Kosteuden vaikutus rakenteiden lämpövirtoihin

Reijo Kohonen

Research output: Book/ReportReport

Abstract

Kosteuden ja kosteuden siirtymisen vaikutusta kuitumaisen väliaineen lämmönsiirtoon tutkittiin teoreettisesti, laskennallisesti ja kokeellisesti. Arvioitaessa kosteuden lämpöteknistä merkitystä käytännön rakenteissa on tunnettava kosteuspitoisuus, rakenteen osien kosteudensiirto-ominaisuudet ja reunaehdot (erityisesti niiden ajallinen vaihtelu), jotta voidaan määrittää kosteuden olomuodot, kosteusjakautumat ja kosteusvirrat, joiden perusteella voidaan edelleen laskea lämpövirta rakenteessa. Kosteuden vaikutusta mineraalivillan lämmönjohtavuuteen tarkasteltiin kokeellisesti kolmella tavalla; transienttitilan mittauksilla, jatkuvuustilan lämpövirtausmittauksilla ja luonnonmukaisissa sääoloissa mitatuista aikaintegroiduista lämpömääristä laskemalla. Kaikki tarkastelutavat antoivat tulokseksi lämmönjohtavuuden verraten heikon kasvun kosteuspitoisuuden funktiona. Teoreettiseesti voitiin osoittaa, että ns. lämpöputkiprosessi voi aiheuttaa eristeen sisällä huomattavan lämpövirran kasvun. Lämpöputkiprosessi edellyttää lämpimältä pinnalta höyrystyneen kosteuden palaamista takaisin nestefaasina. Käytännössä tällainen tilanne esiintyy varsin harvoin. Simulointilaskelmien perusteella rakennusaikaisen kosteuden kuivumiseen tarvittava lämpömäärä lisää johtumislämpöhäviöitä. Sen sijaan diffuusien kosteudensiirtymisen merkitys rakenteen lämpövirtoihin on vähäinen. Kostean rakenteen lämmönläpäisykerroin ehdotetaan määritettäväksi aikaintegroidun lämpömäärän ja rakenteen pintalämpötilaeron suhteeksi: numeerisella simuloinnilla olisi mahdollista määrittää erityyppisille rakenteille kosteuden vaikutus lämmöneristyskykyyn eri hygrotermisissä kuormitusolosuhteissa, jos on käytettävissä fysikaalisesti riittävän tarkka malli ja sitä vastaavat aineominaisuustiedot sekä kuormitusolosuhteet (säätiedot), jotka normitetaan.
Original languageFinnish
Place of PublicationEspoo
PublisherVTT Technical Research Centre of Finland
Number of pages60
ISBN (Print)951-38-2790-9
Publication statusPublished - 1987
MoE publication typeD4 Published development or research report or study

Publication series

SeriesValtion teknillinen tutkimuskeskus. Tutkimuksia - Research Reports
Number471
ISSN0358-5077

Fingerprint

heat transfer

Keywords

  • mineral wool
  • moisture
  • windbreaks
  • thermal conductivity
  • thermal insulation
  • air flow
  • convection

Cite this

Kohonen, R. (1987). Kosteuden vaikutus rakenteiden lämpövirtoihin. Espoo: VTT Technical Research Centre of Finland. Valtion teknillinen tutkimuskeskus. Tutkimuksia - Research Reports, No. 471
Kohonen, Reijo. / Kosteuden vaikutus rakenteiden lämpövirtoihin. Espoo : VTT Technical Research Centre of Finland, 1987. 60 p. (Valtion teknillinen tutkimuskeskus. Tutkimuksia - Research Reports; No. 471).
@book{a217de4601b84d8a9443fc0c3d9ce950,
title = "Kosteuden vaikutus rakenteiden l{\"a}mp{\"o}virtoihin",
abstract = "Kosteuden ja kosteuden siirtymisen vaikutusta kuitumaisen v{\"a}liaineen l{\"a}mm{\"o}nsiirtoon tutkittiin teoreettisesti, laskennallisesti ja kokeellisesti. Arvioitaessa kosteuden l{\"a}mp{\"o}teknist{\"a} merkityst{\"a} k{\"a}yt{\"a}nn{\"o}n rakenteissa on tunnettava kosteuspitoisuus, rakenteen osien kosteudensiirto-ominaisuudet ja reunaehdot (erityisesti niiden ajallinen vaihtelu), jotta voidaan m{\"a}{\"a}ritt{\"a}{\"a} kosteuden olomuodot, kosteusjakautumat ja kosteusvirrat, joiden perusteella voidaan edelleen laskea l{\"a}mp{\"o}virta rakenteessa. Kosteuden vaikutusta mineraalivillan l{\"a}mm{\"o}njohtavuuteen tarkasteltiin kokeellisesti kolmella tavalla; transienttitilan mittauksilla, jatkuvuustilan l{\"a}mp{\"o}virtausmittauksilla ja luonnonmukaisissa s{\"a}{\"a}oloissa mitatuista aikaintegroiduista l{\"a}mp{\"o}m{\"a}{\"a}rist{\"a} laskemalla. Kaikki tarkastelutavat antoivat tulokseksi l{\"a}mm{\"o}njohtavuuden verraten heikon kasvun kosteuspitoisuuden funktiona. Teoreettiseesti voitiin osoittaa, ett{\"a} ns. l{\"a}mp{\"o}putkiprosessi voi aiheuttaa eristeen sis{\"a}ll{\"a} huomattavan l{\"a}mp{\"o}virran kasvun. L{\"a}mp{\"o}putkiprosessi edellytt{\"a}{\"a} l{\"a}mpim{\"a}lt{\"a} pinnalta h{\"o}yrystyneen kosteuden palaamista takaisin nestefaasina. K{\"a}yt{\"a}nn{\"o}ss{\"a} t{\"a}llainen tilanne esiintyy varsin harvoin. Simulointilaskelmien perusteella rakennusaikaisen kosteuden kuivumiseen tarvittava l{\"a}mp{\"o}m{\"a}{\"a}r{\"a} lis{\"a}{\"a} johtumisl{\"a}mp{\"o}h{\"a}vi{\"o}it{\"a}. Sen sijaan diffuusien kosteudensiirtymisen merkitys rakenteen l{\"a}mp{\"o}virtoihin on v{\"a}h{\"a}inen. Kostean rakenteen l{\"a}mm{\"o}nl{\"a}p{\"a}isykerroin ehdotetaan m{\"a}{\"a}ritett{\"a}v{\"a}ksi aikaintegroidun l{\"a}mp{\"o}m{\"a}{\"a}r{\"a}n ja rakenteen pintal{\"a}mp{\"o}tilaeron suhteeksi: numeerisella simuloinnilla olisi mahdollista m{\"a}{\"a}ritt{\"a}{\"a} erityyppisille rakenteille kosteuden vaikutus l{\"a}mm{\"o}neristyskykyyn eri hygrotermisiss{\"a} kuormitusolosuhteissa, jos on k{\"a}ytett{\"a}viss{\"a} fysikaalisesti riitt{\"a}v{\"a}n tarkka malli ja sit{\"a} vastaavat aineominaisuustiedot sek{\"a} kuormitusolosuhteet (s{\"a}{\"a}tiedot), jotka normitetaan.",
keywords = "mineral wool, moisture, windbreaks, thermal conductivity, thermal insulation, air flow, convection",
author = "Reijo Kohonen",
year = "1987",
language = "Finnish",
isbn = "951-38-2790-9",
series = "Valtion teknillinen tutkimuskeskus. Tutkimuksia - Research Reports",
publisher = "VTT Technical Research Centre of Finland",
number = "471",
address = "Finland",

}

Kohonen, R 1987, Kosteuden vaikutus rakenteiden lämpövirtoihin. Valtion teknillinen tutkimuskeskus. Tutkimuksia - Research Reports, no. 471, VTT Technical Research Centre of Finland, Espoo.

Kosteuden vaikutus rakenteiden lämpövirtoihin. / Kohonen, Reijo.

Espoo : VTT Technical Research Centre of Finland, 1987. 60 p. (Valtion teknillinen tutkimuskeskus. Tutkimuksia - Research Reports; No. 471).

Research output: Book/ReportReport

TY - BOOK

T1 - Kosteuden vaikutus rakenteiden lämpövirtoihin

AU - Kohonen, Reijo

PY - 1987

Y1 - 1987

N2 - Kosteuden ja kosteuden siirtymisen vaikutusta kuitumaisen väliaineen lämmönsiirtoon tutkittiin teoreettisesti, laskennallisesti ja kokeellisesti. Arvioitaessa kosteuden lämpöteknistä merkitystä käytännön rakenteissa on tunnettava kosteuspitoisuus, rakenteen osien kosteudensiirto-ominaisuudet ja reunaehdot (erityisesti niiden ajallinen vaihtelu), jotta voidaan määrittää kosteuden olomuodot, kosteusjakautumat ja kosteusvirrat, joiden perusteella voidaan edelleen laskea lämpövirta rakenteessa. Kosteuden vaikutusta mineraalivillan lämmönjohtavuuteen tarkasteltiin kokeellisesti kolmella tavalla; transienttitilan mittauksilla, jatkuvuustilan lämpövirtausmittauksilla ja luonnonmukaisissa sääoloissa mitatuista aikaintegroiduista lämpömääristä laskemalla. Kaikki tarkastelutavat antoivat tulokseksi lämmönjohtavuuden verraten heikon kasvun kosteuspitoisuuden funktiona. Teoreettiseesti voitiin osoittaa, että ns. lämpöputkiprosessi voi aiheuttaa eristeen sisällä huomattavan lämpövirran kasvun. Lämpöputkiprosessi edellyttää lämpimältä pinnalta höyrystyneen kosteuden palaamista takaisin nestefaasina. Käytännössä tällainen tilanne esiintyy varsin harvoin. Simulointilaskelmien perusteella rakennusaikaisen kosteuden kuivumiseen tarvittava lämpömäärä lisää johtumislämpöhäviöitä. Sen sijaan diffuusien kosteudensiirtymisen merkitys rakenteen lämpövirtoihin on vähäinen. Kostean rakenteen lämmönläpäisykerroin ehdotetaan määritettäväksi aikaintegroidun lämpömäärän ja rakenteen pintalämpötilaeron suhteeksi: numeerisella simuloinnilla olisi mahdollista määrittää erityyppisille rakenteille kosteuden vaikutus lämmöneristyskykyyn eri hygrotermisissä kuormitusolosuhteissa, jos on käytettävissä fysikaalisesti riittävän tarkka malli ja sitä vastaavat aineominaisuustiedot sekä kuormitusolosuhteet (säätiedot), jotka normitetaan.

AB - Kosteuden ja kosteuden siirtymisen vaikutusta kuitumaisen väliaineen lämmönsiirtoon tutkittiin teoreettisesti, laskennallisesti ja kokeellisesti. Arvioitaessa kosteuden lämpöteknistä merkitystä käytännön rakenteissa on tunnettava kosteuspitoisuus, rakenteen osien kosteudensiirto-ominaisuudet ja reunaehdot (erityisesti niiden ajallinen vaihtelu), jotta voidaan määrittää kosteuden olomuodot, kosteusjakautumat ja kosteusvirrat, joiden perusteella voidaan edelleen laskea lämpövirta rakenteessa. Kosteuden vaikutusta mineraalivillan lämmönjohtavuuteen tarkasteltiin kokeellisesti kolmella tavalla; transienttitilan mittauksilla, jatkuvuustilan lämpövirtausmittauksilla ja luonnonmukaisissa sääoloissa mitatuista aikaintegroiduista lämpömääristä laskemalla. Kaikki tarkastelutavat antoivat tulokseksi lämmönjohtavuuden verraten heikon kasvun kosteuspitoisuuden funktiona. Teoreettiseesti voitiin osoittaa, että ns. lämpöputkiprosessi voi aiheuttaa eristeen sisällä huomattavan lämpövirran kasvun. Lämpöputkiprosessi edellyttää lämpimältä pinnalta höyrystyneen kosteuden palaamista takaisin nestefaasina. Käytännössä tällainen tilanne esiintyy varsin harvoin. Simulointilaskelmien perusteella rakennusaikaisen kosteuden kuivumiseen tarvittava lämpömäärä lisää johtumislämpöhäviöitä. Sen sijaan diffuusien kosteudensiirtymisen merkitys rakenteen lämpövirtoihin on vähäinen. Kostean rakenteen lämmönläpäisykerroin ehdotetaan määritettäväksi aikaintegroidun lämpömäärän ja rakenteen pintalämpötilaeron suhteeksi: numeerisella simuloinnilla olisi mahdollista määrittää erityyppisille rakenteille kosteuden vaikutus lämmöneristyskykyyn eri hygrotermisissä kuormitusolosuhteissa, jos on käytettävissä fysikaalisesti riittävän tarkka malli ja sitä vastaavat aineominaisuustiedot sekä kuormitusolosuhteet (säätiedot), jotka normitetaan.

KW - mineral wool

KW - moisture

KW - windbreaks

KW - thermal conductivity

KW - thermal insulation

KW - air flow

KW - convection

M3 - Report

SN - 951-38-2790-9

T3 - Valtion teknillinen tutkimuskeskus. Tutkimuksia - Research Reports

BT - Kosteuden vaikutus rakenteiden lämpövirtoihin

PB - VTT Technical Research Centre of Finland

CY - Espoo

ER -

Kohonen R. Kosteuden vaikutus rakenteiden lämpövirtoihin. Espoo: VTT Technical Research Centre of Finland, 1987. 60 p. (Valtion teknillinen tutkimuskeskus. Tutkimuksia - Research Reports; No. 471).