ECOSAFE 2, Kosteusturvalliset ja ympäristöystävälliset savetetut kutterinlastueristeiset puurakenteet
ECOSAFE-hankkeessa on havaittu, että kutterinlastueristeen savettaminen, eli kuorrutus savella parantaa oleellisesti ulkoseinärakenteiden kosteusteknistä toimintaa. Lisäksi on havaittu, että mineraalivillatuulensuoja parantaa purueristetyn rakenteen kosteusteknistä toimintaa. Alustavien selvitysten perusteella savetus voi myös parantaa purueristeen palonkestoa. Lisäksi on tiedossa, että savella on positiivisia terveydellisiä vaikutuksia mikrobien käyttäytymiseen.
Edellä mainittuihin seikkoihin pohjautuen ECOSAFE-hankke sai jatkoa: ECOSAFE 2 -hankkeessa tutkitaan savetettua kutterinlastua rakennusfysiikan, palotekniikan, akustiikan ja mikrobiologian näkökulmasta.
Tutkimuksen tavoitteina on
• kehittää savetetusta kutterinlastusta ekologinen eristemateriaali, joka soveltuu pientalojen lisäksi myös kaikkiin palo- ääneneristysvaatimuksia sisältäviin ulkovaipan ja osastoivien väliseinien puurakenteisiin lämmöneristemateriaaliksi,
• tehdä lämmöneristeelle ja siitä toteutetuille rakenteille tarvittavat kosteus-, palo-, ääni- ja mikrobiologiset testit ja tarkastelut, jotta materiaalista voidaan tehdä kaupallinen tuote sekä Suomen että ulkomaiden eristemarkkinoille,
• selvittää savien ja savetetun kutterinlastun vaikutuksia mikrobitoimintaan rakennusmateriaaleissa ja vertailla niitä verrokkimateriaaleihin sekä luoda mittareita ja ohjeita hyvän rakennussaven valintaan,
• laatia savetetulle kutterinlastueristeelle ja siitä toteutetuille rakenteille suositeltavia rakenneratkaisuja, joiden tekniset ominaisuudet on määritetty suunnittelua varten.
Hankkeen sivustolta on ladattavissa hankkeen osa-alueiden tutkimusraportteja sekä ECOSAFE että ECOSAFE 2 -hankkeiden yhteinen loppuraportti. Loppuraportti valmistuu syksyn 2023 aikana.
Ilmastonmuutoksen vaikutukset talorakenteiden suunnitteluun ja sisäilman terveyteen
Ihmisten viettäessä suurimman osan elämästään sisätiloissa, terveytemme riippuu rakennetussa ympäristössä kasvavien mikrosienten ja
muiden mikrobien yhteisöistä ja niille, tai niiden metaboliatuotteille, altistumisesta. Ilmastonmuutos vaikuttaa rakennusten kosteus- ja lämpöolosuhteisiin ja lisäksi rakennusteollisuutta ohjataan energiatehokkaiden rakennusten suunnitteluun ja kestävien biomateriaalien
käyttöön.
Ilmaston, rakennussuunnittelun ja materiaalien muutokset vaikuttavat talorakenteiden kosteuteen ja lämpötilaan (mikroilmastoon) ja niissä kasvavien mikroskooppisten organismien määrään ja laatuun. Ennustetut ilmastomalit altistavat rakennuksia mikrobikasvulle aikaisempaa suuremmassa määrin, ja tämä vaikuttaa asukkaiden ja rakenteiden terveyteen.
Tässä hankkeessa pyrimme tunnistamaan, kuinka ilmastonmuutos, rakennusmateriaalit ja suunnitteluratkaisut vaikuttavat rakennettuun ympäristöön ja sisäilman laatuun sekä asumisterveyteen vaikuttaviin mikroskooppisiin organismeihin.
Puutuotteet vähähiilisessä taloudessa: Substituutioprosessien dynamiikka ja niiden ilmastovaikutukset (SubWood)
Kansainväliset kestävän kehityksen tavoitteet kuten Pariisin ilmastosopimus ja YK:n Kestävän Kehityksen Tavoitteet nojaavat osittain ympäristölle vahingollisten tuotteiden ja tuotantoprosessien korvaamiseen vähemmän ympäristöä rasittavilla vastineilla. Projektin tavoitteena on selittää globaalien markkinoiden substituutioprosesseja teorian ja empiirisen aineiston kautta, sekä mallintaa muuttuvien markkinarakenteiden vaikutuksia erityisesti hiilitaseisiin metsäsektorimalleja hyödyntäen. Metsäteollisuusmarkkinoiden substituutioprosessien syvällisemmän ymmärtämisen lisäksi projekti antaa eväitä hahmottaa ja haarukoida metsäsektorin potentiaalia globaalien ilmastonmuutoksen hillinnän tavoitteiden kontekstissa. Projekti keskittyy niihin markkinoihin, joilla merkittävä päästöjen vähentäminen muilla tavoin kuin tuotantoprosesseja korvaamalla näyttää epätodennäköiseltä, mikä edesauttaa tehokkaiden puunkäyttömuotojen määrittelemistä vähähiilisessä taloudessa.
ECOSAFE- kosteusturvalliset ja ympäristöystävälliset purueristeiset puurakenteet
Puurakentamisen merkitys ja tärkeys kasvaa koko ajan, koska sen synnyttämä hiilijalanjälki on pieni ja siten tällä rakentamistavalla voidaan oleellisesti hillitä ilmastonmuutoksen etenemistä. Toisaalta puupohjaiset materiaalit ja rakenteet ovat herkempiä vaurioitumaan kosteuden vaikutuksesta, joten niiden suunnitteluun ja toteutukseen tulee kiinnittää erityistä huomiota. Myös ilmastonmuutoksen mukanaan tuoma kosteusrasituksen lisäys on heikentänyt ja heikentää jatkossa vielä enemmän puurakenteiden kosteusteknistä toimintaa. Tämä tulee ottaa myös huomioon, jotta puurakenteet saadaan jatkossa kosteusturvallisiksi.
Hankkeen tavoitteina on:
• määrittää millä edellytyksillä purueristeisillä rakenneratkaisuilla saadaan toteutettua kosteusturvallisia rakenteita nykyisissä ja tulevaisuuden ilmasto-olosuhteissa ilman, että lämmöneristeeseen on tarvetta laittaa homeenestoaineita, tai että rakenteessa on tarvetta käyttää höyrynsulkumuovia,
• tutkia purupohjaisten eristetuotteiden rakennusfysikaalisia ominaisuuksia, jotta niiden lämpö- ja kosteusteknistä toimintaa voidaan tarkastella laskennallisesti entistä tarkemmin,
• verrata purueristeisten vaipparakenteiden kosteusteknistä toimintaa ja hiilijalanjälkeä nykyiset energiatehokkuusmääräykset täyttäviin rakenneratkaisuihin,
• laatia suositukset ja rakenneratkaisut purueristeisten ulkoseinä-, yläpohja- ja alapohjarakenteiden kosteusturvallista toteutusta varten sekä pientaloissa että suuremmissa puurakennuksissa,
• määrittää millaisilla U-arvovaatimuksilla purueristeisten rakenneratkaisujen elinkaaren aikainen hiilijalanjälki alittaa nykyiset energiatehokkuusmääräykset täyttävät vaipparakenteet ja laatia suositukset näiden rakenteiden U-arvojen vertailuarvoiksi.
Hankkeen sivustolta on ladattavissa hankkeen osa-alueiden tutkimusraportteja sekä ECOSAFE että ECOSAFE 2 -hankkeiden yhteinen loppuraportti. Loppuraportti valmistuu syksyn 2023 aikana.
FRAME Ilmastonmuutoksen ja lämmöneristyksen lisäyksen vaikutukset vaipparakenteiden kosteusteknisessä toiminnassa ja rakennusten energiankulutuksessa
Tämä tutkimusraportti liittyy vuosina 2009–2012 toteutettuun FRAME-tutkimusprojektiin, jonka keskeisenä tavoitteena on ollut selvittää ilmastonmuutoksen ja lämmöneristyksen lisäyksen vaikutuksia vaipparakenteiden kosteusteknisessä toiminnassa ja rakennusten energiankulutuksessa Suomen ilmastossa. Tavoitteena on ollut myös selvittää millä rakenteellisilla tai muilla teknisillä ratkaisuilla vaipparakenteiden kosteusteknistä toimintaa voidaan parhaiten parantaa. Tutkimuksen muina tavoitteina on ollut selvittää ilmastonmuutoksen ja lämmöneristyksen lisäyksen vaikutuksia vaipparakenteiden lämpöteknisessä toiminnassa, sisäilman olosuhteissa ja LVI-järjestelmien käytössä sekä laatia uusia ohjeistuksia rakennustyömaan kosteudenhallintaa varten. Tutkimuksessa on keskitytty tavanomaisten tai riskialttiiksi tiedettyjen rakenteiden toiminnan tarkasteluun.
Tutkimuksen yhteydessä Tampereen teknillisessä yliopistossa on saatu valmiiksi uusi rakenteiden kosteusteknisen toiminnan analysointimenetelmä, jolla voidaan aiempaa luotettavammin tarkastella rakenteissa ilmeneviä kosteusriskejä sekä nykyisessä että tulevaisuuden ilmastossa. Suurin osa tämän tutkimuksen tuloksista perustuu tällä menetelmällä tehtyihin laskentatarkasteluihin. Menetelmällä saatujen tulosten avulla rakenteet voidaan suunnitella jatkossa siten, että ne kestävät myös poikkeuksellisen rasittavien sääolojen vaikutukset muuttuvassa ilmastossa.
FRAME Matalaenergia- ja passiivitalojen rakenteiden ja liitosten suunnittelu- ja toteutusohjeita
Rakennusten energiatehokkuuden parantaminen tuo mukanaan muutospaineita suunnittelijoille ja rakentajille. Rakenteiden dimensiot muuttuvat eristepaksuutta kasvattaessa ja toisaalta rakenteen kosteustekninen toiminta muuttuu vaipan läpi tapahtuvien lämpöhäviöiden vähentyessä. Uusia tehokkaampia lämmöneristemateriaaleja käytetään paikoissa, joissa niitä ei ole ennen käytetty, mikä osaltaan vaikuttaa rakenteen kosteustekniseen, rakenteelliseen ja palotekniseen käyttäytymiseen sekä käytännön toteutukseen. Energiatehokkuuden parantamisen aiheuttamien muutosten lisäksi myös kiihtyvä ilmastonmuutos tulee vaikuttamaan rakenteiden toimintaan.
Tämä tutkimusraportti liittyy Tampereen teknillisellä yliopistolla vuosina 2009-2012 toteutettuun FRAME-tutkimusprojektiin, jossa tutkittiin ilmastonmuutoksen ja lämmöneristyksen lisäämisen vaikutusta rakenteiden lämpö- ja kosteustekniseen toimintaan sekä rakennusten energiankulutukseen ja sisäilman olosuhteisiin. Julkaisun tavoitteena on esittää yleisesti käytetyissä rakenteissa mahdollisesti esiintyviä muutoksia, kun eristepaksuutta kasvatetaan tai eristemateriaalia vaihdetaan ja esittää rakenteiden suunnitteluja toteutusohjeita, joilla nämä muutokset otetaan huomioon. FRAME-projektin varsinaiset tutkimustulokset on esitetty erillisessä raportissa, mutta tutkimustuloksia on hyödynnetty myös tässä julkaisussa annetuissa ohjeissa. Rakennetyypit ja ohjeistukset on laadittu siten, että rakenne toimisi kosteusteknisesti myös paksummilla lämmöneristeillä sekä tulevaisuuden ilmastossa (vuonna 2050). Julkaisussa on käsitelty yleisesti käytettyjä rakennetyyppejä ja – liitoksia. Ohjeistus ja selitykset on pyritty laatimaan siten, että esitettyjä toteutusperiaatteita voidaan tarvittaessa soveltaa myös muihin rakenteisiin.
Lämmöneristyksen lisäyksestä aiheutuvilla muutoksilla on muutamia yhteisiä piirteitä. Rakenteen läpi tapahtuvat lämpöhäviöt pienentyvät. Tästä seuraa rakenteiden ulko-osien viileneminen ja suhteellisen kosteuden nousu. Tilanne voi heikentää tiettyjen perinteisten rakenteiden kosteusteknistä toimintaa, jos muuttuneita olosuhteita ei oteta suunnittelussa huomioon. Rakennusaikaisen kosteuden kuivumiseen on varattava lisäksi enemmän aikaa, kun rakennetta kuivattava lämpövirta rakenteen läpi vähenee. Rakenteen dimensioiden muutos saattaa johtaa rankarakenteiden rungon ylimitoitukseen, mikä aikaansaa uusien runkotyyppien kehittämistä. Rakenteiden paksuuden kasvaessa eristeen läpi tehtyjen kannatusten ja ripustusten rasitukset kasvavat, mikä johtaa liitoskappaleiden paksuntumiseen ja lisääntyvään kylmäsiltavaikutukseen. Liitokset ja liikuntasaumat tulee mitoittaa ottaen huomioon paksujen eristekerrosten kokoonpuristuminen ja liikkeet. Energiatehokkuuden parantuessa ilmatiiviyden merkitys korostuu ja sisätilojen riittävästä ilmanvaihdosta on huolehdittava. Rakenteiden vikasietoisuuden heikkeneminen korostaa jatkossa entisestään myös rakennusaikaisen kosteudenhallinnan ja huolellisen rakentamisen merkitystä.