Tiiviysmittaus rakennuksen laadunvalvontamittauksena on tullut jäädäkseen, yhtenä rakennuksen vaipan kunnon tutkimisen muotona, lämpökuvauksen rinnalle. Rakennusten ilmanpitävyyden mittaaminen, rakennusten laadunvalvontamittauksena, on yleistynyt merkittävästi muutaman vuoden sisällä. Vaipparakenteiden ilmatiiviydestä on puhuttu kymmeniä vuosia, mutta vasta energiatodistuksen myötä, tiiviyden todentaminen on yleistynyt. Aikaisemmin on käytetty termiä ”pullotalo”, kun on tarkoitettu tiiviiksi tehtyä taloa, jossa ei välttämättä aina ole huolehdittu ilmanvaihdosta.”Pullotalo” termi ja käsitys elää yhä vahvana ja negatiivisena ajatuksena suomalaisessa rakentamisessa. Sen taustat ovatkin tosin todelliset ajoilta, jolloin ilmanvaihdosta ei huolehdittu.  

Energiatehokkuus on lyönyt 2000-luvulla itsensä läpi myös suomalaisessa rakentamisessa ja vaipan ilmatiiviys ja sen todentaminen on yksi osa rakennuksen energiatehokkuutta. Passiivitalojen tapauksessa voidaan puhua ”termospullotaloista”, joissa energiatehokas koneellinen ilmanvaihto takaa hyvän sisäilmanlaadun ja tiivis vaippa rakenteiden toimivuuden.

Painekoe
Rakennuksen ilmanpitävyyteen kehitetty koe, jossa rakennus ali- tai ylipaineistetaan, jotta vaipan ilmanpitävyyttä voidaan tutkia.

Tiiviysmittaus kts. painekoe
Rakennuksen ulkovaipan ilmavuotoluvun n50 ja q50 määrittäminen 50 Pa alipaineessa (tai ilmavuotokohtien etsiminen muussa, käyttötilannetta suuremmassa alipaineessa).

Ilmanvuotoluku, n50 [1/h]
Ilmanvuotoluku n50 kertoo, montako kertaa rakennuksen ilmatilavuus vaihtuu tunnissa rakennusvaipan vuotoreittien kautta, kun rakennukseen aiheutetaan 50 Pa (pascal) ali- tai ylipaine. Rakennuksen sisätilavuus mitataan ulkovaipan sisäpintojen mukaan, välipohjia ei lasketa ilmatilavuuteen.

Ilmanvuotoluku, q50 [m3/(h m2]
Ilmanvuotoluvulla q50 kuvataan rakennusvaipan keskimääräistä vuotoilmavirtaa tunnissa 50 Pa paine-erolla kokonaissisämittojen mukaan laskettua rakennusvaipan pinta-alaa kohden (m3/(h m2)). Rakennusvaipan pinta-alaan lasketaan ulkoseinät aukotuksineen sekä ylä- ja alapohja.

Ilmanpitävyys, ilmatiiveys
Ilmanpitävyydellä tarkoitetaan rakenteen kykyä estää haitallinen ilmanvaihtuvuus rakenteen eri kerrosten läpi.

Neutraaliakseli
Tasolinja rakennuksen poikki jossakin korkeudessa, missä sisä- ja ulkoilman paine-ero on nolla.

Ulkovaippa
Ulkovaipalla tai vaipalla tarkoitetaan rakennuksen sisätilojen erottavia rakennekerroksia kylmästä ulkoilmasta.

Rakennuksen vaipan ala
Rakennuksen vaipan ala lasketaan ulkoseinät aukotuksineen ja alapohja ja yläpohja sisämittojen mukaan laskettuna.  

Huoneiston vaipan ala
Kerrostalohuoneiston ja rivitalohuoneiston tiiviysmittauksessa asunnon vaipan alaan kuuluu: ulkoseinät, huoneiston väliset seinät, asunnon ja portaikon välinen seinä sekä huoneiston alapohja ja yläpohja. Eli asunnon vaipan ala lasketaan asuntoa rajaavat seinät aukotuksineen ja lattia ja katto.

Rakenteiden kautta kulkeutuvan vuotoilman lämmitykseen tarvitsevan energian laskemiseen tarvitaan 3 kaavaa, jotka ovat esitetty Suomen Rakennusmääräyskokoelman osassa D3 2012. Lähtötietoina tarvitaan kohteen ilmavuotoluku q50, vaipan ala ja paikkakunnan lämmöntarveluku / astepäiväluku sekä tarkastelujakson pituus.

Rakenteiden epätiiviyksien kautta sisään ja ulos virtaavan vuotoilman lämmityksen tarvitsema energia Qvuotoilma lasketaan kaavalla 2.2.1.

Qvuotoilma  = Hvuotoilma (Ts – Tu) ∆t /1000      Kaava 2.2.1

Qvuotoilma      vuotoilman lämmityksen tarvitsema energia, kWh
Hvuotoilma      vuotoilman ominaislämpöhäviö, W/K
Ts      sisäilman lämpötila, ºC
Tu      ulkoilman lämpötila, ºC
∆t      ajanjakson pituus, h
1000      kerroin, jolla suoritetaan laatumuunnos kilowattitunneiksi

Vuotoilman ominaislämpöhäviö Hvuotoilma lasketaan kaavalla 2.2.2.

Hvuotoilma = ρi  cpi qv, vuotoilma            Kaava 2.2.2

Hvuotoilma      vuotoilman ominaislämpöhäviö, W/K
ρi       ilman tiheys, 1,2 kg/m³
Cpi       ilman ominaislämpökapasiteetti, 1000 Ws/(kgK)
qv,      vuotoilma vuotoilmavirta, m³/s

Vuotoilman vuotoilmavirta qv lasketaan kaavalla 2.2.3.

qv,vuotoilma (m3/s) = (q50 / 3600*X)*Avaippa      Kaava 2.2.3

X = kerroin :
1-kerroksinen 35,
2-kerroksinen 24,
3-4 kerroksinen 20,
5 ja sitä korkeammille 15.

X-kerroin perustuu kenttäkokeiden tuloksiin jolla kertoimella muutetaan 50 Pa paine-erolla tapahtuva ilmavuotomäärä vastaamaan normaalia käyttötilanteen paine-eron ilmavuotomäärää.

Lasketaan esimerkiksi Rovaniemelle rakennettavan sähkölämmitteisen teollisuushallin tarvitsema vuotoilman energiantarve seuraavilla lähtötiedoilla:
q50= 4
Avaippa=1000m2
Energian hinta=0,13€/kWh
Hallin korkeus vastaa 3-4 kerroksista rakennusta

qv,vuotoilma (m3/s) = (4 / 3600*20)*1000 = 0,556 m3/s

Hvuotoilma = 1,2*1000*0,556 m3/s = 666,7 W/C

Qvuotoilma  = 666,7 W/C *6000vrkC*24h /1000 = 96000 kWh/v

Kulutus: 96000 kWh/v*0,13€/kWh = 12480 €

Jos vaipan ilmavuotoluku kyseisessä hallissa olisi 1 (q50= 1), vastaavasti energiankulutus olisi neljäs osa eli 3120 €.  

Suomen Rakennusmääräyskokoelman osassa D3 2012 sanotaan ilmanpitävyydestä seuraavaa:
Kohta 2.3.1
Sekä rakennusvaipan, että tilojen välisten rakenteiden tulee olla niin ilmanpitäviä, että vuotokohtien läpi tapahtuvat ilmavirtaukset eivät aiheuta merkittäviä haittoja rakennuksen käyttäjille, rakenteille tai rakennuksen energiatehokkuudelle. Erityistä huomiota tulee kiinnittää rakenteiden liitosten ja läpivientien suunnitteluun sekä rakennustyön huolellisuuteen. Rakenteisiin on tarvittaessa tehtävä erillinen ilmansulku.

Kohta 2.3.2
Rakennusvaipan ilmanvuotoluku q50 saa olla enintään 4(m2/(h m2)). Ilmavuotoluku voi ylittää arvon 4(m2/(h m2)), jos rakennuksen käytön vaatimat rakenteelliset ratkaisut huonontavat merkittävästi ilmanpitävyyttä.

Edellä lainattu määräysten teksti tarkoittaneen sitä, että uudisrakennusten ilmavuotoluku tulisi olla parempi, kuin 4(m2/(h m2)). Mitä sitten tarkoitetaan -käytön vaatimat rakenteelliset ratkaisut – jää tulkitsijan oman mielipiteen varaan.  Itse näkisin tässä kohtaa, että voidaan soveltaa joissakin tapauksissa, vaikka perinteisten hirsirakennusten osalta tätä määräysten ”porsaan reikää”.

Kohta 2.3.2 jatkuu seuraavasti:
Pienempi ilmanpitävyys voidaan osoittaa mittaamalla tai muulla menettelyllä. Asuinkerrostaloissa ilmanpitävyys voidaan osoittaa mittaamalla vähintään 20 % huoneistoista. Ilmanpitävyyden mittaus voidaan suorittaa myös rakennuksen omilla ilmanvaihtokoneilla, jolloin enintään 25 % rakennuksen tilojen lämmitetystä nettoalasta voidaan rajata pois mittauksesta. Jos ilmanpitävyyttä ei osoiteta mittaamalla tai muulla menettelyllä, rakennusvaipan ilmavuotolukuna käytetään 4(m2/(h m2)).

Selostuskohdassa mainitaan:
Ilmanpitävyyden osoittaminen muulla menettelyllä voi olla esimerkiksi teollisen talonrakennuksen laadunvarmistusmenettelyä, jolla ilmanpitävyys voidaan luotettavasti arvioida ennakolta.
Tasauslaskennassa ilmanvuotoluvun vertailuarvo on 2(m2/(h m2)).

Selostuskohdassa 2.5.8 mainitaan:
Kosteusteknisen turvallisuuden, hyvän sisäilmaston ja energiatehokkuuden kannalta tulisi rakennusvaipan ilmanvuotoluvun q50 olla enintään 1(m2/(h m2)).

Määräyksistä voidaan tehdä seuraava raja-arvo taulukko:
q50 –Luku      Selite
yli 4      Poikkeukselliset rakenteelliset ratkaisut
4      Vähimmäisvaatimus kaikille uudisrakennuksille
2      Laskennassa käytettävä vertailuarvo = määräysten mukainen rakennus
1      Määräysten suositusarvo

Rakennuksen tai sen osien tiiviyttä mitataan ns. paine-eromenetelmällä, jossa tutkittavaan tilaan aiheutetaan paine-ero ulkoilmaan nähden. Paine-ero saadaan aikaan puhaltimella.  Puhallin asennetaan ulko-oven tai ikkunan tuuletusluukun paikalle. Puhallin voi olla myös rakennuksen oma ilmanvaihtolaitteisto.

Mittaus tehdään useammalla paine-erolla (yleensä vähintään viidellä). Paine-eron ylläpitämiseksi tarvittavat ilmamäärät mitataan.  Mittaussarjasta lasketaan vuotoilmakäyrä, jonka avulla lasketaan 50Pa paine-eroa vastaava ilmamäärä.

50 Pa paine-eron ylläpitämiseksi tunnin aikana tarvittava ilmamäärä [Q] jaettuna tutkittavan tilan ilmatilavuudella [V] antaa tulokseksi ns. ilmavuotoluvun n50, tai ilmamäärä jaetaan vaipan alalla [A] jolloin tulokseksi saadaan ilmavuotoluku q50.  Ilmavuotoluku n50 esitetään yksikössä 1/h, vaihtoa tunnissa.  Ilmavuotoluku q50 esitetään yksikössä [m3/(h m2].

           n50 = Q50/V                  Kaava 4.1

missä      n50 = rakennuksen ilmavuotoluku 50 Pa paine-erolla [1/h]
Q50 = painekokeella mitattu ilmavirtaus 50 Pa paine-erolla [m³/h]
V = rakennuksen/mitattavan osan sisätilavuus [m³]

q50 = Q50/A                  Kaava 4.2

missä      q50 = rakennuksen ilmavuotoluku 50 Pa paine-erolla [m3/(h m2]
Q50 = painekokeella mitattu ilmavirtaus 50 Pa paine-erolla [m³/h]
A = rakennuksen/mitattavan osan ulkovaipan ala [m2]

Rakennuksen ilmanpitävyyden mittaaminen painekoemenetelmällä on esitetty standardissa SFS¬ EN 13829. Suomessa ja yleensä Euroopassa käytetään standardissa esitettyä mittausmenetelmää B (rakennuksen vaipan testaus) siten, että rakennukseen tarkoituksellisesti ilmanvaihtoa varten tehdyt aukot (ilmanvaihtokoneen tulo- ja poistokanavat, korvausilmaventtiilit), tulisijat ja hormit suljetaan tiiviisti.