Rakennuseriste

Wikipedia
Loikkaa: valikkoon, hakuun

Rakennuseriste on rakentamisessa käytetty eristemateriaali. Eristeitä käytetään estämään ei-toivoittua lämmön, äänen, ilman, kosteuden tai tärinän etenemistä.

Lämmöneristys[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Lämmöneristyksen perustehtävä on muodostaa huonetilojen ympärille lämpöä eristävä rakennuksen vaippa, jotta tilojen lämpötila voidaan pitää sopivana mahdollisimman vähällä energianhukalla. Vaipan ominaisuuksia määrittävät lähinnä rakenteen lämmöneristyskerroksen vahvuus ja tyyppi, rakenteen tiiveys ilmavuotoja vastaan, ja rakenteen kosteustekninen toiminta.

Lämmönjohtavuus[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Tyypillisesti eristeen eristyskyky perustuu ilmaan, joka on suljettu eristerakenteeseen. Lämmöneristeen eristyskykyä mitataan lämmönläpäisykertoimella, jonka arvo hyvillä nykyeristeillä on suuruusluokkaa 0,022 W/(Km²)lähde?. Esimerkkejä lämmonjohtavuudesta (lambda declared): BauderPIR 0,022 W/(Km²), Kingspan(PIR) 0,020 W/(Km²), Finnfoam (XPS) 0,037 W/(Km²), Styrox (EPS) 0,037 W/(Km²) ja Parock (mineraalivilla) 0,035 W/(Km²)lähde?.

Eristeissä lämmön johtuminen on usein lähes lineaarinen ilmiö, joten eristekerroksen kaksinkertaistaminen myös kaksinkertaistaa lämmöneristyskyvyn. Teoreettisesti asia on moniselitteisempi rakenteen läpi kulkevien kiinnikkeiden, sähköjohtojen yms., sekä pintojen erilaisen säteilyn ja konvektion vuoksi.

Todellisissa rakenteissa lämmönjohtavuus on vain yksi materiaalin ominaisuus. Lämmöneristysrakenteiden kosteustekninen toimivuus on lähes yhtä tärkeä. Lisäksi suunniteltu toimintalämpötila asettaa omat vaatimuksensa: lähes tuhatasteisen voimalaitoskattilan tulipesän eristys eroaa huomattavasti maahan upotettavien vesiputkien routaeristyksestä.

Eristämisessä on aina huomioitava kastepiste, pakkasella sisälämpötilasta rakenteiden läpi ulos liikkuva kosteus pyrkii tiivistymään rakenteen sisälle kostean ilman lämpötilan laskiessa. Kosteus pyritään pitämään joko kokonaan sisällä höyrysululla, tai kuivatetaan/tuuletetaan pois ilmaraossa.

Nykyaikana eristämisessä täytyy huomioida talojen yleistynyt jäähdytys. Kesällä rakenne toimii "väärin päin" ja kastepiste muodostuu pehmeän eristeen sisään ja rakenne kastuu&homehtuu. Lisäksi höyrynsulkumuovissa olevat ilmavuodot pahentavat tilannetta. Villa +höyrynsulku eristerakennetta saa tuskin koskaan ilmatiiviiksi, koska normaalissakin käytössä höyrynsulkumuovi rikkoutuu. Esimerkiksi taulun kiinnityksen ja erillaisten laitteiden seinälle ripustuksen yhteydessä. Uudis -ja korjausrakentamisessa ainoa keino välttää ilmavuodot on käyttää ns. kovia eristeitä(PIR) tai tehdä rakenteesta "hengittävä". "Hengittävän" rakenteen ongelma on suuri energiankulutus, eikä sekään ole immuuni rakennusvirheistä johtuville kosteus ja homevaurioille.

Peruskorjauksessa lisäeristettäessä on usein parempi vaihtoehto lisätä uusi eriste vanhan rakenteen ulkopuolelle. Sisältä päin eristämistä pidetään riskialttiimpana; sisäpuolelle lisätty eristys ei saisi ylittää eristyskyvyltään vanhaa olemassa olevaa rakennetta kastepisteen vuoksi. Lisäksi sisäpuolisessa lisäeristämisessä mahdollinen vanha höyrysulku pitää yleensä poistaa.

Suurien lämpöerojen tapauksessa voidaan käyttää alumiinikalvoa palauttamaan lämpöheijastuksena lämpöä takaisin.

Monia tuotteita myydään vettymättöminä, mutta uretaanieristeitä (PIR) lukuunottamatta, käytännössä kaikki vettyvät. Kapillaari-ilmiötä vastaan toteutettujen eristeiden ensisijainen tarkoitus on eristää ja siirtää vettä pois eristeestä, joten niiden vettyminen on tilapäistä. Vettyneen tuotteen eristyskyky heikkenee merkittävästi.

Eriste on asennettava asennusohjeessa kuvatun ohjeen mukaan. Tästä poikkeaminen merkitsee useimmiten sitä, että eriste ei toimi suunnitellulla tavalla. Tällöin kondenssin riski kasvaa. Toisistaan poikkeavien eristeiden rajapinnat ovat aina riski, jos niiden eristetaso ja paksuus poikkeavat toisistaan merkittävästi.

Teknisten seikkojen lisäksi oikean eristyksen valinta on taloudellinen päätös. Eri materiaalit ovat eri hintaisia, ja ne aiheuttavat erilaisia lämpöhäviöitä, jotka kostautuvat käyttökustannuksissa. Myös eristeen paksuus saattaa rajoittaa esimerkiksi tuotantoyksikön kapasiteettia (mm. metallin valussa käytettävät kuupat) tai hyötykäyttöön saatavaa tilaa rakennuksissa.

Lämpöeristeitä[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Tavallisimpia lämpöeristeitä ovat:

  • Mineraalivillat: kivi- ja lasivillat
  • Puukuituvillat: puhallettava selluvilla, puukuitueristelevy, huokoinen puukuitulevy
  • pellavakuitulevy
  • Polystyreenilevyt: EPS-levyt ja suulakepuristetut XPS-levyt
  • Polyuretaanilevyt
  • Sammal, sahanpuru, kutterilastu
  • Ilma suljetussa rakenteessa

Äänen eristys[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Pääartikkeli: Äänieriste

Äänen eristykseen rakennuseristeitä käytetään väliseinissä ja välipohjissa. Äänieristyksen kannalta oleellisia seikkoja ovat eristeen absorptiokyky ja -taajuus, eristeen paino, sekä rakenteen ilmatiiviys. Erityyppiset eristeet vaimentavat äänen eri taajuuksia. Mitä painavampi eristerakenne on, sitä parempi on äänen vaimennus, sillä massa absorboi itseensä äänen energian. Energia voidaan myös absorboida rakenteeseen tekemällä siitä jousirakenne, jolloin rakenteen värähtely vaimentaa äänienergiaa tehokkaasti.

Eristeitä käytetään myös hallitun akustiikan aikaan saamiseen huonetilassa. Akustiset eristeet verhoavat kovia seinä- ja kattopintoja, jolloin tilan jälkikaiunta-aika lyhenee. Akustiset eristeet voivat olla rakennuslevypintoja (rei'itys hajottaa äänen ja lyhentää jälkikaiuntaa), varsinaisen pinnan päälle kiinnitettyjä levyjä, katosta alas roikkuvia levyjä tai pintoihin ruiskutettavaa eri materiaaleista valmistettua massaa.

Ilma- ja höyrysulku[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Tuotteen kuivumisominaisuudet nousevat merkittäviksi, kun rakenne voi edes teoriassa joutua tekemisiin veden kanssa. Tyypillinen tilanne, jossa eriste joutuu tekemisiin veden kanssa on höyrysulun tahaton rikkoutuminen. Myös ilmavuoto kovalla pakkasella aiheuttaa runsasta kondenssia.

Eriste tarvitsee ilmasulun, jotta ilma ei pääse virtaamaan eristeen läpi, kun ilmanpaine vaihtelee. Ilmasulun on tarkoitus olla täydellisen tiivis. Sen läpi menevät levyjen yms. kiinnitykset eivät saa vaikuttaa rakenteeseen. Ilmasulkuna voidaan käyttää tiivistä riittävän paksua paperia, aaltopahvia tai muovikalvoa. Osa eristeistä toimii myös itse riittävänä ilmasulkuna ja höyrysulkuna. Ilmasulkuna toimivat eristeet asennetaan paikalleen liimaamalla esimerkiksi uretaanilla.

Paperinen tai aaltopahvinen ilmasulku luovuttaa kosteutta ilmasulun läpi molempiin suuntiin. Tällaista rakennetta kutsutaan hygroskooppiseksi tai yleisemmin hengittäväksi. Hengittävällä rakenteella ei siis tarkoiteta tuulettuvuutta.

Muovikalvorakennetta käytetään sekä ilma- että höyrysulkuna. Muovikalvon suurin ongelma on sen kesto. Höyryn läpäisykyky on sen vahvuuksia. Eristeen vettyessä siitä tulee merkittävä kuivumista estävä heikkous.

Eristemateriaalit[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Eristevilla[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Eristevilla on öljy-, kivi- tai puupohjainen kuitumateriaali täydennettynä erilaisilla aineilla. Villaa on saatavilla puhalluslevitettävänä, pehmeinä ja kovina levyinä tai erilaisiin teknisiin käyttötarkoituksiin puristettuina muotoina. Myös puuvillasta eristeitä on valmistettu.

Öljypohjaisia tuotteita ovat muovi- ja mineraalivillat sekä niiden johdannaiset, joissa joukkoon on sekoitettu esimerkiksi kiviainesta.

Toinen suosittu eristevillatyyppi on puukuitueriste, joka on hygroskooppinen materiaali. Puukuitueristeitä valmistetaan kierrätetystä paperista tai neitseellisestä selluloosasta, lisäaineina käytetään palonestoaineita ja mahdollisesti homeenestoaineita. Puukuitueristettä on käytetty jo yli sata vuotta.

Eristevillalle tyypillinen ominaisuus on hyvä ääneneristyskyky. Kovempia levyjä käytetään tähän tarkoitukseen usein maalattuna. Eristevilloille tyypillistä on rakennusaikainen pölyäminen. Siksi useimpien kanssa on asennettaessa käytettävä hengityssuojainta rakennuspölyä vastaan.

Osa tuotteista on palonkestäviä ja homesuojattuja. Vanhoissa villaeristeissä käytettiin asbestikuituja palonestona. Markkinointitermejä ovat vuorivilla, lasivilla, palovilla, puukuituvilla, selluvilla, ekovilla ja pellavaeriste.

EPS- ja XPS -eristeet[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

EPS-eristeet ovat paisutettua polystyreeniä. Suulakepuristettu polystyreeni (XPS) valmistetaan nimensä mukaisesti valmiiksi levymäiseen muotoon suulakepuristamalla. XPS:n solurakenne on täysin yhtenäinen ja suljettu. EPS-eristeet ja XPS-eristeet ovat öljypohjaisia muovieristeitä[1].

EPS -eriste estää veden kapillaarisen nousun esim. maavastaisissa alapohjissa. XPS-levy toimii höyrynsulkuna, mutta saumakohdat pitää aina erikseen tiivistää, EPS vaatii yleensä erillisen höyrynsulun. EPS-levyjen valmistajia ovat mm. Soklex, Ruukki, Styroplast, UK-Muovi ja Thermisol.

EPS-eristeelle tyypillinen lämmönjohtavuuden suunnitteluarvo on 0,033-0,036 W/(Km)lähde?. EPS eli styrox on rakenteeltaan enemmän ilmaa ja vesihöyryä läpäisevä, ja voi vaativissa oloissa vettyä helpommin kuin suulakepuristetut XPS-levyt. Tunnettuja XPS-valmistajia ovat muun muassa Finnfoam, Helover, M-Plast, ThermiSol ja Saint-Gobain.

Yksi tyypillinen EPS- ja XPS-eristeiden käyttökohde rakennuseristämisessä on routaeristys, jolla estetään routimisen vaikutuksia rakennusten ja teiden perustuksiin. Polystyreenieristeet sopivat ominaisuuksiltaan ja hinnaltaan erinomaisesti routaeristämiseen, mutta niiden vedenimeväisyysominaisuuksiin tulee kiinnittää huomiota. Eräässä Suomessa suoritetussa tuotetestissä EPS-routaeristeistä löytyi huomattavia laatueroja, kun taas XPS-levyt olivat tasalaatuisempia.[2]

Palotilanteessa EPS ja XPS eriste kiihdyttää tulipaloa ja valuu erittäin kuumana nesteenä levittäen vahinkoa. Maan yläpuolisissa rakenteissa niiden käyttö ei ole missään tapauksessa turvallista.

Polyuretaani ja uretaanilevyt[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Polyuretaanilämmöneristeitä ovat uretaanilevyt(PIR ja PUR).

Polyisosyanyraatti (PIR)eristeen paloturvallisuus on sama mineraalivillan kanssa. Polyuretaani (PUR) eristeen paloturvallisuus on yhtä huono tai olematon, kuin EPS(styrox) ja XPS(finnfoam)eristeellä, eikä sitäkään saa käyttää perustusten yläpuolella rakennuseristeenä.

Levyt saumataan pursotettavalla polyuretaanivaahdolla ja tiivistetään höyry -ja ilmatiiviiksi alumiiniteipillä. Levyjä on saatavilla myös valmiiksi pinnoitettuna. Tällaisessa pinnoitetussa levyssä pinnoite on liimattu levyyn kiinni. Pinnoitteena voi olla alumiinipaperi, alumiini, bitumihuopa, äänieristysvilla, kivilevy, vaneri, lasikuitukartonki tai kipsilevy. Alumiinillä pinnoitettua uretaanilevyä ei saa käyttää betonivalun kanssa, koska betoniliimat aiheuttavat kemiallisen reaktion alumiinipinnoitteen kanssa. Betonielementteihin ja betonilaatan alle eristeeksi käytetään siihen erikseen suunniteltuja ja testattuja tuotteita.

Nykyaikaisen uretaanieristeen (polyisosyanuraatti, PIR) lämmönjohtavuus on (lambda declared) 0,022 W/(Km)lähde?.

Pursotetta on saatavilla erikseen talviversiona, jonka käytettävyys jatkuu -18 °C saakka. Polyuretaanivaahto pursotetaan n. 10 mm rakoon. Liiallinen pursottaminen saa aineen purkautumaan ulos raosta. Pursotettu vaahto laajenee 10-20 %. Saatavilla on myös low expansion -tuotteita, jotka eivät laajene ollenkaan. Kovettuminen perustuu ilman kosteuteen. Tämän vuoksi tartuntaa ja kovettumista voi parantaa suihkupullolla. Roiskeet ja valumat poistetaan vasta riittävän kuivumisen jälkeen. Aikaisempi poisto aiheuttaa huomattavasti pahemman sotkun. Ylöspäin pursotettaessa on käytettävä suojaimia silmien ja mieluummin koko naaman ja hiusten osalla.

Raaka-aineina käytetään polyoleja ja isosyanaatteja. Näistä ainakin isosyanaatit ovat terveydelle vaarallisia[3]. Palonestoaineena käytetään halogenoituja yhdisteitä, jotka ovat haitallisia, koska ne kertyvät eliöstöön.[4]

Fenolieristeet[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Uuden sukupolven yleiseriste on fenolieriste. Fenolieriste on hyvin paljon PIR -eristeen kaltainen tuote. Fenolieristeen suurimmat erot PIR -tuotteisiin on parempi eristävyys ja parempi paloturvallisuus. Eristettä on saatavilla myös diffuusioavoimena, eli vesihöyryä läpäisevänä. Suomessa eriste on ollut markkinoilla keväästä 2014 alkaen.

Kevytsoraharkot[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Kevytsoraharkoissa käytettävä eristemateriaali ja harkon U-arvo vaihtelee valmistajakohtaisesti.

Sahanpuru ja kutterilastu[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Sahateollisuuden sivutuotteena syntyy eristeeksi soveltuvaa sahanpurua ja kutterilastua. Useimmiten tämä puru on kuitenkin tuoreena liian märkää käytettäväksi eristeenä heti, vaan sen pitää kuivata. Liian märkänä tiiviiksi pakattu sahanpuru voi alkaa käydä ja toimia homeiden kasvualustana. Kuivaa puuta sahaavilta puutavaraliikkeiltä sahanpurua voi saada myös osin kuivatettuna.

Lämpöeristämisen laskennallinen lämmönjohtavuus on sahanpurulla 0,075 - 0,12 W/(Km) ja kutterinlastulla noin 0,14 W/(Km)lähde?. Vanhoissa rakennuksissa käytettiin tyypillisesti tiiviiksi sullottua eristeseosta jossa oli puolet sahanpurua ja puolet kutterinlastua.

Ilma ja muut kaasut eristeenä[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Ilma on hyvä eriste sopivassa mittakaavassa. Sen ongelma eristämisen kannalta on liikkuminen, joka on sitä nopeampaa mitä suuremmasta ilmavälistä ja lämpötilaerosta on kyse. Pienessä raossa ilma liikkuu hitaammin. Tätä liikettä käytetään myös parantamaan huoneilmaa yhdessä ilmanvaihdon kanssaselvennä.

Tällöin ilma nousee ylös lämmintä pintaa pitkin ja laskee alas kylmää pintaa pitkin. Samalla lämpöä siirtyy ilmaan lämpimältä pinnalta. Lämpö siirtyy ilman mukana edelleen kylmälle pinnalle, jossa lämpö siirtyy ilmasta pintaan. Kierto jatkuu kunnes pinnat ovat saman lämpöiset. Jos pinnoilla on kosteutta niin se tiivistyy kylmälle pinnalle kastepisteen määrittelemässä lämpötilassa ja kosteudessa. Tyhjiö on ilmaa parempi eriste, koska siinä ei ole johtavia kaasuja lainkaan.

Lähteet[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]