TULEVAISUUDEN TALOT – TÄRKEIMMÄT RISKIT JA UUDET HAASTEET 15.4.2016 Prof. Juha Vinha TTY, Rakennustekniikan laitos Tulevaisuuden talot loppuseminaari,

Esitys aiheesta: "TULEVAISUUDEN TALOT – TÄRKEIMMÄT RISKIT JA UUDET HAASTEET 15.4.2016 Prof. Juha Vinha TTY, Rakennustekniikan laitos Tulevaisuuden talot loppuseminaari,"— Esityksen transkriptio:

1 TULEVAISUUDEN TALOT – TÄRKEIMMÄT RISKIT JA UUDET HAASTEET 15.4.2016 Prof. Juha Vinha TTY, Rakennustekniikan laitos Tulevaisuuden talot loppuseminaari, 15.4.2016, Oulu

2 Juha Vinha 2 Energiankulutus kWh/(m 2 ∙a) Muut vaikutukset Huomioon otettavien tekijöiden määrä kasvaa ja vähennykset syntyvät yhä pienemmistä osatekijöistä. → Kokonaisuuden hallinta monimutkaistuu. Rakennuksen energiatehokkuutta tarkasteltaessa tulee ottaa huomioon myös ympäröivän asuinalueen energiaratkaisut ja uusiutuvan energian etätuotanto. Yhä useampiin rakentamiseen ja asumiseen liittyviin asioihin syntyy haasteita ja ongelmia energiatehokkuuden parantamisesta: -rakenteiden kosteustekninen toiminta heikkenee (vaipan ulko-osien viilentyminen, rakenteiden ja toteutustapojen muutokset, korjausrakentaminen) - sisäilman laatu voi heikentyä (ylilämpeneminen kesällä ja jäähdytystarpeen lisääntyminen, haitallisten aineiden tulo sisäilmaan voi lisääntyä paine-erojen kasvaessa) - tekniset järjestelmät lisääntyvät ja niiden toiminta monimutkaistuu, viat voivat aiheuttaa energiankulutuksen lisäystä tai kosteusriskejä (järjestelmien määrä kasvaa ja hallinta monimutkaistuu, sähkötehon hallinta korostuu, automaation tarve kasvaa, huollon ja ylläpidon tarve lisääntyy) - esteettisten ja toiminnallisten tavoitteiden toteuttaminen vaikeutuu (ikkunoiden määrä ja sijoittelu, tilaratkaisut, ulkonäkö, monimuotoisuus) - kustannukset lisääntyvät ja taloudellisuus heikkenee (rakentaminen kallistuu entisestään, yhä suurempi osa ratkaisuvaihtoehdoista on taloudellisesti kannattamattomia) RAKENUSTEN ENERGIANKULUTUKSEN VÄHENTÄMISEN HAASTEET Rakennusvuosi

3 Tulevaisuuden talot loppuseminaari, 15.4.2016, Oulu Juha Vinha 3 Vanhoissa taloissa todellinen kulutus on usein pienempi Ilmanvaihdon määrä on ohjearvoja pienempi. Sisäilman lämpötila on usein ohjearvoja alhaisempi. Massiivirakenteiden varaamaa lämpöä ei ole otettu huomioon oikealla tavalla laskelmissa. Uusissa taloissa todellinen kulutus on usein suurempi Talotekniset järjestelmät toimivat puutteellisesti tai väärin. Sähkölaitteiden aiheuttama kulutus on usein laskennallisia arvoja suurempi. Puhalluseristeillä toteutettujen yläpohjien lämmöneristys on laskennallisia arvoja heikompi. Ylilämmöt ovat suurempia johtuen mm. suurista ikkunoista, puutteellisesta auringonsuojauksesta, lisääntyneestä sähkönkulutuksesta ja tehokkaasta lämmöneristyksestä. → Koneellinen jäähdytys lisääntyy → Asuinrakennuksiin asennetaan jälkikäteen ilmalämpöpumppuja Energiaa kuluttavilla käyttötottumuksilla on suurempi suhteellinen vaikutus. TODELLINEN JA LASKENNALLINEN ENERGIANKULUTUS EROAVAT TOISISTAAN kWh/(m 2 ∙a) Laskennallinen energiankulutus Todellinen energiankulutus Rakennusvuosi

4 Tulevaisuuden talot loppuseminaari, 15.4.2016, Oulu Juha Vinha 4 KOULUJEN JA PÄIVÄKOTIEN NORMEERATTU ENERGIANKULUTUS (Tampere ja Helsinki) n=225

5 Tulevaisuuden talot loppuseminaari, 15.4.2016, Oulu Juha Vinha 5 KOULUJEN JA PÄIVÄKOTIEN NORMEERATTU SÄHKÖENERGIANKULUTUS (Tampere ja Helsinki) n=230

6 Tulevaisuuden talot loppuseminaari, 15.4.2016, Oulu Rakentamisen kasvihuonekaasu- päästöihin vaikuttavat asiat Juha Vinha 6 RAKENNUSTEN ENERGIANKULUTUSTARKASTELUJEN MERKITYS JA VAIKUTUKSET Todelliseen energiankulutukseen vaikuttavat asiat Rakennuksen nykyinen laskennallinen energiankulutus Virheelliset ja puutteelliset lähtöarvot Laskennasta kokonaan puuttuvat asiat Laskentamenetelmien yksinkertaistukset Rakennuksen käytön vaikutukset Laitteiden ja järjestelmien viat ja väärä toiminta Laitteiden ja järjestelmien huollon puute Määräysten tiukentamisen vaikutukset Rakentamis- kustannukset Energian- kulutus Uusiutuvan energian etätuotanto Elinkaarenaikainen hiilijalanjälki, rakentaminen ja ylläpito Kosteusturvalliset ja pitkäaikaiskestävät rakenteet Viihtyisät ja monikäyttöiset tilat Toimiva talotekniikka ja hyvä sisäilma Määräyksillä säänneltävät asiat Korjaamis- ja purkamistarpeen vähentäminen

7 Tulevaisuuden talot loppuseminaari, 15.4.2016, Oulu Lämmöneristyksen lisääminen heikentää monien vaipparakenteiden kosteusteknistä toimintaa: –Ulko-osat viilenevät, jolloin kosteuden kondensoituminen ja homeen kasvulle suotuisat olosuhteet lisääntyvät rakenteissa. –Rakenteiden vikasietoisuus heikkenee samasta syystä. Yhä pienemmät kosteusvuodot ulkoa tai sisältä voivat saada aikaan kosteusvaurion. –Rakenteita korjattaessa lisäeristys laitetaan usein vanhan rakenteen sisäpuolelle, jolloin vanhan rakenteen lämpötila alenee ja kosteustekninen toiminta heikkenee. Vaipparakenteiden toimintaa voidaan parantaa merkittävästi rakenteiden ja toteutustapojen muutoksilla. Eniten muutoksia tarvitaan puurakenteissa. Rakenteiden korjausten yhteydessä voidaan lisäksi joutua käyttämään myös teknisiä laitteita (lämmitin, kuivain, ohjattu koneellinen ilmanvaihto). Rakenteet saadaan oikein suunniteltuina toimiviksi myös seuraavan 100 vuoden aikana. LÄMMÖNERISTYKSEN LISÄYKSEN VAIKUTUKSET RAKENTEIDEN KOSTEUSTEKNISEEN TOIMINTAAN Olosuhteiden muutokset rakenteissa Juha Vinha 7 Kuva: Hedtec Oy, Olosuhdevahti Kriittinen kohta

8 Tulevaisuuden talot loppuseminaari, 15.4.2016, Oulu Lämmöneristepaksuuksien lisääminen muuttaa vaipparakenteita monessa tapauksessa niin paljon, että rakenteiden toteutustavat ja tuotantotekniikat muuttuvat. →uudet runkotyypit ja liitokset sekä tehokkaammat lämmöneristeet →kokemusperäinen tieto uusista rakenteista puuttuu →suunnittelu- ja asennusvirheet kasvavat Nopeassa tahdissa tehdyt suuret muutokset vaativat paljon koulutusta. →rakennusalan käytännöt muuttuvat hitaasti →koulutus ei tavoita kaikkia Tiukka rakentamisaikataulu lisää omalta osaltaan rakenteiden kosteusriskejä. →puutteellinen suunnittelu →liian lyhyet kuivumisajat Juha Vinha 8 LÄMMÖNERISTYKSEN LISÄYKSEN VAIKUTUKSET RAKENTEIDEN KOSTEUSTEKNISEEN TOIMINTAAN Rakenteiden ja toteutustapojen muutokset

9 Tulevaisuuden talot loppuseminaari, 15.4.2016, Oulu Juha Vinha 9 RAKENNUSFYSIIKKAAN LIITTYVÄT YM:N JA RIL:N VOIMASSA OLEVAT JULKAISUT Rakennusten lämmöneristys- ja energiatehokkuusmääräysten ja - ohjeiden muutokset viime vuosina 2003lämmöneristys 2008energiatodistus 2008lämmöneristys ja energiatehokkuus 2010lämmöneristys ja energiatehokkuus 2012lämmöneristys ja energiatehokkuus 2013 korjausrakentamisen lämmöneristys ja energiatehokkuus 2013uusi energiatodistus YM = ympäristöministeriö RIL = Suomen Rakennusinsinöörien Liitto ry Ympäristöministeriö ja RIL ovat julkaisseet rakennusfysiikan alueelta Suomessa runsaat 100 määräystä tai ohjetta. Näistä n. 60 % on julkaistu 9 viime vuoden aikana.

10 Tulevaisuuden talot loppuseminaari, 15.4.2016, Oulu Juha Vinha 10 1.Tilaaminen - oikeiden ja riittävien vaatimusten asettaminen tarjouspyyntöön 2.Suunnittelu - perusasioiden erittäin hyvä hallinta, 20/80-sääntö - uusi tieto ja koulutus - vanhojen rakenteiden aiheuttamat vaatimukset - kosteusvaurioiden aiheuttamat erityisvaatimukset - energiankulutuksen vähentämisen aiheuttamat erityisvaatimukset - kokonaisuuden tarkastelu ja hallinta! - yhteistyö eri suunnittelijoiden välillä! 3.Työmaatoteutus - huolellinen ja ammattitaitoinen toteutus - uusi tieto ja koulutus - kosteussuojaus ja riittävät kuivumisajat! - urakkarajakohtien toiminnan varmistaminen - valvonta 4.Käyttöönottovaihe - säädöt ja mittaukset - Ilmanvaihdon toiminta! 5.Käyttö ja huolto - sisäilman olosuhteiden ja rakennuksen kunnon seuranta - säännölliset huollot RAKENNUKSEN KOSTEUSTURVALLISUUDEN HUOMIOON OTTAMINEN RAKENNUSHANKKEEN ERI VAIHEISSA

11 Tulevaisuuden talot loppuseminaari, 15.4.2016, Oulu RAKENNUSAIKAINEN SÄÄSUOJAUS JA RAKENTEIDEN KUIVAUS Juha Vinha 11 Tilaajan tulee määrittää tarjouspyynnöissä: sääsuojaustasovaatimukset rakenteiden kuivattamiseen ja pinnoittamiseen liittyvät lisävaatimukset keskeiset toimenpiteet todentamismenettelyt (Kuva: www.hallbyggarna-jonsereds.se) Kuva ja teksti: Olli Teriö ja Anssi Koskenvesa Kaikessa rakentamisessa rakennusaikaisen kosteudenhallinnan merkitys korostuu!

12 Tulevaisuuden talot loppuseminaari, 15.4.2016, Oulu RAKENTEIDEN KOTEUSTEKNINEN SUUNNITTELU Juha Vinha 12 Rakenteiden rakennusfysikaalinen suunnittelu tehdään suurimmaksi osaksi rakenteellisella suunnittelulla. Laskennallisia tarkasteluja käytetään kuitenkin apuna suunnittelussa yhä enemmän. Kosteusteknisen suunnittelun osalta keskeisiä asioita ovat: 1. Suojaus ulkoa tulevalta kosteudelta (sade, lumi, maaperän kosteus) 2. Suojaus sisältä tulevalta kosteudelta (pesuvedet, vesiputket, vesihöyry) 3. Kuivumiskyvyn varmistaminen 4. Rasitetuissa paikoissa kosteutta kestävät materiaalit 5. Liitosten ja läpivientien suunnittelu Rakenteiden kosteusteknisessä suunnittelussa tulee ottaa huomioon myös lämmöneristyksen sekä akustiikan ja palosuojauksen vaatimukset.

13 Tulevaisuuden talot loppuseminaari, 15.4.2016, Oulu ILMASTONMUUTOKSEN VAIKUTUKSET Lämpötilan ja sademäärän muutos Suomessa tulevina vuosikymmeninä Lämpötila nousee, viistosaderasitus julkisivupinnoille kasvaa ja pilvisyys lisääntyy. Suurimmat muutokset tapahtuvat talvella. Homeen kasvulle otolliset olosuhteet lisääntyvät varsinkin rakenteiden ulko-osissa. Kosteuden siirtyminen ulkoa sisälle päin lisääntyy varsinkin julkisivuissa, joihin imeytyy sadevettä. Homehtumis- ja kondenssiriski lisääntyy näissä rakenteissa myös rakenteiden sisäpinnan lähellä. Rakenteiden kuivuminen hidastuu syksyllä ja talvella. Riski vanhojen betonijulkisivujen pakkasrapautumiselle lisääntyy. Lämpötila Sademäärä Kuvat: Ilmatieteen laitos Juha Vinha 13

14 Tulevaisuuden talot loppuseminaari, 15.4.2016, Oulu Juha Vinha 14 RakennetyypitTestivuosi Nykyilmasto2050 -ilmasto2100 -ilmasto Rakenteet, joissa sade vaikuttaa niiden sisäosan kosteustekniseen toimintaan Esimerkkirakenteita: - tiiliverhotut ulkoseinät - eristerapatut ulkoseinät - betonisandwich-rakenteet (* - harkkorakenteet (* - käännetyt katot Vantaa 2007 ilmansuunta seinärakenne- tarkasteluissa: etelä Vantaa 2067 ilmansuunta seinärakenne- tarkasteluissa: etelä Vantaa 2097 ilmansuunta seinärakenne- tarkasteluissa: etelä Rakenteet, joiden sisäosat on suojattu sateen vaikutukselta Esimerkkirakenteita: - puu- ja metalliverhotut ulkoseinät - betonisandwich-rakenteet (* - harkkorakenteet (* - sisäpuolelta eristetyt massiivirakenteet - yläpohjat, joissa on vesikate - ryömintätilaiset alapohjat Jokioinen 2004 ilmansuunta seinärakenne- tarkasteluissa: pohjoinen Jokioinen 2064 ilmansuunta seinärakenne- tarkasteluissa: pohjoinen Jokioinen 2094 ilmansuunta seinärakenne- tarkasteluissa: pohjoinen RAKENNUSFYSIKAALISET TESTIVUODET JA NIIDEN SOVELTUVUUS ERITYYPPISTEN RAKENTEIDEN TARKASTELUUN *)Rakenteesta riippuen kumpi tahansa testivuosista voi olla kriittisempi. Rakenteen toiminta on suositeltavaa tarkistaa kummallakin testivuodella.

15 Tulevaisuuden talot loppuseminaari, 15.4.2016, Oulu Juha Vinha 15 VAIPPARAKENTEEN KOSTEUSTEKNISEEN KÄYTTÄYTYMISEEN VAIKUTTAVAT ULKOILMAN OLOSUHDETEKIJÄT lämpötila suhteellinen kosteus tuuli (tuulen suunta ja nopeus) sade/ viistosade (sademäärä, tuulen suunta ja nopeus) auringonsäteily (suora ja diffuusi säteily, pilvisyys) lämpösäteily taivaalle (taivaan tehollinen lämpötila, pilvisyys) Olosuhdetekijöiden rakenteille kohdistamiin vaikutuksiin vaikuttavat myös: tarkasteltava ilmansuunta rakenteen kaltevuus rakennuksen muoto ja korkeus ulkopinnan suojarakenteet (pellitykset, räystäät, markiisit, lipat, säleiköt) rakenteen ulkopinnan struktuuri ja detaljit (ulokkeet, syvennykset, pinnan ominaisuudet) lähiympäristö (muut rakennukset, kasvillisuus, maaston muodot) Edellä luetellut tekijät muodostavat rakenteen ulkopuolelle mikroilmaston, joka voi poiketa merkittävästi ulkoilman olosuhteista. Rakennusfys. testivuosien määrittämisessä huomioon otetut tekijät

16 Tulevaisuuden talot loppuseminaari, 15.4.2016, Oulu Juha Vinha 16 SUOMALAISEN HOMEMALLIN HOMEHTUMISHERKKYYSLUOKAT (HHL) ERI MATERIAALEILLE Maksimiarvot: HHL 1: 6,0 HHL 2: 5,3 HHL 3: 3,5 HHL 4: 2,0

17 Tulevaisuuden talot loppuseminaari, 15.4.2016, Oulu Juha Vinha 17 ESIMERKKI HOMEINDEKSIN MUUTTUMISESTA TIILIVERHOTUSSA PUURUNKOSEINÄSSÄ

18 Tulevaisuuden talot loppuseminaari, 15.4.2016, Oulu Juha Vinha 18 TODELLISTEN JA LASKENNALLISTEN TULOSTEN VÄLISET EROT Suhteellinen kosteus puurunkoisessa ulkoseinässä lämmöneristeen sisä- ja ulkopinnassa (mitattu ja laskettu lämpötila lähellä toisiaan) Kosteusolosuhteet muuttuvat laskennassa tyypillisesti hitaammin kuin todellisuudessa.

19 Tulevaisuuden talot loppuseminaari, 15.4.2016, Oulu Juha Vinha 19 Höyrynsulku on suositeltavaa asettaa enintään n. 50 mm syvyydelle seinän sisäpinnasta, jotta sitä ei tarvitse rikkoa sähköasennuksien takia. Vähintään 75 % lämmöneristeestä tulee olla kuitenkin höyrynsulun ulkopuolella. Lämmöneriste tulisi asentaa höyrynsulun sisäpuolelle vasta sitten, kun rakennusaikainen kosteus sisältä on kuivunut. Vaihtoehtoisesti voidaan käyttää pystykoolausta pystyrungon kohdalla. Puurungon ulkopuolelle tulisi laittaa hyvin lämpöä eristävä tuulensuoja. (esim. 25 mm huokoinen kuitulevy tai mineraalivillalevy). Jäykistävää tuulensuojalevyä käytettäessä laitetaan erillinen lämpöä eristävä tuulensuoja sen ulkopuolelle. Alaohjauspuun ja perusmuurin väliin tulee laittaa joustava solumuovimattokaista esim. 10 mm. Tuulensuojan on oltava hyvin vesihöyryä läpäisevä. Ulkoverhouksen takana on oltava aina tuuletusväli. PUUVERHOTTU PUURANKASEINÄ

20 Tulevaisuuden talot loppuseminaari, 15.4.2016, Oulu TIILIVERHOTTU PUURANKASEINÄ Tiiliverhotussa puurankaseinässä homehtumisriski rakenteen ulko-osissa on erityisen suuri, koska tiiliverhoukseen kerääntynyt kosteus siirtyy sisäänpäin diffuusiolla. →Tuulensuojan tulee olla hyvin lämpöä eristävä (50–70 mm mineraalivillalevy) ja homehtumista kestävä. Vaihtoehtoisesti puurungon ulkopinnassa voidaan käyttää esim. teräsprofiilista tehtyä ristikoolausta. →Vanhan rakenteen lisäeristäminen on hankalaa, koska korjaus pitäisi tehdä ulkopuolelta tiiliverhous purkamalla. Homehtumisriskiä voi esiintyä myös höyrynsulun sisä- ja ulkopuolella pystyrungon kohdalla, jos sisäpuolella on käytetty ristikoolausta. Höyrynsulkuna on suositeltavaa käyttää ns. hygrokalvoa, joka mahdollistaa rakenteen kuivumisen myös sisälle päin. Tiiliverhouksen päällystäminen sadevedeltä suojaavalla pinnoitteella ei ole suositeltavaa. Kaikkia rakoja ei kyetä tukkimaan, jolloin vesi valuu tiiliverhouksen vuotokohtiin ja seurauksena voi olla puurungon lahovauriot rakenteen alaosassa tai tiilen pakkasrapautuminen vuotokohdissa. Juha Vinha 20 Kriittinen kohta

21 Tulevaisuuden talot loppuseminaari, 15.4.2016, Oulu Juha Vinha 21 TIILIVERHOTTU PUURANKASEINÄ Yli 10 m korkea seinä Korkeissa tiiliverhotuissa ulkoseinissä tulee tiiliverhouksen taakse laittaa kummaltakin puolelta tuuletettu höyrynsulkukerros, esim. teräsohutlevy, joka estää vesihöyryn diffuusion sisemmälle rakenteeseen. Höyrynsulkukerros toimii samalla rakenteen rakennusaikaisena sadesuojana. Tällaista sadetakkirakennetta voidaan käyttää muunkin tyyppisten sadevettä läpi päästävien ulkoverhousten takana. Puurakenteen ulkopinnassa tulisi olla myös tässä tapauksessa lämpöä eristävä tuulensuojalevy.

22 Tulevaisuuden talot loppuseminaari, 15.4.2016, Oulu UUDET RAKENNERATKAISUT Esimerkki: eristerapattu puurankaseinä Eristerapattujen puu- ja teräsrankaseinien kastuminen saumakohtien kosteusvuotojen seurauksena sekä kosteuden hidas kuivuminen aiheuttavat homeen kasvua rakenteen ulko-osissa. EPS-eristeen käyttö rapatussa rankaseinässä pahentaa tilannetta entisestään, koska ulkopinnan vesihöyrynvastus kasvaa ja näin ollen rakenteen kuivuminen heikkenee. Paksurapattu rakenne ei toimi hyvin edes ideaalitilanteessa, koska se kerää sadevettä samalla tavoin kuin tiiliverhottu seinä. Rapattu pintarakenne tulee erottaa sisemmästä seinäosasta kuivumisen mahdollistavalla tuuletusvälillä, esim. levyrappauksella. Puurankarakenteen päälle tehdyissä eristerappaus- rakenteissa on todettu erittäin paljon kosteusvaurioita Ruotsissa ja Pohjois-Amerikassa. Juha Vinha 22

23 Tulevaisuuden talot loppuseminaari, 15.4.2016, Oulu Juha Vinha 23 Kuvat: Ingemar Samuelson SP, Ruotsi Ikkuna- ja oviliitokset Kiinnikkeet LIITOSTEN VUOTOKOHTIA ERISTERAPPAUSSEINÄSSÄ

24 Tulevaisuuden talot loppuseminaari, 15.4.2016, Oulu Juha Vinha 24 UUDET RAKENNERATKAISUT Esimerkki: hybridieristetty ulkoseinä ? Rakenteen ulkopuolelle laitettava solmuovieriste voi olla riskialtis ratkaisu, jos sen sisäpuolella on paksu avohuokoinen lämmöneriste. Avohuokoisen lämmöneristeen paksuus tulee olla enintään 50 mm. Vesihöyrytiiviillä solumuovilämmöneristeellä tulee olla riittävän suuri lämmönvastus, jotta sen sisäpintaan ei synny homeen kasvulle kriittisiä olosuhteita. Vaikka rakenne toimisi suoralla seinällä, liitoskohtiin ja virheellisen rakentamisen seurauksena rakenteeseen voi syntyä kohtia, joissa lämpötila laskee solumuovieristeen sisäpinnassa liian alhaiseksi. Kriittinen kohta Rakenteita suunniteltaessa niiden kokonaisvaltaisen toiminnan tarkistaminen on oleellista!

25 Tulevaisuuden talot loppuseminaari, 15.4.2016, Oulu Solumuovieristeitä käytettäessä sisäkuoren kuivumisaika pinnoituskosteuteen (tiiviitä pinnoitteita käytettäessä) voi pidentyä seuraavasti verrattuna mineraalivillaeristeeseen: 2–4 kk, kuivumistaso 90 % RH ja 6–12 kk, kuivumistaso 80 % RH Solumuovieristeen paksuuden kasvattaminen lisää myös kuivumisaikaa. Polyuretaanieristettä käytettäessä kuivumisaika on pisin. Alumiinipinnoite lisää kuivumisaikaa, koska pinnoite estää kosteuden kuivumisen ulospäin kokonaan. UUDET RAKENNERATKAISUT Esimerkki: solumuovieristeiset betoniseinät Juha Vinha 25 1 vuosi Esimerkki rakennusaikaisen kosteuden kuivumisesta betonielementin 140 mm paksusta sisäkuoresta Kuva: Arto Suikka

26 Tulevaisuuden talot loppuseminaari, 15.4.2016, Oulu UUDET RAKENNUSMATERIAALIT Esimerkki: magnesiumoksidilevyt Juha Vinha 26 Magnesiumoksidilevyissä (MgO-levy) on vapaata magnesiumkloridia, joka on suola, jolla on alhainen tasapainokosteus (nimellinen 34 % RH). Suola pyrkii imemään ulkoilmasta kosteutta, kunnes levy on kyllästynyt vedellä ja tämän jälkeen kosteutta alkaa tihkua levystä pois. Poistuva vesi on lisäksi suolaista ja syövyttävää. Kosteus homehduttaa mm. sisäpuolella olevia puurakenteita ja syövyttää kiinnikkeitä. MgO-levyt ovat aiheuttaneet jo paljon kosteusvaurioita mm. Tanskassa. MgO-levyä ei tule käyttää tuulensuojalevynä ellei sen toimintaa ole testattu kosteissa olosuhteissa! Levyn käytöstä on saatu huonoja kokemuksia myös sisätiloissa esim. kosteiden tilojen laatoituksen taustana (saumojen halkeilua) Kuvat: Tommy Bunch-Nielsen & Peter Swan

27 Tulevaisuuden talot loppuseminaari, 15.4.2016, Oulu Yleistä Jos massiivirakenteita eristetään sisäpuolelta, eristeen ja rakenteen välinen pinta viilenee ja homehtumisriski siinä kasvaa. Ilmavuodot sisältä eristeen taakse on estettävä! Hirsiseinät Avohuokoisia lämmöneristeitä käytettäessä rakenteessa on oltava aina riittävä höyrynsulku eristeen lämpimällä puolella. Muovikalvon tai muovitiivistyspaperin käyttö on paras ratkaisu. Kosteutta läpäisevän ilmansulun käyttö ei paranna rakenteen kuivumista sisäänpäin. Tiiliseinät Tiilirakenne on rapattava tai pinnoitettava sadevedeltä suojaavalla pinnoitteella, jotta viistosade ei pääsee kastelemaan seinää. Pinnoitteen on oltava vesihöyryä läpäisevä! Eristemateriaalin tulisi olla sellainen, että se siirtää kosteutta kapillaarisesti pois lämmöneristeen ja vanhan rakenteen rajapinnasta, esim. kalsiumsilikaattieriste. Juha Vinha 27 ? SISÄPUOLELTA ERISTETTY MASSIIVIRAKENNE Kriittinen kohta

28 Tulevaisuuden talot loppuseminaari, 15.4.2016, Oulu PUURAKENTEINEN TUULETETTU YLÄPOHJA Homehtumisriski lisääntyy voimakkaasti puurakenteiden ulko-osissa ilmastonmuutoksen ja lämmöneristyksen lisäyksen vaikutuksesta. Uusissa rakennuksissa tuuletustilan kosteusteknistä toimintaa voidaan parantaa lämpöä eristävällä aluskatteella. Vinoissa yläpohjissa lämmöneristys toteutetaan puupalkkien yläpuolelle laitettavalla tuulensuojalla. Riittävä aluskatteen lämmönvastus on 0,5–1,0 m 2 K/W (esim. 20–40 mm XPS-eristettä), (vuosien 2050 – 2100 ilmastot). Myös hygroskooppisten materiaalien, kuten puukuitueristeen, käyttö lämmöneristeenä parantaa tuuletustilan kosteusteknistä toimintaa. Yläpohjan tuuletuksessa suositeltava ilmanvaihtokerroin on 0,5–1,0 1/h. Yläpohjan ilmatiiviys on erittäin tärkeä. Vanhoissa rakennuksissa yläpohja on pyrittävä saamaan ilmatiiviiksi aina, kun lämmöneristystä lisätään. Tarvittaessa yläpohjaa voidaan myös esimerkiksi lämmittää. Juha Vinha 28 Kuva: Hedtec Oy, Olosuhdevahti

29 Tulevaisuuden talot loppuseminaari, 15.4.2016, Oulu Juha Vinha 29 UUDET RAKENNERATKAISUT Esimerkki: kevytsorakatto Lämmöneristysvaatimusten tiukentuessa perinteisestä kevytsorakatosta on tullut liian korkea. → Ratkaisuna on ollut solumuovieristeen laitto kevytsorakaton pohjalle. Aikaisemmin kevytsorakatto voitiin tehdä ilman sadesuojausta, koska ylimääräinen kosteus pääsi kuivumaan kevytsoratilasta kohtuullisen nopeasti. Sadeveden päästessä solumuovieristeen ja bitumikermin väliin sen kuivuminen on erittäin hidasta. Solumuovieristeellä ja kevytsoralla toteutetun katon rakennusaikaisesta sadesuojauksesta on ehdottomasti huolehdittava.

30 Tulevaisuuden talot loppuseminaari, 15.4.2016, Oulu RYÖMINTÄTILAINEN ALAPOHJA Juha Vinha 30 Ryömintätilan pohja tulisi lämpöeristää varsinkin puurakenteista alapohjaa käytettäessä. Myös sepelin käyttö maan pinnalla parantaa alapohjan kosteusolosuhteita. → Lämmöneristys vähentää maan viilentävää vaikutusta ryömintätilassa. → Lämmöneristys alentaa maapohjan lämpötilaa, jolloin diffuusiolla maasta haihtuvan kosteuden määrä vähenee. Maan pinnan lämmönvastus tulisi olla vähintään 1,3 m 2 K/W (esim. 50 mm EPS tai 150 mm kevytsoraa). Maan pinnassa ei tule käyttää muovikalvoa. Alapohjarakenteen ilmatiiviys on erittäin tärkeä! Ryömintätilan tuuletuksessa suositeltava ilmanvaihtokerroin on 0,5– 1,0 1/h, jos kosteutta tulee ryömintätilaan pääasiassa ulkoilman mukana. Muussa tapauksessa ilmanvaihtokertoimen on oltava isompi. Koneellinen kuivatus tai lämmitys ei ole välttämätön, jos alapohja tehdään muuten rakenteellisesti oikein. Eloperäinen materiaali tulee poistaa ryömintätilasta Maapohja ei saa olla monttu. Sepelikerros perusmaan päälle ja perusmaan pinnan kallistus ulospäin salaojiin. Alapohjan toimivuuden edellytyksenä on lisäksi monet aiemmin korostetut asiat:

31 Tulevaisuuden talot loppuseminaari, 15.4.2016, Oulu Kostea laatta Muovimatojen pehmittimet ja liimat reagoivat synnyttäen haitallisia yhdisteitä, jos pinnoitus tehdään liian kostean laatan päälle, Tarkistussyvyydellä RH tulee olla ≤ 85 %. Myös korkea pH (alkalisuus) lisää haitallisten yhdisteiden muodostumista. Kemialliset reaktiot voivat jatkua, vaikka ylimääräinen kosteus on kuivunut rakenteesta. Riittävän kuiva laatta Haitallisia yhdisteitä voi alkaa syntyä myös silloin, vaikka betonilaatta on kuivunut riittävästi ennen pinnoittamista. Syitä voivat olla: Pintaan laitettu tasoitekerros on liian kostea. RH tulee olla ≤ 75 %. Kosteus ei pääse tasoittumaan tasoitekerroksesta alapuoliseen laattaan, koska laatan pinta on hyvin vesihöyrytiivis (esim. betonin korkea lujuus tai epoksipinnoite) Suuret lämpötilavaihtelut siirtävät kosteutta syvemmältä laatasta muovimaton alle (esim. lattialämmityksen vaikutuksesta). Juha Vinha 31 BETONILAATAN PÄÄLLE ASENNETTUJEN MUOVIMATTOJEN VAURIOT Kuvat: Hanna Keinänen, Vahanen Oy

32 Tulevaisuuden talot loppuseminaari, 15.4.2016, Oulu VAIPAN ILMANPITÄVYYS Vaipan ilmanpitävyyden parantamisella on lähes pelkästään positiivisia vaikutuksia. Hyvä ilmanpitävyys on keskeinen edellytys energiatehokkaalle rakentamiselle. 1)Kosteuden virtaus vaipparakenteisiin vähenee. 2)Erilaisten haitallisten aineiden ja mikrobien virtaus sisäilmaan vähenee. 3)Vaipparakenteiden sisäpinnat eivät jäähdy ulkoa tulevien ilmavirtausten seurauksena. 4)Rakennuksen energiankulutus vähenee ilmanvaihdon tapahtuessa LTO:n kautta. 5)Rakennuksen käyttäjien kokema vedon tunne vähenee. 6)Ilmanvaihdon säätäminen ja tavoiteltujen painesuhteiden säätäminen helpottuu, mutta toisaalta säätöjen tekeminen on vielä aiempaakin tärkeämpää. Riittävän ilmanvaihdon takaaminen on ensiarvoisen tärkeää! Ilmanvaihdon tulo- ja poistoilmavirtojen säätäminen on erittäin tärkeää! Erityisesti, jos rakennuksen ilmanvuotoluku q 50 on alle 0,5 m 3 /(m 2 h). Juha Vinha 32

33 Tulevaisuuden talot loppuseminaari, 15.4.2016, Oulu Juha Vinha 33 RAKENNUKSEN PAINE-EROT TALVITILANTEESSA Lämpötilaerojen ja ilmanvaihdon vaikutus Hyvin ilmatiivis rakennuksen ulkovaippa voi nostaa ilmanvaihdon synnyttämät paine-erot suuriksi, jolloin syntyy ongelmia niihin vuotokohtiin, joita vaipparakenteisiin aina jää. Ilmanvaihto tulee säätää oikein! Tavoitteena on pieni alipaine rakennuksen sisällä (-5 Pa). Jos vaipparakenteissa on homevaurioita, mikrobit ja niiden aineen- vaihduntatuotteet pääsevät isomman paine-eron seurauksena helpommin sisäilmaan, ellei vaippaa korjata ja/tai tiivistetä luotettavasti korjauksen yhteydessä. Käytännössä tiivistysten tekeminen luotettavasti on osoittautunut hyvin haasteelliseksi! Palvelurakennuksissa pääilmanvaihto säädetään usein pienemmälle poissaoloaikoina. Likaisten tilojen kohdepoistot jäävät kuitenkin päälle, jolloin alipaine sisällä kasvaa ja voi aiheuttaa saman ongelman. →Sisäilman laadun kannalta ongelmana ei usein olekaan ilmanvaihdon vähäisyys, vaan liiallinen alipaine ja ilmaa vuotavat vaurioituneet rakenteet sekä likaiset korvausilmareitit. Ilmanvaihdon toimintaan on kiinnitettävä suurta huomiota (seuranta- ja hälytyslaitteet, suodattimien vaihto, sulatusjaksot, automaattisesti säätyvät järjestelmät) Vaipan hyvä ilmatiiviys (q 50 = 0,5–1,0 m 3 /(m 2 h)) on riittävä. Tehokkaasta ilmanvaihdosta ei ole tavoiteltua hyötyä, jos ilmaa kiskotaan rakennukseen vääristä paikoista! Haitallisia aineita sisäilmaan Kosteutta rakenteisiin

34 Tulevaisuuden talot loppuseminaari, 15.4.2016, Oulu Juha Vinha 34 ILMAVUOTOKOHTIEN SIJAINTI ASUINRAKENNUKSISSA pientalot ja kerrostalot Pääasialliset ilmavuotokohdat pientaloissa olivat: - ulkoseinän ja yläpohjan liitoksissa - ovien ja ikkunoiden liitoksissa sekä itse ovissa ja ikkunoissa (jakauma ~ 50% / 50%) - puurunkoisen ulkoseinän ja välipohjan liitoksissa Kerrostaloissa ilmavuodot keskittyivät ovien ja ikkunoiden liitoksiin sekä itse oviin ja ikkunoihin (jakauma ~ 50% / 50%).

35 Tulevaisuuden talot loppuseminaari, 15.4.2016, Oulu Juha Vinha 35 Pyöriväkennoisella LTO-laitteella ilmanvaihdon energiankulutusta saadaan pienennettyä tehokkaimmin. Tämä LTO-laite palauttaa kuitenkin myös osan sisäilman kosteudesta takaisin sisäilmaan – tyypistä riippuen enemmän tai vähemmän. Talviaikana tällä lisäkosteudella on positiivinen vaikutus sisäilman olosuhteisiin (talvella sisäilma on usein liian kuivaa) Rakenteille voi kuitenkin syntyä ongelmia liiallisesta kosteuslisästä. Muina vuodenaikoina myös sisäilman suhteellinen kosteus saattaa olla liian korkea, varsinkin, jos järjestelmän asentamisessa/ toiminnassa on puutteita. UUDET TALOTEKNIIKKARATKAISUT Esimerkki: pyöriväkennoinen lämmöntalteenottolaite

36 Tulevaisuuden talot loppuseminaari, 15.4.2016, Oulu Juha Vinha 36 Sisätilan ollessa ylipaineinen kosteutta virtaa ilmavuotokohdista enemmän rakenteisiin. Sisätilan ollessa alipaineinen sisäpinnan lämpötila voi alentua ilmavuotokohdassa niin paljon, että niihin syntyy homeen kasvulle otollisia olosuhteita. Ilmansulut, joissa on pieni vesihöyrynvastus, voivat päästää liikaa kosteutta rakenteisiin. Rakenteissa, joissa höyrynsulku on laitettu 50 mm syvyyteen rakenteen sisäpinnasta, voi syntyä kosteusongelmia höyrynsulun sisäpinnassa. Kosteutta tiivistyy ikkunoihin ja valuu puitteisiin. SUUREN SISÄILMAN KOSTEUSLISÄN AIHEUTTAMAT HAITAT RAKENTEILLE Kriittinen kohta

37 Tulevaisuuden talot loppuseminaari, 15.4.2016, Oulu Juha Vinha 37 KIITOS!