Tuuletetun teräsprofiilirunkoisen suurjulkisivuelementin rakennusfysikaalinen toiminta

Energiatehokkaan ja lämpöoloiltaan laadukkaan rakennuksen vaipan on oltava riittävän hyvin lämmöneristetty. Lämmöneristekerroksen paksuuden kasvaessa vaipparakenteen ulko-osat kuitenkin viilenevät, jolloin samalla suhteellinen kosteus nousee. Ilmiö on otettava huomioon suunniteltaessa entistä eristävämpiä rakenteita, jotta nouseva suhteellinen kosteus ei aiheuta homehtumis- tai kondensoitumisriskiä. Käytännössä rakenteiden kosteusteknistä toimintaa voidaan hallita estämällä kosteusvuodot rakenteisiin, käyttämällä hyvin kosteutta kestäviä ja lämpöä eristäviä materiaaleja rakenteiden ulko-osissa sekä varmistamalla rakenteiden mahdollisuudet kuivua tarvittaessa. Tässä työssä tutkittiin laskennallisesti erään korjaus- ja uudisrakentamiseen tarkoitetun suurjulkisivuelementin rakennusfysikaalista toimintaa laskennallisin keinoin. Keskeinen osa suurjulkisivuelementin kosteusteknisessä toimivuudessa on uudenlaisella tuuletusurituksella, jossa tuuletusilma lämpiää ja pystyy siten luonnollisen konvektion avulla poistamaan merkittävästi kosteutta rakenteen lämmöneristekerroksesta. Luonnollisen konvektion aiheuttamia virtauksia tutkittiin stationääritilassa eri ulkoilman lämpötiloilla COMSOL Multiphysics -laskentaohjelmalla. Ohjelman ratkaisemien virtaus- ja lämpötilakenttien perusteella tehtiin käsinlaskelmia tuuletuksen kosteudenpoistovaikutuksesta. Virtausteknistä tietoa käytettiin myös lähtötietoina WUFI 1D -laskelmille, joissa rakenteen lämpö- ja kosteusteknistä toimintaa arvioitiin muuttuvissa ulkoilman olosuhteissa. Tutkimustuloksina saatiin joukko rakennetyyppejä, joiden voidaan olettaa olevan kosteuden aiheuttamien vaurioiden kannalta riskittömiä Suomen ilmastossa. Tutkimustulosten luotettavuuden kannalta laskelmissa sovelletut fysikaaliset yksinkertaistukset otettiin huomioon käyttämällä ankaria testiolosuhteilla ja toimintakriteereillä