Julkisivujen korjausratkaisujen rakennusfysikaalisen toiminnan laskennallinen tarkastelu

Abstract

Opinnäytetyössä tarkasteltiin laskennallisesti rakennuksen julkisivujen korjausratkaisujen vaikutusta ulkoseinärakenteen lämpö- ja kosteustekniseen toimivuuteen. Työn toimeksiantajana oli Insinööritoimisto Kompassi Oy. Opinnäytetyön aihe pohjautui tilaajan toimeksiantoon laatia asuinkerrostalokohteen julkisivusaneerauksen hankesuunnitelma.

Työhön valittiin kohteessa olevista rakenteista kaksi erilaista ulkoseinän rakennetyyppiä. Työssä tarkasteltiin ensin olemassa olevien rakenteiden vaurioitumiseen johtaneita tekijöitä teoreettisen tarkastelun avulla. Kohteeseen soveltuvia korjausratkaisuja sekä olemassa olevia rakenteita tarkasteltiin tämän jälkeen laskennallisesti arvioiden niiden soveltuvuutta tuleviin ilmasto-olosuhteisiin. Ilmastonmuutoksen on ennustettu lisäävän sademäärää sekä nostavan ulkoilman lämpötilaa. Vauriomekanismien syntyminen herkissä rakennusmateriaaleissa on tällöin todennäköisempää. Rakenteiden toiminnan tarkastelussa käytettiin Ilmatieteen laitoksen tuottamaa RASMI- tulosaineistoa 30 vuoden tarkastelujaksolta sekä voimakkaimman päästöskenaarion RCP8.5 mukaista sääaineistoa vuoden 2080 tarkasteluhetkellä. Rakennusfysikaalisiksi mitoitusvuosiksi valittiin yleiskriittinen vuosi Jokioinen 2011 ja Vantaa 2017.

Laskennallinen tarkastelu tehtiin stationääritilanteen tarkasteluun soveltuvalla DOF-Lämpö -ohjelmalla sekä epästationääritilanteen tarkasteluun soveltuvalla Wufi Pro -ohjelmalla. Rakenteen vikasietoisuutta arvioitiin Suomalaisen homemallin avulla.

Laskennallisessa tarkastelussa voitiin havaita ennustettujen ilmasto-olosuhteiden kasvattavan rakenteeseen sitoutuvan kosteuden määrää kaikilla tarkasteluilla. Tällöin suunnittelussa tulee arvioida kosteudelle herkkien materiaalien soveltuvuutta rakenteisiin. Homeindeksille asetetut raja-arvot eivät ylittyneet tehdyissä tarkasteluissa, mutta niiden tuloksissa oli havaittavissa suhteellisen kosteuden nousu kaikilla tarkasteluilla käytettäessä ennustettua sääaineistoa. Korjausratkaisuilla pystyttiin vähentämään rakenteeseen kohdistuvaa kosteuskuormaa ja parantamaan tarkasteltavan rakenteen olosuhteita.

Avainsanat: korjausrakentaminen, julkisivu, rakennusfysiikka, laskennallinen tarkastelu, mitoitusvuodet, homeindeksi

In this engineering thesis, the effect of repair solutions for building facades on the thermal and moisture-technical functionality of the exterior wall structure were examined computationally. The client of this study was Insinööritoimisto Kompassi Oy. The subject of the thesis was based on the client's assignment to prepare a project plan for the facade renovation of a residential apartment building.

In this thesis, two different types of exterior wall structure were chosen from the structures on site. First, the factors that lead to the damaging of the existing structures were examined using a theoretical examination. Repair solutions suitable for the site and existing structures were then examined computationally, assessing their suitability for future climate conditions. Climate change has been predicted to increase the amount of precipitation and increase the temperature of the outside air. The emergence of damage mechanisms in sensitive building materials is then more likely. The RASMI result data produced by the Finnish Meteorological Institute for the 30-year review period and the weather data according to the strongest emission scenario RCP8.5 at the time of the review in 2080 were used in the review of the structures' operation. The general critical year Jokioinen 2011 and Vantaa 2017 were chosen as the construction physical dimensioning years. The computational analysis was conducted utilizing the DOF-Lämpö program suitable for examining the stationary situation and the Wufi Pro program suitable for examining the non-stationary situation. The fault tolerance of the structure was evaluated using a Finnish mold growth model.

In the computational analysis, it could be observed that the predicted future climate conditions increase the amount of moisture binding to the structure with all inspections. In this case, the suitability of moisture-sensitive materials for structures should be assessed in the design. The limit values set for the mold index were not exceeded in the reviews, but in their results, an increase in relative humidity was noticeable in all reviews when using forecasted weather data. By the repair solutions, it was possible to reduce the moisture load on the structure and improve the conditions of the structure in question.

Keywords: renovation construction, facade, building physics, computational review, design years, mold index