KIMORA-hanke selvittää kutterinlastun ja sahanpurun ominaisuuksia lämmöneristeenä
Uusi rakentamislaki vauhdittaa vähäpäästöisten rakennusmateriaalien käyttöönottoa
Lainsäädäntöön piakkoin tuleva vaatimus ylärajasta rakennuksen hiilijalanjäljelle on lisännyt kiinnostusta vähäpäästöisiä materiaaleja kohtaan. Tämän lisäksi suositus ympäristövaikutuksiltaan myönteisten materiaalien käyttöön on kasvattanut mielenkiintoa etenkin puupohjaisia materiaaleja kohtaan. Eräs materiaalin hiilijalanjälkeä pienentävä tekijä on mahdollinen materiaalin kierrätettävyys niin alku- kuin loppuvaiheessakin. Myönteisten ilmastovaikutusten keskeisin tekijä on puolestaan materiaalin kyky toimia hiilivarastona.
Lämmöneristeessä, joka on tehty puunjalostusteollisuuden sivutuotteena syntyvästä kutterinlastusta/sahanpurusta, yhdistyvät nämä kummatkin tekijät. Siirtyminen energiateollisuuden polttoaineesta takaisin rakennusmateriaaliksi edustaa vahvaa arvonnousua kiertotaloudessa. Materiaali jatkaa myös edelleen toimimista hiilivarastona päästölähteeksi päätymisen sijaan.
Ekologisuus on myönteinen asia, mutta tuotteen on tietenkin vastattava myös muilta ominaisuuksiltaan lämmöneristeille asetettuihin vaatimuksiin, joista ensimmäinen on riittävän hyvä lämmöneristävyys. Tämän lisäksi keskeistä on materiaalin toiminta kosteuskuormituksessa ja mieluiten ilman lisättyjä kemikaaleja. Mikäli on olemassa riski, että materiaali esimerkiksi homehtuu, ja sitä kautta aiheuttaa rakennuksen käyttäjälle terveyshaittaa, ei tuotetta voida käyttää, vaikka se muilta ominaisuuksiltaan olisikin lämmöneristeeksi hyvin soveltuva.
Hukkamateriaalista hiilipihiksi lämmöneristeeksi
Jotta materiaalia voi käyttää laajemmin lämmöneristeenä, tulee sille olla määritettynä riittävän luotettavasti joukko rakennusfysikaalisia ominaisuuksia. Näistä keskeisin on lämmönjohtavuus, joka on tiedettävä jo rakennusluvassa U-arvojen määrittämiseksi. Muita keskeisiä ominaisuuksia ovat mm. materiaalin ilmanläpäisevyys, vesihöyrynläpäisevyys ja tasapainokosteuskäyrät. Kutterinlastun ominaisuuksia on tutkittu viime aikoina, ja sille on määritelty tutkimusten pohjalta ominaisuuksia, joita avataan tarkemmin alla. Tutkimusten perusteella kutterilastu voisi toimia eristemateriaalina esimerkiksi hyvin hiilipihissä puutalotoimituskonseptissa, joka voisi tulevaisuudessa olla yhä useamman ympäristötietoisen asiakkaan valinta.
Lämmönjohtavuus: Tampereen Yliopiston ECOSAFE-hankkeessa mitattiin neljälle hieman erityyppiselle kutterinlastulle lämmönjohtavuuksia, ja tuloksiksi saatiin jakauma 0,052 – 0,063 W/mK (lämpötilassa 10 °C ja ympäristön suhteellisessa kosteudessa 11-93 %). U-arvolaskennassa käytettävä lämmönjohtavuusjakauma oli 0,054-0,059 W/mK, joka vastaa olosuhteita, joissa lämmöneristeet tyypillisesti rakennuksessa ovat. Näin ollen nykyisten U-arvovaatimusten mukaan kutterinlastueristettä tarvitaan yläpohjassa n. 600 mm ja ulkoseinissä n. 300 mm.
Kosteustekniset ominaisuudet: Kutterinlastu on hieman löyhemmässä muodossa olevaa puuta (puun tiheys n. 500 kg/m3, kutterinlastun n. 100-200 kg/m3), joten sillä on puun tapaan hyvä kosteuden varastointikyky. Tämä on selvästi parempi kuin esim. hygroskooppisena lämmöneristeenä mainostetulla selvästi kevyemmällä puukuitueristeellä / selluvillalla. Ominaisuus on edullinen kosteustekniseltä kannalta. Materiaali varastoi kosteutta itseensä tilapäisten kosteusrasitusten aikana, jolloin materiaalihuokosissa vallitseva suhteellinen kosteus (joka vaikuttaa mm. homeen kasvun alkamiseen) pysyy matalammalla tasolla. Verrokkieristeitä matalammat suhteellisen kosteuden tasot havaittiin kenttäkokeissa ja laskennallisissa tarkasteluissa.
Savetuksen vaikutus: Kutterinlastun savetuksella on edullisia vaikutuksia sen kosteustekniseen toimintaan. Kenttäkokeissa kosteustasot laskivat edelleen savettamattomaan kutterinlastuun verrattuna. Tämän arvellaan johtuvan saven aiheuttamasta kosteuden varastointikyvyn kasvamisesta. Savetus parantaa myös paloturvallisuutta. Palokokeissa savetetun kutterinlastun palonkestävyys oli jonkun verran savettamatonta parempi. Jos eristeessä esiintyy homeen kasvulle otollisia olosuhteita, savella vaikuttaa olevan myös alentava vaikutus toksisten homelajien esiintymiseen.
Kutterinlastun täysi potentiaali käyttöön ominaisuuksien tarkemmalla tutkimuksella
Paksuilla eristevahvuuksilla eristeen sisäinen konvektio (ilmavirtaus eristeen sisällä) heikentää lämmöneristävyyttä. Ilmiö otetaan kyllä huomioon U-arvolaskentaohjeiden ohessa annetulla laskentamenetelmällä, mutta uusimman tutkimuksen mukaan ei kuitenkaan nähtävästi riittävästi. Myös ilmavassa kutterinlastussa havaittiin esiintyvän sisäistä konvektiota lämmöneristävyyttä heikentävästi.
Hienoaineksen, eli käytännössä sahanpurun, lisääminen vähentäisi ilmanläpäisevyyttä, jonka myötä sisäinen konvektio heikkenisi. Toisaalta tämä kasvattaisi hieman lämmönjohtavuutta. Eräs tutkimuskohde olisikin kutterinlastun ja sahanpurun optimaalisen seoksen löytäminen mahdollisimman pienen lämmönjohtavuuden ja maltillisen sisäisen konvektiotaipumuksen toteutumiseksi.
Toinen käytännöllinen seikka on eristeen asennettavuus, jolla tarkoitetaan ainakin tässä vaiheessa puhallettavuutta. Sahanpurun ja kutterinastun seosta voi puhaltaa tyypillisillä puhalluseristeiden kalustoilla, mutta hienoaineksen ja saven mukanaolo aiheuttaa voimakasta pölyämistä puhallusvaiheessa. Eristystyön saaminen miellyttävämmäksi, mieluiten samalle tasolle muiden puhalluseristeiden kanssa, ilman oleellisia lisäaineita onkin eräs mietittävä kysymys.
Savetetulla optimaalisella kutterinlastun ja sahanpurun sekoituksella voisi olla paikkansa tulevaisuuden rakentamisessa. Hukkamateriaalista suhteellisen pienin ponnisteluin syntynyt tiheähkö puutuote tarkoittaa pientä hiilijalanjälkeä ja suurta hiilikädenjälkeä, mikä puolestaan tarkoittaa selvää etulyöntiasemaa rakennusten hiilitasevertailuissa.
Lähteet:
Rakentamislaki: https://www.finlex.fi/fi/laki/alkup/2023/20230751
Ecosafe-projekti: https://research.tuni.fi/rakennusfysiikka/tutkimusprojektit/ecosafe/
