JULKISIVUKORJAUSKLUSTERIN TRENDIT -korjaustoiminnan muutokset lähitulevaisuudessa

Transkriptio

1 Julkisivukorjaamisen nykytila ja tulevat trendit Julkisivuyhdistyksen kevätseminaari Helsinki Jukka Lahdensivu Tampereen teknillinen yliopisto, Rakennustekniikan laitos JULKISIVUKORJAUSKLUSTERIN TRENDIT -korjaustoiminnan muutokset lähitulevaisuudessa

2 Julkisivukorjausklusterin trendit Sisältö: - Suomalainen kerrostalokanta - Tutkimusaineisto - Materiaaliominaisuudet ja vaurioituminen - Energiatehokkuus - Mihin asioihin tulisi kiinnittää huomiota 2

3 SUOMALAINEN BETONIELEMENTTIKERROSTALOKANTA Puolet suomalaisista betonielementtitaloista on rakennettu välillä Noin 44 Mm 2 betonijulkisivuja, parveketta Merkittävää korjaamista vaativaa vaurioitumista havaittu jo lyhyen käyttöiän jälkeen Finnish building stock in numbers, 2008 apartments All buildings Apartment houses whole building stock built before 1960 built in Rakennustekniikan 2008 laitos, Jukka Lahdensivu 3

4 Suomalainen betonielementtikerrostalokanta Kahta perustyyppiä: lamellitalo pistetalo Rakenteet BES-järjestelmän mukaisia julkisivut sandwich- tai kuorielementtejä parvekkeet omilla perustuksilla olevia torneja parvekkeet KANTAVA rakenne. 4

5 Suomalainen betonielementtikerrostalokanta 5

6 Suomalainen betonielementtikerrostalokanta 6

7 7

8 Suomalainen rakennuskanta Vainio et al

9 Korjausrakentaminen alkoi 1990-luvulla Korjausrakentamisen ohjeistusta - Betonirakenteiden korjausohjeet BY 41 (1996 ja 2007) - Betonijulkisivun kuntotutkimus BY 42 (1997 ja 2002) Korjausrakentamisen kasvu on ollut varsin tasaista. Korjaamisen kenttä on samalla laajentunut huoneistoremonteista ja laatutason parantamisesta vaurioiden korjaamiseen. Tähän mennessä korjattu kaikkiaan noin 19 % julkisivuista 23 % parvekkeista (Köliö 2011) 9

10 10

11 TUTKIMUSAINEISTO Tutkimusaineisto koostuu: Suomalaisten betonijulkisivujen ja parvekkeiden säilyvyysominaisuudet ja todellinen vaurioituminen BeKotietokannan mukaan (947 betonielementtikerrostaloa vuosilta Ilmatieteen laitoksen säähavainnot vuodesta 1961 lähtien Mitattu energiankulutus 727 lähiökerrostalosta. 11

12 MIKSI HUOKOINEN MATERIAALI PAKKASRAPAUTUU? - Betoni, tiili ja laasti ovat huokoisia materiaaleja, jotka voivat imeä kapillaarisesti runsaasti vettä huokosverkostoon - Materiaalit ovat hauraita, toistuva jäätyminen ja sulaminen voivat aiheuttaa rapautumista, joka on kiihtyvä ilmiö - Materiaalin lujuus ja kosteusrasitus vaikuttavat rapautumisen esiintymiseen ja etenemisnopeuteen - Laaja-alaisena vauriona mahdoton korjata 12

13 Materiaaliominaisuudet Huokoisessa materiaalissa oltava riittävästi ja tarpeeksi tiheässä kapillaarisesti vedellä täyttymättömiä ns. suojahuokosia Jäätyvän veden muodostama huokosverkoston paine voi purkautua näihin suojahuokosiin, jolloin jäätymispaine jää riittävän alhaiseksi eikä materiaali rikkoudu 13

14 Materiaaliominaisuudet Huokoisessa materiaalissa oltava riittävästi ja tarpeeksi tiheässä kapillaarisesti vedellä täyttymättömiä ns. suojahuokosia Jäätyvän veden muodostama huokosverkoston paine voi purkautua näihin suojahuokosiin, jolloin jäätymispaine jää riittävän alhaiseksi eikä materiaali rikkoudu 14

15 Materiaaliominaisuudet, betonin pakkasenkestävyys Pakkasenkestävän betonin suojahuokossuhteen tulisi olla p r 0,20 Jos p r < 0,10, betonissa ei huokostusta Vaurioituminen nopeinta rantakaistalla 15

16 Materiaaliominaisuudet, betonin pakkasenkestävyys 16

17 Materiaaliominaisuudet, betonin pakkasenkestävyys Pakkasenkestävän betonin suojahuokossuhteen tulisi olla p r 0,20 Suojahuokossuhde eri pintaisissa elementeissä <0,1 0,1-0,15 0,15-0,2 0,2 100 % 90 % 80 % 70 % 60 % 50 % 40 % 30 % 20 % 10 % 0 % Pesubetoni (n=573) Harjattu, maalattu (n=875) Klinkkeripintainen (n=188) Muottipintainen, maalaamaton (n=109) Muottipintainen, maalattu (n=239) Tiililaattapintainen (n=243) Valkobetoni (n=40) 17

18 Materiaaliominaisuudet, betonin pakkasenkestävyys Pakkasenkestävän betonin suojahuokossuhteen tulisi olla p r 0,20 18

19 VAURIOITUMINEN, Betonin pakkasrapautuminen Näkyviä rapautumavaurioita julkisivuissa 42,7 % parvekkeissa 27,4 % Suurin osa paikallisia 35,4 % (21,8 %) Laaja-alaisia 7,3 % (5,6 %) 19

20 Kuva Ins.tsto Lauri Mehto Oy 20

21 Rasitustekijät Sateesta vain osa julkisivupinnalle. Riippuu mm.: - Pisarakoosta - Pisaroiden putoamisnopeudesta - Tuulesta ja tuulen suunnasta. Noin 50 % sademäärästä osuu julkisivuihin. 21

22 MIKSI RAUDOITTEET RUOSTUVAT? - Raudoitteiden peitepaksuudet pieniä - Betonin (tai laastin) korroosiolta suojaava emäksisyys alenee ajan funktiona ilman hiilidioksidin vaikutuksesta. CO 2 Carbonation front ph ~ 8 ph ~ 13 22

23 carbonation depth [mm] Säilyvyysominaisuudet, Betonin karbonatisoituminen - Karbonatisoitumissyvyys vaihtelee suuresti materiaaliominaisuuksien ja julkisivun pintatyypin mukaan - Tyypillinen karbonatisoitumissyvyys 1970-luvun julkisivuilla on tällä hetkellä mm (Tuuti s model x = k t 0,5 ) Corbonation of concrete according to surface finishing time [years] fast, k = 3,2 brushed, painted float-finished painted plain concrete uncoated plain concrete exposed aggregate concrete brushed uncoated brick tile finishing white cement concrete ceramic tile finishing 23

24 Share [%] Säilyvyysominaisuudet, Raudoitteiden peitepaksuus Clincer-clad finishing, mesh, n = Cover depth of reinforcement [mm] Betoninormien mukaan peitepaksuus > 20 mm. 24

25 Share [%] Säilyvyysominaisuudet, Raudoitteiden peitepaksuus Exposed aggregate concrete, mesh, n = Cover depth of reinforcement [mm] Betoninormien mukaan peitepaksuus > 20 mm. 25

26 Vaurioituminen, Näkyvät korroosiovauriot - Kuntotutkimushetkellä näkyviä korroosiovaurioita % kaikista julkisivuista % paikallisia % laaja-alaisia. - Rakennusten ikä kuntotutkimushetkellä 8-32 vuotta - Näkyvät korroosiovauriot yleisempiä rannikkoalueella kuin sisämaassa. 26

27 Annual rainfall [mm] Rasitustekijät Sademäärällä oleellinen vaikutus korroosionopeuteen Vantaa 200 Turku 100 Jyväskylä Year 27

28 Rasitustekijät (Mattila 2003) (Tuutti 1982) 28

29 Rasitustekijät Sateen suunnalla merkittävä vaikutus eri julkisivujen saamaan saderasitukseen. Rakennuksen yläosat ja nurkat saavat eniten sadetta. Räystäillä saderasitusta alentava vaikutus (1,5-2 m). 29

30 ENERGIATEHOKKUUS 30

31 Energiatehokkuus 31

32 Energiatehokkuus Energian jakautuminen 1974 valmistuneessa asuinkerrostalossa 32

33 Erityistä huomiota tulisi kiinnittää (tekninen korjaustarve): 1. Pesubetoni- ja klinkkerilaattapintaisten julkisivujen pakkasenkestävyys tyypillisesti erittäin huono ja korjausvaihtoehdot vähäisiä (peittävä tai purkava). 2. Parvekkeiden pielielementtien etureunat. Kylmä rakenne, joka saa eniten saderasitusta (raudoitteet nurkissa, pakkasenkestävyys puutteellinen). Vaikuttaa koko parvekkeen kantavuuteen. 3. Elastisten saumojen sekä maalipintojen ja pellitysten kunto. Ehjinä alentavat betonirakenteen kosteuspitoisuutta ja näin hidastavat vaurioitumista luvun tuotanto yleensä puutteellisen pakkasenkestävyyden vuoksi. 5. Suojaavilla pinnoitteilla on mahdollista hidastaa vaurioitumista merkittävästi. 6. Rakennustekniikan 1970-luvun laitos, Jukka elementteikerrostalotuotannon Lahdensivu 33

34 Erityistä huomiota tulisi kiinnittää (energiatehokkuus): 1. Kaikki elementtikerrostalot ovat keskimäärin energiatehokkuusluokassa E valmistumisvuosikymmenestä huolimatta. Kulutusvaihtelu on kuitenkin suurta. 2. Ilmanvaihdolla ja lämpimällä käyttövedellä on suurempi vaikutus kokonaisenergiankulutukseen kuin rakenteilla. 3. Korjausrakentamisessa merkittävin energiansäästö voidaan saada aikaiseksi ikkunoiden uusimisella ja siihen liittyen lämpötilan säädöllä. Vasta sitten tulee lisälämmöneristäminen 4. Energiansäästötavoitteista huolimatta järkevät korjaukset ja ylläpitotoimet tulee tehdä myös silloin, kun niillä ei ole vaikutusta energiankulutukseen 34

35 KIITOS. 35