Värske doktor Paul Klõšeiko uuris oma doktoritöös Kesk-Euroopas levinud kapillaaraktiivsete soojustusmaterjalide kasutamise sobivust Eesti kliimas. Tööst selgus, kas välisseinte seestpoolt lisasoojustamine põhjustab hallituse riski. Samuti oli Klõšeikol luubi all küsimus, millistel tingimustel õnnestub vältida hallituse ja külmakahjustuse tekkimist välisseintes.

Seespoolne lisasoojustamine on seotud riskidega

Autor tõdeb, et ehkki väljast soojustamine on niiskustehniliselt turvaline, ei ole see kultuuriväärtuslikele hoonetele soojuslahendusena alati esimene valik. Doktoritöö juhendaja, professor Targo Kalamees lisab, et kiviseinte seespoolne lisasoojustamine on päevakorras, kui fassaadi selle seisundi või väärtuse tõttu lisasoojustada ei saa. "Mõnikord seab ka mälestise autentse välisilme säilitamine väljastpoolt lisasoojustamisele piirid," märgib ta.

Hoonet seestpoolt mineraalvillaga soojustades kaasneb samas hallituserisk ning aurutõket kasutades võib kogunema hakata kaldvihmast tingitud niiskus. Viimane kiirendab omakorda fassaadide lagunemist ning müüritisele toetuvate vahelaetala-otste mädanemist. "Niiskustehnilise toimivuse poolest on seestpoolt lisasoojustamine seotud väga suurte riskidega" tõdeb Kalamees.

Mida kujutavad endast kapillaaraktiivsed materjalid?

Viimase 15 aasta jooksul on Kesk-Euroopas hakanud levima niinimetatud kapillaaraktiivsete soojustusmaterjalide kasutamine, mis peaksid eelmainitud riske maandama. Nimelt taluvad need materjalid tavalisest suuremaid niiskussisaldusi. Samas ei saa olla kindel, et need toimivad külmemas kliimas samamoodi kui Kesk-Euroopas – niiskuskoormuste mõju ja külmakahjustused võivad siin olla palju nähtavamad.

Targo Kalamehe sõnul küsitaksegi temalt tihti, et millise materjaliga võib lisasoojustada kiviseina. Tema vastus on, et kiviseina seestpoolt lisasoojustamine ei sõltu ainult materjalide omadusest, vaid vaja on tunda ka lisasoojustatava seina enda omadusi. "Enne on vaja mõõta olemasoleva välisseina soojus- ja niiskustehnilised omadused, seejärel see lahendus projekteerida ning tulemuse toimivust hinnata prototüübi mõõtmise abil," loetleb Kalamees.

Milliseid meetodeid kasutati?

Hindamaks kapillaaraktiivsete ja nii-öelda traditsiooniliste seespoolse lisasoojustuslahenduste sobivust Eesti kliimasse, tegi Paul Klõšeiko nii katseid kui ka arvutusi.

Ta jälgis kuue erineva soojustussüsteemi soojuslikku ja niiskuslikku toimivust kolmes hoones. Kliimakambris tehtud uuringuga hindas ta kolme kapillaaraktiivse soojustussüsteemi külmakindlust. Samal ajal uuris ta süsteemi soojuslikke ja niiskuslikke tingimusi.

Siinkohal oli Klõšeikol oma töös palju abi soojuse, õhu ja niiskuse mudeldamisest. Esmalt võrdles ta katsetes kogutud mõõtmistulemusi samade olukordade mudeldamistulemustega. Seejärel arendas ta välja tööriista soojustusmaterjalide vedeliku- ja aurujuhtivuskõverate parandamiseks ning seeläbi täpsemaks mudeldamiseks.

Laiema ülevaate saamiseks ning soovituste andmiseks mudeldas ta lõpuks Tõraverest 49 aasta jooksul kogutud väliskliima andmete abil vaheldumisi nii aurutihedaid kui ka kapillaaraktiivseid lahendusi.

Peamised tulemused

Töös uuritud lahenduste abil saavutas Paul Klõseiko kaks kuni kolm korda madalama soojusläbivuse kui esialgsetel soojustamata seintel. Tõusid ka sisepinna-temperatuurid. Praktilisest küljest tähendab see võimalikku energiasäästu ja välispiirete sisepindade madalamat hallitusriski.

Välimõõtmiste tulemused näitasid, et kuiva siseõhuga ruumides toimisid uuritud lahendused hästi. Ilmnes aga, et kui kapillaaraktiivseid süsteeme märjalt paigaldada, võtab ehitusniiskuse väljakuivamine märkimisväärselt kaua aega – sellega tuleks ehitustöid planeerides arvestada.

Kapillaaraktiivsete soojustussüsteemide külmakindluse uuring näitas, et külmakindla poorbetooni tõmbetugevus (suurim pinge, mille korral tõmmatav keha veel ei purune, toim) siiski langes peale külmumise ja sulamise tsükleid. Paisutatud perliit käitus samamoodi.

Mõõtmis- ja arvutustulemuste võrdlus näitas, et soojuslikult on korrelatsioon hea. Samas alahindas mudel suhtelist niiskust märgumisel ning ülehindas seda kuivamisel. Paraku alahindas Klõseiko sõnul tavapäraselt määratud auru- ja veejuhtivus-funktsioonidega mudeldamine suure niiskussisaldusega piirkonnas märgumisprotsesside niiskussisaldusi. 

Igale hoonele oma

Klõseiko tegi parameetrilisi arvutusi 52 sentimeetri paksuse tellisseina näitel. Tõravere 49 aasta väliskliima tingimustes tehtud arvutused näitasid, et nii aurutiheda kui ka kapillaaraktiivse auru juhtiva soojustuslahenduse puhul peab müüritise väliskiht taluma varasemast rohkem jääd ja külmumistsükleid. Vastasel korral võivad need välisseina kiiremini lagundada.

Soojustuskihis võib külmumine teatud kombinatsioonide puhul probleeme valmistada nii poorbetoon- kui ka kaltsiumsilikaat-soojustussüsteeme kasutades. Selleks, et vanas sisekrohvis külmakahjustusi vältida, tuleks see enne seespoolse lisasoojustuse paigaldamist eemaldada.

Soojustusetagused hallitusindeksid olid kõrged kõigi lahenduste puhul. Sestap tuleb autori sõnul paigaldustöödel jälgida, et soojustusekiht jääks õhutihe. Vastasel korral võivad hallituseosed soojustuse tagant välja kanduda.

Kokkuvõtvalt on seespoolse lisasoojustuse kasutamisel suur tõenäosus saavutada toimiv lahendus. Niisiis sobivad kapillaaraktiivsed materjalid ka külmemasse kliimasse. Samas on kriitiliste kombinatsioonide vältimiseks vajalik kindlasti läheneda juhtumipõhiselt.

Ehituse ja arhitektuuri instituudi doktorant Paul Klõšeiko kaitses doktoritöö "Hygrothermal Performance of Masonry Walls Retrofitted with Interior Insulation in Cold Climate" ("Kiviseinte seespoolse lisasoojustuse soojus- ja niiskustehniline toimivus külmas kliimas") 9. augustil Tallinna Tehnikaülikoolis.