Sisälämpötilan laskun vaikutus homeriskiin puurunkoisten pientalojen yläpohjarakenteissa

Abstract

Työssä tutkittiin sisälämpötilan laskun vaikutusta homeriskiin puurunkoisten pientalojen yläpohjarakenteissa. Aiheen tutkiminen on tärkeää, koska Ukrainan sodan aikaansaamasta energian hinnan noususta johtuen energiaa pyritään säästämään muun muassa sisälämpötilaa alentamalla. Työ sisälsi kirjallisuuskatsauksen, kokeelliset mittaukset ja laskennalliset pitkäaikaistarkastelut. Kirjallisuuskatsauksen tavoitteena oli selvittää, miten lämpöviihtyvyyden ylläpitäminen sisätiloissa vaikuttaa riskien muodostumiseen vaipparakenteissa ja mitkä ilmiöt tulee huomioida yläpohjarakenteiden lämpö- ja kosteusteknisen toiminnan laskennallisessa tarkastelussa.

Kokeellisten mittausten tavoitteena oli selvitää millainen kosteuslisä on huoneissa, joiden lämpötilaa lasketaan ja käyttöä vähennetään. Kokeellisten mittausten tulosten perusteella laskettiin kosteuslisä lämpimissä ja viileissä huoneissa. Mitatut tulokset olivat merkittävästi asuinrakennusten mitoitusarvoja alhaisempia minkä lisäksi niiden lämpötilariippuvuus erosi mitoituskäyrästöistä.

Kokeellisten mittausten tuloksia käytettiin laskentamallien ilmanvaihtoluvun herkkyystarkasteluiden vertailukohtana. Laskentamallit muodostettiin koekohteista kerättyjen lähtötietojen ja kokeellisten mittausten tulosten perusteella. Herkkyystarkasteluissa 10–20 1/h ilmanvaihtoluvulla simuloitujen olosuhteiden havaittiin vastaavan parhaiten mitattuja olosuhteita.

Pitkäaikaistarkastelujen laskentamallien reunaehdot valittiin kokeellisten mittausten tulosten perusteella. Homeindeksiä tutkittiin yläpohjarakenteiden sisäpinnassa, höyrynsulun sisäpuolisessa rakennekerroksessa ja yläpohjarakenteen tuuletusvälissä. Pitkäaikaistarkasteluiden tulosten perusteella 15 °C sisälämpötilassa havaittiin sisäpinnan homeindeksin kasvu, joka pysyi kuitenkin sallittuissa rajoissa (M<1) eikä kumuloitunut pitkäaikaistarkastelun aikana. Vastaavasti 12 °C sisälämpötilassa homeindeksi nousi viiden vuoden pitkäaikaistarkastelussa silmin havaittavaa homekasvustoa vastaavalle tasolle.

In this master thesis, the effect of decreasing indoor temperature on the mold risk of timber framed roof structures in detached houses was investigated. The topic is up to date because increase of energy price caused by the war in Ukraine has led to energy saving actions for instance decreasing indoor temperature. The thesis includes litterature review, experimental measurements and long-term simulations. The aim of the litterature review was to examine how maitenance of thermal comfort affects risks in building envelope and which phenomena must be taken into account in hygrothermal simulation of roof structures.

The aim of the experimental measurements was to examine the moisture excess in spaces where indoor temperature and occupancy were decreased. Based on results of experimental measurements, moisture excess was calculated in rooms with normal and reduced temperature and occupancy. Measured moisture excess was remarkably lower than existing desing values. Also, temperature dependence of moisture excess was found different from guidelines.

Sensitive analysis of attic ventilation was based on experimental results. Simulation models were built in accordance with primary data and experimental results. Temperature and relative humidity were compared between simulated conditions with different air change rates (ACH) and measured conditions. The best correspondence was found in ACHs 10–20 1/h.

Boundary conditions of long-term simulations were conducted from experimental results. The mold growth index was investigated in indoor surfaces, in structural layers inside vapour barriers, and in ventilation attics. Results of long-term simulations show that mold index on indoor surfaces rose when indoor temperature was 15 °C but didn’t exceed acceptable limit (M<1) or accumulated over five-year period. In 12 °C indoor temperaturemould index rose to level corresponding visually detectable mold growth.