Kipsilevytuulensuojallisten puurunkoisten ulkoseinien rakennusfysikaalinen toiminta
Jokela, Teemu (2018)
2018
Rakennustekniikka
Talouden ja rakentamisen tiedekunta - Faculty of Business and Built Environment
This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Hyväksymispäivämäärä
2018-12-05
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tty-201811262762
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tty-201811262762
Tiivistelmä
Muuttuneet energiatehokkuusvaatimukset ja ennustettu ilmastonmuutos vaikuttavat vaipparakenteiden lämpö- ja kosteustekniseen toimintaan. Aiemmissa tutkimuksissa on havaittu, että tuulensuojakerroksen lämmönvastuksella on suuri vaikutus ulkoseinärakenteiden lämpö- ja kosteustekniseen toimintaan.
Kipsilevy on laajalti käytetty tuulensuojalevy puurunkoisissa ulkoseinärakenteissa. Tämän tutkimuksen tavoitteena oli selvittää, kuinka tuulensuojakipsilevy pystyy suojaamaan siihen liittyviä rakennusmateriaaleja homehtumiselta. Lämpö- ja kosteusteknisen toiminnan arviointi suoritettiin simulointitarkastelujen avulla Delphin 5.8.3 -ohjelmalla. Simulointitarkasteluja varten kirjallisuudesta selvitettiin nykyisin tiedossa olevat menetelmät ilmakehästä alaspäin suuntautuvan pitkäaaltoisen säteilyn ja tuuletusvälissä virtaavan ilman arvioimiseksi, joilla on vaikutusta ulkoseinärakenteen lämpö- ja kosteustekniseen toimintaan.
Laskentatarkasteluissa käytettiin Tampereen teknillisessä yliopistossa kehitettyä rakenteiden kosteusteknisen toiminnan analysointimenetelmää, jossa rakenteiden lämpö- ja kosteusteknistä toimintaa tarkastellaan laskennallisesti mitoittavissa ulko- ja sisäilman olosuhteissa. Tarkastelukriteerinä homeen kasvua ei sallittu rakenteissa valituissa tarkastelupisteissä, jolloin Suomalaisen homemallin homeindeksin maksimiarvo (Mmax) tuli olla alle homeen kasvun alkamisen raja-arvon yksi.
Tutkimuksessa tarkasteltiin käyttötilanteessa ideaalisia rakenteita, joissa ei ollut ilmavuotoja rakenteeseen, sekä rakenteita, joissa oli ilmavuotoja. Ilmavuototarkasteluissa rakenteeseen mallinnettiin raot, joista vuotoilmavirta siirtyi rakenteeseen paine-erojen aiheuttaman konvektion vaikutuksesta. Käyttötilanteen tarkasteluiden lisäksi rakenteiden kuivumista tarkasteltiin erilaisilla alkukosteusmäärillä.
Ilmastonmuutoksen aiheuttamien olosuhteiden muutokset heikensivät kipsilevytuulensuojallisen puurunkoisen ulkoseinärakenteen lämpö- ja kosteusteknistä toimivuutta. Tällaisen rakenteen toimivuutta voidaan parantaa merkittävästi tuulensuojakipsilevykerroksen ulkopuolisella lisälämmöneristeellä sekä vähentämällä kipsilevyn homehtumisherkkyyttä.
Suuren vesihöyrynvastuksen omaava höyrynsulku toimi vesihöyryä läpäisevämpää höyrynsulkukerrosta paremmin sekä mineraalivilla- että puukuitueristeisessä rakennetyypissä. Tulos koski sekä käyttötilanteen että kuivumisen tarkasteluja ilman ilmavuotojen vaikutusta. Ilmavuodot aiheuttivat rakenteisiin haitallisissa määrin kosteuden kulkeutumista. Jo pienillä ilmavuotomäärillä rakenteen ulko-osissa homeindeksien maksimiarvot nousivat lähelle Suomalaisen homemallin asteikon ylärajaa.
Tiiliverhotut rakenteet toimivat puuverhottuja rakenteita selvästi huonommin tiiliverhouksen läpi siirtyvän suuren kosteuskuorman vaikutuksesta. Jo nykyilmastossa tiiliverhotuissa rakenteissa olosuhteet olivat homeen kasvulle mahdolliset.
Kipsilevy on laajalti käytetty tuulensuojalevy puurunkoisissa ulkoseinärakenteissa. Tämän tutkimuksen tavoitteena oli selvittää, kuinka tuulensuojakipsilevy pystyy suojaamaan siihen liittyviä rakennusmateriaaleja homehtumiselta. Lämpö- ja kosteusteknisen toiminnan arviointi suoritettiin simulointitarkastelujen avulla Delphin 5.8.3 -ohjelmalla. Simulointitarkasteluja varten kirjallisuudesta selvitettiin nykyisin tiedossa olevat menetelmät ilmakehästä alaspäin suuntautuvan pitkäaaltoisen säteilyn ja tuuletusvälissä virtaavan ilman arvioimiseksi, joilla on vaikutusta ulkoseinärakenteen lämpö- ja kosteustekniseen toimintaan.
Laskentatarkasteluissa käytettiin Tampereen teknillisessä yliopistossa kehitettyä rakenteiden kosteusteknisen toiminnan analysointimenetelmää, jossa rakenteiden lämpö- ja kosteusteknistä toimintaa tarkastellaan laskennallisesti mitoittavissa ulko- ja sisäilman olosuhteissa. Tarkastelukriteerinä homeen kasvua ei sallittu rakenteissa valituissa tarkastelupisteissä, jolloin Suomalaisen homemallin homeindeksin maksimiarvo (Mmax) tuli olla alle homeen kasvun alkamisen raja-arvon yksi.
Tutkimuksessa tarkasteltiin käyttötilanteessa ideaalisia rakenteita, joissa ei ollut ilmavuotoja rakenteeseen, sekä rakenteita, joissa oli ilmavuotoja. Ilmavuototarkasteluissa rakenteeseen mallinnettiin raot, joista vuotoilmavirta siirtyi rakenteeseen paine-erojen aiheuttaman konvektion vaikutuksesta. Käyttötilanteen tarkasteluiden lisäksi rakenteiden kuivumista tarkasteltiin erilaisilla alkukosteusmäärillä.
Ilmastonmuutoksen aiheuttamien olosuhteiden muutokset heikensivät kipsilevytuulensuojallisen puurunkoisen ulkoseinärakenteen lämpö- ja kosteusteknistä toimivuutta. Tällaisen rakenteen toimivuutta voidaan parantaa merkittävästi tuulensuojakipsilevykerroksen ulkopuolisella lisälämmöneristeellä sekä vähentämällä kipsilevyn homehtumisherkkyyttä.
Suuren vesihöyrynvastuksen omaava höyrynsulku toimi vesihöyryä läpäisevämpää höyrynsulkukerrosta paremmin sekä mineraalivilla- että puukuitueristeisessä rakennetyypissä. Tulos koski sekä käyttötilanteen että kuivumisen tarkasteluja ilman ilmavuotojen vaikutusta. Ilmavuodot aiheuttivat rakenteisiin haitallisissa määrin kosteuden kulkeutumista. Jo pienillä ilmavuotomäärillä rakenteen ulko-osissa homeindeksien maksimiarvot nousivat lähelle Suomalaisen homemallin asteikon ylärajaa.
Tiiliverhotut rakenteet toimivat puuverhottuja rakenteita selvästi huonommin tiiliverhouksen läpi siirtyvän suuren kosteuskuorman vaikutuksesta. Jo nykyilmastossa tiiliverhotuissa rakenteissa olosuhteet olivat homeen kasvulle mahdolliset.