Valesokkeli- ja ulkoseinärakenteen rakennusfysikaalinen mallintaminen

Abstract

Opinnäytetyön tavoitteena oli tutkia, mallintaa sekä analysoida peruskorjauksen alla olevan rakennuksen valesokkeli- ja ulkoseinärakenteen rakennusfysikaalista toimintaa Wufi-simulointiohjelmalla ja selvittää rakenteen mahdolliset kosteustekniset riskit simulointitulosten pohjalta. Valesokkelirakenteeseen asennettiin myös kosteudenseurantalaitteisto, ja näitä mittaustuloksia on tarkoitus verrata tämän työn lopputuloksiin. Työ tehtiin osana julkisen rakennuksen peruskorjaushanketta Wise Group Finland Oy:lle.

Rakenteen kosteusteknistä toimintaa tutkittiin kahdessa osassa: ensimmäisessä osassa tarkasteltiin ulkoseinärakennetta ja toisessa osassa tutkittiin koko valesokkelirakennetta. Työssä käytettävät rakennusmateriaalien lämpö- ja kosteustekniset ominaisuudet saatiin simulointiohjelman materiaalikirjastosta, tuotetoimittajilta sekä rakennusfysiikan julkaisuista. Mallinnuksien ulkoilman olosuhteina käytettiin TTY:n ja Ilmatieteenlaitoksen kehittämiä rakennusfysikaalisia testivuosia. Mallinnukset toteutettiin nykyilmaston sekä tulevaisuuden oletetun ilmaston olosuhteilla. Sisäilman kosteuslisänä käytettiin Suomen standardien mukaisia arvoja. Mallinnukset toteutettiin kahdella eri sisäpuolisella eristevaihtoehdolla. Simulointituloksien analysoimisen apuvälineenä käytettiin VTT:n ja TTY:n kehittämiä homemallin laskentakaavoja.

Simulointien lopputulokset osoittivat, että valesokkelirakenteeseen muodostuu kastepiste rakenteen ulko-osiin betoniulkokuoren sekä lämmöneristeen väliseen tuulettumattomaan ilmaväliin. Rakennetta tarkasteltiin simulointiohjelmassa myös siten, että ilmaväliin oletettiin pieni ilmanvaihtuvuus, jolloin se toimi kosteusteknisesti paremmin. Rakenteen tuuletuksen parantaminen vaatisi sokkelirakenteen vedeneristeen rei’ittämistä. Peruskorjauksen aikana toteutettavat muut korjaustyöt, kuten salaojituksen parantaminen, vähentävät sokkelirakenteeseen kohdistuvaa kosteusrasitusta merkittävästi ja siten parantavat sen kosteusteknistä toimintaa nykyiseen tilanteeseen verrattuna.

Kosteudenseurantalaitteisto asennettiin rakennukseen kolmeen eri pisteeseen. Mittauspisteet valittiin tiloihin, joissa oli havaittu kosteusvaurioita ennen peruskorjausta. Todellisia mittaustuloksia voidaan verrata tämän työn tuloksiin vasta kun rakennuksen sisäilman kosteusolosuhteet ovat tasaantuneet vastaamaan käytönaikaista tilaa. Oletettavasti mittaustuloksista voidaan tehdä samansuuntaisia johtopäätöksiä rakenteen toiminnasta.

The purpose of this thesis was to research, model and analyze heat and moisture transfer in the facade and foundation wall using Wufi-software and to find out the possible risk points of the structure. Moisture sensors were also installed in the structure and the sensors’ results will be compared with the results of this thesis. The thesis was made as a part of a public building renovation project for Wise Group Finland Oy (Ltd).

The simulations were divided into two parts. In the first part, only the facade was simulated. In the second part, the facade and foundation wall were simulated. Building material’s humidity and heat features were presumed from the material library of Wufi-software, the material deliverers and the releases of heat and moisture transport. Simulations’ outdoor conditions were presumed exploiting the structural physical test years developed by TUT and The Finnish Meteorological Institute. Simulations were made in current outdoor conditions and in predicted future outdoor conditions. For the indoor excess moisture values of Finnish standard were used. The simulation results were also analyzed using VTT-TUT mold growth model formulas.

Simulation results showed that the critical point of the structure was situated in a non-air part between the outer concrete wall and the insulation. Simulations were also made by assuming a little ventilation in the structure. With ventilation, the structure was working building physically better. Although, ventilation required perforating the waterproofing of the foundation wall. Other repair works, like repairing underdrainage, are decreasing moisture charge significantly and improving moisture technical circumstances, compared the previous structure.

Moisture sensors were installed in three different point of the building. Measuring points were selected in areas, where moisture damage had been found before renovation. Sensors’ results will be compared with the results of this thesis. Presumably, the same conclusions can be made from both results, simulated and measured.