Rakennusfysiikan tutkimuslaitteistot
Rakennusfysiikan tutkimuslaitteistojen avulla voidaan tutkia materiaalien ja rakenteiden rakennusfysikaalisia ominaisuuksia koelaboratoriossa, tai rakenteiden käyttäytymistä ulkoilmassa joko koerakennuskokein tai kenttämittauksin.
Rakennusfysikaaliset materiaaliominaisuudet
Rakennusfysiikan laboratoriossa tutkitaan pääasiassa massan ja energian siirtymistä materiaaleissa. Käytännössä tämä tarkoittaa lämpöön, ilmavirtaan ja kosteuteen liittyviä materiaaliominaisuuksia.
Materiaaleille voidaan tehdä eri tyyppisiä tutkimuksia ja testauksia, joissa tarkastellaan niiden käyttäytymistä eri lämpötila- ja kosteusolosuhteissa. Tutkimuksissa voidaan tarkastella esim. materiaalin tai sen pinnan kestävyyttä, homehtumista, muodonmuutoksia, lämmön- ja kosteudenläpäisevyyksiä, kosteuden sitomisominaisuuksia tai kapillaarisuusominaisuuksia. Kokeet voivat olla standardien mukaisia tai erikseen tarkasteltavaa asiaa varten kehitettyjä uusia menetelmiä.
Koerakennukset
Koerakennukset ja koerakenteiden pitkäaikaiset mittaukset todellisissa ulkoilman olosuhteissa.
Koerakennuksilla voidaan seurata erilaisten ulkoseinä- ja yläpohjarakenteiden rakennusfysikaalista käyttäytymistä todellisissa ulkoilman olosuhteissa. Koerakennuksilla pystytään säätämään sisäilman lämpötilaa ja suhteellista kosteutta sekä sisä- ja ulkoilman välistä paine-eroa. Sisä- ja ulkoilman olosuhteita sekä koerakenteiden eri rakennekerrosten välisten rajapintojen olosuhteita seurataan jatkuvatoimisin mittauksin laajalla anturoinnilla.
Rakennusfysiikan tutkimusryhmällä on kaksi koerakennusta. Koerakennukset ovat keskenään toistensa peilikuvat ja kumpaankin koerakennukseen voidaan asentaa tutkittavaksi yhteensä 12 ulkoseinärakennetta ja 3 yläpohjarakennetta. Koerakennukset on asemoitu pääilmansuunnissa siten, että pitkät julkisivut, joihin koerakenteet asennetaan, osoittavat pohjoiseen ja etelään. Tyypillisesti koerakennuksille asennetaan jokaisesta tutkittavasta seinärakennetyypistä kaksi identtistä koe-elementtiä: yksi pohjoisjulkisivulle ja yksi eteläjulkisivulle.
Koerakenteista saadaan vertailtavaa mittausdataa useamman vuoden ajan. Dataa voidaan käyttää erilaisten rakenteiden keskinäiseen vertailuun. Saatu data mahdollistaa myös vertailun simulointimalleihin ja tätä kautta mallien kehittämisen parempaan ja tarkempaan suuntaan.
Kenttämittaukset ja rakennekokeet
Rakennusten olosuhteita ja sisäilman laatua voidaan arvioida rakennuksen rakentamisen ja käytön aikana erilaisten seurantamittausten avulla.
Rakennusfysikaalisista mittauksista tyypillisimpiä ovat lämpötilan, suhteellisen kosteuden, materiaalien kosteuspitoisuuden, ilmanpaine-erojen ja lämpövirran mittaukset. Rakennusfysiikan tutkimusryhmässä on myös valmiuksia joko suoraan tai yhteistyökumppaneiden kautta erilaisten sisäilman epäpuhtauspitoisuuksien (CO2, VOC, radon, mikrobit) mittaamiseen. Erityyppisiä tiedonkeruujärjestelmiä hyödynnetään tarpeen mukaan ja mittausjärjestely voi koostua pienikokoisista akku- tai paristokäyttöisistä dataloggereista, tietokoneen ympärille rakennetusta usean mittalaitteen ja mittauspisteen yksiköstä tai internetin välityksellä toimivasta tiedonkeruujärjestelmästä, jossa mittaustulokset kerätään automaattisesti palvelimelle.
Rakennusten ilmatiiviyden mittaus tehdään painekokeen avulla. Ilmatiiviyttä kuvataan kokeen tuloksena saatavan ilmanvuotoluvun q50 avulla. Painekokeen yhteydessä voidaan lisäksi etsiä ilmavuotoja vaipasta lämpökuvauksen avulla.
Seinä- ja yläpohjarakenteiden rakennusfysikaaliset rakennekokeet tehdään niille tarkoitetuilla tutkimuslaitteistoilla.
Seinärakenteiden ja yläpohjarakenteiden tutkimuslaitteistoilla tehtävissä olosuhdekokeissa voidaan seurata jatkuvatoimisesti eri rakenteiden rakennusfysikaalista käyttäytymistä. Laitteistoissa voidaan säätää sisä- ja ulkoilman olosuhteita tutkittavan rakenteen eri puolilla automaattisesti. Seurattavina ja säädettävinä olosuhteina ovat sisä- ja ulkopuolen lämpötila ja suhteellinen kosteus, paine-ero tutkittavan rakenteen yli ja ilman virtausnopeutta rakenteen ulkopinnan lähellä.
Lisäksi seinärakennelaitteistolla ulkopuolella on mahdollista säätää rakenteen pintaan kohdistuvaa lämpösäteilyä, joka kuvaa auringon lämmittävää vaikutusta.
Olosuhteiden säätöjä ja mittauksia ohjataan automaattisesti tietokoneella.