Kahden eri vaipparakenteen rakennusterveydellinen tarkastelu homeindeksin avulla tulevaisuuden ilmastossa

Abstract

Tiivistelmä

Tämän diplomityön tavoitteena oli tuottaa laskennallista lisätietoa sandwich- ja muurattujen vaipparakenteiden lämpö- ja kosteusteknisestä toimivuudesta tulevaisuuden ilmaston kerrostaloissa. Ilmastonmuutos haastaa nykyisen rakennuskannan sekä tulevaisuuden rakenneratkaisut lämpö- ja kosteusteknisesti. Tavoitteena oli selvittää, mihin suuntaan nykyisiä rakennejärjestelmiä tulisi kehittää, jotta suomalainen rakennuskanta pysyisi tulevaisuudessakin kestävänä. Työssä keskityttiin tutkittavien rakenteiden vikasietoisuuskykyyn, vaurioitumisherkkyyteen, kuivumiskykyyn, lämmönjohtuvuuteen, tuuletusraon toimintaan ja rakenteiden kehittämistarpeisiin. Rakenteista paikallistettiin lämpö- ja kosteusteknisesti kriittiset kohdat stationääritilassa Comsol-laskentaohjelmalla, jonka jälkeen pidemmän aikajakson toimivuutta selvitettiin epästationääritilassa WUFI-laskentaohjelmalla homeindeksitarkasteluin.

Tulosten perusteella tuulettuvuuden merkitys korostuu tulevaisuuden ilmastossa. Hyvin tuulettuvissa ryömintätilallisissa alapohjarakenteissa havaittiin nykyisillä lämmöneristävyysmääräyksillä ilmanvaihtokertoimeksi riittävän 1/h. Tutkimuksessa havaittiin nykyisestä rakennekerrosten vesihöyrynvastussuhde periaatteesta olevan hyötyä tulevaisuuden ilmastossa. Lisäksi yläpohjarakenteiden kohdalla havaittiin, että valitsemalla lämmöneristekerrokset lämpövirtauksien kannalta mahdollisimman laminaarisiksi, on sillä laskennallisesti vaikutusta materiaalien kuivumiseen ja rakenteen tuulettuvuuteen. Tulokset taustoittavat rakennustuoteteollisuuden kehittämisen tarvetta.

Abstract

The aim of this master's thesis was to produce computational additional information on the hygrothermal functionality of sandwich and masonry shell structures for apartment buildings in a future climate. Climate change challenges the current building stock and future structural solutions in terms of hygrothermal behaviour. An aim was to assess, which direction the current structural components should be developed in order to keep the Finnish building stock functional and durable also in the future. The work focuses on the fault tolerance capacity, susceptibility to damage, drying ability, thermal conductivity, ventilation gap function and structural development needs of the structures being studied.

Critical points in terms of heat and moisture physical behaviour were located in the structures in the stationary space using Comsol calculation software, after which the long-term functionality was investigated in the non-stationary space using the WUFI calculation program by mould index examinations. As a result, it was noticed that adequate ventilation for drying of exterior structures should be ensured in the future. In well-ventilated crawlspace subfloor structures, it was found that adeaquate air change rate is 1/h under current thermal insulation regulations. The study found that the current principle of water vapour resistance ratio of structural layers is beneficial in future climates. In addition, it was found in the upper floor structures that of thermal insulation layers as laminar as possible in terms of heat flows has a calculated effect on the drying of materials and the ventilation of the structure. The results provide background information for the need to develop the construction products industry.