Lämmityselementin käyttö seinärakenteessa

Abstract

Energiatehokkuuden parantaminen kasvattaa rakennettavien talojen eristevahvuuksia, jolloin rakenteen sisäisiin eristekerroksiin kohdistuu suurempia lämpötilavaihteluja. Tässä työssä tutkittiin teoreettisesti seinärakenteessa tapahtuvaa lämmönsiirtymistä ja kosteusrasituksia Wufi – ohjelmiston ja teoreettisten laskelmien avulla. Tällä haluttiin kokeilla teoreettisten mallien toimivuutta käytännössä.

Teoreettisten laskentamallien testaamiseksi rakennettiin SeAMK:n laboratoriossa testiseinä. Testiseinä asennettiin kylmäkaappia vasten, jotta pystyttiin seuraamaan lämpötilan muutoksia eristekerroksissa eri lämpötiloissa. Testiseinän kokonaisvahvuudeksi tuli 438 mm. Tällä vahvuudella, 50 asteen lämpötila erolla, pitäisi laskennallisesti rakenteessa tapahtua sisäistä konvektiota. Rayleigh- luvun raja-arvo 2,5 ylittyy huomattavasti ollessaan 5,46.

Testiseinän toinen puoli, tavanomainen yleisesti käytössä oleva seinärakenne toimi verrokkina, toiselle puolelle oli tavanomaiseen seinärakenteeseen asennettu lattialämmityskaapeli keskelle eristekerrosta. Termostaatti asetettiin ylläpitämään testiseinän keskellä +10 asteen lämpötilaa. Tällä haluttiin tutkia, mitä vaikutuksia eristekerroksen lämmittämisellä on rakenteeseen. Laboratoriossa suoritetuissa mittauksissa todettiin lämmityselementin parantavan seinärakenteen sisäisiä lämpötiloja, mutta sisäisen konvektion vaikutusta ei havaittu. Kosteuspitoisuudet jäivät mittaamatta laitteisto vian vuoksi.

Increasing energy efficiency increases the amount of thermal insulation in buildings, which increases temperature variations inside the thermal insulation layers.

Theoretical models on how thermal transmission and moisture affects wall structure were studied with the help of Wufi –software and theoretical calculations. With this the aim was to test how theoretical models compare in practice. In SeAMK laboratory to test theoretical calculations a test wall was built which was inserted against a weather cabinet, so thermal transition inside thermal insulation layers in different temperatures was observed.

The thickness of the test wall was 438 mm. Based on the calculations with this thickness in 50 degrees temperature difference happens inner convection. Rayleigh threshold value 2,5 is passed significantly, with this thickness it is 5,46. One side of the wall was control and on the other side a heating cable was installed in the middle of the wall. The thermostat was set to maintain the temperature of +10 degrees. With this the object was to study what effects there would be by heating the insulation layer inside the wall. The measurements performed in the laboratory showed that a heating element increased the temperature inside the wall in every layer, but the effects of inner convection were not observed. Regretfully, moisture values in different material layers were not measured because of faulty equipment.