIVIRAKENTEISTA SOLUMUOVIERISTEITÄ

KÄYTETTÄESSÄ

Juha Vinha 32

1 vuosi

Esimerkki rakennusaikaisen kosteuden kuivumisesta betonielementinsisäkuoresta


KIVIRAKENTEEN PÄÄLLE TEHTY ERISTERAPPAUS

Diffuusio

SisäpuoliUlkopuoli

Konvektio

Diffuusio

Viistosade

Kapillaarivirtaus

Painovoimainensiirtyminen

n Sisäpinnan vesihöyrynvastus on yleensäriittävä.

n Paksurappaukseen kertyy viistosateestakosteutta. Auringonsäteily tehostaakosteuden kuivumista rappauksesta sekäsisään että ulospäin.

n Ohutrappaus on vesitiiviimpi ja seehkäisee viistosateen tunkeutumistarappaukseen. Sadevesi muodostaaherkästi kalvon verhouksen ulkopinnalle.

n Halkeamien ja saumavuotojen kauttaohutrapattuun rakenteeseen päässytkosteus kuivuu hitaasti.

→ Sisäpuolella tulee olla kivirakenne.→ Toisaalta myös kivirakenne voi homehtua.→ Rakenteen hyvä ilmanpitävyys on erittäin

tärkeä.


ERISTERAPPAUSRAKENTEEN IKKUNALIITOKSET


ULKOPUOLINEN LISÄLÄMMÖNERISTYS

a/D453/MP/lisaeris

+-+ 20 oC

n = 7g/m3

-5 oC

n = 3g/m3

~ -3 oC, RH 100%

+ 20 oC

n = 7g/m3

-5 oCn = 3g/m3

~ +5 oC, RH 50%

Vaikutukset rakenteen toimintaan:n Sadevesirasitus poistuun Ulkokuoren lämpötila nouseen Ulkokuoren RH aleneen Sisäilman kosteuslisän aiheuttama riski

kosteuden kondensoitumiselle ja homeenkasvulle vähenee

Toiminnan edellytykset:n Ei sadevesivuotoja rakenteen sisäänn Riittävän pieni vesihöyrynvastus ulospäin

Tuuletusväli ulkoverhouksen takanaon aina paras ratkaisu.

Juha Vinha 35


LEVY- TAI PUUVERHOUS VANHOJENBETONIRAKENTEIDEN ULKOVERHOUKSENA

Levyverhous Puuelementtirakenne(TES-elementti)

Kuva: Koskisen Oy

Puurakenteisen elementin ulkoverhouksentausta on aina tuuletettava.

Juha Vinha 36


TIILIVERHOTUT KIVIRAKENTEISET ULKOSEINÄT


HARKKORAKENTEISET ULKOSEINÄT


PUURUNKOINEN ULKOSEINÄ

n Höyrynsulku on suositeltavaa asettaa enintään n. 50 mmsyvyydelle seinän sisäpinnasta, jotta sitä ei tarvitse rikkoasähköasennuksien takia.

n Vähintään 75 % lämmöneristeestä tulee olla kuitenkinhöyrynsulun ulkopuolella.

n Lämmöneriste tulisi asentaa höyrynsulun sisäpuolelle vastasitten, kun rakennusaikainen kosteus sisältä on kuivunut.Vaihtoehtoisesti voidaan käyttää pystykoolausta pystyrungonkohdalla.

n Höyrynsulkukalvon tilalla voidaan käyttää esim. solumuovilevyä.n Pehmeät lämmöneristeet on asennettava erityisen huolellisesti,

jotta kulmiin ja liitoksiin ei synny ilman virtausreittejä.n Puurungon ulkopuolelle tulee laittaa hyvin lämpöä eristävä

tuulensuoja. Jäykistävää tuulensuojalevyä käytettäessälaitetaan erillinen lämpöä eristävä tuulensuoja sen ulkopuolelle.

n Tuulensuojan on oltava hyvin vesihöyryä läpäisevä.n Ulkoverhouksen takana on oltava aina tuuletusväli.

Juha Vinha 39


PUU- JA TERÄSRANKASEINIENTOTEUTUSVAIHTOEHTOJA


TIILIVERHOTTU PUURANKASEINÄ

n Tiiliverhotussa puurankaseinässä homehtumisriski rakenteen ulko-osissa on erityisen suuri, koska tiiliverhoukseen kerääntynyt kosteussiirtyy sisäänpäin diffuusiolla.→ Tuulensuojan tulee olla hyvin lämpöä eristävä ja homehtumistakestävä.→ Vaihtoehtoisesti puurungon ulkopinnassa voidaan käyttää esim.teräsprofiilista tehtyä ristikoolausta.

n Vuoden 2050 ilmastossa tuulensuojan lämmönvastuksen tulee ollavähintään 1,6 m2K/W (esim. 50 mm mineraalivillalevy) ja vuoden2100 ilmastossa 2,7 m2K/W (esim. 100 mm mineraalivillalevy).

n Voimakasta homehtumisriskiä esiintyy myös höyrynsulun sisä- jaulkopuolella pystyrungon kohdalla, jos sisäpuolella käytetäänristikoolausta ja tuulensuojan lämmönvastus ei ole riittävä.

n Höyrynsulkuna on suositeltavaa käyttää ns. hygrokalvoa, jokamahdollistaa rakenteen kuivumisen myös sisälle päin.

n Tiiliverhotun rakenteen päällystäminen vesitiiviillä pinnoitteella ei olesuositeltavaa. Kaikkia rakoja ei kyetä tukkimaan, jolloin vesi valuutiiliverhouksen vuotokohtiin ja seurauksena voi olla puurungonlahovauriot rakenteen alaosassa tai tiilen pakkasrapautuminenvuotokohdissa.

Korkeissa rakennuksissa(yli 10 m) tiiliverhouksentaakse tulee laittaakummaltakin puoleltatuuletettu höyrynsulkukerros(esim. teräsohutlevy).

Juha Vinha 41


TIILIVERHOTTU PUURANKASEINÄ

Yli 10 m korkea seinäEnintään 10 m korkea seinä

50 – 70 mm


ERISTERAPATTU RANKASEINÄ

n Eristerapattujen puu- ja teräsrankaseinien kastuminensaumakohtien kosteusvuotojen seurauksena sekäkosteuden hidas kuivuminen aiheuttavat homeen kasvuarakenteen ulko-osissa.

n EPS-eristeen käyttö rapatussa rankaseinässä pahentaatilannetta entisestään, koska ulkopinnan vesihöyrynvastuskasvaa ja näin ollen rakenteen kuivuminen heikkenee.

n Paksurapattu rakenne ei toimi hyvin edesideaalitilanteessa, koska se kerää sadevettä samallatavoin kuin tiiliverhottu seinä.

n Rapattu pintarakenne tulee erottaa sisemmästäseinäosasta kuivumisen mahdollistavalla tuuletusvälillä,esim. levyrappauksella.

Puurankarakenteen päälle tehdyissä eristerappaus-rakenteissa on todettu erittäin paljon kosteusvaurioitaRuotsissa ja Pohjois-Amerikassa.

Juha Vinha 43

Matalaenergia- ja passiivitalojen rakenteiden haasteet, VASEK, Vaasa 14.10.2014 Juha Vinha 44Kuvat: Ingemar Samuelson SP, Ruotsi

Ikkuna- ja oviliitokset Kiinnikkeet

LIITOSTEN VUOTOKOHTIAERISTERAPPAUSSEINÄSSÄ


HYBRIDIERISTETTY PUURAKENTEINENULKOSEINÄ

KESKUSTELU 2: Rakenteen toiminta?


n Massiivirakenteet, kuten muutkin vanhat rakenteet, tulisi aina ensisijaisestieristää ulkopuolelta hyvin vesihöyryä läpäisevällä lämmöneristeellä.

n Jos massiivirakenteita eristetään sisäpuolelta, eristeen ja rakenteen välinenpinta viilenee ja homehtumisriski siinä kasvaa.

n Ilmavuodot sisältä eristeen taakse on estettävä!

n Rakenteessa on oltava aina myös riittävä höyrynsulku eristeen lämpimälläpuolella.

n Avohuokoisia lämmöneristeitä käytettäessä muovikalvon taimuovitiivistyspaperin käyttö on paras ratkaisu. Kosteutta läpäisevänilmansulun käyttö ei paranna rakenteen kuivumista sisäänpäin.

n Solumuovieristeitä käytettäessä eristeen oma vesihöyrynvastus muodostaariittävän höyrynsulun lämmöneristettä lisättäessä.

n Kevytbetoni- ja tiilirakenne on rapattava ulkopuolelta, jotta viistosade eipääsee kastelemaan seinää.

n Hirsiseinässä on estettävä viistosateen tunkeutuminen saumojen kauttaeristetilaan (esim. paisuvat saumatiivisteet)

n Rakenteen on päästävä kuivumaan riittävästi ennen sisäpuolisenlämmöneristyksen ja höyrynsulun laittoa.

Juha Vinha 46

?

SISÄPUOLELTA ERISTETTY MASSIIVIRAKENNE

Kriittinenkohta


HÖYRYNSULUN VESIHÖYRYNVASTUKSENMINIMIARVOT SISÄPUOLISELLA LISÄERISTYKSELLÄ

?


HIRSISEINÄN LISÄERISTÄMINEN

ULKOPUOLELTALISÄERISTETTY HIRSISEINÄ

SISÄPUOLELTALISÄERISTETTY HIRSISEINÄ

HIRSISEINÄ 150 mmMINERAALIVILLA / PUUKUITUERISTE 100 mm PUURUNKO 100 X 50 mm, k 600HUOKOINEN KUITULEVY 25 mmTUULETUSRAKO RISTIKOOLAUS 2 x 22 x 50 mm, k 600ULKOVERHOUS LAUTA

U = 0.25 W/m2K U = 0.38 W/m2K

HIRSIPANEELI 20 mmMUOVITIIVISTYSPAPERIMINERAALIVILLA / PUUKUITUERISTE 50 mm KOOLAUS 50 x 50 mm, k 600HIRSISEINÄ 150 mm

EI SUOSITELTAVA

Juha Vinha 48


VANHAN PURUSEINÄN LISÄERISTÄMINEN

ULKOPUOLELTALISÄERISTETTY PURUSEINÄ

SISÄPUOLELTALISÄERISTETTY PURUSEINÄ

U = 0.23 W/m2K U = 0.32 W/m2K

SISÄVERHOUSLEVYMUOVITIIVISTYSPAPERIMINERAALIVILLA / PUUKUITUERISTE 50 mm KOOLAUS 50 x 50 mm, k 600VANHA RAKENNESISÄVERHOUS POISTETTUNA

VANHA RAKENNEULKOVERHOUS POISTETTUNAMINERAALIVILLA / PUUKUITUERISTE 100 mm PUURUNKO 100 x 50 mm, k 600HUOKOINEN KUITULEVY 25 mmTUULETUSRAKO RISTIKOOLAUS 2 x 22 x 50 mm, k 600ULKOVERHOUSLAUTA

EI SUOSITELTAVA

Juha Vinha 49


VALESOKKELIT JA PUURAKENTEINENTIILIVERHOILTU SEINÄ

n Valesokkeli estää seinään tulleen kosteuden kuivumisen ulospäin.seinän alapäässä lahoriski

n Puurunko on nostettava harkolla ylös laatan alta valesokkelinyläpintaan.

n Harkon ja valesokkelin väliin olisi hyvä saada edes ohutpolyuretaanieristekaista. Ilmavirtaus eristeen ulkopintaan tulee estää.

n Tiiliverhotun seinänlisäeristäminenjoudutaan tekemäänyleensä sisäpuolelta.

n Höyrynsulku onpoistettava ennenlisäeristystä.

Juha Vinha 50


ROUTASUOJAUKSEN LISÄÄMINEN

n Alapohjan lämmöneristyksen kasvaessa tuleelisätä rakennuksen routasuojausta.

n Erityisesti tämä koskee maanvastaisellaalapohjalla toteutettuja rakennuksia.

n Riittävä routaeristys tulee varmistaa varsinkinrakennuksen ulkonurkissa.

n Jos alapohjan lämmöneristys kasvaamerkittävästi, routasuojauksen mitoitussaatetaan joutua tekemään kylmänrakennuksen mukaan.

n RIL on julkaissut juuri uudenroutasuojausohjeen: RIL 261-2013

q

1 mREUNA-ALUE


MAANVASTAINEN BETONILAATTAKaksoislaattarakenne

?

Juha Vinha 52


MAANVASTAINEN BETONILAATTALämmöneristämätön laatta

n Maapohja on lämmennyt rakennuksenkeskialueella diffuusio ylöspäin

n Tiiviit lattiapäällysteet ovat riskihomeen kasvu päällysteiden alla ja

lattiapäällysteiden irtoilun Lattiapäällysteen oltava hyvin vesihöyryä

läpäisevän Jos kosteus nousee lisäksi kapillaarisesti

laatan alapintaan, on harkittava laatanpurkamista ja uuden alapohjan tekoa.

n Yläpuolella olevan tilan riittävästäilmanvaihdosta on huolehdittava, jottamaasta tuleva kosteus pääsee pois.

n Myös vähän lämmöneristetyissä laatoissavoi esiintyä samaa diffuusio-ongelmaa,varsinkin, jos eristeenä on käytettymineraalivillaa.

n Maanvastaisen alapohjanlisäeristäminen on aina ongelmallistaellei betonilaattaa poisteta kokonaan.

n Toisaalta lisäeristämisen hyöty onyleensä vähäisempi kuin muissarakennusosissa.

Juha Vinha 53


MAANVASTAINEN BETONILAATTAYläpuolelta lämpöeristetty laatta

n Puurunko ja mineraalivilla on poistettava tai korvattavasolumuovieristeellä ja pintalaatalla.

n Kaksoislaattarakenteessa kuitenkin edellä esitetyt ongelmat.

Juha Vinha 54


MAANVASTAINEN BETONILAATTAToimiva ratkaisu

n Lämmöneristys laatan alapuolelle –reunoille enemmän

n Lattialämmityksen kanssa suositeltavaeristepaksuus vähintään 150 – 200 mm.

n Eristeen alla maaperässä on ainamikrobeja ja RH lähelle 100 %. Rakenne eitoimi tästä huolimatta väärin.

n Laatan saumojen ja läpivientienilmanpitävyys on erittäin tärkeä.

n Laatan kuivuttava riittävän pitkään ennenpinnoitusta. Pinnoitteesta riippuen jopauseita kuukausia.

Juha Vinha 55


RYÖMINTÄTILAINEN ALAPOHJA

Juha Vinha 56

n Ryömintätilan pohja tulisi lämpöeristää varsinkinpuurakenteista alapohjaa käytettäessä. Myös sepelin käyttömaan pinnalla parantaa alapohjan kosteusolosuhteita.→ Lämmöneristys vähentää maan viilentävää vaikutustaryömintätilassa.→ Lämmöneristys alentaa maapohjan lämpötilaa, jolloindiffuusiolla maasta haihtuvan kosteuden määrä vähenee.

n Vuoden 2050 ilmastossa maan pinnan lämmönvastus tuleeolla vähintään 1,3 m2K/W (esim. 50 mm EPS tai 150 mmkevytsoraa).

n Puuvasojen alapuolelle tarvitaan hyvin lämpöä eristävätuulensuoja, jonka lämmönvastus on vähintään 0,4 m2K/W.Tuulensuojan tulee olla hyvin kosteutta kestävä.

n Alapohjarakenteen ilmatiiviys on erittäin tärkeä.

n Ryömintätilan tuuletuksessa suositeltava ilmanvaihtokerroinon 0,5 – 1,0 1/h, jos kosteutta tulee ryömintätilaanpääasiassa ulkoilman mukana. Muussa tapauksessailmanvaihtokertoimen on oltava isompi.

n Koneellinen kuivatus tai lämmitys ei ole välttämätön, josalapohja tehdään muuten rakenteellisesti oikein.

n Eloperäinen materiaali tulee poistaaryömintätilasta

n Maapohja ei saa olla monttu.n Salaojasorakerros perusmaan päälle ja

perusmaan pinnan kallistus ulospäin salaojiin.

Alapohjan toimivuuden edellytyksenä on lisäksimonet aiemmin korostetut asiat:


BETONIELEMENTEILLÄ TEHTYRYÖMINTÄTILAINEN ALAPOHJA

n Lämmöneristeen tulisi ollabetonirakenteisessa ryömintätilaisessaalapohjassa betonielementtienalapuolella.

n Eristeen alapinnassa esiintyy homeenkasvulle otollisia olosuhteita.

n Kaksoislaattarakenne on riskialtiskosteusvaurioille.

n Lisäeristys kannattaa laittaakorjattaessa betonielementtienalapuolelle ja saumata tiiviisti.

n Myös maapohja kannattaalämmöneristää esim. kevytsoralla.

n Rakenteen ilmanpitävyys on erittäintärkeä.

?

Juha Vinha 57


VANHA RAKENNE

LATTIALAUTA 30 mmSAHANPURU / KUTTERINLASTU 225 mm PUURUNKO: SOIROT 50 x 100 mm, k 600 VASAT 50 x 150, k 600TERVAPAPERILAUTA 22 mmTUULETUSTILA

U = 0.26 W/m2K

RYÖMINTÄTILAINEN ALAPOHJAKorjausesimerkki 1

Juha Vinha 58



UUSI RAKENNE, KUIVA TILA

LATTIALAUTA 28 mmMUOVIKALVO / MUOVITIIVISTYSPAPERIMINERAALIVILLA / PUUKUITUERISTE 250 mm PUURUNKO: SOIROT 50 x 100 mm, k 600 VASAT 50 x 150 mm, k 600HUOKOINEN KUITULEVY 25 mmTUULETUSTILA

U = 0.16 W/m2K

Juha Vinha 59


LAATOITUS + VEDENERISTE / MUOVIMATTOPINTAVALU 30 - 50 mm + LATTIALÄMMITYSMUOVIKALVOFILMIVANERI 15 mmMINERAALIVILLA / PUUKUITUERISTE 250 mm PUURUNKO: SOIROT 50 x 100 mm, k 600 VASAT 50 x 150 mm, k 600HUOKOINEN KUITULEVY 25 mmTUULETUSTILA - PINTAVALUN KUIVUMISAIKA VÄH. 6 VIIKKOA ENNEN PINNOITUSTA - ALAPOHJAN KANTAVUUS TARKISTETTAVA

UUSI RAKENNE, KOSTEA TILA U = 0.17 W/m2K


n Betonilaatta jää kahden tiiviin pinnan väliin, mutta lattialämmityksen kanssatoteutettuna rakenne voidaan tässä tapauksessa hyväksyä. Betoninalkalisuus suojaa sitä myös homehtumiselta.

n Muovikalvo suojaa alla olevia puurakenteita myös suurilta kosteusvuodoilta.

Juha Vinha 60


VANHA RAKENNE

LATTIALAUTA 30 mmSAHANPURU / KUTTERINLASTU 250 mm PUURUNKO: VASAT 50 x 125 mm, k 600 PYSTYTUET 50 x 100, k 600 ALUSPUUT 50 x 100BETONILAATTA 80 mmTUULETUSTILA

U = 0. 25 W/m2K


Juha Vinha 61


LAATOITUS + VEDENERISTE / MUOVIMATTOPINTAVALU 30 - 50 mm + LATTIALÄMMITYSPOLYSTYREENI (EPS) 60 + 100 mmVANHA BETONILAATTATUULETUSTILA - PINTAVALUN KUIVUMISAIKA VÄH. 6 VIIKKOA ENNEN PINNOITUSTA - POHJALAATAN KANTAVUUS TARKISTETTAVA

UUSI RAKENNE, KOSTEA TILA U = 0. 26 W/m2K


n Kaksoislaattarakenne on riskialtis ratkaisu, mutta mahdollinen, joslämmöneristettä ei saada laatan alapuolelle.

n Rakenteen ilmanpitävyys on erittäin tärkeä.

SOLUMUOVIERISTYSLEVY

n Rakennetta voidaan käyttää myös kuivassatilassa ilman vedeneristystä ja laatoitusta.

Juha Vinha 62


KELLARIN SEINIEN LISÄERISTYS

n Kosteus- ja lämmöneristys puuttuvat yleensä seinän ulkopuolelta.kosteus- ja homeongelmia kellaritiloissa

n Sisäpuolelta eristämisessä samat ongelmat kuin muissakin sisäpuoleltaeristetyissä seinissä - lisänä vielä maaperän kosteus.

n Ulkopuolinen lämmön- ja kosteudeneristys aina kun mahdollista.n Eristys sisäpuolella: kalsiumsilikaattieriste suositeltavin vaihtoehto tai kevytbetoni-

ja kevytsoraharkko, myös solumuovieriste joissakin tapauksissa, EI PUURUNKOASISÄPUOLELLE!

n Ei ilmarakoa vanhan rakenteen ja lisäeristyksen väliin.n Välipohjan ja ulkoseinän liitosalueen kylmäsillat ovat usein ongelma varsinkin, jos

rakenne korjataan ulkopuolisella lämmöneristyksellä.Juha Vinha 63


MÄRKÄTILAN PUURAKENTEINEN ULKOSEINÄ

n Puurunkoisen ulkoseinänyhteydessä märkätilan sisäpuoliolisi suositeltavinta tehdäkivirakenteen päälle. Vaatiialustaksi kivirakenteisen ala-/välipohjan.

n Jos vedeneristys tehdään levynpäälle, paras tapa on jättäätuuletusväli silloinkin levyn taakse.

n Höyrynsulku märkätilan kohdaltasaadaan tällöin yhdistettyäyhtenäisenä kuivien tilojenhöyrynsulkuihin.

n Virheellinen detalji:Kiviseinä on tuettava betonilaatanpäältä, jotta alapohjalaatanpainuma ei riko vedeneristettä!Myös eriytetty levyrakenne tuleetukea laatan päältä!

Juha Vinha 64


MÄRKÄTILAN PUURAKENTEINENULKOSEINÄ JA YLÄPOHJA


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 ilmavirtaustenseurauksena.

4) Rakennuksen energiankulutus vähenee ilmanvaihdon tapahtuessa LTO:nkautta.

5) Rakennuksen käyttäjien kokema vedon tunne vähenee.

6) Ilmanvaihdon säätäminen ja tavoiteltujen painesuhteiden säätäminen helpottuu,mutta toisaalta säätöjen tekeminen on vielä aiempaakin tärkeämpää.

n Riittävän ilmanvaihdon takaaminen on ensiarvoisen tärkeää!n Ilmanvaihdon tulo- ja poistoilmavirtojen säätäminen on erittäin tärkeää!

Erityisesti, jos rakennuksen ilmanvuotoluku q50 on alle 0,5 m3/(m2h).

Juha Vinha 66


RAKENNUKSEN PAINE-EROT

Juha Vinha 67


RAKENNUKSEN PAINE-EROT

++ + =--

ESIM:DPventDPg

DPwind

-

DPwind DPg DPvent

DP = DPwind + DPg + DPvent

Kokonaispaine-erosaadaan laskemalla erisyistä aiheutuneetpaine-erot yhteen.

tuuli lämpötilaero ilmanvaihto


n Paine-erojakauma syntyy, jostuloilmanvaihto on suurempikuin poistoilmanvaihto.

n Ilmavuodot lisäävätenergiankulutusta.

n Sisäilman kosteus virtaarakenteisiin rakennuksenyläosasta.

n Mikrobien ja radonin virtaussisälle on vähäistä.

n Vuotokohdat toimivatkorvausilmakanavina.

n Tyynellä säällä ilmavuodoteivät aiheuta lisäenergian-kulutusta, mutta vetovalituksetlisääntyvät.

n Sisäilman kosteuslisä eiaiheuta haittaa rakenteille.

n Suuri riski alapohjasta tulevillemikrobeille ja radonille.

n Rakennuksen yläosanilmavuodot lisäävätenergiankulutusta.

n Rakennuksen alaosanilmavuodot heikentävätLTO:n hyötysuhdetta.

n Kosteuskonvektioriskirakennuksen yläosassa.

n Vedontunne ja radonriskirakennuksen alaosassa.

RAKENNUKSEN PAINE-EROT TALVITILANTEESSALämpötilaerojen ja ilmanvaihdon vaikutus

1. Ylipaine sisällä 2. Alipaine sisällä(koneellinen poisto)

3. Tasapainotettu ilmanvaihto(koneellinen tulo-poisto)


PAINE-EROJEN VAIKUTUKSET JAHALLINTA TIIVIIN VAIPAN KANSSA

Juha Vinha 70

n Täysin tiiviiseen vaippaan pyrkiminen voi nostaailmanvaihdon synnyttämät paine-erot suuriksi ja syntyyongelmia niihin vuotokohtiin, joita vaippaan aina jää.

n Ilmanvaihto tulee säätää oikein! Tavoitteena on pienialipaine rakennuksen sisällä (-5 Pa).

n Ilmanvaihdon toimintaan on kiinnitettävä suurta huomiota(seuranta- ja hälytyslaitteet, suodattimien vaihto,tuuletusmahdollisuus, automaattisesti säätyvät järjestelmät)

n Vaipan hyvä ilmatiiviys (q50 = 0,5–1,0 m3/(m2h)) on riittävä.

Ilmanvaihdon säätö Paine-ero (Pa)

n50 = 0,15 1/h n50 = 4,0 1/h n50 = 10,0 1/h

Tasapainotettu ilmanvaihto -7…+4 -6…+4 -6…+4

15 % vähemmän tuloilmaa -33…-22 -7…+4 -6…+4

15 % enemmän tuloilmaa +15…+26 -6…+5 -5…+4


PAINE-EROJEN VAIKUTUKSET JAHALLINTA KORJAUSKOHTEISSA

Juha Vinha 71

n Vaihdettaessa LTO:lla varustettu koneellinen ilmanvaihtopainovoimaisen tilalle alipaine rakennusvaipan yli tyypillisesti kasvaa– ainakin ajoittain.

n Jos vaipassa on homevaurioita, mikrobit ja niidenaineenvaihduntatuotteet pääsevät helpommin sisäilmaan, elleirakennusvaippaa tiivistetä korjauksen yhteydessä.

n Suositeltavinta on luonnollisesti korjata samanaikaisesti myösvaurioituneet rakenteet.

n Ilmanvaihto on tärkeää säätää oikein myös tässä tapauksessa!

n Kouluissa ja päiväkodeissa pääilmanvaihto säädetään useinpienemmälle poissaoloaikoina. Likaisten tilojen kohdepoistot jäävätkuitenkin päälle, jolloin alipaine sisällä kasvaa ja voi aiheuttaasaman ongelman.→ Sisäilman laadun kannalta ongelmana ei yleensä olekaanilmanvaihdon vähäisyys, vaan liiallinen alipaine ja ilmaa vuotavatvaurioituneet rakenteet sekä likaiset korvausilmareitit.

Väärin tehdyssä ilmanvaihtokorjauksessa lopputulos voi olla sisäilman laadunkannalta huonompi kuin ennen korjausta!


KERROSTALON ILMANPITÄVYYDEN MITTAUS ERITAVOILLA

Tuusulan silmun Pähkinämäentie 240, Tuusulan Rakennusvuosi 2000n Kerrospinta-ala 1500 m2

n Tilavuus 4000 m3

n 7 kerrosta, 6 asuinkerrosta +kellari

n Rakenne: betonielementtin IV koneellinen tulo ja poiston Kaukolämpö

Koko rakennus n50 (1/h)Painekoelaitteisto 0,9Silmun oma IV-poistokone 1,17Yksittäiset asunnot1 krs 1,334 krs 4,295 krs 1,68

Mittaustulosten vertailu:

n Kerrostalon ilmanpitävyys on suositeltavampaamitata koko rapun mittauksena.

n RakMK 2012:ssa edellytetään, ettäasuinkerrostaloissa mitataan vähintään 20 %huoneistoista, jos ilmanpitävyys halutaanosoittaa huoneistokohtaisin mittauksin.


ILMAVUOTOLUKUJEN n50 JA q50 VERTAILUBETONIELEMENTTIRAKENTEISISSA

KERROSTALOISSA

Juha Vinha 73

n Kerrostaloissa n50 ja q50 -lukujen välille tulee merkittävä ero koko portaanmittauksissa. Pientaloissa erot ovat vähäisiä.

n RakMK 2010 mukaan kaikki mitatut kohteet saavuttivat suositeltavan tason.RakMK 2012 mukaan ainoastaan 2 kohteista saavutti suositeltavan tason.

Suositeltavataso RakMK2010 ja 2012


Sp1

Sp3 Sp2

15.0

24.0 °C

16

18

20

22

FLIR Systems

Sp2Sp3

Sp1 15.0

24.0 °C

16

18

20

22

FLIR Systems

Normaalit olosuhteet sisällä Sisällä 50 Pa alipaine

n Pintalämpötilojen tulee olla riittävän korkeat,jotta asukkaille ei synny vedon tunnetta.

n Alhaisia pintalämpötiloja aiheuttavatrakenteelliset kylmäsillat ja ilmavuotokohdat.

n Pintalämpötiloja ja ilmavuotokohtia voidaantutkia lämpökuvauksen ja alipainekokeen avulla.

KYLMÄSILTOJEN JA ILMAVUOTOKOHTIENHAVAINNOINTI


VUOTOKOHTIEN SIJAINTI TTY:N JA TKK:NASUINRAKENNUSTUTKIMUKSISSA

pientalot ja kerrostalot

8 612

37

5

31

3 211 8

4

72

0

20

40

60

80

100

Ilman

sulu

nlä

pivi

enni

tja

sähk

öase

nnuk

set

.

Ulk

osei

nän

jaal

apoh

jan

liitty

mä

Ulk

osei

nän

javä

lipoh

jan

liitty

mä

Ulk

osei

nän

jayl

äpoh

jan

liitty

mä

Ulk

osei

nien

välin

ennu

rkka

Ove

tja

ikku

nat

Pros

entti

osuu

s,%

Pientalot Kerrostalotn Pääasialliset ilmavuotokohdat

pientaloissa olivat:- ulkoseinän ja yläpohjan liitoksissa- ovien ja ikkunoiden liitoksissa sekäitse ovissa ja ikkunoissa (jakauma ~50% / 50%)- puurunkoisen ulkoseinän javälipohjan liitoksissa

n Kerrostaloissa ilmavuodot keskittyivätovien ja ikkunoiden liitoksiin sekä itseoviin ja ikkunoihin (jakauma ~ 50% /50%).


TTY:N JULKAISUJA RAKENTEIDEN JALIITOSTEN TOTEUTUKSESTA

TTY:n rakennusfysiikan tutkimusraportteja löytyy kotisivuiltamme osoitteestawww.tut.fi/rakennusfysiikka


Tutkitut talotyypit:– Pientalo

• Huoneistoala 134 m²– Kerrostalo

• 3 asuinkerrosta + kellari• Huoneistoala 1627 m²

– Toimisto• Nettoala 5390 m²

– Atriumtila 526 m²– Avokonttorit 4043 m²– Neuvotteluhuoneet 178 m²– Toimistohuoneet 643 m²

ILMASTONMUUTOKSEN JA LÄMMÖNERISTYKSENLISÄYKSEN VAIKUTUKSET RAKENNUSTEN

ENERGIANKULUTUKSESSA

TkT Juha Jokisalo

Juha Vinha 77


0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

1990 2010 2030 2050 2070 2090 2110 2130

kWh/

m²a

A (läm.)B (läm.)C (läm.)D (läm.)A (jäähd.)B (jäähd.)C (jäähd.)D (jäähd.)

Lämmitys-tarve

Jäähdytys-tarve

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

1990 2010 2030 2050 2070 2090 2110 2130

kWh/

m²a

A (läm.)B (läm.)C (läm.)D (läm.)E (läm.)A (jäähd.)B (jäähd.)C (jäähd.)D (jäähd.)E (jäähd.)

Lämmitys-tarve

Jäähdytys-tarve

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

1990 2010 2030 2050 2070 2090 2110 2130

kWh/

m²a

A (läm.)B (läm.)C (läm.)D (läm.)E (läm.)A (jäähd.)B (jäähd.)C (jäähd.)D (jäähd.)E (jäähd.)

Lämmitys-tarve

Jäähdytys-tarve

TILOJEN JA ILMANVAIHDON LÄMMITYS- JAJÄÄHDYTYSTARVE 2010–2100

Pientalo: Kerrostalo:Toimisto:

Rakennus U-arvot, W/m²K Lämmönersitystason valintaperuste:US YP AP

PientaloA 0.24 0.15 0.24 Normitaso C3 (2008)B 0.17 0.09 0.16 Normitaso C3 (2010)C 0.12 0.08 0.07 Matalaenergiapientalo (RIL 249-2009)D 0.08 0.07 0.10 Passiivipientalo (RIL 249-2009)

Kerrostalo ja toimisto ¹A 0.24 0.15 0.24 Normitaso C3 (2008)B 0.17 0.09 0.16 Normitaso C3 (2010)C 0.14 0.08 0.12 Matalaenergiakarrostalo (RIL 249-2009)D 0.12 0.08 0.10 Passiivikerrostalo (RIL 249-2009)E 0.08 0.07 0.10 Passiivipientalo (RIL 249-2009)

¹ Toimistossa vain US ja YP:n lämmönersitystaso otettu huomioon. (Toimistossa AP:nlämpöhäviöitä ei ole otettu huomioon kellarikerroksessa sijaitsevan paikotustilan vuoksi.)

Lämmöneristystaso:A = 2008 määräysten mukainen lämmöneristystasoseinä 200 mm MV, katto 300 mm PV, lattia 150 mm EPS

B = Nykyisten määräysten mukainen lämmöneristystasoseinä 250 mm MV, katto 500 mm PV, lattia 225 mm EPS

C = Matalaenergiataloseinä 300 mm MV, katto 550 mm PV, lattia 300 mm EPS

D = Passiivitaloseinä 350 mm MV, katto 550 mm PV, lattia 350 mm EPS

E = Lähes nollaenergiataloseinä 500 mm MV, katto 650 mm PV, lattia 350 mm EPS

Juha Vinha 78


n Lämmöneristyksen lisääminen v. 2010 määräysten mukaisestavertailutasosta ei ole kerrosaloissa ja toimistoissa kannattavaa, koskaostoenergiansäästö on marginaalinen. Pientaloissa asia riippuu siitä,kuinka pitkä takaisinmaksuaika lisäeristämiselle voidaan hyväksyä.

n Kerrostaloissa ja toimistorakennuksissa jo vuoden 2008 rakentamis-määräysten mukaiset U-arvotasot tutkittujen vaipparakenteiden (US, YPja AP) osalta olisivat olleet energiansäästön kannalta varsin riittäviä.

n Tulevaisuudessa rakennusten lämmitystarve vähenee ja jäähdytystarvekasvaa. Varsinkin kerrostaloissa kärsitään ylilämpöongelmista jo nyt.

n Lämmöneristystason lisäämisellä saavutettava energiansäästö tuleeilmastonmuutoksen myötä edelleen pienenemään.

n Rakennusten energiankulutusta voidaan hieman pienentäähyödyntämällä rakenteiden termistä massaa.

n Rakennusten energiankulutusta voidaan jatkossa pienentää erityisestienergiatehokkailla lämmitys- ja jäähdytysratkaisuilla sekä passiivisillajäähdytystavoilla.

YHTEENVETO FRAME -PROJEKTINTUTKIMUSTULOKSISTA

Rakennusten energiankulutus

Juha Vinha 79


ASUKKAIDEN VAIKUTUS ENERGIANKULUTUKSEEN

Energian ominaiskulutus lattiapinta-alaa kohti 2000 -luvun alussatehdyissä puurunkoisissa pientaloissa (TTY:n ja TKK:n kenttätutkimus)

n Keskimääräiset Ilmanvaihtomäärät koneellisilla IV- järjestelmillä lähes samat.n Tuloksissa ei ole otettu huomioon takassa ja saunassa poltettua puuta.

Asumistottumuksilla on ratkaiseva merkitys pientalojen energiankulutuksessa!

Energiatehokkuusluokka A(vanha luokitus normeerattunaJyväskylän säätietoihin)

Juha Vinha 80


Vaatii lisää kuivumisaikaa Vaatii rakenteellisia muutoksia Käytöstä tulisi luopua- solumuovieristeiset betoni-sandwich- ja sisäkuorielementit

- puurakenteinen tuuletettu yläpohja(lämpöä eristävä aluskate/ tulensuoja,vähemmän ilmaa läp. lämmöneriste)

- tuulettumaton eristerappauspuurankarakenteen päällä

- ulkopuolelta solumuovieristeilläeristettävät kivirakenteet

- tiiliverhottu puurankaseinä(lämpöä eristävä tuulensuoja,erillinen höyrynsulkukerros tuuletus-rakoon yli 10 m korkeissa seinissä)

Korvaavana rakenteena voidaankäyttää esim. tuuletetunlevyverhouksen päälle tehtyärappausta tai muuta ratkaisua, jossarakenne tuuletetaan.

- sisäpuolelta lisäeristettävätmassiivirakenteet

Kivirakenteen riittävä kuivuminen onvarmistettava, jos rakenne pinnoitetaansisäpuolelta vesihöyrytiiviilläpinnoitteella tai materiaalilla taipeitetään kaapistoilla tai muillakuivumista rajoittavilla rakenteilla.

Sisäpuolelta lämpöeristettyjenmassiivirakenteiden riittävä kuivuminenon varmistettava ennen sisäpuolenlämmöneristyksen ja höyrynsulunlaittamista.

- sisäpuolelta lisäeristetty hirsiseinä(ilmanpitävä ja riittävä höyrynsulku)

- ryömintätilainen alapohja(maanpinnan lämmöneristys, lämpöäeristävä ja kosteutta kestävä tuulen-suoja puurakenteisessa alapohjassa)

- maanvastainen alapohja(routaeristyksen lisäys)

- ikkunat(ulkolasin ulkopintaan matala-emissivitettipinta)

ILMASTONMUUTOKSEN JA LÄMMÖNERISTYKSENLISÄYKSEN VAIKUTUKSIA TAVANOMAISISSA

VAIPPARAKENTEISSA

Taulukossa esitetyt asiat ovat voimassa myös vanhoja rakenteita korjattaessaja lisäeristettäessä.


YHTEENVETO FRAME -PROJEKTINTUTKIMUSTULOKSISTA

Rakenteiden kosteus- ja lämpötekninen toiminta

n Kosteusvaurioiden riski lisääntyy monissa tavanomaisissa vaipparakenteissailmastonmuutoksen ja lämmöneristyksen lisäyksen vaikutuksesta. Toisaaltaon myös monia rakenteita, joissa nämä tekijät eivät vaikuta merkittävästirakenteiden toimintaan.

n Rakenteissa tapahtuvien olosuhteiden muuttumisen lisäksi rakenteidenkosteusriskit lisääntyvät myös rakenteiden dimensioiden, rakenneratkaisujenja toteutustapojen muutosten seurauksena.

n Lähes kaikki uudet vaipparakenteet saadaan toimiviksi myös seuraavan 100vuoden aikana rakenteellisten ja toteutuksessa tehtävien muutoksien avulla.

n Korjausrakentamisessa rakenteiden lisäeristäminen voi edellyttäärakenteellisten muutosten lisäksi myös teknisten laitteiden käyttöä (lämmitin,kuivain, ohjattu koneellinen ilmanvaihto).

n Puurakenteiden kosteusteknistä toimintaa voidaan parantaa merkittävästilaittamalla lämmöneristystä kantavien rakenteiden ulkopuolelle.

n Betoni- ja kivirakenteiden kuivumiseen on varattava lisää aikaa, jos niidenulkopuolella käytetään lämmöneristeenä solumuovieristeitä.


LISÄTIETOA FRAME -PROJEKTISTA

n Projektin loppuraportit (tutkimusraportit 159 ja 160) ja viimeisen yleisöseminaarinesitykset ovat saatavilla TTY:n rakennusfysiikan tutkimusryhmän kotisivuiltaosoitteesta:

www.tut.fi/rakennusfysiikkan Rakennusaikaiseen kosteudenhallintaan liittyvää aineistoa on lisäksi saatavilla

osoitteesta:www.tut.fi/site

n Rakennusfysiikan ilmastolliset testivuodet on julkaistu Ilmatieteen laitoksenkotisivuilla osoitteessa:www.ilmatieteenlaitos.fi/rakennusfysiikan-ilmastolliset-testivuodet

Juha Vinha 83

Tutkimuksen rahoittajina olivat: Tekes, Ympäristöministeriö, Rakennusteollisuus RTry:n toimialaliitot sekä yksittäisinä yrityksinä Finnfoam Oy, Suomen Kuitulevy Oy jaFibratus Oy.


KESTÄVIEN PERIAATTEIDEN MUKAISTENRAKENNUSTEN TOTEUTTAMINEN

Kokonaisuuden tarkastelu

KosteusRakenteet <->LVI-järjestelmä

Energian-kulutus

Rakennus <->yhdyskunta

Kestävärakentaminen Akustiikka

Taloudellisuus

ElinkaariArkkitehtuuri

HPB(nZEB)

Työkalut ja ratkaisut:- määräykset ja ohjeet- mitoitus- ja laskentamenetelmät- optimointi- ja valintamenetelmät- koulutus

Tavoitteet:- terveellinen- riskitön- kosteusturvallinen- energiatehokas- ympäristöystävällinen- viihtyisä- älykäs- taloudellinen


ESIMERKKI KOKONAISTARKASTELUSTA

Pohjoismainen ilmasto

Koneellinen ilmanvaihto ja LTO

Isommat paine-erot rakennusvaipan yli

Ilmatiivis ja homeista vapaa rakennusvaippa

Suuria paine-eroja, jos ilmanvaihto ei ole tasapainossa

Automaattisesti säätyvä ilmanvaihtojärjestelmä

Enemmän huolto- ja ylläpitopalveluita

Koko systeemin tulee olla riskitön ja kustannustehokas elinkaarensa ajan!

Enemmän kustannuksia jatiedontarve suurempi





KIITOS!

energiatehokkuuden ja ilmastonmuutoksen vaikutuksia uudis

Documents