A-energiatehokkuusluokan asuinkerrostaloihin liittyvien rakennusfysikaalisten riskien kartoitus
Koivukangas, Miikka (2020)
Koivukangas, Miikka
2020
Rakennustekniikan DI-ohjelma - Master's Programme in Civil Engineering
Rakennetun ympäristön tiedekunta - Faculty of Built Environment
This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Hyväksymispäivämäärä
2020-12-03
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tuni-202011308333
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tuni-202011308333
Tiivistelmä
Tämän diplomityön tarkoituksena oli selvittää, millaisia rakennusfysikaalisia riskejä voi liittyä siihen, että Helsingin uudet asuinkerrostalot rakennettaisiin nykyistä energiatehokkuuden vähimmäistasoa vastaavan B-energiatehokkuusluokan sijaan energiatehokkaampaan A-energiatehokkuusluokkaan, ja että kuinka mahdollisia riskejä pystyttäisiin hallitsemaan. Tutkimuksessa tehtiin kirjallisuusselvitys rakennusfysiikan tieteelliseen kirjallisuuteen, verrattiin Helsingissä rakenteilla olevissa A-energiatehokkuusluokan asuinkerrostaloissa käytettyjä rakenteita ja ratkaisuja B-energiatehokkuusluokan asuinkerrostalojen rakenteisiin ja ratkaisuihin sekä haastateltiin rakennusfysiikan asiantuntijoita muista Pohjoismaista. Työn ohjasivat ja tarkastivat professori Juha Vinha ja Anssi Laukkarinen Tampereen yliopistosta.
Rakennus on kokonaisuus ja sen käyttöikä on pitkä. Yksi keskeinen huomioitava asia on ilmastonmuutos, joten nyt tehtävien muutosten toimintaa on arvioitava sekä nykyilmastossa että tulevaisuuden ilmasto-olosuhteissa. Ilmastonmuutos vaikuttaa rakenteiden toimintaan energiatehokkuuden tasosta riippumatta. Tutkimuksen perusteella energiatehokkuuden parantaminen ja ilmastonmuutos lisäävät rakennuksiin ja niiden vaipparakenteisiin kohdistuvia vaatimuksia. Uudet asuinkerrostalot on kuitenkin mahdollista rakentaa myös rakentamismääräysten asettamaa vähimmäistasoa energiatehokkaampina, mutta tämä edellyttää kasvaneiden vaatimusten ottamista huomioon rakennusten suunnittelussa, rakentamisessa ja ylläpidossa.
Tutkimuksessa erityistä huomiota saaneita asioita olivat vaipparakenteiden homehtumisriskin kasvaminen, betonirakenteen kuivumisen hidastuminen, kesäaikaisen huonelämpötilan hallinta ja vaipan lisälämmöneristämisen heikko taloudellinen kannattavuus. Hyvin lämmöneristettyjen vaipparakenteiden homehtumisriskiä kasvattaa rakenteiden ulko-osien lämpötilan lasku verrattuna heikommin lämmöneristettyyn tilanteeseen. Ilmastonmuutoksen myötä sateen määrä rakennuksen ulkopinnoille kasvaa ja myös ulkoilman suhteellinen kosteus nousee hieman, jolloin homeenkasvulle otollisten olosuhteiden esiintyvyys kasvaa. Betonirakenteen kuivumista hidastaa siirtyminen mineraalivillaeristeistä solumuovieristeisiin. Solumuovieristeillä hyvin energiatehokkaat rakenteet voidaan toteuttaa ohuempana, mutta rakentamisaikaisen kosteuden kuivuminen solumuovieristeen läpi heikkenee. Vaipan eristävyyden kasvattaminen pienentää lämpöenergiankulutusta talvella, mutta samalla voi aiheuttaa huonelämpötilojen nousemista kesällä, kun ulkolämpötila on korkea ja aurinko lämmittää asuntoa. Tutkimusten perusteella asuinkerrostaloissa ja muissa suurissa rakennuksissa vaipan lämmöneristyksen lisäämisellä saavutettu lämmitystarpeen pieneneminen kasvattaa lähes saman verran kesäaikaista jäähdytystarvetta.
Pohjoismaiden rakentamismääräysten vertailussa havaittiin maiden kesken paljon yhtäläisyyksiä. Energiatehokkuusmääräysten osalta havaittiin myös eroavaisuuksia, mutta tarkempaa vertailua ei ollut mahdollista tehdä tämän tutkimuksen puitteissa. Kosteusturvallisuudelle asetetut vaatimukset olivat kaikissa vertailun maissa pääasiassa toiminnallisia.
Rakennus on kokonaisuus ja sen käyttöikä on pitkä. Yksi keskeinen huomioitava asia on ilmastonmuutos, joten nyt tehtävien muutosten toimintaa on arvioitava sekä nykyilmastossa että tulevaisuuden ilmasto-olosuhteissa. Ilmastonmuutos vaikuttaa rakenteiden toimintaan energiatehokkuuden tasosta riippumatta. Tutkimuksen perusteella energiatehokkuuden parantaminen ja ilmastonmuutos lisäävät rakennuksiin ja niiden vaipparakenteisiin kohdistuvia vaatimuksia. Uudet asuinkerrostalot on kuitenkin mahdollista rakentaa myös rakentamismääräysten asettamaa vähimmäistasoa energiatehokkaampina, mutta tämä edellyttää kasvaneiden vaatimusten ottamista huomioon rakennusten suunnittelussa, rakentamisessa ja ylläpidossa.
Tutkimuksessa erityistä huomiota saaneita asioita olivat vaipparakenteiden homehtumisriskin kasvaminen, betonirakenteen kuivumisen hidastuminen, kesäaikaisen huonelämpötilan hallinta ja vaipan lisälämmöneristämisen heikko taloudellinen kannattavuus. Hyvin lämmöneristettyjen vaipparakenteiden homehtumisriskiä kasvattaa rakenteiden ulko-osien lämpötilan lasku verrattuna heikommin lämmöneristettyyn tilanteeseen. Ilmastonmuutoksen myötä sateen määrä rakennuksen ulkopinnoille kasvaa ja myös ulkoilman suhteellinen kosteus nousee hieman, jolloin homeenkasvulle otollisten olosuhteiden esiintyvyys kasvaa. Betonirakenteen kuivumista hidastaa siirtyminen mineraalivillaeristeistä solumuovieristeisiin. Solumuovieristeillä hyvin energiatehokkaat rakenteet voidaan toteuttaa ohuempana, mutta rakentamisaikaisen kosteuden kuivuminen solumuovieristeen läpi heikkenee. Vaipan eristävyyden kasvattaminen pienentää lämpöenergiankulutusta talvella, mutta samalla voi aiheuttaa huonelämpötilojen nousemista kesällä, kun ulkolämpötila on korkea ja aurinko lämmittää asuntoa. Tutkimusten perusteella asuinkerrostaloissa ja muissa suurissa rakennuksissa vaipan lämmöneristyksen lisäämisellä saavutettu lämmitystarpeen pieneneminen kasvattaa lähes saman verran kesäaikaista jäähdytystarvetta.
Pohjoismaiden rakentamismääräysten vertailussa havaittiin maiden kesken paljon yhtäläisyyksiä. Energiatehokkuusmääräysten osalta havaittiin myös eroavaisuuksia, mutta tarkempaa vertailua ei ollut mahdollista tehdä tämän tutkimuksen puitteissa. Kosteusturvallisuudelle asetetut vaatimukset olivat kaikissa vertailun maissa pääasiassa toiminnallisia.