Hygrothermal performance of wood-framed, mineral-wool-insulated walls and roofs with low thermal transmittance

Ulkoseinien ja kattojen alhainen lämmönläpäisevyys tukee kestävää kehitystä ja energiansäästöä, mutta kohonnut lämmöneristävyys voi lisätä rakenteissa esiintyviä kosteusongelmia. Rakennuksen hyvin eristetyn ulkovaipan on usein todettu toimivan hyvin, jos tarkastelu on rajoitettu vesihöyryn siirtymiseen diffuusiolla. Siksi tässä tutkimuksessa arvioidaan rakennuksen ulkovaipan toimivuutta rakennuskosteuden sekä sadevesi- ja ilmavuotojen kannalta. Tutkimuksessa selvitetään myös hyvin eristettyjen seinien ja kattojen tuuletusvälien lämpö- ja kosteusolosuhteita sekä kosteusturvalli- suutta. Tässä pääosin kokeellisessa tutkimuksessa keskitytään mineraalivillalla eristettyihin puurunkoisiin ulkoseiniin ja kattoihin, joiden lämmönläpäisykertoimet ovat 0.12–0.13 W/(m2K) ja 0.08 W/(m2K) ja joiden tuulensuojan suhteellinen diffuusiovastuskerroin (sd) on 0.1–0.2 m. Koetulosten mukaan sisäilmasta ulkovaippaan kohdistuneet ilmavuodot aiheuttivat merkittävimmät kosteusrasitukset heikentäen tutkitun seinän kosteusteknistä toimivuutta. Tutkimuksessa ei kuitenkaan havaittu yhteyttä rakenteen lämmönläpäisykertoimen ja ilmavuodolle altistetun rakenteen kosteusteknisen toimivuuden välillä. Tämä todettiin myös rakennuskosteuden kuivumiskokeissa, joissa ei havaittu merkittävää riskiä kosteusongelmien syntymiselle. Saderasitustesteissä tutkittujen hyvin eristettyjen ulkoseinien toimivuus oli hieman vertailuseinää parempi. Seinätutkimusten tulokset puoltavat, että hyvin eristetyissä seinissä on lämpöä eristävä tuulensuojalevy pienentämässä seinän herkkyyttä ilmavuodoille ja alentamassa suhteellista kosteutta rakenteen kuivumisvaiheessa. Tulosten perusteella tuulensuojan lämmönvastuksen ja rakenteen kokonaislämmönvastuksen välisen suhteen tulisi olla vähintään 10 %. Mittauksien perusteella lämpö- ja kosteusolosuhteet hyvin eristetyn seinärakenteen tuuletusvälissä olivat selvästi heikoimmat tuuletusvälin alaosassa. Hyvin eristettyjen kattojen tuuletusvälin olosuhteet olivat keskinkertaiset, mutta ne heikkenevät tulevaisuudessa merkittävästi, jos ilmasto muuttuu ennustetusti. Tulosten perusteella hyvin eristettyjen seinien ja kattojen tuuletusvälissä on suositeltavaa käyttää homeenkestäviä materiaaleja, hyvin eristetyissä katoissa suositellaan käytettäväksi tehokasta höyrynsulkua (sd vähintään 50 m) ja lisäksi suositellaan, että hyvin eristetyissä ulkovaipan osissa tuuletusvälin toimivuutta seurataan säännöllisesti. Numeerisen analyysin perusteella hyvin eristettyjen kattojen lämpö- ja kosteusteknistä toimivuutta voidaan tarvittaessa parantaa viisinkertaistamalla tuuletusvälin yläpuolisen rakenneosan lämmönvastus verrattuna nykyrakenteille tyypillisestä lämmönvastuksesta 0.13 (m2K)/W ja kuristamalla tuuletusrakoa tuulisilla alueilla siten, että ilmanvaihtokerroin on noin 20 vaihtoa tunnissa.