Massiivirakenteen sisäpuolisen lisälämmöneristämisen vaikutus rakenteen kosteustekniseen toimintaan

Abstract

Tutkimuksessa selvitettiin, miten hirsi- ja kevytbetonirakenteiden sisäpuolinen lämmöneristäminen vaikuttaa rakenteeseen kondensoituvan veden ja rakenteessa kasvavan homeen määrään sekä miten siitä johtuvia ongelmia voidaan hallita.

Tarkastelut tehtiin Suomen ilmastossa olettamalla ulkopuolelle homeen kasvun ja kosteuden kondenssin kannalta kriittinen ilmasto. Tämän mahdollisti Tampereen teknillisen yliopiston tekemä tutkimus, jossa on haettu kriittisiä testivuosia eri rakenteille Suomen ilmastossa. Massiivirakenteiden osalta testivuotena käytettiin Jokioisissa vuonna 2004 vallinnutta ilmastoa. Sisäilmana oli vakiolämpötila 21 ˚C ja suhteellinen kosteus saatiin lisäämällä 2...5 g/m3 kosteuslisä ulkoilman vesihöyrypitoisuuteen. Tämän lisäksi otettiin myös huomioon tapahtuva ilmastonmuutos muokkaamalla ulkoilmastoa ennusteiden mukaiseksi.

Rakenteiden toimivuutta arvioitiin homeindeksin maksimiarvolla ja tiivistyneen kosteuden määrällä. Raja-arvoina pidettiin homeindeksiä 1 ja kondensoituneen kosteuden määrää 0 g. Homeen kasvun osalta analysointi tehtiin VTT:n ja TTY:n yhdessä kehittämällä homemallilla, johon syötetään joka tunnille vallitseva lämpötila ja suhteellinen kosteus. Näistä arvoista malli laskee homeindeksin arvon kullekin ajanhetkelle. Kunkin tunnin lämpötila ja suhteellinen kosteus saatiin suoraan WUFI-laskentaohjelman tuloksista.

Hirsirakenteen osalta on tiedetty, että sisäpuolisen hyvin vesihöyryä läpäisevän lämmöneristekerroksen kasvaessa, tarvitaan eristeen sisäpintaan riittävä höyrynsulkukalvo estämään sisäilmasta rakenteeseen diffuusiolla siirtyvä kosteus. On myös ollut selvää, että lisääntyvä sisäpinnan vesihöyrynvastus hidastaa rakenteen kuivumista, jolloin sen kosteustekninen toiminta heikkenee. Tämän tutkimuksen yksi keskeisimmistä tavoitteista olikin sopivan höyrynsulkukalvon etsiminen eri rakenteille.

Tulokseksi saatiin, että puukuitueristeen tai mineraalivillan eristepaksuuden kasvaessa lisääntyi tarvittava vesihöyrynvastus suurin piirtein lineaarisesti. Huomattavaa olikin lähinnä se, että jo melko pienet eristepaksuudet vaativat muovipohjaisia höyrynsulkukalvoja eikä esimerkiksi bitumipaperi riitä takaamaan rakenteen kosteusteknistä toimintaa. Kosteaa rakennetta tarkasteltaessa huomattiin, etteivät läpäisevät kalvot toimi enää edes muutaman sentin paksuisen lämmöneristeen kanssa. Tiivis höyrynsulkumuovi sen sijaan estää rakenteen kuivumisen sisäilmaan. Tästä voitiin päätellä, että hirsirakenteen on aina annettava kuivua ennen lämmöneristeen ja höyrynsulun asentamista.

Kevytbetonin lisälämmöneristämistä tutkittiin käyttämällä sisäpuolella EPS-, XPS- ja kalsiumsilikaattieristeitä. Oletuksena oli, että solumuovieristeen lisääminen parantaa rakenteen kosteusteknistä toimintaa mineraalivillaeristeeseen verrattuna. Tulokset osoittavat, että solumuovieristeen oma vesihöyrynvastus on riittävä estämään liiallinen vesihöyryn diffuusio eristeen ulkopintaan ja rakenteissa ei tarvita erillistä höyrynsulkua. Kalsiumsilikaattilevy toimi hyvin kapillaarisuutensa takia, koska se pystyi siirtämään kosteutta tarkastelupisteestä sisäänpäin. Tärkeimmäksi toimivuuden kriteeriksi kevytbetonirakenteilla saatiin ulkopinnan riittävän tiivis pinnoittaminen, jotta viistosade ei pääse tunkeutumaan rakenteeseen. Tutkimuksessa kuitenkin osoitettiin, että pinnoitteen pienet halkeamat voidaan sallia.