Rakenteellisen energiatehokkuuden ja ilmastonmuutoksen vaikutukset vaipparakenteiden kosteustekniseen toimivuuteen

Opinnäytetyön aiheena oli tutkia vuonna 2018 voimaan tulleen lähes nollaenergiarakentamisen lainsäädäntöhankkeen vaikutus pientalojen ulkovaipparakenteiden kosteustekniseen toimivuuteen. Rakenteita tarkasteltiin lainsäädännössä esitetyn rakenteellisen energiatehokkuuden kannalta eli rakenteiden eristepaksuutta lisättiin rakenteellisen energiatehokkuuden edellyttämien U-arvovaatimusten mukaisiksi. Kosteus-teknistä toimivuutta tarkasteltiin nykyilmastossa ja tulevaisuuden ilmasto-olosuhteissa pääsääntöisesti mikrobikasvuston muodostumisen kannalta, mutta tarkastelussa oli myös huomioitu kosteuden vaikutus rakenteiden lämpöteknisiin ominaisuuksiin. Rakenteiden kosteusteknisen toimivuuden tarkastelu suoritettiin käyttämällä kahta rakennusfysikaalista mallinnusohjelmaa, WUFI Pro 5.1:tä ja COMSOL Multiphysics 5.3a:ta. Mallinnusten ilmasto-olosuhteina käytettiin Ilmatieteen laitoksen laatimia rakennusfysikaalisia testivuosia, jotta vertailuun saatiin nykyilmasto ja tulevaisuuden ilmasto. Mallinnustulokset vietiin Microsoftin Excel-ohjelmaan analysointia ja kuvaajien laatimista varten. Mallinnustuloksista selvisi, että eristepaksuuden lisääminen lisää useimpien rakenteiden kosteusrasitusta, jolloin myös mikrobikasvustolle suotuisat olosuhteet kasvavat. Eristepaksuuden lisäämistä vieläkin merkittävämmäksi kosteusrasituksen lisääjäksi osoittautuivat muuttuvat ilmasto-olosuhteet. Kosteus aiheutti myös rakenteiden lämpöteknisten ominaisuuksien heikkenemistä. Opinnäytetyötä voisi kehittää edelleen tutkimalla useampia rakenteita, vaihtoehtoisia rakenneratkaisuja tai perehtyä tarkemmin johonkin tiettyyn rakennetyyppiin. Lisäksi jatkotutkimuksena voisi tehdä kustannuslaskentaa rakenteille.The purpose of this thesis was to inspect the nearly zero-energy building legislation that came into operation in 2018, and its effects on the moisture performance of a detached house’s envelope structures. The structures were examined in the aspect of a structural energy efficiency, which was stated in the legislation. This means that the structures’ insulation thickness was increased to meet the U-value requirements given to fulfil structural energy efficiency. The moisture performance of the structures was examined in both present and future climates. The examination was made by inspecting effect of moisture on the structures’ microbe growth and thermal properties. The moisture performance examination of the structures was conducted with two building physics modeling programs, WUFI Pro 5.1 and COMSOL Multiphysics 5.3a. The climate conditions used in the models are building physical test years created by The Finnish Meteorological Institute. This made it possible to compare the present climate to future climate. The modeling results were exported to Microsoft Excel -program for further analysis and to create the necessary charts. It turned out that more insulation means more moisture load for most structures, which in turn allowed for better environment for the microbes to grow. Future climate conditions increased the moisture load even more than just the thicker insulation. More moisture in structures also weakened their thermal properties. Further development for this thesis could be to examine more structures, develop alternate structural concepts or to examine a specific structure type more. Moreover, a subject to consider for further study would be to do some cost estimations for the structures