Tampereen teknillinen yliopisto
SISÄISEN KONVEKTION VAIKUTUS PUHALLUSVILLAERISTEISISSÄ YLÄPOHJISSA
Tampereen teknillinen yliopisto
SISÄISEN KONVEKTION VAIKUTUS PUHALLUSVILLAERISTEISISSÄ YLÄPOHJISSA
Tutkimuksen tausta ja tavoite
Henna Kiviojan ja Juha Vinhan tutkimus Tampereen yliopistossa käsittelee sisäisen konvektion vaikutusta puhallusvillaeristeisiin yläpohjarakenteisiin. Tutkimus on osa COMBI-hanketta, ja siinä käytettiin calibrated hot-box menetelmää. Tavoitteena oli selvittää, miten sisäinen konvektio vaikuttaa paksujen puhallusvillaeristekerrosten eristyskykyyn
Sisäinen konvektio
Sisäinen konvektio tapahtuu eristemateriaalin sisällä joko luonnollisesti lämpötilaerojen ja painovoiman vaikutuksesta tai pakotetusti, kun koneellinen ilmavirtaus vaikuttaa konvektioon. Konvektio voi heikentää merkittävästi eristeen lämmöneristyskykyä, mikä on erityisen ongelmallista huokoisilla puhallusvillaeristeillä.
Sisäinen konvektio
Sisäinen konvektio tapahtuu eristemateriaalin sisällä joko luonnollisesti lämpötilaerojen ja painovoiman vaikutuksesta tai pakotetusti, kun koneellinen ilmavirtaus vaikuttaa konvektioon. Konvektio voi heikentää merkittävästi eristeen lämmöneristyskykyä, mikä on erityisen ongelmallista huokoisilla puhallusvillaeristeillä.
Tutkimusmenetelmät
Tutkimuksessa tarkasteltiin kahta erilaista puhallusvillaa (puukuitu- ja lasipuhallusvilla) ja kahta eristekerroksen paksuutta (300 mm ja 600 mm). Mittaukset suoritettiin kahdella eri lämpötilaerolla (20°C ja 35°C) sekä kahdella ilmavirran nopeudella (0,0-0,1 m/s ja 0,5-0,7 m/s). Tutkittavat rakenteet sisälsivät sekä kattoristikot että rakenteet ilman niitä.
Keskeiset tulokset
- Puukuitupuhallusvilla: Konvektion vaikutus lämpövirtaan oli 0-16 %.
- Lasipuhallusvilla: Konvektion vaikutus lämpövirtaan oli 10-53 % kattoristikoiden kanssa ja 38-63 % ilman kattoristikoita.
- Nusseltin luku: Puukuitupuhallusvillan tapauksessa 20°C lämpötilaerolla sisäistä konvektiota ei juuri esiintynyt (Nusseltin luku 1,00-1,05), kun taas lasipuhallusvillalla esiintyi merkittävää konvektiota jo 20°C lämpötilaerolla.
Johtopäätökset
Sisäinen konvektio voi merkittävästi heikentää puhallusvillaeristeiden lämmöneristyskykyä yläpohjissa. Tämä korostaa tarvetta kriittiselle arvioinnille siitä, miten hyvin kansainväliset standardit ja Suomen rakennusmääräyskokoelma huomioivat konvektion vaikutukset. Erityisesti yläpinnaltaan avointen vaakarakenteiden modifioidun Rayleighin luvun kynnysarvo tulisi laskea arvoon 5, jotta sisäinen konvektio otettaisiin riittävästi huomioon.