| Number | s2019-7 | ||
| Pealkiri | Ristkihtliimpuidust välispiirete hügrotermilised omadused (Hygrothermal performance of cross laminated timber envelopes). | ||
| Kokkuvõte | Ristkihtliimpuit (CLT) kui inseneripuit on peamiselt kasutusel kandekonstruktsiooni elemendina elu- ja korrusmajadel ning mille populaarsus viimase kümne aasta jooksul on kasvanud. Doktoritöö keskendub energiatõhusate hoonete välispiirete uurimisele niiskustehnilise toimivuse seisukohalt, mille põhikonstruktsiooniks on ristkihtliimpuidust paneelid. Täpsemalt on kavas uurida ehitusniiskuse välja kuivamise kiirust ja sellest tingitud paneeli laminaatide mahukahanemise (praod ja laminaatide vahelised vahed) mõju välispiirde niiskustehnilistele tomivusele ja ehitusfüüsikalistele omadusetele (õhupidavus, veeauru juhtivus). Töö probleem seinseb selles, et puudub informatsioon, mis niiskussisalduse juures, kui paneel peaks ehituse käigus kokku puutuma liigniiskusega (sademed, vee lekked ja avariid), võib tekkida potentsiaalne niiskuskahjustuse oht (hallitus, mädanik) kasutusajal ja kuidas mõjub ehitusniiskuse välja kuivamine paneeli õhu ja veeauru läbilaskvusele. Ristkihtliimpuit (CLT) kui insenerpuit on üsna noor ehitusmaterjal, mis arendati välja 1990 aasta alguses Šveitsis ja mille populaarsus on nii Euroopas, Põhja-Ameerikas kui Aasias iga aastaselt kasvanud. Peamised uurimistööd teaduses seoses ristkihtliimpuiduiga on keskendunud peamiselt konstruktiivsetele lahendustele ja mehaanilistele omadustele. Uurimistöid, mis keskenduksid ristkihtliimpuidust välispiirete niiskustehnilisele toimivusele, on vähe ja PõhaEuroopa kliima tingimustes pea olematu. Eestis on samuti ristkihtliimpuidu kasutamise populaarus ehituses kasvanud, näiteks Eesti esimese passiivmaja valmis aastal 2013 kus põhikonstruksioonina kasutati CLT-d. Ristkihtliimpuitu Eestis toodetakse Põlvas Peetri Puit OÜ poolt ja mille uue ärihoone (valmis 2016) ehituses kasutati omatoodetud inseneripuitu, k.a CLT-d. Üks uusimaid objekte on hiljuti valminud Viimsi riigigümnaasium, mille üheks põhikonstruktsiooniks on samuti ristkihtliimpuit. Valminud Viimsi riigigümnaasium on ka esimene massiivpuitkonstruktsioonist avalik hoone. Planeeritavad objektid, kus CLT-d kasutatakse põhikonstruktsioonina, on Tallinna Tehnikaülikooli Ehituskonstruktsioonide teadus- ja katselaboratooriumi rekonstrueerimine (Mäepealse 3, Tallinn); Keskkonnaministeeriumi uus peahoone Tallinnas, mis väidetavalt tuleb Eesti kõige keskkonnasõbralikuma riigihoone; ja Saue uus vallavalitsuse hoone. Sellest tulenevalt julgen väita, et minu doktoritöö tulemused on nii Eesti kui ka Tallinna ehitus- ja kinnisvarasektorile kasulikud ja annavad olulist uut informatsiooni ristkihtliimpuidust välispiirete projekteerimisel ja konstruktsioonide paigaldamisel niiskustehnilise toimivuse seisukohalt. Keskkonnasõbralikkus ja energiatõhusus on kaks olulist tingimust, millega uute hoonete planeerimisel ja vanade renoveerimisel linnas aina rohkem tuleb arvestada. Hiljuti Tallinna Tehnikaülikooli renoveeritud ühiselamu (Akadeemia tee 5a) on heaks näiteks, kuidas on võimalik eeltoodetud puitkonstruktsioonist elementidega uuendada vana raudbetoonelementidest ühiselamu liginullenergia hooneks. Võrreldes betoon- või teraskonstruktsioonidega, on puidu kasutamine ehituses kordades keskkonnasõbralikum kui arvestada süsihappegaasi (CO2) emissiooni. Puit oma omadustelt salvestab süsihappegaasi ja puittoodete, nagu ristkihtliimpuitpaneelid, tootmisel eraldub süsihappegaasi vähem kui on puidu CO2-e salvestuse maht. Seega massiivpuithoonete ehitamisel on võimalik oluliselt vähendada üleüldist süsihappegaasi emissiooni linnas, kuid mida pole võimalik kasutades teras- ja betoonkonstruktsioone. Viimsi riigigümnaasiumi puhul teostati ka võrdlevad arvutused ehitusmaksumusele ja leiti, et kui hoone oleks ehitatud tervenisti betoonkonstruktsioonidest, siis kogusummas märgatavat erinevust ei oleks olnud. Seega, hoonete puhul, mida on võimalik ehitada nii puit-, teras- kui ka betoonkonstruktsioonist, puudub selge eelis terase ja betooni kasutamisel ka maksumuselt. Antud doktoritöö seondub otseselt Tallinna linna kui kohaliku omavalitsuse linnaplaneerimise tegevusvaldkonnaga, täpsemalt siis ehitusjärelevalve teostamise näol. Doktoritöö esimene osa keskendub ristkihtliimpuitpaneeli pinnal tekkivate pragude mõju veeauru juhtivuse ja õhupidavuse omadustele. Praod puitpaneeli pinnale tekivad siseruumi õhus oleva niiskustaseme muutusest vastavalt hooajale (talvel kuiv siseruumi õhk, suvel niiske) ja sellest tulenevalt puidu mahukahanemisest kuival perioodil. Uuringud teostati laboratoorsete katsetena ja tööde tulemusena leiti, et liimikiht ristkihtliimpuidus vähendab veearujuhtivust võrreldes tavapuiduga ja paneel ilma pragudeta on õhupidav. Pragude tekkel uuritud füüsikalised omadused halvenesid märgatavalt ja suurim mõju oli õhupidavuse omadustele. Uurimistöö tulemuste põhjal on võimalik seada konkreetsed projekteerimistingimused ristkihtliimpuidust hoonete projekteerimisele tagamaks piisav õhupidavus (näiteks tingimused hoone elementide omavaheliste ühenduste tihendamiseks, ristkihtliimpuidust paneelide tüüpide valik). Teine osa tööst keskendub ehitusniiskuse ja selle väljakuivamise kiiruse mõju ristkihtliimpuidust välispiirete niiskustehnilisele toimivusele. Uurimistööd on plaanis läbi viia nii laboratoorsete katsetega kui ka objektidel tehtavate mõõtmistega. Praeguse seisuga on lõpuni viidud kliimakambri katse, kus uuriti seespoolse soojustusega ristkihtliimpuidust väliseinte niiskustehnilist toimivust erinevate paneelide algse niiskussisalduste juures. Katse tulemused näitasid, et uuritud lahendustega seintel ei tohiks algniiskus ristkihtliimpuitpaneelides olla üle 17% ja niiskustehniliselt turvalisem on kasutada veeauru läbilaskvat soojustust (katsest kasutati selleks klassvilla soojustust). Samuti on ehitatud ristkihtliimpuidust katseseinad TTÜ liginullenergia testmajja, kus uuritakse lisaks erinevale algniiskuse mõjule ka erinevate soojustusmaterjalide ja pinnakatete mõju niiksustehnilisele toimivusele, uurimistöö on hetkel käimas ning töö tulemused on plaanis publitseerida 2019 sügissemestril. Objektil mõõtmised on hetkel käimas Tartus, eramajas, kus uurimisel on naelliitega ristkihtpuitpaneelidest välisseinad millel soojusisolatsiooni-liitsüsteem. Esialgsete mõõtmisete baasil on koostatud simulatsiooni arvutusmudel. Uurimistöö järgmine etapp (kolmandal õppeaastal) näeb ette kõigi mõõtetulemsute põhjal arvutusmudelite koostamist ja selle abil teha põhjalik stohhastiline analüüs mõõdetud piirete niiskustehnilisest käitumisest. Analüüsi käigus saab tuua välja kriteeriumid erinevate parameetrite sisenditest (ristkihtliimpuitpaneeli algne niiskussisaldus, siseruumi niiskuskoormus, soojustuse materjali valik ja paksus, piirde aurutihedus) pakkumaks välja tingimused niiskustehniliselt toimivate piirete lahendusteks. Leitud kriteeriumid ja tingimused saavad olema kasutamiseks ehitusjäerelevalve teostamisel ristkihtliimpuidust hoonete ehitamisel. | ||
| Valdkond | Kommunaalmajandus Linnaplaneerimine |
||
| Stipendiaat | Villu Kukk | ||
| Kõrgkool | Tallinna Tehnikaülikooli inseneriteaduskond, ehituse ja arhitektuuri instituut | ||
| Juhendajad | Juhendaja professor Targo Kalamees, kaasjuhendaja professor Jaan Kers | ||
| Valmimisaeg | 2019 | ||
| Failid | |||