Hygrothermal Performance of Wood-Framed External Walls in the Present and Future Climate

Tämän tutkimuksen tavoitteena oli tarkastella puurunkoisten ulkoseinien kosteusteknistä toimivuutta nykyisessä ja tulevaisuuden ilmastossa Suomessa. Lisäksi työssä määritettiin laskennallisesti seinärakenteiden sisä- ja ulkopinnalta vaadittavat vesihöyrynvastussuhteet ja verrattiin saatuja arvoja nykyisissä ohjeissa vaadittuihin arvoihin. Tutkittavina seinärakenteina olivat puu- ja tiiliverhotut sekä levy- ja eristerapatut rankaseinät. Runkorakenteena käytettiin pääsääntöisesti eristeen vahvuista sahatavarasta tai viilupuusta tehtyä puurunkoa, jonka jako on 600 mm. Laskennassa käytettävät kriittiset ulkoilman olosuhteet oli valittu neljän paikkakunnan ilmastodatasta. Vuosien valintakriteereinä käytettiin kosteuden kondensoitumista ja homeen kasvua lämmöneristeen sisä- ja ulkopinnassa. Valittu laskentavuosi edusti 90 % kriittisyystasoa, jonka mukaan enintään 10 % tutkituista vuosista oli valittua vuotta kriittisempiä. Sisäilmassa käytettiin vakiolämpötilaa, joka oli 21oC. Asumisen eri toimintojen tuottama lisäkosteus perustui aikaisempiin kenttätutkimuksiin ja sen suuruus oli 5 g/m3 talvella ja 2 g/m3 kesäaikana, kun lämpötila oli suurempi kuin 15 oC. Homeen kasvua tutkittiin VTT:n ja TTY:n yhteistyössä laatimalla homeenkasvun laskentamallilla, jossa homeen kasvu ilmaistaan homeindeksillä (M). Homeen kasvun kriteerinä käytetään lämmöneristeen ulko- ja sisäpinnassa nollatasoa (Mmax < 1), jonka mukaan hometta ei tutkituilla pinnoilla saa esiintyä lainkaan. Kosteustekniset laskelmat tehdään WUFI-1D ja 2D-ohjelmilla. Tutkimustulokset osoittavat, että kosteusvaurion riski kasvaa monissa tavanomaisissa seinärakenteissa lämmöneristyksen lisäyksen ja ilmastonmuutoksen vaikutuksesta. Tiiliverhottujen ulkoseinien toiminta heikkenee tulevaisuudessa lisääntyvien viistosateiden myötä. Tiiliverhotussa seinässä tuulensuojan tulisi olla hyvin lämpöä eristävä ja homehtumista kestävä. Korkeassa tiiliverhotussa ulkoseinässä vaaditaan rakenteellisia muutoksia, jotta homeen kasvua ei seinärakenteessa esiintyisi. Eristerapatun rankarakenteisen ulkoseinän käytöstä tulisi luopua, koska kosteus tunkeutuu helposti rakenteen sisäosiin ja sen kuivuminen on rakenteesta hidasta. Rapattu rakenne tulisi tutkimusten mukaan erottaa sisemmästä seinäosasta kuivumisen mahdollistavalla tuuletusraolla. Muovisen höyrynsulun käyttö on turvallisinta Suomessa vallitsevissa ulko- ja sisäilman olosuhteissa. Jos rakenne halutaan toteuttaa ilman höyrynsulkua, vaadittu sisä- ja ulkopinnan välinen vesihöyrynvastussuhde riippuu tuulensuojan lämmönvastuksesta ja sen vesihöyrynläpäisevyydestä. Myös lämmöneristeen kosteuskapasiteetilla voidaan parantaa rakenteen kosteusteknistä toimivuutta. Suomalaisessa rakentamismääräyskokoelmassa esitetty sisä- ja ulkopinnan välinen vastussuhde (5:1) ei ole riittävä tulevaisuudessa seinärakenteissa, joissa tuulensuojan lämmönvastus on < 0,8 m2K/W. Näissä tapauksissa vaaditaan sisäpinnalta huomattavasti tiiviimpää vesihöyrynvastusta, jotta rakenne olisi toimiva. Lämpöä eristävä ja hyvin vesihöyryä läpäisevä tuulensuoja estää homeen kasvun runkotolpan ulkopinnassa tulevaisuuden ilmastossa. Vesihöyrytiiviiden ja huonosti lämpöä eristävien rakennuslevyjen toimintaa tuulensuojana voidaan parantaa sijoittamalla levyn ulkopintaan lisälämmöneriste. Höyrynsulku voidaan sijoittaa 50 mm syvyyteen seinän sisäpinnasta, jos sisäpuolella käytetään pystysuuntaista koolausta runkotolppia vasten. Sisäpuolista ristikoolausta käytettäessä tuulensuojan on oltava hyvin lämpöä eristävä tai runkorakenteena on käytettävä kuitulevyuumaista runkotolppaa tai eriytettyä runkoa, jotta hometta ei sisäpinnassa esiintyisi. Myös ulkopuolisen ristikoolauksen ja lämmöneristeen käyttö eliminoivat homeen kasvun rakenteen sisäosissa. Tiloissa, joissa sisäilman kosteus on normaalia huoneilmaa suurempi, on höyrynsulku sijoitettava sisäverhouslevyn alle tai käytettävä vaihtoehtoisesti muuta tiivistä pinnoitetta rakenteen sisäpinnassa