Building physical behaviour of external wall structures with Raketerm facade panels

Abstract

Tutkimuksen tavoitteena oli selvittää Raketerm-julkisivuelementillä verhottujen ulkoseinärakenteiden rakennusfysikaalista toimintaa laboratoriossa tehtävillä seinärakennekokeilla. Kokeissa tutkittiin yhteensä yhdeksän erilaisen seinärakenteen toimivuutta syys-, talvi- ja kevätolosuhteissa. Raketerm-julkisivuelementti on tiililaattapintainen elementti, jonka taustana on polyuretaanin ja ~styreenin seoksesta tehty lämmöneristekerros. Julkisivuelementin noin 37 mm:n paksuinen lämmöneristekerros muodostaa rakenteen ulkopintaan melko vesihöyrytiiviin kerroksen, mikä aiheuttaa haasteen koko rakenteen rakennusfysikaaliselle toiminnalle. Lähtökohtana tutkimukselle oli, että ulkoseinärakenteet voitaisiin yleisesti tehdä umpirakenteina, jolloin Raketerm-elementissä olevaa lämmöneristekerrosta voitaisiin hyödyntää täysimääräisesti laskettaessa seinärakenteen U-arvoa. Tutkimuksen yhtenä tavoitteena oli lisäksi saada tietoa myös erilaisista ulkoseinärakenteen tuuletusratkaisuista. Tuuletusratkaisun tuli olla sellainen, että tuuletuksen ulkopuolelle jäävää Raketerm-elementin lämmöneristettä voitaisiin ainakin osittain hyödyntää U-arvolaskuissa. Tämän tutkimuksen mukaan Raketerm-elementillä verhottu tuulettumaton ulkoseinärakenne voi toimia rakennusfysikaalisesti melko hyvin, jos rakenteen sisäpinnassa on riittävän suuri vesihöyrynvastus. Suositeltavampaa kuitenkin on, että Raketerm-elementillä verhotut ulkoseinärakenteet tehdään tuulettuvina. Yhtenäisellä, ns. perinteisellä tuuletusvälillä varustettu seinärakenne toimii kosteusteknisesti parhaiten, mutta silloin Raketerm-elementin lämmöneristekerrosta ei voida hyödyntää laskettaessa rakenteen U-arvoa. Kokeiden perusteella julkisivuelementin taustapintaan tehdyllä tuuletusurituksella rakenteesta poistuu myös riittävästi kosteutta. Tuuletusuritusratkaisussa myös Raketerm-elementin lämmöneristekerrosta voidaan käyttää hyödyksi laskettaessa koko rakenteen U-arvoa. Lämpö- ja kosteusteknisesti optimaalisen tuuletusurituksen määrittäminen vaatii sekä laskennallisia, että kokeellisia rakennusfysikaalisia tutkimuksia.The objective of this research was to examine the building physical behaviour of external wall structures with Raketerm facade panels. Nine different external wall structures were studied in the laboratory under different climate conditions. The Raketerm facade panel is an insulated facade panel with a covering layer from clinker tiles. The Insulation material is a mixture of polyurethane and polystyrene, and the thickness of the insulation layer is approximately 37 mm. The building physical performance of the wall structure is challenging due to the relatively high water vapour resistance of the insulation layer. The hypothesis made before conducting the research was that external wall structures with Raketerm facade panels could fiınction without a ventilation layer on their back surface. In such a case, the entire insulation layer of the Raketerm facade panel could be taken into account when calculating the U-Value of the wall structures. A further aim of the research was to discover information on the performance of different wall structure Ventilation systems. An important criterion for the ventilation system in question was that the insulation layer in the Raketerm facade panel could at least partly be taken into account in the calculation of the U-value of the whole structure. It was observed that external wall structures with Raketerm façade panels without ventilation performed relatively well if the water vapour resistance of the interior lining was sufficiently high. However, it is recommended that external wall structures with Raketerm facade panel are ventilated. The traditional Ventilation gap provides the best hygrothermal performance for the whole structure, but in this case the insulation layer in the Raketerm facade panel cannot be taken into account in the U-value calculations. That said, an adequate amount of moisture was also transported by the ventilation systems used in the laboratory experiments. In this case, the insulation layer of the Raketerm facade panel can also be partly utilized in the U-value calculations. The hygrotherrnally optimum ventilation can only be determined by both mathematical simulation and experimental tests