Rakennuseriste on rakentamisessa käytetty eristemateriaali. Eristeitä käytetään estämään ei-toivottua lämmön, äänen, ilman, kosteuden tai tärinän etenemistä.
Lämmöneristys
Lämmöneristyksen perustehtävä on muodostaa rakennuksen sisätilojen ja ulkopuolen välille lämpöä eristävä kerros, jotta sisätilojen lämpötila voidaan pitää haluttuna mahdollisimman vähällä energian käytöllä. Lämmöneristys on osa rakennuksen vaippaa. Huonetilojen välissä eli väliseinissä ja -katoissa ei tyypillisesti ole pelkän lämmöneristämisen vuoksi laitettua eristystä. Vaipan lämmöneristyksen ominaisuuksia määrittävät rakenteen lämmöneristyskerroksen paksuus ja tyyppi, lämpösillat, rakenteen tiiveys ilmavuotoja vastaan, ja rakenteen kosteustekninen toiminta. Lämmöneristys toimii usein samalla ääniristeenä.
Lämmönjohtavuus Lämmönjohtavuus (tunnus λ (lambda), yksikkö W/(K·m)) kuvaa, miten hyvin jokin materiaali johtaa lämpöä.
+ Esimerkkejä eristeiden lämmönjohtavuuksista Eriste Lämmonjohtavuus polyisosyanuraatti (PIR) 0,022–0,023 W/(Km), Fenoli 0,020 W/(Km) polystyreeni (EPS) 0,031–0,039 W/(Km) suulakepuristettu polystyreeni (XPS) 0,031–0,037 W/(Km) ja mineraalivilla 0,032–0,045 W/(Km).
Tyypillisesti eristeen eristyskyky perustuu ilmaan, joka on suljettu eristerakenteeseen. Tietyn lämmöneristeen, jonka paksuus tunnetaan, eristyskykyä mitataan lämmönläpäisykertoimella (U-arvo, aiemmin k-arvo, yksikkö W/(K·m²)).
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.
Kosteustekninen toimivuus 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 pyritäänkin pitämään rakennuksen sisällä höyrysululla, mistä se poistuu ilmanvaihdon kautta. Ulkoilman kosteusrasitus julkisivulle kuivatetaan/tuuletetaan pois ilmaraossa.
Nykyaikana eristämisessä täytyy huomioida talojen yleistynyt jäähdytys. Kesällä rakenne toimii "väärin päin" eli vesihöyry virtaa ulkoa sisälle päin ja kastepiste muodostuu pehmeän eristeen sisään ja rakenne kastuu ja pahimmassa tapauksessa homehtuu. Lisäksi höyrynsulkumuovissa olevat ilmavuodot pahentavat tilannetta. Villa ja höyrynsulku -eristerakenne on mahdollista tehdä erittäin ilmatiiviiksi oikeilla menetelmillä, esimerkiksi sijoittamalla ilman- tai höyrynsulun osittain eristekerroksen sisään. Näin voidaan välttää ilmavuodot käyttämättä niin sanottuja kovia eristeitä (PIR, XPS). Rakenteen hengittävyys tarkoittaa sitä, että kosteus pääsee liikkumaan molempiin suuntiin eikä silloin synny ongelmaa väärin päin toimivan rakenteen kanssa, kuten höyrynsulkumuovilla käy. Hengittävän rakenteen ongelmana ei ole suuri energiankulutus, sillä rakenne ei läpäise enempää lämpöenergiaa kuin hengittämätönkään vaan se päästää ainoastaan kosteutta lävitseen.
Peruskorjauksessa lisäeristettäessä on usein parempi vaihtoehto lisätä uusi eriste vanhan rakenteen ulkopuolelle, mutta ohut PIR tai XPS -lisälämmöneristys voidaan toteuttaa turvallisesti myös sisäpuolelle. PIR- ja XPS-eristeet toimivat rakenteessa myös tiiviinä höyrynsulkuna. Sisäpuolisessa lisäeristämisessä mahdollinen vanha höyrysulku pitää poistaa.
Suurien lämpöerojen tapauksessa voidaan käyttää alumiinikalvoa palauttamaan lämpöheijastuksena lämpöä takaisin.
Vettyneen eristeen eristyskyky heikkenee merkittävästi. Tyypillinen tilanne, jossa eriste joutuu tekemisiin veden kanssa on höyrysulun tahaton rikkoutuminen. Myös ilmavuoto kovalla pakkasella aiheuttaa runsasta kondenssia. Eristeiden vettymisnopeudessa on eroja, mutta solurakenteeltaan täysin tiivistä suulakepuristettua polystyreeniä (XPS) lukuun ottamatta ne kaikki vettyvät jatkuvassa kosteusrasituksessa.
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 Tavallisimpia lämpöeristeitä ovat: Mineraalivillat: kivi- ja lasivillat Puukuituvillat: puhallettava selluvilla, puukuitueristelevy, huokoinen puukuitulevy pellavakuitulevy Polystyreenilevyt: EPS-levyt ja suulakepuristetut XPS-levyt Polyuretaanilevyt (PU, PUR ja PIR) Fenoli eristeet Sammal, sahanpuru, kutterilastu Ilma suljetussa rakenteessa Ilmainjektio-betonimassa
Äänen eristys
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 Huokoinen eriste, kuten villa tarvitsee ilma- tai höyrysulun, jotta ilma ei pääse virtaamaan eristeen läpi, kun ilmanpaine vaihtelee. Höyrysulun 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 nykyaikaisista eristeistä, esimerkiksi XPS- ja PIR-eristeet toimivat myös itse riittävänä ilma- ja höyrysulkuna. Ilmasulkuna toimivat eristeet asennetaan paikalleen liimaamalla esimerkiksi uretaanilla ja saumat teipataan siihen tarkoitetuilla tuotteilla. Myös läpivientien tiivistäminen on näin toteutettuna helppoa.
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. Sen vahvuus on matala höyryn läpäisykyky ja suurin ongelma kesto. Eristeen vettyessä höyrynläpäisykyvystä tulee merkittävä kuivumista estävä heikkous. Siksi vuotava höyrynsulkukalvo yhdistettynä kuitueristeeseen on usein osallisena kosteusvaurioihin ja sisäilmaongelmiin.
Eristemateriaalit Eristevilla Eristevilla on öljy-, lasi-, kivi- tai sellupohjainen kuitumateriaali täydennettynä erilaisilla aineilla. Villaa on saatavilla puhalluslevitettävänä, pehmeinä ja kovina levyinä tai erilaisiin teknisiin käyttötarkoituksiin puristettuina muotoina. Myös puuvillasta on valmistettu eristeitä.
Lasivilla valmistetaan pääosin kierrätyslasista. Sen ja kiviaineksesta valmistettavan mineraalivillan sidosaineena on öljystä valmistettava bakeliittiliima. Tehokkaimman lasivillatyypin lämmönjohtavuus voi olla 0,031 W/mK.https://www.isover.fi/tuotteet/isover-kl-31 Toinen suosittu eristevillatyyppi on keräyspaperista valmistettava hygroskooppinen selluvilla, jonka lämmönjohtavuus 0,039 W/(m K)https://www.ekovilla.com/tuotteet/ekovillalevy/tuoteseloste-ja-mitat/ . Selluvillan palonestoaineena käytetään booria tai savea. Vuonna 2020 tehdyn tutkimuksenHot-box measurements to investigate the internal convection of highly insulated loose-fill insulation roof structures. Sciencedirect.com. mukaan eristeiden lämmönjohtavuuden laskennan sekä todellisten arvojen välillä on todettu jopa 50 %:n eroja. Aliarviointi on syntynyt Suomen siirryttyä EU standardien käyttöön, joissa konvektion merkitys lämmönjohtamisessa huomioidaan vasta koko rakeenteen osalta. Konvektion vaikutus on suuri mineraalivillojen lämmönjohtavuudessa, mikä on johtanut . Umpisuljetuissa muovieristeissä sekä levyeristeissä tätä lämpöä kuljettavaa ilmavirtausta ei tapahdu.
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. Lämmöneristeiden valmistajia ovat muun muassa Ekovilla, Finnfoam, Isover, Hunton sekä Termex.
EPS- ja XPS -eristeet EPS-eristeet ovat paisutettua polystyreeniä, josta käytetään puhekielessä usein nimeä styrox tai styroksi. 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 muovieristeitäExtruded Polystyrene Foam Association (XPSA).
EPS-eristeelle tyypillinen lämmönjohtavuuden suunnitteluarvo on 0,031-0,039 W/(Km). EPS on rakenteeltaan enemmän ilmaa ja vesihöyryä läpäisevä ja vettyy vaativissa oloissa helpommin kuin suulakepuristetut XPS-levyt. EPS-eristeet vaativat yleensä erillisen höyrynsulun. EPS-levyjen valmistajia ovat mm. Soklex, Ruukki, Styroplast, UK-Muovi, Finnfoam Oy ja Thermisol. Lisäämällä EPS-raaka-aineeseen grafiittia, voidaan valmistaa ns. harmaata EPS -eristettä, jonka eristyskyky on n. 16–25 % tavallista EPS-eristettä tehokkaampi. Harmaata EPS-eristettä valmistavat mm. Finnfoam Oy, UK-Muovi ja Thermisol.
XPS-eriste estää veden kapillaarisen nousun esimerkiksi maavastaisissa alapohjissa. XPS-levy toimii höyrynsulkuna, mutta saumakohdat pitää aina erikseen tiivistää, Tunnettuja XPS-valmistajia ovat muun muassa Finnfoam Oy, M-Plast 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 koska vettyneet lämmöneristeet eivät toimi suunnitellusti, tulee niiden vedenimeväisyysominaisuuksiin kiinnittää huomiota. Eräässä Suomessa suoritetussa tuotetestissä eri EPS-routaeristeiden vedenimeväisyydessä löytyi huomattavia laatueroja. XPS-levyt olivat testissä tasalaatuisempia ja sopivat vedenimeväisyysominaisuuksiensa puolesta paremmin routaeristykseen.TM Rakennusmaailma 8/11, Liikaa laatupoikkeamia: Vertailussa routaeristeet, solupolystyreeni
XPS- ja EPS-eristeet luokitellaan palavaksi materiaaliksi, mutta rakenteisiin oikein asennetut eristeet ovat turvallisia, eivätkä edistä tulipaloa. Muun muassa Keski-Euroopassa XPS ja EPS ovat yleisimmin käytettyjä seinien ja kattojen lämmöneristemateriaaleja.
Polyuretaani