Rakennusosien liitosten muodostamat kylmäsillat ja niiden lisäkonduktanssien laskenta

Abstract

Tämä työ tehtiin A-insinöörit Suunnittelu Oy:lle. Vuonna 2012 muuttuneiden uudisrakentamisen energiamääräyksien myötä rakennusten energiatarkasteluissa siirrytään rakennuksen kokonaisvaltaisempaan tarkasteluun. Muutosten myötä rakennusten johtumislämpöhäviöiden laskennassa tulee huomioida yksittäiset rakennusosien väliset kylmäsillat niiden lisäkonduktanssien avulla. Työ tehtiin perehtymällä rakennusfysiikkaan liittyvään kirjallisuuteen sekä aiheeseen liittyviin Suomen rakentamismääräyskokoelman osiin ja eurooppalaisiin standardeihin.

Työssä tutkittiin rakennusosien välisten kylmäsiltojen vaikutusta rakennuksen vaipan johtumislämpöhäviöihin ja määritettiin laskennallisesti niiden aiheuttamaa lisälämpövirtaa eli liitoksen lisäkonduktanssi. Työssä tutkittiin myös WUFI 2D -ohjelmiston käyttökelpoisuutta liitosten lisäkonduktanssien laskentaan sekä muutaman markkinoilla olevan ilmaisohjelman käyttökelpoisuutta lisäkonduktanssien laskentaan. Laskennallisessa osuudessa keskityttiin rakenneliitoksiin, jotka ovat tyypillisiä ja yleisimpiä liitoksia uusissa toimitila- ja teollisuuskohteissa. Lisäksi tutkittiin rakenteita, joille ei ole toistaiseksi annettu valmiita taulukkoarvoja materiaaliensa mukaan.

Laskennan tuloksena saatiin viidelle eri liitostapaukselle lisäkonduktanssin lukuarvot WUFI 2D -ohjelmalla. Saatuja lisäkonduktanssin lukuarvoja verrattiin taulukkoarvoihin ja arvioitiin kuinka suurta hyötyä liitosten lisäkonduktanssien tarkemmalla määrityksellä saavutettaisiin rakennuksen johtumislämpöhäviötä ajatellen.

Saadut lisäkonduktanssin lukuarvot olivat pääasiassa pienempiä kuin vertailuarvoina käytetyt vastaavien liitostapausten taulukkoarvot. Laskennan voidaan todeta onnistuneen luotettavasti kahta liitosta lukuun ottamatta. Lisäkonduktanssien tarkemmalla määrityksellä saavutettava hyöty on laskelmien perusteella kuitenkin melko vähäistä suhteessa siitä saavutettavaan hyötyyn johtumislämpöhäviöiden pienentämistä ajatellen. Tarkempi lisäkonduktanssien määrittäminen geometrialtaan yksinkertaisissa rakennuksissa ei ehkä ole ensimmäinen keino johtumislämpöhäviöiden pienentämiseksi, mutta monimuotoisissa rakennuksissa vaikutus on oletettavasti merkittävämpi. On myös huomattava, että valmiiden taulukkoarvojen käyttö on verraten helppoa.