Suomessa on käytetty luonnosta saatavia materiaaleja lämmöneristeinä vuosisatojen ajan. Voisipa sanoa, että jopa niin kauan kuin täällä pohjan perillä on ollut asutusta. Näitä luonnoneristeitä ei enää nykyään käytetä juuri lainkaan. Teolliset eristeet ovat tulleet niiden tilalle 1900-luvun puolivälin jälkeen. Katso blogikirjoitus vanhoista materiaaleista. (Huom. artikkelin linkit avautuvat uuteen ikkunaan)

Nyt kun rakennusalallakin on alettu voimakkaasti puhua hiilijalanjäljestä, niin voisimme ehkä suunnata katseemme myös metsään ja pelloille. Sieltä on löydettävissä rakennuspuun lisäksi monia käyttökelpoisia materiaaleja. Tässäkin asiassa on ehkä oltu liian kärkkäänä valitsemaan se oma puoli, eli osalle ihmisistä vanhat materiaalit ”eivät voisi vähemmän kiinnostaa” ja osalle ”ne ovat ainut oikea rakennusaine”. Keskitietä on ollut vaikea löytää. Ratkaisuna olisi, että voisimme käyttää niin vanhoja kuin uusiakin materiaaleja sen mukaan, miten niistä saadaan järkevää hyötyä. Ei vanha rakennus siitä tuhoudu vaikka remontissa käytettäisiin uusiakin materiaaleja, ja toisaalta ei uudisrakentajakaan kasvojaan menettäisi, vaikka talossa käytettäisiin sopivissa paikoissa perinteisiä luonnonmateriaaleja.

Tähän artikkeliin on koottu vanhojen lämmöneristeiden rakennusfysikaalisia arvoja, lähinnä lämmönjohtavuuksia. Vertailuna on esitetty myös uudempia, nykyisin yleisesti käytettäviä eristeitä. Vanhojen materiaalien osalta arvoja löytyy vanhoista kirjoista ja ohjeista. Tulkoon mainituksi, että vanhoissa rakennusoppaissa suositeltiin sahanpuru tai kutterinlastueristeisiin laitettavaksi kalkkia, lasinsiruja, katajanneulasia ym., jyrsijöiden häätämiseksi

Uudempia tutkimuksia vanhoista eristeistä

Vanhoja eristeitä ei toki ole aivan täysin unohdettu, sillä niitäkin on tutkittu erikseen tai muiden materiaalien ohessa. Esimerkiksi Tampereen yliopistossa on tehty vuonna 2005 laaja tutkimus materiaalien ominaisuuksista, jossa on mukana myös muutamia perinteisiä lämmöneristeitä, taulukko 1. (Juha Vinha, et.al. Rakennusmateriaalien rakennusfysikaaliset ominaisuudet lämpötilan ja suhteellisen kosteuden funktiona, ks. linkki kirjallisuusluettelosta).

Aivan viimeisin, varsin mielenkiintoinen tutkimus on valmistunut vuoden 2020 joulukuussa Oulun ammattikorkeakoulussa. Projektin nimi on Paikalliset biopohjaiset rakennusmateriaalit, Paibira. Hankkeessa on tutkittu monipuolisesti ja ansiokkaasti luonnosta saatavia materiaaleja ja niiden ominaisuuksia. Hankkeessa on määritetty muun muassa tutkittujen materiaalien hiilijalanjälki (kg CO₂ ekv). Tuloksista on laadittu oma raporttinsa. Hankkeen nettisivuilla löytyy tietoa tuloksista ja ilmeisesti lisää tietoa on vielä tulossa, joten sivustoa kannattaa seurata, taulukko 1. (ks. linkki kirjallisuusluettelosta)

Taulukko 1. Oheisessa taulukossa on esitetty tärkeimpien luonnonmateriaaleista valmistettujen lämmöneristeiden ominaisuuksia. Taulukkoon on laskettu vertailun vuoksi lämmönläpäisykerrointa (U-arvo) 0,17 W/(m²K) vastaava eristepaksuus. Sen avulla on mahdollista muodostaa kuva eristeiden ”hyvyydestä”. Tietojen lähteet: (1) Tampereen yliopisto (materiaalit testattu 10 asteen lämpötilassa ja 65 % RH vastaavassa vesipitoisuudessa), (2) Oulun AMK, Paibira-hanke (kuivien materiaalien arvoja).

Laskelmissa käytettävät lämmönjohtavuuden arvot määrittelee nykyään suunnittelija lähtien laboratoriossa määritetyistä arvoista (RIL 225-2004). Näin ollen edellisessä taulukossa esitettyjä lukemia ei voida aivan sellaisenaan käyttää laskelmissa, mutta kyllä niiden perusteella melko hyvän kuvan saa eristeiden ominaisuuksista. Olisikin tärkeätä, että myös luonnoneristeille määriteltäisiin ns. viralliset lämmönjohtavuudet, jolloin rakenteiden lämmönläpäisykertoimet (U-arvot) voitaisiin laskea luotettavasti ja hyväksyttävästi esimerkiksi rakennuslupaa varten. Muutamat materiaalintoimittajat ovatkin jo testauttaneet tuotteensa, joiden perusteella on mahdollista määritellä luotettavat lämmönjohtavuuden arvot (esimerkiksi selluvilla, puuhake-eriste ja kutterinlastueriste).

Vanhojen lämmöneristeiden ominaisuuksia

Vanhoissa rakennusohjeissa ja -normeissa on esitetty luonnonmateriaalien lämmönjohtavuusarvoja, jotka on esitetty kuiville materiaaleille, sekä likimain siinä vesipitoisuudessa, missä materiaalit rakennuksissa ovat. Tätä jälkimmäistä arvoa on kutsuttu normaaliksi lämmönjohtavuudeksi ja sitä on voitu käyttää sellaisenaan laskelmissa. Materiaalin vesipitoisuus ja myös lämpötila vaikuttavat materiaalien lämmönjohtavuuteen. Kosteus kasvattaa materiaalin lämmönjohtavuutta. Mitä pienempi lämmönjohtavuuden arvo on, niin sitä paremmin materiaali eristää lämpöä. Vanhoissa ohjeissa esimerkiksi sahanpurun ja kutterinlastun normaalit lämmönjohtavuusarvot (vesipitoisuus 12 % kuivapainosta) ovat olleet melkoisen korkeita (huonoja) verrattuna uusimpien tutkimusten tuloksiin. Seuraus tästä on ollut, että vanhoja, perinteisiä lämmöneristeitä on ehkäpä turhan takia pidetty selvästi huonompina kuin uudempia lämmöneristeitä, esimerkiksi mineraalivillat (lasivilla ja kivivilla) ja muovieristeet (polystyreeni ja polyuretaani).

Vuoden 1962 lämmöneristysnormeissa sullotun kutterinlastun (120 kg/m³) normaalin lämmönjohtavuuden arvo oli 0,08 W/(mK). Sama arvo on ollut myös sahanpurulla (tiheys 200 kg/m³). Neljäkymmentä vuotta uudemmassa asetuksessa, vuoden 2003 Rakentamismääräyskokoelmassa, arvoiksi on annettu samainen 0,08 W/(mK). Nykyään ulkoseinän lämmönläpäisykertoimen (U-arvo, aiempi nimi k-arvo) arvoksi on määrätty 0,17 W/(m²K). Jos lasketaan yksinkertaistetusti kuinka paksulla eristekerroksella kyseinen arvo olisi saavutettavissa, niin vanhalla lämmönjohtavuudella eristepaksuudeksi tulee 47 cm, eli reippaasti suurempi kuin materiaalien uudemmilla arvoilla laskien, joilla tulokseksi saadaan noin 30 cm.

Vuoden 1955 Rakentajankalenterissa on esitetty materiaalien normaaleja lämmönjohtavuuksia, jotka ovat tuolloin määritetty VTT:n lämpöteknillisessä laboratoriossa (Taulukko 2). Arvot perustuvat ”Asuinrakennusten seinämien lämmönläpäisyluvt ja niiden suositeltavat enimmäisarvot” -julkaisuun vuodelta 1949 (RIY A 15).

Taulukko 2. Materiaalien lämmönjohtavuuksia (Rakentajain kalenteri 1955)

Kuva 1. Esimerkkinä vuoden 1955 Rakentajain kalenterissa esitetty puruseinän rakenne. Numeroarvot ovat seinärakenteen normaalisia lämmönläpäisylukuja (k-arvo, nykyisin U-arvo). Laatuna on vanha yksikkö kcal/(m²h˚C), joka pitää jakaa luvulla 0,86, jotta saadaan nykyisin käytettävä arvo W/(m²K).

Kirjallisuutta

Juha Vinha, et.al. Rakennusmateriaaline rakennusfysikaaliset ominaisuudet lämpötilan ja suhteellisen kosteuden funktiona. Tutkimusraportti 129, Tampereen teknillinen yliopisto. Tampere 2005. 101 s. + liitt. 211 s. https://urn.fi/URN:NBN:fi:tty-2011041510640

Paikalliset biopohjaiset rakennusmateriaalit, Paibira. Tutkimushanke, OAMK 2020. https://www.paibira.fi/

Rakentajain kalenteri 1955. Rakentajain Kustannus Oy.

Ympäristöministeriön ohje lämmöneristyksestä. C4 Suomen rakentamismääräyskokoelma. Lämmöneristys, ohjeet 2003. Helsinki 2002. 24 s.

Ympäristöministeriön uudet ja vanhat määräykset ja ohjeet löytyvät netistä seuraavan linkin takaa: https://ym.fi/rakentamismaaraykset

Lehtisalo, juha, Hengittävä seinärakenne luonnonmukaisista materiaaleista. Lapin AMK, 2019. https://www.theseus.fi/handle/10024/161691

Anttalainen, Minna, Luonnonmukaisten lämmöneristeiden käyttö uudis- ja korjausrakentamisessa. Metropolia Ammattikorkeakoulu, 2019. https://www.theseus.fi/handle/10024/159897

Asuinrakennusten lämmöneristysnormit 1962. Rakennusinsinööriyhdistyksen julkaisuja A 43. Helsinkin 1962. 29 s.

Asuinrakennusten seinämien lämmönläpäisyluvut ja niiden suositeltavat enimmäisarvot. Rakennusinsinööriyhdistyksen julkaisuja A 15. Helsinki 1949. 83 s.

Rakennusfysiikka 1. Rakennusfysikaalinen suunnittelu ja tutkimus. RIL 255-1-2014. Suomen Rakennusinsinöörien liitto ry. Helsinki 2014. 500 s.

Rakennusosien lämmönläpäisykertoimien laskenta. Ohje standardien SFS-EN ISO 10456 ja SFS-EN ISO 6946 soveltamiseen. RIL 225-2004. Helsinki 2004. 115 s. (Huom. Otsikon ensimmäinen standardi on uusittu vuonna 2009 ja toinen 2017)

Pieni hiilijalanjälki tuo purun ja luonnonmateriaalit takaisin rakentamiseen – helpotusta kaivataan energiamääräyksiin. Rakennuslehden artikkeli 15.11.2019.