Ilmavuodon vaikutus vaipparakenteiden lämpö- ja kosteusolosuhteisiin
Pellinen, Lauri (2011)
Pellinen, Lauri
Saimaan ammattikorkeakoulu
2011
All rights reserved
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2011112014861
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2011112014861
Tiivistelmä
Opinnäytetyön tavoitteena oli tutkia yksittäisten ilmavuotojen vaikutuksia vaipparakenteiden lämpö- ja kosteusolosuhteisiin. Tutkittaviksi seinärakenteiksi valittiin kevytrakenteinen termorankaseinä sekä betonielementtiseinä. Ilmavuodot mallinnettiin Comsol Multiphysics 4.1 -ohjelmistolla, joka on elementtimenetelmään perustuva monifysikaalinen simulointi- ja mallinnusohjelma. Työn tilaajana toimi Finnmap Consulting Oy.
Simulointien avulla saatiin selville, miten yksittäiset ilmavuodot vaikuttavat seinärakenteiden lämpö- ja kosteusolosuhteisiin. Esimerkkinä seinärakenteen läpi menevä pieni halkaisijaltaan 2-3 mm pistemäinen reikä voi heikentää rakenteen U-arvoa noin 18 %. Suuremman pinta-alan takia viivamaiset reiät olivat selvästi pahempia riskitekijöitä seinärakenteelle kuin pistemäiset reiät. Simulointien perusteella seinärakenteissa olevat viivamaiset reiät voivat moninkertaistaa seinärakenteen läpi kulkevan lämpövirran verrattuna vastaavaan ehjään rakenteeseen.
Mallinnuksen lähtökohtana rakennus asetettiin 3 Pa ylipaineiseksi, joka on hyvin mahdollinen paine-ero rakennuksissa. Etenkin viivamaisia reikiä mallinnettaessa olivat reiän läpi virtaavat kosteusmäärät 3 Pa:n paine-erolla hälyttävän suuria. Työssä päädyttiin lopputulokseen, että ilmavuodot voivat aiheuttaa rakenteeseen kosteusvaurioita pitkällä aikavälillä.
Comsol Multiphysics soveltuu rakennusalalle monenlaisiin simulointitehtäviin. Ohjelmiston sujuva käyttö vaatii kuitenkin perinpohjaista paneutumista ohjelmiston toimintaperiaatteisiin. Tästä syystä ohjelmisto tulee tuskin yleistymään jokapäiväisenä insinöörityökaluna, mutta esimerkiksi tutkimuskäyttöön Comsol Multiphysics on oivallinen valinta.
Simulointien avulla saatiin selville, miten yksittäiset ilmavuodot vaikuttavat seinärakenteiden lämpö- ja kosteusolosuhteisiin. Esimerkkinä seinärakenteen läpi menevä pieni halkaisijaltaan 2-3 mm pistemäinen reikä voi heikentää rakenteen U-arvoa noin 18 %. Suuremman pinta-alan takia viivamaiset reiät olivat selvästi pahempia riskitekijöitä seinärakenteelle kuin pistemäiset reiät. Simulointien perusteella seinärakenteissa olevat viivamaiset reiät voivat moninkertaistaa seinärakenteen läpi kulkevan lämpövirran verrattuna vastaavaan ehjään rakenteeseen.
Mallinnuksen lähtökohtana rakennus asetettiin 3 Pa ylipaineiseksi, joka on hyvin mahdollinen paine-ero rakennuksissa. Etenkin viivamaisia reikiä mallinnettaessa olivat reiän läpi virtaavat kosteusmäärät 3 Pa:n paine-erolla hälyttävän suuria. Työssä päädyttiin lopputulokseen, että ilmavuodot voivat aiheuttaa rakenteeseen kosteusvaurioita pitkällä aikavälillä.
Comsol Multiphysics soveltuu rakennusalalle monenlaisiin simulointitehtäviin. Ohjelmiston sujuva käyttö vaatii kuitenkin perinpohjaista paneutumista ohjelmiston toimintaperiaatteisiin. Tästä syystä ohjelmisto tulee tuskin yleistymään jokapäiväisenä insinöörityökaluna, mutta esimerkiksi tutkimuskäyttöön Comsol Multiphysics on oivallinen valinta.