Temperierung-menetelmä ja sen soveltaminen massiivirakenteisten seinien kosteusteknisissä korjauksissa

Loading...
Thumbnail Image
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Insinööritieteiden korkeakoulu | Master's thesis
Date
2017-10-30
Department
Major/Subject
Rakennusmateriaalit ja rakennusfysiikka
Mcode
IA3017
Degree programme
Rakenne- ja rakennustuotantotekniikan koulutusohjelma
Language
fi
Pages
92+9
Series
Abstract
Temperierung on Saksassa 1980-luvulla kehitetty menetelmä, jossa seinärakenteita ja sitä kautta huonetiloja lämmitetään rakenteen sisälle asennettujen lämmitysputkien välityksellä. Menetelmän on todettu ehkäisevän tehokkaasti kosteusongelmia sekä stabiloivan sisäilmastoa. Vaikka temperierung-menetelmää on Saksassa käytetty laajalti, on se Suomessa jäänyt suhteellisen tuntemattomaksi siitäkin huolimatta, että kosteus- ja homeongelmat ovat huomattavan suuri haaste suomalaisessa rakentamisessa. Kustannustehokkaille kosteusongelmien korjausmenetelmille on siis tarvetta. Tämän työn tarkoituksena olikin tutkia temperierung-menetelmän soveltuvuutta kosteusongelmaisten rakennusten korjausmenetelmäksi Suomen ilmasto-olosuhteissa. Työtä varten suoritettiin kattava kansainvälisiä ja erityisesti saksalaisia tutkimuksia käsittelevä kirjallisuuskatsaus. Suomen ilmasto-olosuhteissa käytettävän temperierung-menetelmän rakennusfysikaalista toimintaa tutkittiin WUFI®-ohjelmistoilla tehtyjen mallinnusten avulla. Menetelmän kokeellinen asennus tehtiin Länsi-Suomessa sijaitsevaan luonnonkiviverhoiltuun massiivitiiliseinään. Seinän sisäistä kosteus- ja lämpöteknistä toimintaa seurattiin useiden tallentavien mittauslaitteiden avulla kesän 2017 ajan. Tuloksia vertailtiin tietokoneella tehtyihin mallinnuksiin. Työssä päädyttiin seuraaviin tuloksiin: 1) Lämmitysputkilla lämmitetyn rakenteen rakennusfysikaalinen mallintaminen on lukuisista siihen liittyvistä fysikaalisista ilmiöistä johtuen haastavaa, eikä kaupallinen mallinnusohjelma kykene aina riittävän tarkkoihin simulointeihin. 2) Temperierung on potentiaalinen vaihtoehto Suomessa käytettävien kosteusongelmien korjausmenetelmien rinnalle. Menetelmä osoittautui soveltuvaksi erityisesti massiivisten rakenteiden, kellarin seinien, ikkunoiden ympärysten ja muiden kylmäsiltojen kosteusteknisen toiminnan parantamiseen. 3) Menetelmää voidaan käyttää myös rakenteiden väliaikaiseen kuivattamiseen tai mukavuuslämmitykseen. Temperierung-menetelmää käytettäessä on kiinnitettävä erityistä huomiota lähtötietoihin perehtymiseen sekä järjestelmän suunnitteluun, sillä erilaiset kohteet voivat vaatia hyvinkin erilaisia menetelmän variaatioita. Tehdystä työstä ja saaduista tuloksista huolimatta jäi aiheesta vielä avoimia kysymyksiä koskien muun muassa energiankulutusta sekä suolojen käyttäytymistä. Myös menetelmän toiminta talviolosuhteisissa jäi vielä mallinnusten tulosten varaan. Koekohteen mittauksia jatketaan kuitenkin vielä talven yli, joten tulevaisuudessa tietoa tulee olemaan enemmän saatavilla.

Tempering (Temperierung in German) is a wall-based heating method developed in Germany in the 1980s. The idea is to continuously heat the building walls through heating pipes installed inside the walls. The method has been proven to be effective in controlling moisture and stabilizing room climate. Although tempering has been widely used in Germany, it is largely unexplored in Finland, despite the fact that moisture and mould are one of the biggest challenges for the building industry in Finland. Therefore, the purpose of this thesis was to investigate the possibility of applying tempering as a repair technique for moisture problems in buildings under Finnish weather conditions. First a comprehensive review of mainly Central European and especially German literature was conducted. Then utilizing WUFI® software, a hygrothermal model was developed to thoroughly investigate the thermal and moisture behaviour of a tempered building in the Finnish climate. An experimental installation was also executed in a solid natural stone façade in Western Finland during summer 2017. The installation was monitored by several data loggers recording heat and moisture behaviour inside the wall and the results were compared to computational modelling. This study found that 1) Modeling heat and moisture transfer in tempered buildings is complicated by the many complex physical processes involved and in some cases, commercial software might be inadequate for simulating accurately hygrothermal behaviour; 2) The tempering-method and its applications are potential alternatives for repairing moisture problems in Finland and the method proved to be suitable especially for improving the moisture behaviour of solid structures, basement walls, window surroundings and other thermal bridges; 3) Tempering can also be used as a temporary drying method or as a comfort heating system. Anyhow, the use of this method requires careful analysis of the initial data and a precise design of the heating system. Different structures might require very different kinds of tempering-methods. This thesis appears to represent the first contribution to studying tempering and its feasibility in Finnish climate scenarios. Despite significant efforts and results, there are still unsolved questions concerning this method, especially regarding the controversial findings of energy consumption and salt behaviour. Furthermore, the operation of the tempering system in the Finnish winter is still based on computational modelling. However, the tempering system will continue to be measured over the winter and thus more information on these issues will be provided in the future.
Description
Supervisor
Lu-Tervola, Xiaoshu
Thesis advisor
Huttunen, Jukka
Keywords
temperierung, tempering, seinälämmitys, kohdennettu seinälämmitys, rakenteiden lämmittäminen, korjausrakentaminen
Other note
Citation