Koejärjestely

Koeseinät ja kokeen suorittamisen edellyttämä muu koejärjestely rakennettiin läm-pötilaltaan aseteltavissa olevaan pakkashuoneeseen, jonka ilmatila vastasi seinära-kenteiden kannalta ulkoilmaa. Jäljempänä pakkashuoneen ilmasta käytetään nimi-tystä “ulkoilma”. Koska pakkashuoneen jäähdytyspatterin pintalämpötila oli 4…6^oC ulkoilman lämpötilaa matalampi ja ilman kosteus tiivistyi patteriin, oli ul-koilman suhteellinen kosteus tasolla 60…70 % R.H. Patteriin kertynyt jää joudut-tiin kokeen aikana ajoittain sulattamaan, jolloin ulkoilman lämpötila hetkellisesti nousi.

Pakkashuoneeseen rakennettiin suulakepuristetusta polystyreenisolumuovista (XPS) ulkomitoiltaan n. 2,8 x 2 x 2 m³ kokoinen koekoppi, jonka seinärakentei-den aukkoihin koottiin 12 kpl erilaisia koeseiniä. Koekopin sisäilman lämpötila pidettiin vakiona sähkölämmittimen.

Lämmitystehon lämpötilaohjatun säädön ja sekoituspuhaltimen avulla. Sisäilman kosteuskuormittajana oli veden sumutukseen ja sumun höyrystymiseen perustuva laitteisto (Burg). Sumutus säädettiin tasolle, joka johti haluttuun sisäilman kos-teustasoon. Sisä- ja ulkoilman lämpötilaa mitattiin kokeen aikana säteilysuojatuil-la termoelementeillä sekä automaattiselsäteilysuojatuil-la tietojen keruu- ja tallennusyksiköllä. Si-säilman kosteutta seurattiin ja valvottiin piirtävän hiushygrometrin näyttämän pe-rusteella ja kosteustiedot mitattiin automaattisesti keräävällä ja tallentavalla mitta-laitteella (Tiny Talk R.H.), josta mittausjakson tiedot saatiin digitaalisessa muo-dossa käsittelyä varten.

Koekopin XPS-seinämän paksuus oli 120 mm. Koekopin seiniin tehtiin koesei-nien rakentamista varten aukkoja, joiden korkeus oli 1 730 mm ja leveys 460 mm.

Koeseinät koottiin noudattaen jäljempänä kuvattuja periaatteita ja vaatimuksia.

Koeseiniin ei tehty seinän puurunkoa jäljittelevää runko-osaa, vaan sen eri kerrok-set olivat yhtenäisiä ja asennusaukon kokoisia sekä kiinni aukon reunoissa. Koe-seinien sisäverhoukset, ilmansulku ja höyrynsulkukerrokset, tuulensuojat ja ulko-verhoukset tiivistettiin asennusaukon reunoihin siten, ettei hallitsematonta ilma-vuotoa reunarakojen kautta koeseiniin tai niiden läpi voinut esiintyä.

Kuva 5.18. Vaakaleikkaus pakkashuoneesta ja siinä olevasta koekopista koeseinineen.

Kunkin koeseinän sisäpinta oli koekopin XPS-rungon sisäpinnan tasassa. Läm-möneristyksen paksuus oli kaikissa koeseinissä noin 100 mm. Täten koeseinien tuulensuojan ulkopinta oli tuulensuojan paksuudesta riippuen joko 5 mm tai 35 mm koekopin XPS-rungon ulkopinnan ulkopuolella. Ulostyöntyvät tuulensuojan sivupinnat tiivistettiin ilmavuodoilta ja 35 mm ulkonevat reunat lämmöneristettiin sivusuunnassa XPS-kaistoilla. Kahden koeseinän ulkopinnassa oli teräsohutlevy, joka oli noin 10 mm XPS-rungon ulkopinnasta sisään päin. Koeseinien tuuletusvä-lit ja ulkopuoliset lautaverhoukset olivat tuulensuojan ulkopuolella. Verhouslauta-na oli 18 mm paksu puoliponttilauta vaakasuuntaiseVerhouslauta-na. Tuuletusvälit tehtiin 22 mm pystyrimoin, jolloin tuuletusväli oli avoin a.o. koeseinän ala- ja yläreunassa.

Kuvassa 5.18 esitetään vaakaleikkaus koekopista ja yleisestä koejärjestelystä.

Sisäilman vesihöyryn tunkeutuminen koeseiniin tapahtui diffuusiona seinän sisä-pinnan läpi, konvektiona seinän sisäpintaan tehdyn lämmöneristykseen johtaneen vuotoraon kautta tai molemmilla mekanismeilla riippuen koeseinästä. Vesihöyryn konvektion mahdollistava vuotorako tehtiin neljään koeseinän sisäverhouksena olevaan kipsilevyyn ja sen takana olleeseen ilmansulku- ja

höyrynsulkukerrok-seen. Kukin rako sijaitsi vaakasuuntaisena 50 mm etäisyydellä koeseinän yläreu-nasta. Rakojen pituus oli 380 mm ja leveys 1mm.

Kuva 5.19. Laitteisto vuotoilman johtamiseksi sisäpuolelta vuotoraollisiin koesei-niin.

Kunkin raon kautta johdettiin jatkuva ilmavirtaus sisäpuolelta lämmöneristykseen.

Tämä aikaansaatiin kuvan 5.19 mukaisella koejärjestelyllä, jossa puhaltimella ha-lutun suuruiseksi säädetty ilmavirtaus (tavoite 0,15 litraa /s) ohjattiin raon ympä-rille seinän sisäpintaan tiivistetyn puhalluskammion kautta seinään. Kunkin raon kautta kulkeva ilmavirtaus mitattiin ja virtauksen pysyvyyttä seurattiin laippaput-kella, joka oli kiinteästi mittausjärjestelyssä.

Koeseinien kosteustilaa seurattiin seinärakenteisiin asennettujen männystä valmis-tettujen puukappaleiden avulla. Näitä asennettiin lämmöneristyksen ulkopintaan tuulensuojaa tai ulkoverhousrakennetta vasten kahdelle korkeudelle. Alempien etäisyys seinän alareunasta oli 50 mm ja ylempien seinän yläreunasta 50 mm.

Vuotoraollisissa seinissä sisäverhouksen vaakasuora rako oli ylempien puukappa-leiden kohdalla.

Puukappaleiden kosteuspitoisuutta mitattiin kahdella eri menetelmällä. Kooltaan 145 x 45 x 19 mm³ olevat puukappaleet, joihin asennettiin kiinteästi kuparinaulat, toimivat sähköisen mittauksen antureina. Mittaus perustui puun sähkönvastuksen tunnettuun riippuvuuteen kosteuspitoisuudesta tietyllä kosteuspitoisuusalueella.

Nämä sähköisen mittauksen kosteusanturit varustettiin ulkopintaan kiinnitetyilla termoelementeillä ja asetettiin aina lämmöneristyksen kylmään pintaan termoele-mentti tuulensuojan sisäpintaa vasten.

Kooltaan 130 x 40 x 2 mm³ olevat puukappaleet olivat kosteusnäytteitä, jotka otettiin haluttuina ajankohtina rakenteesta ja kuivattiin tasapainotilaan 80^oC läm-pötilassa kosteuspitoisuuden määrittämiseksi. Nämä anturit olivat myös lämmön-eristyksen kylmässä pinnassa tuulensuojan sisäpintaa vasten lukuunottamatta mi-neraalivillatuulensuojalla varustettuja rakenteita. Näissä puukappaleet olivat tuu-lensuojan ulkopinnan kuitukangasta vasten upotettuna tuulesuojalevyyn.

Kosteusmittauksen tuloksia tulkittaessa on otettava huomioon mm. seuraavaa:

• Mittaustulos on seinään asennetun puukappaleen keskimääräinen kosteuspitoi-suus mittaushetkellä.

• Puukappaleen keskimääräisen kosteuspitoisuuden muutosnopeus tietyillä reu-naehdoilla riippuu kappaleen dimensioista. Muutokset pienissä kappaleissa ovat nopeampia kuin suurissa.

• Puukappaleiden kosteuspitoisuudesta voi tehdä johtopäätöksiä koskien raken-teen kosteustilan muutossuuntaa ja nopeutta. Rakenraken-teen kokonaiskosteuden ab-soluuttiarvoa ei sen sijaan voida päätellä.

Koeseinien rakenteet esitetään taulukossa 5.1. Kaikissa koeseinissä oli sisäver-houksena 12 mm paksu pinnoittamaton kipsilevy. Muiden rakennekerrosten osalta käytetään taulukossa 5.1 seuraavia merkintöjä:

• höyrynsulku, polyeteenimuovi, 0,2 mm PE

• ilmansulkupaperi, huokoinen rakennuspaperi, 0,35 mm R-PAP

• sisäverhouksessa rako vesihöyryn konvektiolle Rako

• lämmöneriste, kevyt lasivilla,17 kg/m3 MW

• lämmöneriste, irtoasennettu sellukuitueriste, 45 kg/m3 LCFI

• tuulensuoja, huokoinen puukuitulevy, 12 mm H-PKL

• tuulensuoja, kuitukangaspintainen lasivillalevy, 45 mm T-MW

• tuuletusväli, 22 mm, sisältyy tai ei sisälly rakenteeseen on / ei

• ulkoverhous, puoliponttilauta vaakasuunnassa, 18 mm UVL

• ulkoverhous, teräsohutlevy, 0,7 mm Pelti

• sisäilman vesihöyryn pääasiallinen tunkeutumismekanismi

diffuusio D

konvektio C

Taulukko 5.1. Koeseinärakenteet kerroksittain.

Koeseinä N:o

Höyryn-/

ilmansulku

Vuotorako / höyrynsiirty-mismekanismi

Lämmön-eristys

Tuulen-suoja

Tuuletusväli/

ulkoverhous

1 PE D MW H.PKL on / UVL

2 PE Rako, C MW H-PKL on / UVL

3 R-PAP D MW H-PKL on / UVL

4 R-PAP D MW T-MW on / UVL

5 PE Rako, C MW T-MW on / UVL

6 R-PAP D MW - ei / Pelti

7 R-PAP D LCFI - ei / Pelti

8 R-PAP D LCFI H-PKL on / UVL

9 R-PAP Rako, C LCFI H-PKL on / UVL

10 PE Rako, C MW H-PKL ei / UVL

11 R-PAP D MW H-PKL ei / UVL

12 R-PAP D LCFI T-MW ei / UVL