Rakennusfysikaaliset materiaaliominaisuudet
Rakennusfysikaaliset materiaaliominaisuudet
Rakennusfysiikan laboratoriossa tutkitaan pääasiassa massan ja energian siirtymistä materiaaleissa. Käytännössä tämä tarkoittaa lämpöön, ilmavirtaan ja kosteuteen liittyviä materiaaliominaisuuksia.
Laitekuvaukset
Lämpövirtalevylaitteet
Lämpövirtalevylaitteissa kahden eri lämpötilassa olevan isotermisen levyn väliin asetetaan näyte, johon syntyy yksiulotteinen lämpötilakenttä. Lämmönjohtavuus lasketaan lämpötilakentän gradientin ja kappaleen läpi kulkevan lämpövirran avulla.
FOX50 ja FOX304 lämpövirtalevylaitteet soveltuvat muun muassa standardin SFS-EN 12667 mukaiseen kokeeseen. Laitteilla voidaan määrittää lämmönjohtavuus λ [W/(m·K)], lämmönvastus R [m2·K/W] ja ominaislämpökapasiteetti c [J/(m3·K)].
Vapaan veden imeytymislaitteisto
Kokeessa mitataan vesikosketuksessa olevan koekappaleen painonmuutosta ajan suhteen.
Laitteistolla voidaan määrittää materiaaleille veden imeytymiskerroin Aw, veden tunkeutumiskerroin Bw, kapillaarinen kyllästyskosteuspitoisuus wcap, maksimikosteuspitoisuus wmax sekä pinnoitteille vedenläpäisevyys w.
Painelevylaitteisto
Soil Moisture 15 ja 100 bar painekammiot. Laitteistoa käytetään materiaalin desorptiokäyrän määritykseen kapillaarisella (95–100 % RH) alueella. Kokeessa vedellä kyllästetyt kappaleet kuivataan ylipaineen avulla. Saatu kapillaarinen tasapainokosteuskäyrä voidaan esittää keskimääräisen huokosalipaineen tai ilmankosteuden funktiona. Kokeissa käytetään standardeja NT Build 481 ja ASTM C1699-09.
Vakumointilaite
Kammion sivumitat ovat 300 mm, ja laitteella päästään alle 10 Pa absoluuttiseen paineeseen. Laitteistolla voidaan määrittää materiaalin kuiva- ja märkätiheys sekä huokoisuus.
Vesihöyrynläpäisevyyden koevälineistö
Höyrynläpäisevyys ja -vastus määritetään kuppikokeilla, joissa kappaleen läpi luodaan kosteusvirta käyttäen eri ilmankosteutta kupissa ja sen ulkopuolella. Koe voidaan toteuttaa matalan tai korkean suhteellisen kosteuden alueella käyttäen eri kosteuspareja.
Sorptiolaite
Dynaaminen sorptiolaitteisto (dynamic vapor sorption DVS). Hygroskooppisen adsorptio- ja desorptiokäyrän määritys pienillä < 1,5 g painoisilla näytteillä. Laitteisto punnitsee koekappaletta reaaliajassa, jolloin saadaan dynaamista eli aikariippuvaista dataa materiaalin käyttäytymisestä. Laitteiston lisäetuna on perinteisiä menetelmiä nopeampi käyrien määritys johtuen koekappaleiden pienestä koosta.
Olosuhdehuoneet
Kaksi automaattiohjattua olosuhdehuonetta 10–30 °C ja 30–90 % RH ilmankosteuksille. Huoneiden lisäksi käytössä myös kosteuskaappeja 11–94 % RH olosuhteille.
Ilmanläpäisevyyden mittauslaitteistot
Kaksi ilmanläpäisevyyden mittalaitetta, joilla voidaan mitata erikokoisten kiinteiden kappaleiden, levyeristeiden ja puhalluseristeiden materiaaliominaisuuksia:
- ilmavirranvastus AFr [(kPa·s)/m2]
- ilmanläpäisevyys Ka [m3/(m·s·Pa)]
- muunnettu Rayleighn luku Ram (yhdessä lämmönjohtavuuskokeiden kanssa)
Paine-erot: perustapauksessa enimmäispaine-ero on 50 Pa, paine-eroa voidaan kasvattaa tarvittaessa. Ilman virtausnopeuden vaihteluväli: <1 mm/s – 0,5 m/s.
Viimeisimmät julkaisut
Vanttinen K., Tuominen O., Tuominen E., Valovirta I., Karjala P., Tuurala I., Vinha J. (2023) Equilibrium Moisture Content of High Strength Concrete Used in Hollow Core Slabs. Journal of Physics: Conference Series, 2654 (1). https://doi.org/10.1088/1742-6596/2654/1/012032
Tuominen, O., Tuominen, E., Vainio, M., Ruuska, T., Vinha, J. (2019) Thermal and moisture properties of calcium silicate insulation boards. MATEC Web Conf. 282 02065 https://doi.org/10.1051/matecconf/201928202065
Vinha, J., Tuominen, E., Valovirta, I., Hietikko, J., Tuurala, I., Huttunen, P., Jokela, T., Forss, A., Saari, A., Joensuu, T., Malaska, M., Alanen, M., Salkinoja-Salonen, M., Vaali, K., Brander, J. Kosteusturvalliset ja ympäristöystävälliset kutterinlastueristeiset puurakenteet : ECOSAFE- JA ECOSAFE 2-hankkeiden loppuraportti. Tutkimusraportti 8. 2023. Tampereen yliopisto, Rakennustekniikka, Tampere. Saatavilla: https://urn.fi/URN:ISBN:978-952-03-2958-7
Vinha J., Laukkarinen A., Kaasalainen T., Pihlajamaa P., Teriö O., Jokisalo J., Annila P., Harsia P., Hedman M., Heljo J., Kallioharju K., Kauppinen A., Kero P., Kivioja H., Lehtinen T., Marttila T., Moisio M., Mäkinen A., Paatero J., Raunima T., Ruusala A., Sankelo P., Sekki P., Sirén K., Tuominen E., Tuominen O., Uotila U. & Uusitalo S. Comprehensive development of nearly zero-energy municipal service buildings (COMBI). Tutkimushankkeen johdanto- ja yhteenvetoraportti. Tutkimusraportti 168. 2019. Tampereen teknillinen yliopisto, Rakennustekniikan laitos, Tampere. Saatavilla: https://urn.fi/URN:ISBN:978-952-15-4306-7
Tuurala, I. (2022) Kutterinlastueristeiden rakennusfysikaaliset ominaisuudet. Diplomityö. Tampereen yliopisto, Rakennetun ympäristön tiedekunta, Tampere. Saatavilla: https://urn.fi/URN:NBN:fi:tuni-202206155671
Tuominen, O. (2020) Sisäkuori- ja ontelolaattabetonien rakennusfysikaaliset kosteusominaisuudet ja mittausmenetelmien kehitys. Diplomityö. Tampereen yliopisto, Rakennetun ympäristön tiedekunta, Tampere. Saatavilla: https://urn.fi/URN:NBN:fi:tuni-202005095134