Perinteisissä hirsirakennuksissa esiintyvien rakenneratkaisujen rakennusfysikaalinen toiminta

Abstract

Tämä diplomityö jakaantuu kolmeen kokonaisuuteen: teoriaosuuteen, laboratoriomittauksiin ja laskennalliseen tarkasteluun. Teoriaosuudessa on tarkasteltu hirsirakennusten rakennushistoriaa ja vaurioitumista sekä tutustuttu rakennusten kosteuslähteisiin ja kosteuden siirtymismuotoihin. Tutkimuksessa on käsitelty merkittävimpien rakennuksen kosteuslähteiden rasitusmuotojen ilmentymistä sekä kosteuden siirtymistä rakenteissa diffuusion, konvektion ja kapillaarisuuden keinoin. Lisäksi työssä tarkastellaan ylimääräisen kosteuden aiheuttamia biologisia vauriotekijöitä. Homeiden ja mikrobien aiheuttamaa vaurioitumista, lahottajasienten aiheuttamaa lahovaurioitumista sekä rakenteissa esiintyvien hyönteisten aiheuttamia vaurioita tarkastellaan työssä tarkemmin. Hirsirakennusten ja -rakenteiden historiaan sekä hirren työstötapoihin on tutustuttu kotiseutumuseoiden ja kirjallisuuden avulla. Työssä on käsitelty hirsirakennuksissa tavattavien alapohjarakenteiden kehittymistä ja toimivuutta eri tilanteissa. Hirsirakennuksissa käytetyistä materiaaleista tarkemmin tutustutaan, miten koivun tuohta on hyödynnetty rakentamisessa sekä arkikäytössä.

Laboratoriomittauksissa koivun tuohelle on suoritettu kosteusteknisiä materiaalikokeita, joiden avulla on selvitetty tuohelle vesihöyrynläpäisevyyttä kuvaava sd-luku sekä kapillaarisuutta ja vedenimua kuvaavia arvoja. Tutkimukset on suoritettu Tampereen yliopiston rakennusfysiikan laboratoriotiloissa. Tuloksista saadaan selville, että tuohi läpäisee vesihöyryä lähes saman verran kuin lauta, mutta eristää jonkin verran nestemäisen veden imeytymistä itsensä läpi.

Laskennallisissa tarkasteluissa tutkitaan hirsirakennuksissa yleisesti esiintyvää tuulettuvaa ryömintätilaista alapohjarakennetta ja sitä verrataan nykyaikaisista materiaaleista valmistettuun vastaavanlaiseen alapohjarakenteeseen. Lisäksi tarkastellaan lattialämmityksen vaikutusta rakenteiden rakennusfysikaaliseen toimivuuteen. Tutkimuksissa on käytetty rakennusfysikaalisia testivuosia ja tutkimuksissa keskitytään tarkastelemaan rakenteita tulevaisuuden ilmastossa. Laskennan tuloksia verrataan suomalaiseen homemalliin, jonka avulla tunnistetaan homehtumiselle herkimmät rakenteet. Jokaisessa tutkittavassa rakenteessa lattialämmityksen havaitaan parantavan tuulettuvan ryömintätilaisen alapohjan toimivuutta. Parhaat tulokset saavutetaan, kun rakenteessa on käytetty nykyaikaisia kosteutta kestäviä materiaaleja perinteisten puuosien sijaan.

Tutkimuksen avulla varmistettiin, että tuohta voidaan käyttää perinnerakentamisessa vesieristeenä kivijalan ja alimman hirren välissä, jos rakennetta seurataan säännöllisesti mahdollisten vaurioiden varalta. Perinteinen alapohjarakenne ei välttämättä pysy vaurioitumattomana tulevaisuuden ilmastossa. Tämän vuoksi nykyaikaiset kosteutta kestävät materiaalit takaavat rakenteen, jossa homevaurioituminen on epätodennäköisempää kuin käytettäessä samoissa rakenteissa puuta.