Puurakenteisen pientalon rakennusosien välisten liitosten lämpö- ja kosteustekninen tarkastelu

The new regulations and guidelines of energy management in buildings in the National Building Code of Finland became effective in July 2012. The new build requirements of the European Union Energy Performance of Buildings Directive were taken into account in the renewal of the regulations. The linear thermal bridges of building element junctions were included in the regulations of energy management in buildings. The aim of this thesis was to give recommendations of building element junctions which reduce total heat loss and are technically well-functioning in their heat and moisture behaviour. This study examines the heat behaviour of building element junctions in a wooden one-family house by determining the linear thermal transmittance values. These values were compared to the present default values of the National Building Code of Finland. The mould growth risk of the building element junctions were examined with the mathematical model of mould growth. The Comsol Multiphysics 4.3 program was used to numerically examine the calculation models of this study. In examining the linear thermal transmittance value, the junction alternatives were modelled in a three-dimensional calculation model. When assessing the mould growth risk, two and one-dimensional models were used. The study examines junctions between the external wall and the roof, the external wall and the intermediate floor and the external wall and the base floor. Also the external wall outside and inside corner junctions were examined. These were the five basic junction types. By varying the material and thickness of sheathing board, the spacing of the intermediate floor primary and secondary beams, and the material of the base wall structure of the base floor, a total of 99 different junction alternatives were created. The junction alternatives with the external wall construction type with the smallest coefficient of thermal transmittance proved to be the most efficient regarding to the total heat loss. The results of this study show that when calculating total heat loss and total energy consumption of new buildings, it is possible to use the linear thermal transmittance default values of the National Building Code of Finland or the junction specifically defined values obtained as the result of this study. The results further show that the effect of the linear thermal transmittance to the E-factor of the building is quite small and the present default values of the National Building Code of Finland are good to begin with. Determining the specific linear thermal transmittance values of building element junctions in new building should be considered case by case due to the large amount of work related to this task.Suomen rakentamismääräyskokoelman uudet rakennusten energiatehokkuusmääräykset ja ohjeet astuivat voimaan heinäkuun alussa 2012. Määräysten uusimisen yhteydessä otettiin huomioon Euroopan unionin rakennusten energiatehokkuusdirektiivissä uudisrakentamiselle asetetut vaatimukset. Uutena asiana rakennusten energiatehokkuusmääräyksiin otettiin mukaan rakennusosien välisten liitosten kylmäsillat. Tämän tutkimuksen tavoitteena oli antaa suositukset rakennuksen rakennusosien välisistä liitoksista, jotka pienentävät kokonaislämpöhäviötä ja ovat lämpö- ja kosteusteknisesti toimivia. Tutkimuksessa tarkasteltiin puurakenteisen pientalon rakennusosien välisten liitosten lämpöteknistä toimintaa selvittämällä viivamaisten kylmäsiltojen lisäkonduktanssien arvot ja vertaamalla niitä Suomen rakentamismääräyskokoelmassa annettuihin taulukoituihin ohjearvoihin. Rakennusosien välisten liitosten kosteusteknistä toimivuutta tarkasteltiin arvioimalla rakenteen homehtumisriskiä. Työn laskentamallien numeeriset tarkastelut toteutettiin Comsol Multiphysics 4.3 -ohjelmalla. Viivamaisen lisäkonduktanssin arvoa määritettäessä liitosvaihtoehdot simuloitiin kolmiulotteisella laskentamallilla ja homehtumisriskiä arvioidessa kaksi- tai yksiulotteisella laskentamallilla. Tutkimuksessa tarkasteltiin ulkoseinärakenteen liitoksia ylä-, väli- ja alapohjaan sekä ulkoseinärakenteen ulko- ja sisänurkan liitoksia muodostaen viisi perustapausta. Näistä viidestä perustapauksesta muodostettiin 99 erilaista liitosvaihtoehtoa vaihtelemalla ulkoseinärakenteen tuulensuojamateriaalia ja sen paksuutta, välipohjan pää- ja sekundäärikannattajien jakoväliä sekä alapohjaliitoksen sokkelirakenteen materiaalia. Tarkasteluiden perusteella kokonaislämpöhäviötä pienentävimmiksi rakennusosien välisiksi liitosvaihtoehdoiksi osoittautuivat vaihtoehdot, joissa liittyvänä ulkoseinärakenteena on lämmönläpäisykertoimeltaan pienin ulkoseinärakennetyyppi. Tutkimustulosten perusteella todettiin, että uusien rakennusten kokonaislämpöhäviötä ja kokonaisenergiankulutusta laskettaessa voidaan Suomessa käyttää viivamaisille lisäkonduktansseille rakentamismääräyskokoelmassa annettuja ohjearvoja tai tämän tutkimuksen tuloksena saatuja liitoskohtaisesti määriteltyjä arvoja. Lisäksi todettiin, että viivamaisen lisäkonduktanssin vaikutus rakennuksen E-lukuun on suhteellisen pieni ja Suomen rakentamismääräyskokoelman ohjearvot ovat lähtökohtaisesti jo hyviä. Liitoskohtaisen viivamaisen lisäkonduktanssin arvon määritystä uusissa rakennuksissa kannattaa suuren työmäärän vuoksi harkita tapauskohtaisesti