Tiili-villa-tiili-ulkoseinärakenteen rakennusfysikaalinen toiminta
Parkkinen, Juuso (2020)
Parkkinen, Juuso
2020
Rakennustekniikan DI-tutkinto-ohjelma - Degree Programme in Civil Engineering, MSc (Tech)
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
2020-05-27
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tuni-202005245612
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tuni-202005245612
Tiivistelmä
Rakennusten sisäilmaongelmat ovat saaneet viime vuosina paljon medianäkyvyyttä. Ongelmat ovat usein monien eri tekijöiden summa. Sisäilmaongelmien syntyyn myötävaikuttavat kuitenkin voimakkaasti rakenteiden kosteus- ja mikrobivauriot. Mikrobivauriot voivat vaikuttaa sisäilman laatuun heikentävästi siinä vaiheessa, kun vaurioituneen materiaalin ja sisäilman välillä on ilmayhteys, jota pitkin mikrobien aineenvaihduntatuotteet pääsevät siirtymään sisäilmaan rakennuksen ollessa alipaineinen ulkoilmaan nähden.
Tässä tutkimuksessa tarkasteltiin pääosin tiili-villa-tiili-ulkoseinärakenteen kosteusteknistä toimintaa ideaalitilanteessa, jolloin rakenteen läpi ei oleteta tapahtuvan ilmavuotoja. Kyseisen ulkoseinärakenteen homehtumisherkkyyden kannalta kriittiseksi kohdaksi määriteltiin kirjallisuuskatsauksen ja laskentatarkastelujen perusteella ikkunoiden alapuolinen seinärakenne, joka yhtenäisestä ulkoseinärakenteesta poiketen sisältää orgaanista puumateriaalia ikkunan alapuolisen puurungon muodossa. Ikkunan alapuolisen ulkoseinärakenteen osalta selvitettiin rakenteen kosteusteknistä toimintaa rakenteen ominaisuuksien muuttuessa. Muuttujina käytettiin kirjallisuus-katsauksen ja kuntotutkimuksien pohjalta havaittuja rakenneratkaisuja. Laskentatarkasteluissa varioitiin tuuletusraon tukkeutumisastetta, tuuletusraon paksuutta, tiiliverhouksen ominaisuuksia, viistosateen tunkeutumista tiiliverhouksen läpi sekä mahdollisen tuulensuojavillan paksuutta.
Ulkoseinärakenteen ominaisuuksien muuttumisen vaikutuksia rakenteen kosteustekniseen toi-mintaan arvioitiin Tampereen teknillisessä yliopistossa kehitetyllä rakenteiden kosteusteknisen toiminnan analysointimenetelmällä. Menetelmässä tarkastellaan rakenteiden lämpö- ja kosteusteknistä toimintaa rakennusfysikaalisten testivuosien olosuhteissa. Toimintakriteerinä rakenteen ominaisuuksien muuttuessa käytettiin Suomalaisen homemallin määrittelemää homeindeksiä.
Tutkimuksessa tarkasteltiin myös ulkoseinärakenteen sisäkuoren ja ikkunakarmien läpi tapahtuvia ilmavuotoja erilaisilla rakennusvaipan yli vaikuttavilla paine-eroilla. Ilmavuotojen jakaantumista sisäkuoren läpi ja ikkunakarmien kautta tapahtuviin vuotoihin tarkasteltiin tilanteissa, joissa sisäkuoren ilmanläpäisevyys ja ikkunakarmeissa olevien rakojen mittasuhteet muuttuvat. Poten-tiaalia sisäilmaongelmien esiintymiselle arvioitiin laskennallisesti huomioiden tiili-villa-tiili–ulkoseinärakenteen kosteustekninen toiminta ja ilmavuotoreittien kautta siirtyvän ilman suuruus-luokka. Epäpuhtauksien kulkeutumisen arviointi perustuu kirjallisuuskatsaukseen, jossa on mallinnettu erikokoisten partikkeleiden tunkeutumista rakojen läpi muuttuvissa painesuhteissa.
Tuloksien perusteella voidaan todeta vanhojen tiili-villa-tiili-ulkoseinärakenteiden kosteusteknisen toiminnan olevan heikkoa ja homekasvuston mahdollista tuuletusrakoon rajautuvissa ikkunan alapuolisissa puurungoissa. 2000-luvun alkupuolella rakenteessa yleistynyt tuulensuojavilla parantaa rakenteen kosteusteknisestä toimintaa merkittävästi. Kosteusteknistä toimintaa paran-taa merkittävästi myös tuuletusraon ilmanvaihtuvuuden paraneminen ja tuuletusraon kasvattaminen 20 mm:stä 40 mm:iin. Tulevaisuuden ilmastossa tiili-villa-tiili-ulkoseinärakenne säilyy kos-teusteknisesti toimivana, kun rakenteessa käytetään vähintään 50 mm paksua tuulensuojavillaa ja tuuletusraon ilmanvaihtuvuuteen ja erityisesti seinän alaosan tuuletusaukkojen avoimuuteen ja riittävyyteen kiinnitetään huomiota.
Tässä tutkimuksessa tarkasteltiin pääosin tiili-villa-tiili-ulkoseinärakenteen kosteusteknistä toimintaa ideaalitilanteessa, jolloin rakenteen läpi ei oleteta tapahtuvan ilmavuotoja. Kyseisen ulkoseinärakenteen homehtumisherkkyyden kannalta kriittiseksi kohdaksi määriteltiin kirjallisuuskatsauksen ja laskentatarkastelujen perusteella ikkunoiden alapuolinen seinärakenne, joka yhtenäisestä ulkoseinärakenteesta poiketen sisältää orgaanista puumateriaalia ikkunan alapuolisen puurungon muodossa. Ikkunan alapuolisen ulkoseinärakenteen osalta selvitettiin rakenteen kosteusteknistä toimintaa rakenteen ominaisuuksien muuttuessa. Muuttujina käytettiin kirjallisuus-katsauksen ja kuntotutkimuksien pohjalta havaittuja rakenneratkaisuja. Laskentatarkasteluissa varioitiin tuuletusraon tukkeutumisastetta, tuuletusraon paksuutta, tiiliverhouksen ominaisuuksia, viistosateen tunkeutumista tiiliverhouksen läpi sekä mahdollisen tuulensuojavillan paksuutta.
Ulkoseinärakenteen ominaisuuksien muuttumisen vaikutuksia rakenteen kosteustekniseen toi-mintaan arvioitiin Tampereen teknillisessä yliopistossa kehitetyllä rakenteiden kosteusteknisen toiminnan analysointimenetelmällä. Menetelmässä tarkastellaan rakenteiden lämpö- ja kosteusteknistä toimintaa rakennusfysikaalisten testivuosien olosuhteissa. Toimintakriteerinä rakenteen ominaisuuksien muuttuessa käytettiin Suomalaisen homemallin määrittelemää homeindeksiä.
Tutkimuksessa tarkasteltiin myös ulkoseinärakenteen sisäkuoren ja ikkunakarmien läpi tapahtuvia ilmavuotoja erilaisilla rakennusvaipan yli vaikuttavilla paine-eroilla. Ilmavuotojen jakaantumista sisäkuoren läpi ja ikkunakarmien kautta tapahtuviin vuotoihin tarkasteltiin tilanteissa, joissa sisäkuoren ilmanläpäisevyys ja ikkunakarmeissa olevien rakojen mittasuhteet muuttuvat. Poten-tiaalia sisäilmaongelmien esiintymiselle arvioitiin laskennallisesti huomioiden tiili-villa-tiili–ulkoseinärakenteen kosteustekninen toiminta ja ilmavuotoreittien kautta siirtyvän ilman suuruus-luokka. Epäpuhtauksien kulkeutumisen arviointi perustuu kirjallisuuskatsaukseen, jossa on mallinnettu erikokoisten partikkeleiden tunkeutumista rakojen läpi muuttuvissa painesuhteissa.
Tuloksien perusteella voidaan todeta vanhojen tiili-villa-tiili-ulkoseinärakenteiden kosteusteknisen toiminnan olevan heikkoa ja homekasvuston mahdollista tuuletusrakoon rajautuvissa ikkunan alapuolisissa puurungoissa. 2000-luvun alkupuolella rakenteessa yleistynyt tuulensuojavilla parantaa rakenteen kosteusteknisestä toimintaa merkittävästi. Kosteusteknistä toimintaa paran-taa merkittävästi myös tuuletusraon ilmanvaihtuvuuden paraneminen ja tuuletusraon kasvattaminen 20 mm:stä 40 mm:iin. Tulevaisuuden ilmastossa tiili-villa-tiili-ulkoseinärakenne säilyy kos-teusteknisesti toimivana, kun rakenteessa käytetään vähintään 50 mm paksua tuulensuojavillaa ja tuuletusraon ilmanvaihtuvuuteen ja erityisesti seinän alaosan tuuletusaukkojen avoimuuteen ja riittävyyteen kiinnitetään huomiota.