Hannu Kiukkonen Betonisandwich-seinien lisäeristykset ja niiden kosteustekninen toiminta lukujen kerrostaloissa.
|
|
- Aimo Lehtinen
- 8 vuotta sitten
- Katselukertoja:
Transkriptio
1 Hannu Kiukkonen Betonisandwich-seinien lisäeristykset ja niiden kosteustekninen toiminta lukujen kerrostaloissa Diplomityö Tarkastajat: professori Ralf Lindberg ja RI, KTM Mikko Rajaniemi Tarkastajat ja aihe hyväksytty: Rakennetun ympäristön tiedekuntaneuvoston kokouksessa 6. lokakuuta 2010
2 II ALKUSANAT Tämä työ on tehty Tampereen teknillisessä yliopistossa opinnäytetyönä kesän ja syksyn 2010 aikana. Tutkimuksen rahoittajana on toiminut Tampereen teknillisen yliopiston tukisäätiö. Diplomityöni ohjaajana sekä tarkastajana on toiminut Ralf Lindberg, jota haluan kiittää kaikista saamistani neuvoista ja ohjeista sekä mielenkiintoisen aiheen ideoinnista. Suuri kiitos kuuluu myös Insinööritoimisto Controlteam Oy:n Mikko Rajaniemelle, joka toimi työni toisena tarkastajana ja antoi arvokkaita neuvoja. Suurimmat kiitokseni osoitan perheelleni saamastani tuesta opiskelujeni varrella. Jyväskylässä, maaliskuussa 2011 Hannu Kiukkonen
3 III Tiivistelmä TAMPEREEN TEKNILLINEN YLIOPISTO Rakennustekniikan koulutusohjelma KIUKKONEN, HANNU: Betonisandwich-seinien lisäeristäminen ja niiden kosteustekninen toiminta lukujen kerrostaloissa. Diplomityö, 110 s. Maaliskuu 2011 Pääaine: Rakennesuunnittelu Työn tarkastajat: professori Ralf Lindberg ja KTM, RI Mikko Rajaniemi Avainsanat: Betonisandwich-seinä, lisäeristäminen, kosteustekninen toiminta, lisäeristysratkaisut Tämän tutkimuksen päätavoitteena on selvittää lisäeristysrakenteiden teknistä toteutusta ja betonisandwich-seinien ulkopuolisten lisäeristysrakenteiden kosteusteknistä toimintaa, kun eristetyyppi ja -paksuus sekä ympäristöolosuhteet vaihtelevat. Kosteustekniset laskut on suoritettu käsintehdyillä diffuusiotarkasteluilla ja WUFI-ohjelmistolla. Lisäksi tutkimusaineistona on käytetty kotimaista lähdekirjallisuutta. Tutkimus osoittaa, että kosteusteknisesti parhaiten toimii tuulettuva rakenne, jossa lisäeristeenä käytetään mineraalivillaa. Lisäeristysrakenteiden kosteustekninen toiminta paranee, kun eristepaksuutta lisätään, sillä tällöin vanhan ulkokuoren ja eristetilan olosuhteet lähenevät sisäilman olosuhteita. Kun eristepaksuutta lisätään, vanhat rakenteet kuivuvat nopeammin ja vanhan ulkokuoren vaurioituminen hidastuu tai parhaimmassa tapauksessa jopa pysähtyy. Polyuretaani toimii lisäeristeenä, mutta suurin osa rakenteen lämmönsiirtovastuksesta on kuitenkin muodostuttava polyuretaanilisäeristyskerroksen vastuksesta, jolloin vanhan rakenteen lämpötila- ja kosteusolot ovat lähellä sisäilman arvoja. Lisäksi polyuretaanin suuren vesihöyrynvastuksen vuoksi vanhan ulkokuoren kosteuspitoisuus tulisi olla lisäeristystä tehdessä alhaisella tasolla. Tällöin betonisandwich-seinän vanhan eristetilan suhteellinen kosteus ei nouse homeriskilukemiin. Tuulettumattomat rappausrakenteet toimivat laskelmien perusteella kosteusteknisesti normaaliolosuhteissa, mutta rankasti saderasitetuilla julkisivuilla mineraalivillan käyttöä lisäeristeenä ei voi suositella. Lisäksi ohutrappauslaastien korkeahko vesihöyrynvastus voi aiheuttaa ongelmia, jos eristetilaan pääsee tiivistymään kosteutta tai sitä kulkeutuu halkeamien kautta. Mineraalivillalla toteutetut tuuletetut lisäeristysrakenteet ovat osoittautuneet erittäin toimiviksi sekä laskemissa että käytännössä. Sen sijaan jos polyuretaania käytetään lisäeristeenä, rakenteen toimivuus on varmistettava laskelmin ja otettava huomioon muun muassa ulkokuoren alkukosteuspitoisuus.
4 IV Abstract TAMPERE UNIVERSITY OF TECHNOLOGY Master s Degree Programme in Civil Engineering KIUKKONEN, HANNU: Additional insulations of concrete sandwich panels and moisture physical behaviour and technical solutions in the apartment houses built in the 1960 s and 70 s. Master of Science Thesis, 110 pages March 2011 Major: Structural Engineering Examiners: Professor Ralf Lindberg and MBA, Civil Engineer Mikko Rajaniemi Keywords: concrete sandwich panel, additional insulation, moisture physical behaviour, additional insulation solutions The aim of this study is to examine the technical solutions and the moisture physical behaviour of the external additional insulations in concrete sandwich panels, when insulation material and -thickness as well as weather conditions are changing. The physical moisture calculations have been completed using basic diffusion analysis and WUFIsoftware. In addition, Finnish literature has been used as research material. This research shows that from the moisture physical point of view the best structure is structure, which has ventilation space and has mineral wool as additional insulation. The moisture physical behaviour of additional insulation structures improves when the thickness of the insulation is increased. This is due to the conditions in the old sandwich exterior and in the insulation space approaching indoor air conditions. If the thickness of the additional insulation is increased, the old structure also dries up faster and the degradation of the old exterior slows down. In the best case the degradation stops. Polyurethane works as an additional insulation, but the largest part of the structure s heat resistance should consist of the heat resistance of the polyurethane layer. This way the conditions in the old structure are close to the conditions of indoor air. In addition, due to the big water vapour resistance of polyurethane, the moisture content of the old exterior should be relatively low when additional insulation is installed. This makes sure that the relative humidity in the old insulation space will not be able to rise to the level where mould is able to grow. According to calculations unventilated rendering structures done over insulation layer work moisture physically in normal conditions. However, problems appear if structures additionally insulated with mineral wool are exposed to harsh driving rain. Moreover, the high water vapour resistance of thin-coated rendering mortars might cause problems if moisture is able to condense in the insulation space or drift there through cracks. Additional ventilated insulations executed with mineral wool and with ventilation space have been proven to work very well, both through calculations and in practice. Instead, if
5 the additional insulation is polyurethane, the moisture physical behavior of the structure must be checked using calculations. Moreover, attention must be paid to the moisture content of old exterior. V
6 VI SISÄLLYS 1. JOHDANTO BETONISANDWICH-ELEMENTIN HISTORIAA BETONISANDWICH-ELEMENTTIEN VAURIOITUMINEN Raudoitteiden korroosio Betonin rapautuminen Kiinnitysten ja kannatusten vauriot Kosteustekniset toimivuuspuutteet Muita teknisiä ongelmia LISÄERISTYSSUUNNITTELUN LÄHTÖKOHDAT Kuntotutkimus Omapainosta aiheutuvat kuormitukset vanhalle rakenteelle Tuulikuorman aiheuttamat rasitukset Iskukuorman aiheuttamat rasitukset Muuta suunnittelussa huomioitavaa Palomääräykset Terveydelle ja ympäristölle vaaralliset aineet Vanhan seinän lisäkiinnitys LISÄERISTYSRATKAISUT Eristerappaus kolmikerrosrappauksena Yleistä kolmikerrosrappauksesta Valmistelevat työt Käytettävät lämmöneristetuotteet ja niiden ominaisuudet Lämmöneristeiden kiinnitys Rappausverkon asennus Pellitykset Rappauslaastit Liikuntasaumat Kosteustekninen toiminta Eristerappaus ohutrappauksena Yleistä ohutrappauksesta Valmistelevat työt Käytettävät lämmöneristetuotteet ja niiden ominaisuudet Lämmöneristeiden kiinnitys Pohjarappaus ja rappausverkko Pinnoitus...24
7 5.2.7 Liikuntasaumat Kosteustekninen toiminta Levyverhous Yleistä levyverhouskorjauksista Valmistelevat työt Rankarakenne Lisälämmöneristys Verhouslevyjen asennus ja kiinnitys Kosteusteknisen toimivuuden varmistaminen Kuorielementit Yleistä kuorielementtijulkisivuista Lisälämmöneristys Kuorielementit Kuorielementtien kannatus Kosteustekninen toimivuus Kuorimuuraus Yleistä kuorimuurauksesta Lisälämmöneristys Muuraussiteet Muuraus Kuorimuurin kannatus Raudoitus ja liikuntasaumat Kosteustekninen toimivuus BETONISANDWICH-SEINÄN LÄMPÖ- JA KOSTEUSTEKNISEN TOIMINNAN TEORIAA Lämpö ja lämmön siirtyminen Lämmön johtuminen Lämmön säteily Lämmön konvektio Kosteus Sade Ilman kosteus Rakennuskosteus Muut kosteusrasitukset Olosuhdetekijöiden vaikutus Kosteuden siirtyminen ulkoseinärakenteessa Kapillaarinen siirtyminen Painovoimainen siirtyminen Diffuusio Vesihöyryn konvektio Kosteusdiffusiviteetti Kosteuden sitoutuminen...57 VII
8 6.4.1 Tasapainokosteus Kosteuden tiivistyminen ja haihtuminen Kosteuden tiivistyminen ja kertyminen seinärakenteisiin Diffuusiovirran kondenssi Konvektion kondenssi Seinärakenteen kuivuminen KOSTEUSTEKNISET LASKELMAT Perinteinen diffuusiotarkastelu Alkuperäinen betonisandwich-rakenne Lisäeristyksenä mineraalivilla ja tuulensuojalevy Lisäeristyksenä mineraalivilla ja tuulensuojalevy Lisäeristyksenä polystyreeni Lisäeristyksenä polyuretaani Lisäeristyksenä polystyreeni Lisäeristyksenä polyuretaani Yhteenveto diffuusiotarkastelun tuloksista WUFI-laskelmat WUFI-laskelmissa käytetyt lähtöarvot Laskelmissa käytetyt materiaaliarvot Tutkitut lisäeristysratkaisut ja saadut tulokset Alkuperäinen betonisandwich-rakenne Lisäeristyksenä mineraalivilla ja tuulensuojalevy Lisäeristyksenä polyuretaani Lisäeristyksenä mineraalivilla ja kolmikerrosrappaus Lisäeristyksenä polystyreeni ja ohutrappaus ESIMERKKIKOHDE, RYPYSUONTIE YHTEENVETO JA PÄÄTELMÄT LÄHTEET VIII
9 1 1. JOHDANTO Suomalaiset kerrostalot ovat suurelta osin peräisin luvuilta. Tuolloin muuttoliike maalta kaupunkeihin synnytti valtavan asuntotarpeen, joka ratkaistiin pääasiassa rakentamalla kaupunkeihin elementtirakenteisia kerrostaloja. Usein julkisivuissa käytettiin betonisandwich-elementtejä, joiden lämmöneristepaksuudet olivat selvästi pienempiä verrattuna nykyisiin. Nyt, 2000-luvulla, tämä kerrostalomassa on tullut julkisivujen sekä parvekkeiden osalta peruskorjausvaiheeseen. Samaan aikaan valtio tukee energiatehokkuutta parantavaa korjausrakentamista esimerkiksi suhdanneluontoisin energiaavustuksin. Avustusta saa korkeintaan 15 prosenttia korjauksen hinnasta, kun korjauksella parannetaan rakennuksen energiatehokkuutta tai siirrytään käyttämään uusiutuvia energianlähteitä. Ulkoseinän lisäeristyskorjaukseen tätä tukea voi saada, jos ulkoseinän lisäeristeenä käytetään lämmönvastukseltaan vähintään 100 mm:n mineraalivillakerrosta vastaavaa eristemäärää. Valtion tuet parantavat osaltaan lisäerityskorjauksen kannattavuutta, mutta silti nykyisillä energianhinnoilla ei hyväkuntoisen julkisivun lisäeristämiseen kannata ryhtyä pelkän energiansäästön tavoittelemiseksi. Kerrostaloissa julkisivupintojen läpi kulkevan energiavuon osuus on tyypillisesti noin prosenttia koko rakennuksen energialaskusta, mikä tarkoittaa julkisivuneliötä kohden noin muutaman euron kustannusta vuodessa. Lisäksi kun huomioidaan, että lisäeristyskorjausten kustannukset ovat noin /m 2, voidaan helposti päätellä lisäeristyksen kannattamattomuus pelkän energiansäästön näkökulmasta. Tilanne on kuitenkin täysin toinen, jos julkisivupinnat ovat niin huonokuntoiset, että ne tarvitsevat joka tapauksessa uuden pinnoitteen. Tällöin julkisivun lisäeristys on kilpailukykyinen korjausratkaisu, jolla paremman lämmöneristyskyvyn lisäksi saadaan julkisivun vaurioituminen pysähtymään. Alkujaan julkisivun lisäeristyksellä on pyritty vain pysäyttämään ulkokuoren vaurioituminen, jolloin eristeenä on käytetty noin 50 mm:n eristekerrosta. Nykyään lisäeristyspaksuudet ovat selkeästi suurempia. Energia-avustusvaatimukset edellyttävät vähintään 100 mm:n eristepaksuuden käyttöä. Jos pyritään passiivitason vaatimuksiin, joudutaan käyttämään jopa 250 mm:n lisäeristystä lämmöneristeestä riippuen. Tapauskohtaisesti on tärkeää miettiä, mikä on sopiva lisäeristyksen paksuus. Lisäksi on muistettava, että kaikki lisäeristyssentit eivät ole energiamielessä yhtä arvokkaita. Tässä diplomityössä olen perehtynyt betonisandwich-seinien ulkopuolisten lisäeristysratkaisujen kosteustekniseen toimintaan eristetyypin ja -paksuuden vaihdellessa. Ulkoseinärakenteiden kosteusteknistä toimintaa tutkin WUFI-ohjelmistolla ja yksinkertaisilla diffuusiotarkasteluilla. Lisäksi esittelen eri lisäeristysratkaisuja ja niiden toteutusta.
10 Olen rajannut työni betonisandwich-seinien mineraalivillalla, polystyreenillä tai polyuretaanilla tehtäviin ulkopuolisiin lisäeristyksiin, joissa vanha ulkokuori jätetään uuden rakenteen alle. Tässä työssä en ota kantaa eristeiden mikrobi- tai homekasvustoihin. Työn tavoitteena on selvittää lisäeristysrakenteiden kosteusteknistä toimintaa ja esitellä eri lisäeristysratkaisuja. Työ on tehty Insinööritoimisto Controlteam Oy:ssä, jossa korjausrakentamistoiminta laajenee jatkuvasti. 2
11 3 2. BETONISANDWICH-ELEMENTIN HISTORIAA Betonisandwich-rakennetta käytettiin Suomessa ensimmäisen kerran 1950-luvun lopulla, jonka jälkeen sen käyttö yleistyi varsin nopeasti luvuilla, elementtirakentamisen nousukautena. Elementtirakentamisen kehityksestä huolimatta betonisandwich-rakenteen perustyyppi on pysynyt vuosikymmenten ajan varsin samana. [2, s. 41] Tyypillinen luvun betonisandwich-rakenne koostuu betonisesta sisä- ja ulkokuoresta sekä niiden välisestä lämmöneristekerroksesta. Ulkokuoren nimellispaksuus on noin mm, kantavan sisäkuoren 150 mm ja ei-kantavan 70 mm. Yleensä rakennuksen päädyn elementit ovat kantavia, ja pitkien sivujen elementit vain itsensä kantavia, eli niin sanottuja ruutuelementtejä. [2, s. 41] Lämmöneristysmateriaalina on käytetty mineraalivillaa, eli kivi- tai lasivillaa, jonka paksuus vaihtelee välillä mm luvulla yleisin paksuus oli 80 mm ja 1970-luvun alkupuolella 90 mm. Vuonna 1974 alettiin soveltaa tiukempia lämmöneristysvaatimuksia, ja eristepaksuus kasvoi 120 millimetriin. Eriste ei tavallisesti sisältänyt tuuletusta, poikkeuksena klinkkerilaattapintaiset elementit, joissa alettiin käyttää tuuletusuritusta 1970-luvun alkupuolelta lähtien. [11, s. 23] Lämmöneristyksen ja sisäkuoren paksuus voi vaihdella huomattavasti jopa yhden elementin alueella. Lämmöneristeen- ja kuorien paksuuden suuri vaihtelu johtuu elementin tekotavasta, jossa betonisandwich-elementti on tehty muotissa vaakavaluna. Valusuunta riippui elementin pintamateriaalista siten, että esimerkiksi harjattupintaiset elementit valettiin ulkokuori ylöspäin, kun taas laatta- ja pesubetonipintaisissa elementeissä ulkokuoren suunta oli alaspäin. Valusuunnalla on vaikutusta muun muassa betonipinnan laatuun, raudoitteiden sijaintiin, sekä jos eriste puristuu, myös eristepaksuuksiin. Lämmöneristekerroksen kokoonpuristuminen valuvaiheessa on ollut ongelma varsinkin niissä elementeissä, joissa sisäkuori on paksu. Ensimmäiset ulkoseinäelementtien lämmöneristeelle asetettavat vaatimukset tulivat voimaan vuonna 1964, jolloin eristeeltä vaadittava puristuslujuus oli 2 kn/m 2. Pesubetonipintaisissa elementeissä tämä ei ollut kuitenkaan riittävä, sillä esimerkiksi 150 mm paksun kantavan sisäkuoren paino on noin 3,6 kn/m luvun lopulla tuli markkinoille mineraalivillaeristelaatuja, joiden puristuslujuus 5 prosentin painumalla oli jopa 7 kn/m 2. Vaatimukset eristeen puristuslujuudelle olivat kuitenkin tätä selvästi alhaisempia. Vuonna 1974 puristuslujuudeksi vaadittiin 3 kn/m 2 ja vasta vuosien 1983 ja 1984 aikana vaatimus nousi oikealle tasolle arvoon 5 kn/m 2. [11, s ], [13, s ]
12 4 Käytetty betonin lujuus on vaihdellut suuresti tehtaasta riippuen. Tavallinen suunnittelulujuus on ollut 1980-luvulle asti K20 tai K25. Lisähuokostusaineita betonin pakkasenkestävyyden parantamiseksi on käytetty systemaattisesti vasta 1970-luvun puolenvälin jälkeen, jolloin Suomen Betoniyhdistys julkaisi betonin säilyvyysohjeet, jossa huokostuksesta annettiin ohjeita. Vaatimus betonin pakkasenkestävyydelle annettiin vasta vuoden 1980 Betoninormissa. Sandwich-elementin ulkokuoren raudoituksena on tavallisesti verkkoraudoitus, minkä lisäksi elementin reunoilla ja ikkunoiden pielissä on ns. pieliteräkset. Raudoitteiden kohdalla suurimman ongelman aiheuttavat yleensä suuret sijaintipoikkeamat, sillä paikoitellen ulkokuoren raudoite voi olla aivan ulkopinnassa ja toisaalla taas eristettä vasten. Pääsääntöisesti voidaan todeta, että julkisivupinta alaspäin valetuissa elementeissä raudoite sijaitsee tyypillisesti lähellä ulkopintaa, ja julkisivupinta ylöspäin valetuissa elementeissä raudoite on lähellä lämmöneristeen pintaa. Elementin ulko- ja sisäkuoret sidottiin toisiinsa tyypillisesti teräksisillä sideansailla, jotka olivat ns. mustaa rautaa. Elementtirakentamisen alkuaikoina käytettiin myös erilaisia betonoituja, bitumoituja tai muulla tavoin suojattuja betoni- ja muototeräksiä ja kuparisiteitä. [13, s ], [2, s. 42] Kuva 2.1. Sandwich-elementtien ulkokuorien kiinnitystapoja. [2, s. 42] Elementit kiinnitettiin runkoon sisäkuorestaan, ja ulkokuoret saumattiin liikkeen sallivilla elastisilla saumausmassoilla. Sisäkuoren saumaamiseen käytettiin tyypillisesti betonia. Korjaussuunnittelun tai kuntotutkimuksien yhteydessä on hyvä pitää mielessä, että elementtirakentamisen alkuvuosina 1960-luvulla rakenteita ei välttämättä toteutettu työmaalla suunnitelmien mukaisesti. Myös kiinnikkeiden määrissä voi olla vaihtelua elementeittäin. [2, s. 42] Elementin ulkokuoren pintatyyppejä on ollut varsin monia luvun alkupuolella julkisivuelementtien ulkopinta oli lähes poikkeuksetta joko harjattu tai hierretty betonipinta, jota käytettiin joko sellaisenaan, maalattuna, ohutpinnoitettuna tai valkobetonipintaisena. Aluksi betonipintojen maalaamiseen käytettiin lateksimaaleja, mutta myöhemmin siirryttiin käyttämään orgaanisia liuotinohenteisia julkisivumaaleja
13 ja orgaanisia ohutpinnoitteita. Maalatut ja ohutpinnoitetut julkisivupinnat ovat osoittautuneet varsin ongelmallisiksi suuren huoltotarpeen vuoksi luvun loppupuolella ja 1970-luvun alkupuolella pesubetonipintaiset valtasivat alaa ja tuolloin esimerkiksi Helsingin kaupungin asuinrakennustuotannosta noin puolet tehtiin pesubetonipintaisilla julkisivuilla. Näiden lisäksi tiililaattapintaisia ja klinkkerilaattapintaisia julkisivuja alettiin käyttää varsin yleisesti 1970-luvun jälkipuoliskolla. Klinkkerilaatat asettavat julkisivurakenteelle omat erityisvaatimuksensa, sillä niiden vesihöyrynläpäisevyys ja vedenimukyky ovat hyvin pieniä. Huonosta vesihöyrynläpäisevyydestä johtuen eristetilaan päässyt kosteus ei pääse poistumaan klinkkerilaattapinnan läpi, joten eristetilan ulkopintaan tarvitaan kosteuden poistumisen mahdollistavia tuuletusuria. [13, s ] 5
14 6 3. BETONISANDWICH-ELEMENTTIEN VAURIOITUMINEN Betonisandwich-elementtien laadun- ja rasitustason vaihtelu on suurta, joten myös käyttöikä vaihtelee paljon. Suurimmat korjaustarpeet muodostuvat raudoitteiden korroosiosta ja betonin pakkasrapautumisesta, mutta myös ulkokuoren kiinnitykseen sisältyvät riskit sekä saumojen ja muiden yksityiskohtien huono toimivuus on otettava huomioon. Seuraavassa käsitellään tarkemmin betonisandwich-julkisivujen yleisimpiä vaurioita ja niiden syitä. 3.1 Raudoitteiden korroosio Betonin raudoitteet ovat tavallisesti hyvin korroosiolta suojattuina. Betonin korkeasta alkalisuudesta johtuen terästen pinnalle muodostuu ohut oksidikalvo, joka estää sähkökemiallisen korroosion. Tämä suoja voidaan kuitenkin menettää betonin karbonatisoituessa tai kloridien päästessä raudoitusta ympäröivään betoniin. Riittävän paksu ja tiivis betonikerros suojaa teräksiä aggressiivisilta aineilta, kuten hapot ja kloridit, sekä vaikeuttaa karbonatisoitumisrintaman etenemistä raudoitteiden tasolle. [1, s. 19] Karbonatisoitumisessa betonissa tapahtuu neutraloitumisreaktioita, joiden seurauksena betonin huokosveden ph-arvo alenee. Juuri valetun betonin ph on noin 13 14, mutta karbonatisoitumisen seurauksena betonin ph alenee noin 8,5:een. Reaktiot aiheutuvat ilman hiilidioksidin tunkeutumisesta betoniin. Karbonatisoituminen etenee hiljalleen rintamana betonipinnasta alkaen. Karbonatisoitumisnopeuteen vaikuttaa lähinnä kolme tekijää: betonin ja betonipinnoitteen diffuusiovastus, joka estää hiilidioksidin tunkeutumista betoniin ympäröivän ilman hiilidioksidipitoisuus, joka on ulkobetonirakenteissa käytännössä vakio karbonatisoituvan aineen määrä. Hiilidioksidin tunkeutumisnopeus betoniin riippuu betonin huokosrakenteesta ja kosteuspitoisuudesta. Halkeamat lisäävät hiilidioksidin tunkeutumista paikallisesti. Karbonatisoitumisnopeus hidastuu karbonatisoitumisen edetessä syvemmälle rakenteeseen, sillä hiilidioksidin pääsy yhä syvemmällä sijaitsevalle karbonatisoitumisvyöhykkeelle vaikeutuu. Betonin kosteuspitoisuus vaikuttaa
15 7 karbonatisoitumiseen siten, että huokosverkoston täyttyessä vedellä hiilidioksidin tunkeutuminen betoniin vaikeutuu. Sadevesi hidastaa siten varsin hyvin karbonatisoitumista. Toisaalta hyvin kuivissa olosuhteissa karbonatisoituminen pysähtyy, koska reaktio tarvitsee tapahtuakseen vesiliuoksen. Käytännössä karbonatisoitumisnopeus vaihtelee varsin paljon jopa yhden elementinkin alueella, sillä karbonatisoitumisnopeuteen vaikuttavat varsin monet ja paljon vaihtelevat tekijät. [1, s ], [11, s. 57] Betonissa oleva riittävän suuri kloridipitoisuus voi käynnistää betoniraudoitteiden korroosion, vaikka betoni ei olisikaan karbonatisoitunut. Kloridipitoisuuden raja-arvona pidetään noin 0,03 0,07 painoprosenttia betonista. Julkisivu- ja parveke-elementeissä on saatettu betonin lisäaineena käyttää kalsiumkloridia. Tällöin suolan määrä on moninkertainen haitalliseen arvoon nähden. Klorideja voi päästä betoniin myös ulkoisista lähteistä, kuten tien suolauksesta ja tuulen kuljettamasta merivedestä. Kloridikorroosiolle on tyypillistä, että se on pistemäistä ja hyvin voimakasta. Tästä johtuen sen vaikutus rakenteen kantavuuteen voi olla kriittinen. Kloridikorroosion pistemäisyydestä johtuen se voi edetä varsin pitkälle ennen kuin merkkejä näkyy päällepäin. Lisäksi kloridikorroosion korroosiotuotteet ovat liukoisempia betonin huokosveteen kuin karbonatisoitumisen aiheuttaman korroosion tapauksessa. Terästen korroosio on erittäin nopeaa, jos kyseessä on karbonatisoitumisen ja kloridien yhdessä aiheuttama korroosio. Tällöin betonissa tapahtuva karbonatisoituminen vapauttaa sementtikiveen sitoutunutta kloridia betonin huokosveteen, joka edesauttaa kloridikorroosiota. [1, s ], [11, s ] Teräksen korroosionopeuteen vaikuttaa karbonatisoituneessa tai kloridipitoisessa betonissa pääasiassa viisi tekijää, jotka ovat: betonin huokosverkoston kosteuspitoisuus, joka vaikuttaa elektrolyytin määrään ja hapen saantiin rakenteen lämpötila, jonka nousu nopeuttaa korroosiota betonin kloridipitoisuus betonin tiiviys raudoitusten suojabetonipeitteen paksuus [11, s ] Huokosverkoston kosteuspitoisuuden noustessa betonin sähkönjohtavuus kasvaa huomattavasti. Teräksen korroosion voidaan katsoa alkavan, kun suhteellinen kosteus ylittää prosenttia. Jos suhteellinen kosteus nousee yli prosentin, korroosionopeus kasvaa merkittävästi. Ulkoilmassa ja ulkobetonirakenteissa vallitsevat varsin usein olosuhteet, joissa korroosiota voi tapahtua. Ulkoilman kosteuspitoisuus on kuitenkin jatkuvassa muutoksessa, joten pelkästään sen perusteella ei voi arvioida betonirakenteen kosteustilaa. Betonirakenteen sisäiseen kosteuspitoisuuteen vaikuttavat useat eri tekijät, kuten esimerkiksi sadevesi, tuulen nopeus, auringon säteily ja käytetty pintakäsittely.
16 8 Korroosion seurauksena raudoituksen pinnasta liukenee korroosiotuotteita, mikä pienentää raudoituksen poikkileikkausalaa ja siten rakenteen kantavuutta. Korroosiotuotteet vaativat huomattavasti alkuperäistä tilavuutta suuremman tilan, joten se aiheuttaa betonipinnan halkeilua ja lohkeilua sekä joissain tapauksissa myös sisäistä halkeilua. Kuvassa 3.1. on esitetty korroosion aiheuttamia vauriotyyppejä teräsbetonirakenteessa. Kuva 3.1. Korroosion aiheuttamia vaurioita betonissa. [1 s. 20]. 3.2 Betonin rapautuminen Betoni voi rapautua pakkasrapautumisen, ettringiittireaktion tai alkalirunkoainereaktion johdosta. Pakkasrapautuminen on suomalaisissa betonijulkisivuissa ja parvekkeissa selvästi merkittävin rapautumisilmiö. Yksittäistapauksina muutkin rapautumisilmiöt ovat toki mahdollisia. Eri rapautumisilmiöiden aiheuttamat vauriot ovat päällepäin hyvin samankaltaisia, eikä niitä voi silmämääräisesti helposti tunnistaa. Yhdistävänä tekijänä ilmiöillä on korkea kosteusrasitus. [1, s. 27], [11, s ] Betoni on huokoinen materiaali, johon voi imeytyä vettä jopa noin viidennes betonin tilavuudesta. Jäätyessään vesi laajenee noin 9 tilavuusprosenttia ja betonin ollessa riittävän kosteaa saattaa laajeneminen vaurioittaa betonia. Vaurioilta voidaan kuitenkin säästyä, jos betoni sisältää riittävästi ja riittävän lähellä toisiaan olevia suojahuokosia, johon veden jäätymisen aiheuttama hydraulinen paine voi purkautua. Betoni ei myöskään voi rapautua, jos sen kosteuspitoisuus on tarpeeksi alhainen. Lisäksi betonin pakkasenkestävyyteen vaikuttaa betonin tiiviys ja lujuus. Julkisivuissa ja parvekkeissa ei ole systemaattisesti lisähuokostusta käytetty ennen vuotta Tuolloin Suomen Betoniyhdistys julkaisi säilyvyysohjeen, jossa ohjeita betonin lisähuokostamisesta annettiin. Betonin laadun ohella pakkasvaurioiden syntymiseen vaikuttavat rasitusolosuhteet. Ulkoseinissä varsinkin elementtisaumojen vesitiiviys, räystäiden ja pellitysten toimivuus sekä kunto vaikuttavat betonin rasitustasoon. Vanhat betonirakenteet ovat kuitenkin saattaneet kestää sen pakkasrasituksen, jolle ne ovat altistuneet, jos niissä käytetty betoni on ollut riittävän lujaa ja kosteusrasitus on ollut riittävän pieni. Vanhoissa rakenteissa ei voida olla varmoja, onko rakenteiden kosteusrasitus lähellä rakenteen toimivuuden kannalta kriittistä tasoa. Siksi vanhan rakenteen kosteusrasitustasoa on alennettava. [11, s. 66] Jos rapautuminen kuitenkin pääsee tapahtumaan, aiheuttaa se betoniin alkuvaiheessa sisäistä säröilyä, mutta pitkälle edetessään se voi ilmetä pinnan
17 9 säröilynä, betonirakenteen kaareutumisena ja betonin lohkeiluna. Säröt heikentävät betonin lujuutta ja nopeuttavat veden imeytymistä rakenteeseen. Jäätymissulamissyklien jatkuessa saattaa lopputuloksena olla betonin rapautuminen. Rapautuminen heikentää betonin veto- ja puristuslujuutta sekä terästen tartuntaa, jolloin rakenteen kantavuus alenee. Rapautumisen vaikutus rakenteiden kantavuuteen ja turvallisuuteen on aina selvitettävä huolellisesti. [11, s. 70] Kuva 3.2. Pakkasrapautumisesta johtuvaa halkeilua pesubetonissa. Kuva-ala on noin 6 mm x 5 mm. [1] s Kiinnitysten ja kannatusten vauriot Elementtien kiinnityksissä ja kannatuksissa on käytetty erityisesti elementtirakentamisen alkuaikoina ratkaisuja, joiden pitkäaikaiskestävyys on myöhemmin todettu varsin puutteelliseksi. Sandwich-elementin sisäkuoren kiinnikkeet ovat käytännössä sisäilmaoloissa, joten elementin kiinnitys rakennuksen runkoon on harvoin riskialtis. Sen sijaan sandwichelementin ulkokuoren kiinnitys voi vaarantua pääasiassa seuraavilla tavoilla: Ulkokuoren pakkasrapautuminen heikentää ansaiden tai muiden kiinnikkeiden tartuntaa. Ruostuvasta teräksestä tehtyjen kiinnikkeiden korroosio eristetilan ankarissa olosuhteissa saattaa heikentää joko itse kiinnikettä tai kiinnikkeen tartuntaa ulkokuoreen. Ruostuvasta teräksestä tehdyn ansaspaarteen korroosio voi aktivoitua betonin karbonatisoitumisen johdosta.
18 10 Ruostumattomasta teräksestä tehdyt ansaat ovat pitkäikäisiä, jos niiden tartunta betonikuoriin säilyy. Ulkokuoren kiinnitys voi kuitenkin olla puutteellinen työvirheiden takia. Esimerkiksi ansaspaarteiden peitesyvyys voi olla liian pieni ja tartunta jompaankumpaan betonikuoreen voi olla puutteellinen tai kiinnikkeiden määrä voi olla liian pieni. [1, s. 36], [11. s. 72] 3.4 Kosteustekniset toimivuuspuutteet Julkisivuun liittyy rakenteita ja kerroksia, joiden tehtävänä on hallita kosteuden kulkua. Tällaisia ovat muun muassa: elementtien väliset saumat, kuten julkisivusaumat ja ikkuna- ja oviliitokset rakenteiden tuulettuvuuteen ja eristetilojen vedenpoistoon liittyvät rakenteet erilaiset pellitykset räystäsrakenteet betonipintojen maalaus- ja pinnoituskäsittelyt Edellä mainituilla osien kunnolla ja toimivuudella on oleellinen merkitys rakenteiden kosteusrasitustasoon ja kuivumismahdollisuuksiin. Julkisivujen tyypillisiä ongelmia ovat muun muassa erilaisten liitosten, kuten elementtisaumojen, ikkuna- ja räystäspellitysten, parveke- ja ikkunaliitosten heikko sadevedenpitävyys ja toisaalta puutteellinen vedenpoisto ja tuuletus. Saumojen vesitiiviydellä on oleellinen merkitys seinän kosteusrasituksessa. [1 s. 34] 3.5 Muita teknisiä ongelmia Betonisandwich-elementtien muita teknisiä ongelmia ovat muun muassa klinkkerilaattojen irtoaminen, elementtien kaareutuminen ja halkeilu, puutteellinen lämmöneristyskyky, ilma- ja sadevesivuodot sisätiloihin, homekasvusto eristetilassa ja maalipintojen vaurioituminen. Lisäksi korjaustarvetta betonirakenteissa aiheuttavat terveydelle ja ympäristölle vaaralliset aineet, kuten pinnoitteiden asbesti, eristeiden mikrobit, vanhojen vedeneristeiden PAH-yhdisteet sekä saumausmassojen PCB- ja lyijy-yhdisteet. [1, s ]
19 11 4. LISÄERISTYSSUUNNITTELUN LÄHTÖKOHDAT 4.1 Kuntotutkimus Onnistuneen lisäeristyskorjauksen ensiaskel on vanhojen rakenteiden kunnon tutkiminen. Kuntotutkimuksen perusteella voidaan päätellä, mikä korjausvaihtoehto on teknisesti kohteeseen soveltuvista vaihtoehdoista taloudellisesti ja esteettisesti paras. Seuraavassa on esitetty lisäeristyskorjauksen yhteydessä huomioon otettavia seikkoja. 4.2 Omapainosta aiheutuvat kuormitukset vanhalle rakenteelle Lisäeristyksen omapainon aiheuttama lisäkuormitus riippuu täysin valitusta ratkaisusta. Eristerappausrakenteen omapaino riippuu lähinnä rappauskerroksen paksuudesta. Ohutrappausrakenteen omapaino vaihtelee välillä 0,15 0,2 kn/m 2 ja kolmikerrosrappauksen välillä 0,5 0,6 kn/m 2. Levyverhouksilla tehtävän lisäeristyksen omapainon aiheuttama kuormitus riippuu valitusta levyvaihtoehdosta vaihdellen välillä 0,1 0,6 kn/m 2. Rakenteen tarkat omapainon lukuarvot ovat saatavilla tuotevalmistajilta. Levyverhousta käytettäessä rakenteen omapainoa on tarkasteltava, kun rakenteen kiinnitystä mitoitetaan ja vanhan seinärakenteen lisäkiinnitystä tarkastellaan. Kuorielementtiulkoseinä voidaan tehdä itsensä kantavana tai ripustettuna. Itsensä kantava seinä kannatetaan omilta perustuksiltaan. Ripustettu seinä kiinnitetään vanhan ulkokuoren läpi sisäkuoreen. Kuorielementtijulkisivuissa omapaino on otettava huomioon, kun rakenteen kiinnitystä ja perustuksia mitoitetaan. Kuorielementin omapaino on riippuvainen elementin paksuudesta. Esimerkiksi 90 mm:n paksuinen kuorielementti painaa noin 2,25 kn/m 2. Rakenteen omapaino riippuu käytettävän tiilen ominaisuuksista sekä työtekniikasta. Tiilijulkisivun omapaino vaihtelee tyypillisesti välillä 1,7 2,7 kn/m 2. Tiilijulkisivuissa omapaino on otettava huomioon, kun kiinnityskonsoleita tai perustuksia mitoitetaan. [4, s. 6], [5, s. 6], [6, s. 6], [7 s. 5] 4.3 Tuulikuorman aiheuttamat rasitukset Tuulikuorman suuruus riippuu rakennuksen korkeudesta, muodosta ja rakennuksen sijainnista. Tuulenpaineen mitoitusarvot saadaan Suomen rakentamismääräyskokoelman mukaisesti kuvasta 4.1.
20 12 Kuva 4.1. Tuulen nopeuspaine eri maastoluokissa [4, s. 6] Tuulen imulle saadaan arvot rakennuksen koon ja muodon mukaan kuvan 4.2 perusteella. Kuva 4.2. Tuulenpaineen muotokertoimet [4, s. 6] 4.4 Iskukuorman aiheuttamat rasitukset Iskunkestävyyttä on syytä tarkastella lähinnä rakennuksen alaosissa sekä kulkuväylien läheisyydessä olevilla seinänosilla. Rappausrakenteiden iskunkestävyyttä voidaan pitää varsin heikkona, mutta niiden iskunkestoa voidaan parantaa jonkin verran paksuntamalla rappausta tai käyttämällä jäykempää eristettä. Levyverhouksien iskunkestävyys on paljolti riippuvainen käytetystä levyvaihtoehdosta. Paksuntamalla tai muokkaamalla profiilia tai tihentämällä rankarakenteen k-jakoa voidaan iskunkestävyyttä parantaa. Usein iskualttiille seinänosalle valitaan kuitenkin paremmin kolhuja kestävä tiilimuuraus tai kuorielementti. Ajoneuvoliikenteen aiheuttamia törmäyskuormia eivät nämäkään verhoukset kestä, vaan niihin on varauduttava suojarakenteilla, kuten kaiteilla.
21 Muuta suunnittelussa huomioitavaa Palomääräykset Julkisivukorjauksissa on otettava huomioon myös palomääräykset, jotka vaikuttavat muun muassa lämmöneristys- ja tuulensuojatuotteiden, rankarakenteen ja verhouslevyjen valintaan. Rakennuksen paloluokka ja eri luokkien asettamat vaatimukset selviävät Suomen rakentamismääräyskokoelman osasta E1. Palomääräysten soveltamisesta käytäntöön päättää aina paikallinen paloviranomainen. [4, s. 8] Terveydelle ja ympäristölle vaaralliset aineet Tavallisesti betonijulkisivuissa esiintyviä terveydelle ja ympäristölle vaarallisia aineita ovat pinnoitteiden sisältämä asbesti sekä saumausmassojen PCB- ja lyijy-yhdisteet. Tämän lisäksi lämmöneristeissä saattaa esiintyä mikrobikasvustoa. Asbesti on otettava huomioon pölyävissä työvaiheissa, jolloin ne on pääsääntöisesti tehtävä asbestityönä. Pölyäviä työvaiheita ovat tavallisesti erilaiset poraukset ja ulkokuoren pesu. Saumausmassojen PCB- ja lyijy-yhdisteet tulisi poistaa mahdollisimman tehokkaasti. Poiston yhteydessä ei ole kuitenkaan tarpeen hioa elementtien reunoja, vaan esimerkiksi porakoneella tehtävä poisto on riittävä. Tavoitteena voidaan pitää, että rakenteeseen ei jää merkittäviä määriä näitä yhdisteitä. Mikrobien esiintyminen betonisandwich-elementeissä on todettu varsin harvinaiseksi, eikä niiden löytymisen vuoksi ole välttämätöntä ryhtyä purkavaan korjaukseen. Vaihtoehtoisesti niiden aiheuttamat haitat sisäilmaan voidaan pienentää estämällä ilmavuodot rakenteen läpi ulkoilmasta sisäilmaan. Tämä tarkoittaa ulkoseinässä olevien epätiiviyskohtien, kuten elementtisaumojen ja ikkuna- ja oviliitosten, huolellista ulko- ja sisäpuolista tiivistämistä. Lisäksi tulee rakentaa uusi korvausilmareitistö käyttäen esimerkiksi raitisilmaventtiileitä tai ikkunarakenteeseen sijoitettavia tuloilmaventtiileitä. [4, s. 8] Vanhan seinän lisäkiinnitys Vanhan seinän lisäkiinnitystarve tulee selvittää aina tapauskohtaisesti. Seinä on lisäkiinnitettävä, jos sen kiinnitysvarmuus on heikentynyt. Kun lisäkiinnityksen tarpeellisuutta pohditaan, vanhan rakenteen kiinnitystapa tulee ottaa huomioon. Levyverhousratkaisuissa voidaan rankarakennetta hyödyntää myös mahdollista lisäkiinnitystä mitoittaessa. Betonisandwich-rakenteissa useimmiten käytettyä RST-ansaskiinnitys on erittäin varma kiinnitystapa. Tässäkin tapauksessa ulkokuoren kiinnitys voi vaarantua, jos ulkokuoren betoni on pahoin pakkasrapautunutta. Jos ulkokuoren kiinnitys on tehty ruostuvasta teräksestä, kuten terästangoista tai -kiskoista, on ulkokuori yleensä
22 lisäkiinnitettävä. Korroosio saattaa edetä hitaasti myös lisäeristyskorjauksen jälkeen, joten näissä tapauksissa lisäkiinnitys on aina suositeltava vaihtoehto. [5, s. 19] Betonisandwich-elementtien ulkokuoret lisäkiinnitetään ulkokuoren läpi sisäkuoreen. Tavallisesti kiinnikkeinä käytetään kiila-, lyönti- tai kemiallisia ankkureita. Kiinnikkeiden on oltava ruostumattomasta tai haponkestävästä teräksestä valmistettuja. Käytettävillä kiinnikkeillä tulee olla voimassa oleva tuotehyväksyntä. Kiinnikkeiden asennuksessa on huolehdittava siitä, että niiden käyttöohjeen mukainen asennussyvyys täyttyy. Usein kantamattomissa betonisandwich-seinissä sisäkuoren paksuus on liian pieni, että käyttöohjeen mukainen asennussyvyys täyttyisi. Tällöin lisäkiinnitys on syytä tehdä rakennuksen välipohjiin tai kantaviin väliseiniin, jolloin saavutetaan riittävä ankkurointikapasiteetti. Asennuksessa on otettava huomioon elementin sisäkuoren paksuuden vaihtelu, joka voi olla jopa usean senttimetrin luokkaa. Lisäksi kiinnikkeiden todellinen ankkurointikapasiteetti on aina selvitettävä kohdekohtaisesti tehtävillä vetokokeilla. [5, s. 20] 14
23 15 5. LISÄERISTYSRATKAISUT Ulkokuoren lisäeristyskorjausta käytetään yleensä, kun korroosio- tai rapautumavaurioita on näkyvissä tai odotettavissa niin paljon, että paikkaus- ja pinnoitustyyppiset korjaukset eivät ole enää taloudellisesti järkeviä tai teknisesti mahdollisia. Lisäeristyskorjausta käytetään myös silloin, kun ulkokuoren kiinnikkeet ovat vaurioituneet tai vaurioitumassa. Julkisivun vaurioituneita osia ei yleensä ole tarpeen poistaa uuden rakenteen alta. Rakennusten lisälämmöneristämistä voidaan perustella energiatalouden parantamisella, julkisivujen korjaustarpeella tai asumisviihtyvyyden lisäämisellä. Lisälämmöneristeen ensisijainen tarkoitus on aiemmin ollut vanhan rakenteen suojaaminen lisävaurioilta, mutta nykyään myös lämmöneristykselliset seikat painavat vaakakupissa. Lisälämmöneristys parantaa rakennuksen energiataloutta ja asumisviihtyvyyttä, koska esimerkiksi vedontunne vähenee ulkokuoren tiiviyden parantuessa. Lisäeristämisen lämpötaloudellinen hyöty riippuu alkuperäisen rakenteen lämmöneristävyydestä. Lisäeristyksellä saavutetaan lämmöneristyskyvyn parantumisen lisäksi myös muita hyötyjä. Kun vanha ulkokuori jää lisäeristeen alle, vaurioituminen pysähtyy tai ainakin hidastuu merkittävästi. Tämä perustuu lähinnä kosteusrasituksen alenemiseen ja lisälämmöneristeen aikaansaamaan lämpötilan nousuun vanhassa rakenteessa. Vanhan rakenteen lämpötilan nousu nopeuttaa myös rakenteen kuivumista ja rakenteen kuivuttua myös muiden vaurioiden eteneminen pysähtyy. Kosteusrasituksen alentuessa terästen korroosio hidastuu merkittävästi. Rakenteen kosteusrasituksen aleneminen ja lämpötilan nousu yhdessä pysäyttävät vanhan rakenteen pakkasrapautumisen käytännössä kokonaan. Verhouskorjauksien yhteydessä korjattavaan rakennukseen kannattaa rakentaa räystäät, jos niitä ei ennestään ole. Räystäät vähentävät ulkokuoren saderasitusta merkittävästi. Lisäeristyksellä saavutettava hyöty on riippuvainen myös korjauksen yhteydessä tehtävistä muista toimenpiteistä. Lisäeristämisen yhteydessä on aina tarkastettava ja korjattava rakennuksen lämmitysjärjestelmän säädöt vastaamaan uutta tilannetta sekä varmistettava ilmanvaihdon toimivuus. Ulkokuoren lisäeristys voidaan toteuttaa joko tuuletettuna tai tuulettumattomana ratkaisuna. Molemmat ratkaisut on todettu oikein toteutettuina kosteusteknisesti toimiviksi sekä laboratorio-olosuhteissa että käytännössä. Tuulettuvia rakenteita ovat erilaiset levyverhoukset, kuorimuuraus ja betoniset kuorielementit. Tuulettuvissa rakenteissa uuden verhousrakenteen ja lisälämmöneristeen
24 16 väliin päässyt kosteus poistuu rakenteesta tuuletusraon kautta. Kosteusteknisen toimivuuden edellytyksenä ovat toimiva ja yhtenäinen tuuletus sekä oikein toteutetut saumat ja liitokset. Hyvin toteutetut saumat ja liitokset estävät veden kulkeutumisen verhousrakenteen taakse sekä auttavat kosteuden poistumista rakenteesta. Tuulettumattomia rakenteita ovat eristerappaukset, eli ohutrappaus ja kolmikerrosrappaus, joissa uusi pintarakenne tehdään yhtenäiseksi ja saumattomaksi. Tällöin vesivuotoja ei pääse tapahtumaan. Lämmöneristeeseen kertynyt ylimääräinen kosteus pääsee poistumaan rakenteesta kuivumalla ulkokuoren läpi. Kosteusteknisen toimivuuden edellytyksenä on, että käytetyt eristeet ja laastit ovat riittävän vesihöyrynläpäiseviä sekä sauma- ja liitoskohdat kosteusteknisesti oikein toteutettuja. 5.1 Eristerappaus kolmikerrosrappauksena Yleistä kolmikerrosrappauksesta Kolmikerrosrappaus koostuu lämmöneristeen päälle tehdyistä rappauskerroksista, joita on käsitelty tarkemmin kohdassa Kolmikerrosrappauksen tyypillinen kokonaispaksuus on noin mm. Kolmikerrosrappaus muodostaa jäykän levymäisen rakenteen, joka on raudoitettu sinkityllä teräsverkolla. Rappausverkko on kiinnitetty lämmöneristeen läpi mekaanisin kiinnikkein rakennuksen runkoon. Rappaus liikkuu melko vapaasti lämmöneristeen päällä, joten rappaus määrää pääasiassa julkisivun liikkeet. Tästä johtuen kolmikerrosrappaus vaatii liikuntasaumoja. [4, s. 16] Kuva 5.1. Periaatekuva kolmikerrosrappauksesta. [4, s.13] Valmistelevat työt Ennen lämmöneristyksen asennusta vanha alusta oikaistaan, koska rappauksella ei voida tasata suuria pinnan epätasaisuuksia. Oikaisuun voidaan käyttää rappauslaasteja tai erillisiä oikaisulaasteja. Jos alustan epätasaisuudet ovat suhteellisen pienellä alueella,
25 17 voidaan ne tasoittaa pehmeällä villalla. Lämmöneristeiden asennuksen jälkeenkin valmista pintaa on vielä mahdollista korjata eristeen pintaa hiomalla. Hiomisen jälkeen lämmöneristeen ulkopinta puhdistetaan irtonaisesta eristepölystä. Korroosiovauriot, jotka sijaitsevat lisäeristyskerroksen ulkopuolella, esimerkiksi ikkunapielissä, tulisi paikata laastipaikkauksin. Kokonaan lisäeristeen alle jääviä korroosiovauriokohtia ei ole syytä paikata, sillä korroosiovauriokohdat jäävät yleensä sellaisiin olosuhteisiin, joissa korroosio ei enää etene. Vähäiset pakkasrapautuneet alueet eivät myöskään vaadi lisätoimia, jos ne jäävät lisäeristyksen alle. [4, s. 10] Käytettävät lämmöneristetuotteet ja niiden ominaisuudet Kolmikerrosrappauksessa lämmöneristeinä käytetään tyypillisesti mineraalivilloja, eli joko kivi- tai lasivillaa. Rappausalustana toimivina eristeinä käytetään erityisesti rappausalustoille kehitettyjä villalaatuja. Kolmikerrosrappauksen eristeinä voidaan käyttää puristuslujuudeltaan pehmeämpiä eristeitä kuin ohutrappauksessa. Kolmikerrosrappaus on selvästi paksumpi kuin ohutrappaus, ja siten myös iskunkestävyydeltään vahvempi. Mineraalivilla-alustojen imu on tyypillisesti hyvin pieni, joten rappauslaastin tartunnan muodostumiseen on kiinnitettävä erityistä huomiota. Onkin suositeltavaa valita rappausalustaksi villalaatu, joka on jonkin verran imevä. [10, s ] Eristeen teknisillä ominaisuuksilla on suuri rooli lopullisen rakenteen toiminnassa. Eristevalinnalla voidaan vaikuttaa muun muassa seuraaviin tekijöihin: lämmöneristävyyteen vesihöyryn läpäisevyyteen palo-ominaisuuksiin ääneneristysominaisuuksiin ja rappauksen iskunkestävyyteen Lämmöneristeiden kiinnitys Kolmikerrosrappauksessa lämmöneristeet kiinnitetään aina mekaanisesti vanhaan julkisivupintaan. Kiinnikkeet valitaan kullekin rappausjärjestelmälle sopiviksi. Metalliset kiinnikkeet koostuvat tyypillisesti ankkurointiosasta, haasta tai helasta sekä lukitussalvasta. Betonijulkisivuilla ankkurointi voidaan tehdä nailontulpilla, nauloilla, kiila- tai lyöntiankkureilla. Kiinnikkeiden määrä tarkistetaan aina tapauskohtaisesti, sillä kiinnikkeiden minimimäärä riippuu kiinnikkeen ankkurointilujuudesta ja kuormituksesta. Kiinnikkeitä on tyypillisesti 3-6 kpl/m 2 riippuen käytetystä rappausjärjestelmästä, kiinniketyypistä ja alustan lujuudesta. Kiinnikkeiden maksimiväli on noin 600 mm. Suunnittelijan on mitoitettava kiinnikemäärä niin, että ne kestävät verhouksen omapainon ja tuulikuorman. Kiinnikkeiden ankkurointilujuus on aina varmistettava kohdekohtaisesti tehtävillä vetokokeilla, joiden perusteella määritetään lopullinen kiinnikemäärä ja sijoittelu.
26 18 Suunnitelmissa esitetään kiinnikkeiden määrä ja sijoittelu ikkunoiden pielissä, nurkissa, liikuntasaumoissa sekä sokkeliliittymässä. [4, s ], [10, s ] Rappausverkon asennus Rappausverkko asennetaan lämmöneristeen kiinnikkeisiin lämmöneristeen kiinnityksen jälkeen. Verkon tarkoitus on vähentää rappauskerroksen halkeilua sekä varmistaa rappauksen kiinnipysyminen. Kolmikerrosrappauksessa käytetään yleisimmin kuumasinkittyä pistehitsaamalla koottua verkkoa. Verkon silmäkoko on tyypillisesti noin 20 millimetsiä ja langan vahvuus 1 millimetri. Rappausverkon asennus tulee tehdä huolellisesti siten, että rappausverkko jää irti eristeen pinnasta, jolloin se jää valmiissa rappauksessa kokonaan rappauslaastin sisään. Tämä saadaan varmistettua niin, että rappausverkko kiinnitetään riittävän tiheästi alustaan ja verkon ja alustan välissä käytetään välikettä. Verkko asennetaan kauttaaltaan rapattavalle julkisivupinnalle ja verkon limitykseksi suositellaan vähintään 100 mm. Aukkojen nurkissa käytetään lisäverkotusta halkeilun estämiseksi kuvan 5.2. mukaisesti. [4, s. 16] Kuva 5.2. Aukkojen pielien lisäverkotus [4, s. 17] Pellitykset Kolmikerrosrappauksen pellitykset asennetaan ennen varsinaista rappaustyötä. Pellityksissä on suositeltavaa käyttää rappausreunoja kuvan 5.3. mukaisesti. Pellitykset on syytä tehdä niin, että pellitys ei jää rappauksen alle eikä päälle. Jos pellitys on rappauksen alla, lämpöliikkeet rikkovat pellin päällä olevan rappauskerroksen. Toisaalta taas jos pellitys tulee rappauksen päälle, vesi pääsee tällöin kulkeutumaan pellin alle rappauspintaa pitkin. [4, s. 17]
27 19 Kuva 5.3. Pellitysten rappausreuna [4, s.17] Rappauslaastit Kolmikerrosrappauksessa on yleensä kolme eri rappauskerrosta: pohja-, täyttö- ja pintarappaus. Rappauksessa käytettävät laastit ovat tyypillisesti kalkkisementtilaasteja, joissa kalkin ja sementin suhteet vaihtelevat rappauskerroksen ja käytettävän järjestelmän mukaan. Rappauslaastien valmistamisessa on noudatettava valmistajan ohjeita, sillä ohjeiden laiminlyönnillä on vaikutusta erityisesti laastin pitkäaikaiskestävyyteen, johon vaikuttavat esimerkiksi huokoisuus ja pakkasenkestävyys. Myös rappaustyön aikaiset sekä sen jälkeiset olosuhteet vaikuttavat suuresti rappaustyön onnistumiseen ja rappauksen pitkäaikaiskestävyyteen. [4, s. 18] Pohjarappaus Pohjarappauksen paksuus on tavanomaisesti luokkaa 10 mm. Pohjarappaukseen käytetään kalkki-sementtilaasteja, jotka ovat tyypillisesti varsin kalkkipitoisia, vaihdellen seossuhteiden 20/80/500 35/65/500 välillä riippuen käytettävästä tuotejärjestelmästä. Pohjarappaus tehdään ruiskuttamalla siten, että rappausverkko peittyy kokonaan. Tämän jälkeen laastin pinta oikaistaan laudalla. Rappaustyön jälkeen on tärkeää taata laastille oikeat kovettumisolosuhteet. Rappaus tulisi pitää kosteana 1 3 vuorokautta rappauksen jälkeen. [4, s. 18] Täyttörappaus Täyttörappaus tehdään riittävän kalkkipitoisilla kalkkisementtilaasteilla. Seossuhteet ovat tyypillisesti luokkaa 35/65/500. Täyttörappauksella voidaan tasoittaa jonkin verran alustan epätasaisuuksia. Tavallisesti täyttörappauskerroksen paksuus on noin 5 20 mm. Pohjarappauksen tavoin myös täyttörappaus tehdään yleensä ruiskuttamalla. Täyttörappaus tehdään kosteaan pintaan, joten tarvittaessa pohjarappaus on kasteltava mattakosteaksi ennen täyttörappaustyön aloitusta. Täyttörappauksen avulla ulkopinnasta tehdään ohjureiden avulla niin tasainen, että sopimuksen mukainen pinnantasaisuus saavutetaan. Tämän jälkeen täyttörappauksen pinta työstetään esimerkiksi sokalla, jolla
28 20 aikaansaadaan karkea tartuntapinta pintalaastille. Työstäminen vaatii kuitenkin huolellisuutta, ettei tartuntaa heikentävää sementtiliimakerrosta synny rappauskerroksen pintaan. Rappaustyön jälkeen laastikerros on pidettävä kosteana sääolosuhteista riippuen 1 3 vuorokautta. Suunnitellut liikuntasaumat sahataan ennen pintarappausta, heti täyttörappauksen kovettumisen jälkeen. [4, s. 18] Pintarappaus Pintarappaus tehdään yleensä koneellisesti ruiskuttamalla, yhteen tai kahteen kertaan pintatyypistä riippuen, aikaisintaan 5 vuorokauden kuluttua täyttörappauksesta. Pintarappaukseen käytetään tyypillisesti värillisiä kalkkisementtilaasteja, eli jalolaasteja. Vaihtoehtoisesti pinta voidaan pinnoittaa kalkki-, kalkkisementti- tai silikaattimaaleilla. Rappauksen jälkeen laasti tulee pitää kosteana 1 3 vuorokautta riippuen sääolosuhteista. [4, s ] Liikuntasaumat Lämmöneristeen päälle tehtävän kolmikerrosrappauksen lämpö- ja kosteusliikkeiden on voitava tapahtua vapaasti. Ilman riittävää määrää oikeinsijoiteltuja liikuntasaumoja rappauskerros halkeilee. Rappauksen liikuntasaumat sijoitetaan rakennuksen rungon liikuntasaumoihin, rakennuksen nurkkiin, rungon ulokkeiden kohdalle ja aukollisen seinäpinnan liittyessä umpinaiseen seinään. Näiden lisäksi liikuntasaumoja tulisi olla vähintään metrin välein. [4, s. 22], [10, s. 107] Liikuntasaumat tehdään sahaamalla rappaukseen täyttörappauksen jälkeen. Sahaus ulotetaan koko rappauskerroksen läpi siten, että rappausverkko katkeaa koko liikuntasauman osalta. Liikuntasaumat jätetään yleensä avoimiksi, mutta ne voidaan tarvittaessa tiivistää paisuvalla saumanauhalla tai elastisella saumausmassalla. Elastista saumausmassaa käytettäessä on liikuntasauman leveys oltava niin suuri, että saumausmassa ei riko rappausta lämpö- ja kosteusliikkeiden seurauksena. Suositeltavin tiivistysvaihtoehto on kuitenkin paisuva saumanauha. Yleisesti liikuntasaumojen leveys tulisi olla vähintään 6 mm ja rakenteellisten liikuntasaumojen vähintään 10 mm. [4, s. 22], [10, s. 107] Kosteustekninen toiminta Eristerapatut julkisivut ovat tuulettumattomia rakenteita, joten niiden toimivuuden varmistamiseksi on rakenteeseen pääsevän kosteusmäärän oltava mahdollisimman vähäinen ja toisaalta rakenteeseen päässeen kosteuden pitää pystyä kuivumaan. Liitoskohtien toimivuus on otettava huomioon suunnittelussa. Liitoskohtiin tulevat liikkeet on suunniteltava ja liitokset suojattava pellityksin, ettei kosteus pääse rakenteen sisään. Muita tärkeitä liitoksiin liittyviä asioita ovat pellitysten sijoittaminen, kallistukset, ulottumat, rakenteiden liittyminen rappauspintaan sekä erilaiset tiivistykset ja saumaukset.
29 21 Halkeamista rakenteisiin voi päästä suuriakin määriä sadevettä. Tavoitteena on, että rappauspinta halkeilisi vain hallitusti ja halkeamaleveydet olisivat pieniä, jolloin rakenteisiin pääsevän sadeveden määrä olisi mahdollisimman pieni. Keskeisiä tekijöitä halkeilun vähentämiseksi ovat liikuntasaumat ja rappauskerrosten paksuudet, lujuudet ja lujuussuhteet. Rappauksen pinnoitetyyppi vaikuttaa merkittävästi rappauksen kastumiseen ja kuivumiseen. Tiivis pinnoite voi aiheuttaa vesikalvon muodostumisen julkisivun pintaan, jolloin sadevettä voi päästä kulkeutuman rappauksen halkeamista rakenteen sisään. Yleisesti kolmikerrosrappaus on huokoinen ja pystyy pidättämään runsaasti vettä. Kovalla sateella huokostila saattaa kuitenkin täyttyä, jolloin rappauskerroksen pintaan muodostuu vesikalvo. Tällöin vettä voi kulkeutua halkeamista ja saumoista rappauksen taakse eristetilaan. Kuivuminen sateen loputtua on kuitenkin varsin nopeaa, koska kosteus voi poistua rakenteesta sekä vesihöyrynä että vetenä. Kolmikerrosrappaus suunnitellaan siten, että rakenteeseen päässyt vesi pääsee sieltä hallitusti poistumaan. Kuivumisen kannalta tärkeitä ovat hyvin vesihöyryä läpäisevät pinnoitteet, rappauslaastit ja lämmöneristeet. Lämmöneristeistä EPS:llä on selvästi suurempi vesihöyrynvastus kuin mineraalivillalla, joten EPS:n kuivuminen diffuusiolla on hitaampaa kuin mineraalivillalla. [4, s. 7], [10, s ] 5.2 Eristerappaus ohutrappauksena Yleistä ohutrappauksesta Ohutrappaus koostuu lämmöneristeen päälle yhdellä tai kahdella eri laastilla tehdystä, yhtensä noin 5 10 mm paksusta rappauskerroksesta, joka koostuu tartunta- tai pohjarappauksesta sekä pintarappauksesta. Tyypillisesti ohutrappauksessa laasteina käytetään varsin polymeeripitoisia laasteja, jolloin tartunta alustaan saadaan varmemmaksi. [3, s. 13], [10, s. 101] Kuva 5.4. Periaatekuva ohutrappauksella tehtävästä eristerappauksesta. [3, s. 13]
30 Valmistelevat työt Ennen lämmöneristyksen asennusta vanha alusta oikaistaan, koska ohutrappaustekniikalla tehtävällä eristerappauksella ei voida tasata suuria pinnan epätasaisuuksia. Oikaisu voidaan toteuttaa rappauslaasteilla tai erillisillä oikaisulaasteilla. Tasoituksen jälkeen alustan epätasaisuutta on vielä mahdollista korjata lämmöneristeen ulkopintaa hiomalla, tai käytettäessä lämmöneristeenä EPS:ää voidaan sitä tasoittaa kuumalankaleikkurilla. Hiomisen jälkeen lämmöneristeen ulkopinta puhdistetaan irtonaisesta eristepölystä. Korroosiovauriot, jotka sijaitsevat lisäeristyskerroksen ulkopuolella, esimerkiksi ikkunapielissä, paikataan laastipaikkauksin. Lisäksi laaja-alaiset korroosiovauriot paikataan ennen lämmöneristeen kiinnitystä, jos lämmöneriste kiinnitetään liimalaastilla. Laaja-alaiset vauriot heikentävät oleellisesti liimauskiinnitystä. Vähäiset pakkasrapautuneet alueet eivät vaadi lisätoimia, jos ne jäävät lisäeristyksen alle ja betonin lujuus on muutoin riittävä. Pakkasrapautumisessa on kuitenkin varmistuttava rakenteen kiinnitysvarmuudesta. Jos korjauskohteessa on laajoja pakkarapautumavaurioita, on koko ohutrappauksen soveltuvuutta kohteeseen mietittävä uudelleen. Ohutrappaus kiinnitetään ulkokuoreen liimalaastilla, ja pitkälle edennyt rapautuminen heikentää kiinnitysvarmuutta merkittävästi. [3, s. 10] Käytettävät lämmöneristetuotteet ja niiden ominaisuudet Ohutrappauksessa lämmöneristeinä käytetään kivivillaa tai EPS-levyjä. Kivivilla on levymäistä tai lamellivillaa. Lamellivilla eroaa mekaanisilta ominaisuuksiltaan täysin levytuotteista, sillä sen kuidut ovat julkisivun paksuussuunnassa. Korjausrakentamisessa tavallinen levymäinen eriste on käytetympi. Ohutrappauksissa käytettävät villat ovat pintakerrokseltaan kovempia ja raskaampia kuin vastaavat kolmikerrosrappauksessa käytettävät eristeet. [3, s. 15], [10, s ] Kulloinkin käytettävää lämmöneristettä ei voi valita vapaasti, vaan se kuuluu kiinteästi eristerappausjärjestelmään. Ohutrappausmenetelmän materiaalitoimittaja antaa ohjeet lämmöneristeen valinnasta. Eristeen teknisillä ominaisuuksilla on suuri rooli lopullisen rakenteen toiminnassa. Eristevalinnalla voidaan vaikuttaa muun muassa seuraaviin tekijöihin: lämmöneristävyyteen vesihöyryn läpäisevyyteen palo-ominaisuuksiin ääneneristysominaisuuksiin ja rappauksen iskunkestävyyteen.
31 Lämmöneristeiden kiinnitys Lämmöneristeiden kiinnitys on riippuvainen valitusta ohutrappausmenetelmästä. Lämmöneristeet kiinnitetään alustaansa liimalaasteilla ja tarvittaessa käytetään mekaanisia lisäkiinnikkeitä. Liimalaastikiinnityksessä liimalaasti levitetään betonipintaan teräslastalla voimakkaasti painaen. Tämän jälkeen liimalaasti kammataan laastikammalla auki. Epätasaisilla alustoilla liimalaasti voidaan levittää myös eristelevyjen taustapinnoille. Tällöin liimalaastia levitetään kauttaaltaan eristelevyn reunoille ja keskiosille vain paikoitellen. Lämmöneristelevyt kiinnitetään heti liimalaastin levityksen jälkeen suoraan ulkopinnan tason suuntaisesti. Levyjen suoruutta voidaan seurata esimerkiksi linjaarilla. Lämmöneristelevyissä ei saa olla hammastuksia eikä levyjen saumoissa laastia tai avoimia kohtia. Lämmöneristelevyjen kiinnipysyminen varmistetaan tarvittaessa mekaanisin kiinnikkein. Mekaanisten kiinnikkeiden tarve, määrä ja sijoittelu selviävät rappausjärjestelmän toimittajalta. Jos kiinnikkeitä tarvitaan, määräytyy niiden määrä käytettävän kiinnikkeen ominaisuuksien ja vanhan betonin lujuuden mukaan. Ennen mekaanisten kiinnikkeiden asennusta liimalaastin on oltava kuiva. Kohteessa tulisi aina selvittää kiinnikkeiden todellinen ankkurointilujuus vetolujuuskokein. Tavallisesti kiinnikkeitä käytetään järjestelmästä riippuen noin 4 7 kpl/m 2. [3, s. 16], [10, s. 101] Pohjarappaus ja rappausverkko Rappauslaastien valmistamisessa on noudatettava valmistajan ohjeita, sillä ohjeiden laiminlyönnillä on vaikutusta erityisesti laastin pitkäaikaiskestävyyteen, joka riippuu laastin huokoisuudesta ja pakkasenkestävyydestä. Myös rappaustyön aikaiset sekä sen jälkeiset olosuhteet vaikuttavat suuresti rappaustyön onnistumiseen ja rappauksen pitkäaikaiskestävyyteen. Rappaustyö aloitetaan asentamalla valmiiksi muotoillut vahvikeverkot aukkojen pieliin sekä ulkoseinän nurkkiin. Lisäksi aukkojen kulmiin asennetaan lisärappausverkot. Vahvikeverkot asennetaan ohueen kerrokseen pohjarappauslaastia. [3, s. 17]
32 24 Kuva 5.5. Kulmavahvikkeet ja lisärappausverkot ikkunapielissä, [3, s.17] Vahvikeverkkojen asennuksen jälkeen tehdään pohjarappaus rappausjärjestelmän mukaan joko levittämällä rappauslaasti teräslastalla tai rappausruiskulla. Pohjarappaus tehdään useampana kerroksena. Ensimmäisen rappauskerroksen jälkeen varsinainen rappausverkko painetaan tuoreeseen rappauslaastiin. Pinta viimeistellään teräslastalla. Rappausverkko tulisi asentaa mahdollisimman keskelle valmista rappauskerrosta. Tarvittaessa rappausverkko tulee kiinnittää mekaanisin kiinnikkein verkon läpi erityisesti korkeiden rakennusten yläosissa ja aukkojen pielissä. Toinen rappauskerros tehdään joko märkää-märälle-menetelmällä heti tai seuraavana päivänä, kun ensimmäinen rappauskerros on kovettunut. Tarvittaessa pinta voidaan rapata vielä kolmannenkin kerran, jos pinnasta halutaan mahdollisimman tasainen. Pohjarappauksen jälkeen on huolehdittava rappauspintojen asianmukaisesta jälkihoidosta. Rappauspintoja tulisi pitää kosteana vähintään 2 3 vuorokauden ajan, sillä liian nopea kuivuminen aiheuttaa rappauskerrokseen halkeilua. [3, s ] Pinnoitus Pohjarappauksen on saatava kuivua ennen pintakerroksen asentamista. Tavallisesti pinnoitus voidaan tehdä aikaisintaan 1 3 vuorokauden kuluttua pohjarappauksen tekemisestä. Ohutrappauksen pinta voi olla roiskepintainen, hiertopintainen tai maalattu. Roiske- ja hiertopintaiset ohutrappaukset tehdään tehdasvärjätyillä rappauslaasteilla tai pinnoitteilla. Jos ohutrappauksen pinnoitteena käytetään maalausta, pintarappaus viimeistellään yleensä hiertämällä ja kovettunut rappauspinta maalataan sitten rappausjärjestelmään soveltuvilla maaleilla. [3, s. 19] Liikuntasaumat Yleensä ohutrapatuissa julkisivuissa ei tarvita liikuntasaumoja muualle kuin rakenteellisten rungon liikuntasaumojen kohdalla. Verkotetun rappauksen muodonmuutoskyky riittää yleensä kompensoimaan rakennuksen rungon liikkeet. Tarkemmat ohjeet liikuntasaumojen tarpeellisuudesta ja sijoittelusta saa
33 25 rappausjärjestelmän toimittajalta. Käytännössä on huomattu, että aukkojen pielet sekä rakennusten nurkat rajoittavat ohutrappauksen kuivumiskutistumaa siinä määrin, että rappauspintaan muodostuu haitallista halkeilua. Tästä johtuen halkeilun vähentämiseksi liikuntasaumojen tekoa tulee harkita myös ohutrapattuihin julkisivuihin. Liikuntasaumat työstetään ohutrappaukseen esimerkiksi kulmahiomakoneella. Sahaus ulotetaan koko rappauskerroksen läpi. Liikuntasaumana käytetään yleensä 5 mm:n avointa saumaa. Tarvittaessa saumat voidaan myös tiivistää joko paisuvalla saumanauhalla tai elastisella saumausmassalla. Elastista saumausmassaa käytettäessä on liikuntasauman leveys oltava niin suuri, että saumausmassa ei riko rappausta lämpö- ja kosteusliikkeiden seurauksena. Suositeltavinta on käyttää paisuvaa saumanauhaa liikuntasaumojen tiivistämiseen. [3, s ], [10, s ] Kosteustekninen toiminta Eristerapatut julkisivut ovat tuulettumattomia rakenteita, joten toimivuuden varmistamiseksi on rakenteeseen pääsevän kosteuden oltava mahdollisimman vähäinen ja toisaalta rakenteeseen päässeen kosteuden pitää päästä kuivumaan. Liitoskohtien toimivuus tulee ottaa huomioon suunnittelussa. Liitoskohtiin tulevat liikkeet on suunniteltava ja liitokset suojattava pellityksin, ettei kosteus pääse rakenteen sisään. Muita tärkeä liitoksiin liittyviä asioita ovat pellitysten sijoittaminen, kallistukset, ulottumat, rakenteiden liittyminen rappauspintaan sekä erilaiset tiivistykset ja saumaukset. Halkeamista rakenteisiin voi päästä suuriakin määriä sadevettä. Tavoitteena on, että rappauspinta halkeilisi vain hallitusti ja halkeamaleveydet olisivat pieniä, jolloin myös rakenteisiin pääsevän sadeveden määrä olisi mahdollisimman pieni. Keskeisiä tekijöitä halkeilun vähentämiseksi ovat liikuntasaumat ja rappauskerrosten paksuudet, lujuudet ja lujuussuhteet. Rappauksen pinnoitetyyppi vaikuttaa merkittävästi sen kastumiseen ja kuivumiseen. Tiivis pinnoite voi aiheuttaa vesikalvon muodostumisen julkisivun pintaan, jolloin sadevettä voi päästä kulkeutuman rappauksen halkeamista rakenteen sisään. Ohutrappauksen pintaan muodostuu sateella välittömästi vesikalvo, jolloin vettä voi kulkeutua halkeamista ja saumoista rappauksen taakse. Ohutrappaus on suunniteltava siten, että rakenteeseen päässyt vesi pääsee sieltä myös hallitusti poistumaan. Kuivumisen kannalta tärkeitä ovat hyvin vesihöyryä läpäisevät pinnoitteet, rappauslaastit ja lämmöneristeet. Lämmöneristeistä EPS:llä on selvästi suurempi vesihöyrynvastus kuin mineraalivillalla, joten EPS:n kuivuminen diffuusiolla on hitaampaa kuin mineraalivillalla. Ohutrappauslaastit ovat yleensä varsin polymeeripitoisia, minkä vuoksi ne ovat tiiviimpiä kuin kolmikerrosrappauksessa käytettävät laastit. Tämä pitää ottaa huomioon mietittäessä rakenteen kosteusteknistä toimintaa. [3, s. 7], [10, s ]
34 Levyverhous Yleistä levyverhouskorjauksista Levyverhouskorjaus koostuu vanhan ulkokuoren pintaan tehtävästä rankarakenteesta, jonka päälle tehdään uusi julkisivupinta levy- tai kasettirakenteilla. Oleellisena osana rakenteeseen kuuluu myös julkisivun lisälämmöneriste, tuulensuojalevy tai -pinta sekä eristeen ja julkisivupinnan väliin jäävä yhtenäinen tuuletusrako. Tämän lisäksi suunnittelijan on huolehdittava eri kiinnikkeiden tai kiinnitysjärjestelmien mitoituksesta Valmistelevat työt Vanha ulkoseinäpinnan epätasaisuudet on tasattava ennen uuden verhousrakenteen asentamista, sillä muuten epätasaisuudet näkyvät valmiissa pinnassa varjostumina ja saumojen hammastuksina. Tavallisesti metallirankarakenteissa alustan mittapoikkeamat tasataan rankarakenteeseen liittyvillä säätökiinnikkeillä. Säätökiinnikkeinä voidaan käyttää esimerkiksi L-teräsosaa. Rankarakenteen asennuksessa julkisivun kohtisuoruus voidaan varmistaa käyttämällä esimerkiksi linjalankaa. Vanhan seinän epätasaisuudet on mahdollista tasoittaa myös rappaamalla koko julkisivupinta suoraksi tai suoristamalla vain rangan alle jäävä julkisivupinta, mutta käytännössä säätökiinnikkeiden käyttö on yleisempää. [5, s. 20] Kuva 5.6. Säätökiinnikkeen periaate [5, s. 20] Puurankaa käytettäessä vanhan julkisivupinnan mittapoikkeamat tasataan sisemmän rangan asennuksessa esimerkiksi käyttämällä kulmateräksiä. Mittapoikkeamia tasatessa on huolehdittava, että tuuletusraon minimimitta säilyy. [5, s. 21] Levyverhouskorjauksissa julkisivun vaurioituneita kohtia ei ole tarpeen poistaa, joten tämä korjaustyyppi soveltuu käytettäväksi varsin pitkällekin vaurioituneissa julkisivuissa.
35 Rankarakenne Rankarakenne voidaan tehdä puusta, alumiinista tai sinkitystä teräksestä, mutta myös edellisten yhdistelmät ovat mahdollisia. Tavallisesti yhdistelmissä sisempi ranka on sinkittyä terästä ja ulompi ranka puuta. Puun ja alumiinin yhdistelmä ei ole suositeltava ratkaisu, sillä alumiini voi syöpyä olleessaan pitkiä aikoja kosketuksissa kostean puun kanssa. Myöskään sinkityn teräksen ja alumiinin yhdistäminen ei ole suotavaa. Levyverhous on mahdollista toteuttaa myös käyttäen vain yhtä rankaa. Monilla levytysvaihtoehdoilla on levytysjärjestelmään kuuluva oma rankarakenne. Eri tuotteisiin soveltuvat rankarakenteet on hyvä varmistaa aina tapauskohtaisesti tuotevalmistajalta. Kun käytetään kahta rankaa, tällöin rankarakenne tehdään yleensä ristiinkoolamalla. Uloimman koolauksen suunnan määrää levyjen asennussuunta. Tuuletuksen takia on kuitenkin suositeltavaa asentaa ulompi ranka pystyyn. [5, s. 14] Puuranka Puuranka soveltuu käytettäväksi levymäisiin tuotteisiin, kuten kuitusementtilevyihin, metallilevyihin ja rapattaviin levyihin. Yleisesti puurankaa voidaan käyttää rakenteissa, joissa levyt kiinnitetään ruuveilla rankarakenteeseen. Puurankana tulisi käyttää vähintään T18-lujuusluokan puutavaraa. Puurangan käyttöä rajoittavat kuitenkin palomääräykset ja huono kosteuden kesto. Rangan koko määräytyy siten, että sisemmän rangan koko on sama kuin lisälämmöneristeen paksuus. Ulkorangan k-jako määritetään käytettävän levyrakenteen sekä rakenteeseen kohdistuvien rasitusten perusteella. Alimmaisen levyrivin yhteydessä käytetään yleensä tihennettyä rankajakoa. Yleisimmin käytetyt rankajaot ovat k300, k400 ja k600. Näistä tiheämpää jakoa käytetään vain, jos halutaan parantaa ulkopinnan iskunkestoa tai jos julkisivulevy on hyvin ohutta. Puurangan ja levyjen kiinnikkeiden suojaamiseen kosteusrasituksilta on kiinnitettävä erityistä huomiota. Puurangan yhteydessä ei tule käyttää avosaumaa. Levysaumojen ja kiinnityskohtien sadevedentiiviydellä on suuri rooli kosteusvaurioiden välttämisessä. Ruuvien reikien kastuessa niiden kuivuminen kestää varsin kauan, jolloin vaarana on kiinnityksen heikkeneminen, jos puu lahoaa. Verhouslevyt eivät saa olla suoraan kosketuksissa puurankaan, koska tällöin levyn ja puun väliin muodostuu rako, joka kuljettaa kosteutta kapillaarisesti. Tällaisen raon kuivuminen on huomattavan hidasta. Onkin suositeltavaa, että puurangan ja levyn väliin asennetaan tiivistenauha tai peltilista, joka estää kosteutta kuljettavan raon syntymisen ja parantaa liitoksen sadevedentiiviyttä. Tiivistettä käytetään etenkin kyllästetyn puutavaran yhteydessä, koska puun kyllästyssuolat voivat aiheuttaa levyrakenteen värjäytymistä. [5, s ]
36 28 Kuva 5.7. Tiivisteet puun ja levyrakenteen liitoksessa. [5, s. 16] Alumiiniranka Alumiinirankoina käytetään monia erilaisia profiileita. Käytännössä alumiinirangat ovat erikoisvalmisteisia osia ja niiden profiilimuodon valinta tehdään tuotevalmistajan toimesta. Alumiiniprofiilia suunniteltaessa tulisi tarkastella muun muassa profiilin jäykkyyttä ja ulkonäköä, rakenteen lämpöliikkeitä sekä profiiliin liittyviä asennustarvikkeita. Alumiiniprofiilia rasittaa taivutus- ja vääntörasitukset, joten profiili tulee mitoittaa riittävän jäykäksi. Jäykkyyttä tarkastellaan erityisesti vaakarankarakenteissa. Alumiinin lämpöliikkeet ovat suuret, joten ne on otettava huomioon rankarakenteen jatkoskohdissa sekä levyjen kiinnityksissä. Alumiinirangan pinnoittamista suositellaan käytettäväksi rangan jäädessä näkyviin sekä rankemmin rasitetuilla alueilla, kuten rannikoilla ja ilmansaasteiden rasittamilla alueilla. Pinnoittaminen tapahtuu tehdasmaalauksena pulverimaaleja käyttäen. [5, s ] Sinkitty teräsranka Sinkityt teräsrangat valmistetaan tavallisesti kylmämuovaamalla sinkitystä teräksestä. Sinkityksen paksuus on tyypillisesti 20 μm. Sisempänä rankana käytetään tyypillisesti L- tai Z-profiilia, jolloin lämmöneristys saadaan helposti yhtenäiseksi. Profiilien kiinnitys tapahtuu säätökiinnikkeillä, esimerkiksi kulmateräksiä käyttäen, rakennuksen runkoon. Uloimpana profiilina voidaan käyttää hattu- tai Z-profiilia. Verhouslevyjen kiinnittäminen hattuprofiiliin on yksinkertaista. Z-profiili soveltuu erityisesti pystyrankarakenteisiin, mutta sitä käytettäessä tulee aina varmistua rakenteen jäykkyydestä [5, s. 17] Kuva 5.8. Periaatekuvat sinkitystä teräksestä tehdystä rankarakenteista. [5, s. 17]
37 29 Teräsprofiilin paksuus määräytyy rakenteen rasitusten perusteella. Jos teräsprofiiliksi valitaan jokin yleisprofiili, se mitoitetaan taivutusta ja vääntöä vastaan. Jos rankarakenne on jonkin tuotetoimittajan vakiomallia, ei sitä yleensä tarvitse erikseen mitoittaa Rankarakenteen mitoitus Rankarakenne mitoitetaan kestämään sille tulevat kuormitukset, joita ovat verhousrakenteen omapaino, tuulenpaine- ja imu sekä ulkopuoliset törmäyskuormat. Verhousrakenteen omapaino aiheuttaa rankaprofiiliin taivutusta ja vääntöä. Tuulenpaine aiheuttaa rakenteeseen seinäpintaa vastaan kohtisuoraa taivutusta, joka tulee ottaa huomioon rangan profiilia määritettäessä sekä verhouslevyn kiinnikkeiden mitoituksessa ja sijoituksessa. Tuulen imu otetaan huomioon rankarakenteen ankkuroinnissa. [5, s ] Rankarakenteen kiinnitys Rankarakenne kiinnitetään ensisijaisesti vanhaan ulkokuoreen, mutta usein ulkokuoren huono kunto estää kiinnittämisen, jolloin kiinnitys tehdään osin tai kokonaan sisäkuoreen tai rakennuksen välipohjiin- ja seiniin. Rankarakenteen kiinnityksessä on otettava huomioon vanhan ulkokuoren ominaisuudet, sillä ulkokuoren heikentynyt lujuus tai ohut paksuus vaikeuttaa erityisesti kiinnikkeiden ankkurointia. Myös vanhan ulkokuoren kiinnitys- ja toteutustapa on huomioitava. Jos vanhan ulkokuoren kiinnipysyminen on epävarma, ei rankarakennettakaan voi kiinnittää ulkokuoreen. Tällöin ulkokuori lisäkiinnitetään kohdan mukaisesti. Rankarakenne kiinnitetään alustaan mekaanisin kiinnikkein joko kiila-, lyöntitai kemiallisin ankkurein. Kiinnikkeiden mitoituksessa tulee käsitellä kiinnikkeiden ankkurointi tuulen imukuormalle sekä verhousrakenteen painosta aiheutuva kiinnikkeiden leikkausrasitus. Kiinnikkeiden lopullinen määrä ja sijoittelu varmistetaan kohdekohtaisilla vetokokeilla. [5, s ] Lisälämmöneristys Tuuletetuissa levyverhoilluissa julkisivuissa käytetään lämmöneristeenä tyypillisesti mineraalivillaa, mutta myös muiden eristetyyppien käyttö on mahdollista. Jos päädytään johonkin muuhun eristetyyppiin, rakenteen kosteustekninen toiminta varmistetaan esimerkiksi laskelmin. Lisäeristämiseen käytetty mineraalivilla voi olla pehmeää tai kovaa villaa tai niiden yhdistelmää. Pehmeän ja kovan villan yhdistelmää käytetään erityisesti silloin, kun kiinnitysalusta on epätasainen. Tällöin pehmeä villa saadaan painettua tiiviisti alustaa vasten kovan villan läpi asennettavin kiinnikkein. [5, s. 22]
38 30 Kuva 5.9. Alustan epätasaisuuksien tasaaminen kovan ja pehmeän villan yhdistelmällä. [5, s. 24] Eristeessä voi olla erillinen tuulensuojapinta tai vaihtoehtoisesti voidaan käyttää erillistä tuulensuojalevyä. Tuulensuojapinnan tulee olla vesihöyryä läpäisevä ja suositeltava ilmanläpäisykerroin on rakentamismääräyskokoelman mukainen 10x10-6 m 3 /(m 2 spa). Lisäksi lämmöneristeen ja mahdollisen tuulensuojapinnan valinnassa tulee ottaa huomioon palomääräykset. Lämmöneristeet ja tuulensuojatuotteet kiinnitetään mekaanisin kiinnikkein alustaan. Kiinnitys tehdään niin, että lämmöneristelevyt pysyvät kiinni alustassaan, eivätkä pääse kaareutumaan. Lämpöteknisen toimivuuden kannalta on tärkeää, ettei lämmöneristeen ja alustan väliin jää suuria yhtenäisiä ilmavälejä. Tällä estetään rakenteen sisäinen konvektio. Varmimmin tiivis lopputulos saavutetaan, kun käytetään pehmeän ja kovan villa yhdistelmää. Jos lämmöneristeitä on useammassa kerroksessa, tulee kerrosten saumat limittää ilmavuotojen vähentämiseksi. Suunnitelmissa määritetään käytettävät kiinniketyypit sekä niiden määrä. Tavallisesti kiinnittämiseen riittää 3 4 kiinnikettä neliölle. [5, s ] Verhouslevyjen asennus ja kiinnitys Verhouslevyt asennetaan tavallisesti arkkitehdin määrittämän levyjaon mukaisesti. Levyjaon määrää tavallisesti julkisivun koko, aukot, haluttu ulkonäkö ja detaljit. Rakennuksen nurkissa sekä ikkuna- ja oviliitoksissa voidaan käyttää joko kulmalistoja tai erillisiä sovitekappaleita, joiden avulla valmistajien vakiokokoiset tuotteet saadaan sopimaan julkisivupintaan. [5, s ] Levyjen kiinnitystapa riippuu valitusta tuotteesta ja rankarakenteesta. Mahdollisia kiinnitysratkaisuja ovat muun muassa: ruuvikiinnitys niittikiinnitys konsolit tai muut erityiskiinnitysosat liimaus Kosteusteknisen toimivuuden varmistaminen Levyverhotun julkisivun kosteusteknisen toiminnan kannalta on tärkeää kiinnittää erityistä huomiota seuraaviin tekijöihin:
39 31 rakenteen tuuletus verhousrakenteen sadevedentiiviys vuoto- ja kondenssivesien hallinta. Jos eristeenä käytetään hyvin kosteutta läpäisevää mineraalivillaa, ei kosteusteknistä ongelmaa yleensä eristeen puolesta muodostu. Jos päädytään käyttämään tuulensuojapintana tiivistä pintaa tai tiiviimpää eristettä, kuten EPS:ää tai polyuretaania, rakenteen kosteusteknisestä toiminnasta on varmistuttava laskelmin. [5, s. 8-9] Rakenteen tuuletus Kun lisäeristysratkaisuna käytetään levyverhousta, verhouslevyjen taustalle on jätettävä yhtenäinen tuuletusrako. Tuuletusraon minimileveydeksi on määritelty 20 mm, mutta käytännössä korjauskohteissa alustan epätasaisuuden takia suunnitteluleveydeksi suositellaan mm. Tuuletus on varmistettava erityisesti niissä tapauksissa, joissa käytetään vaakakoolausta, sillä vaakakoolaus saattaa estää seinärakenteen tuulettumista tai johtaa vuotovesiä lämmöneristeen sisäpintaan. Tuuletuksen toimivuus mietitään erikseen ikkuna- ja oviliitosten kohdalla ja tuuletusraon palokatkojen kohdalla. [5, s. 8] Sadeveden tiiviys Levyverhousrakenne toimii kosteusteknisesti varmemmin, jos rakenne on mahdollisimman tiivis sadeveden kulkeutumista vastaan. Levyjen saumat on suositeltavaa tiivistää käytettävästä saumaratkaisusta riippuen. Tiivistenauhat tulisi asentaa aina verhouslevyjen alle, kun käytetään peitelistoja tai sauman sisäpuolista listaa. Jos käytetään avosaumoja, on verhouslevyjen taakse kulkeutuvan kosteuden poisjohtaminen mietittävä erikseen. Avosaumaa käytettäessä tuulensuojapinnan olisi hyvä olla vettä imemätön ja UV-säteilyä kestävä. Erilaisilla liitoksilla ja pellityksillä on tärkeä rooli rakenteen sadeveden tiiviydessä. Huolimattomasti toteutetuista liitoskohdista voi sateella kulkeutua rakenteen sisälle merkittäviä määriä kosteutta. Liitoskohdissa on huomioitava sekä rakenteen tuulettuminen että mahdollisten vuotovesien poistuminen. [5, s. 8] Vuoto- ja kondenssivesien hallinta Tuuletusraossa on huomioitava vuoto- ja kondenssivesien poistuminen rakenteesta. Vuoto- ja kondenssivesien poistuminen rakenteesta on mietittävä erityisesti ikkuna-, ovi- ja sokkeliliitoksissa ja kasettimaisten tuotteiden alareunoissa, ettei kasettien sisään jää ylimääräistä kosteutta. [5, s. 8-9]
40 Kuorielementit Yleistä kuorielementtijulkisivuista Kuorielementeillä tehtävä julkisivun lisäeristys koostuu betonisista kuorielementeistä, lisälämmöneristeestä, tuulensuojalevystä tai -pinnasta, tuuletusraosta sekä erikoiskiinnikkeistä tai kuorielementin perustuksista. Kuorielementtijulkisivu voi olla itsensä kantava, jolloin se tarvitsee omat perustukset, tai vaihtoehtoisesti ripustettu, jolloin se kannatetaan erikoiskiinnikkeillä rakennuksen rungosta. Korjausmenetelmä soveltuu erityisesti sellaisiin korjauksiin, joissa vanha ulkokuori puretaan. Sitä käytetään myös vanhan ulkokuoren päälle tehtävissä lisäeristyskorjauksissa. Uudet kuorielementit ovat verhouskorjauksena varsin harvoin käytetty korjaustapa. Niiden käyttö onkin rajoittunut erikoiskohteisiin, joissa on asetettu erityisiä vaatimuksia esimerkiksi ulkonäön säilyttämiselle. Kuorielementeillä tehtävä lisäeristyskorjaus kasvattaa julkisivun paksuutta melko paljon, joten se soveltuu parhaiten ikkunattomien päätyseinien verhoukseen Lisälämmöneristys Kuorielementeillä toteutetuissa julkisivujen lisäeristyskorjauksissa käytetään lämmöneristeenä tyypillisesti mineraalivillaa, mutta myös muiden eristetyyppien käyttö on mahdollista. Jos päädytään johonkin muuhun eristetyyppiin, on kosteustekninen toiminta varmistettava esimerkiksi laskelmin. Lisäeristämiseen käytetty mineraalivilla voi olla pehmeää tai kovaa villaa tai niiden yhdistelmää. Pehmeän ja kovan villan yhdistelmää käytetään erityisesti, kun kiinnitysalusta on epätasainen. Tällöin pehmeä villa saadaan painettua tiiviisti alustaa vasten kovan villan läpi asennettavin kiinnikkein. Eristeessä voi olla erillinen tuulensuojapinta tai vaihtoehtoisesti voidaan käyttää erillistä tuulensuojalevyä. Tuulensuojapinnan on oltava vesihöyryä läpäisevä ja suositeltava ilmanläpäisykerroin sille on rakentamismääräyskokoelman mukainen 10x10-6 m 3 /(m 2 spa). Lisäksi lämmöneristeen ja mahdollisen tuulensuojapinnan valinnassa tulee ottaa huomioon palomääräykset. Lämmöneristeet ja tuulensuojatuotteet kiinnitetään mekaanisin kiinnikkein alustaan. Kiinnitys tehdään siten, että lämmöneristelevyt pysyvät kiinni alustassaan, eivätkä pääse kaareutumaan. Lämpöteknisen toimivuuden kannalta on tärkeää, ettei lämmöneristeen ja alustan väliin jää suuria yhtenäisiä ilmavälejä. Tällä estetään rakenteen sisäinen konvektio. Varmimmin tiivis lopputulos saavutetaan, kun käytetään pehmeän ja kovan villan yhdistelmää. Jos lämmöneristeitä on useammassa kerroksessa, kerrosten saumat limitetään ilmavuotojen vähentämiseksi. Suunnitelmissa on määritettävä käytettävät kiinniketyypit sekä niiden määrä. Tavallisesti kiinnittämiseen riittää 3-4 kiinnikettä neliölle. [6, s ]
41 Kuorielementit Kuorielementit ovat paksuudeltaan tyypillisesti noin mm. Kuorielementtien paino on varsin suuri, sillä esimerkiksi 50 mm paksu elementti painaa 1,25 kn/m 2 ja 90 mm elementti 2,25 kn/m 2. Tämä asettaa haasteita kuorielementtien kannattamiselle. Kuorielementit joutuvat varsin ankariin rasitusolosuhteisiin, joten niissä tulee käyttää pakkasenkestävää betonia ja ruostumattomia raudoitteita. Vähimmäisvaatimuksena kuorielementeissä käytettävän betonin lujuudelle on lujuusluokka K35. Kuorielementtien pinta voidaan valmistaa uudisrakentamisen tapaan useista eri vaihtoehdoista. [6, s. 6, 23] Elementtijako voidaan kuorielementtejä käyttäessä suunnitella varsin vapaasti. Vanha sandwich-elementtien saumajako voidaan säilyttää tai uusia. [6, s. 17] Kuorielementtien saumaus suoritetaan tyypillisesti elastisilla saumausmassoilla, kuten uudisrakentamisessakin. Saumaleveyksien on oltava sellaiset, että saumausmassa pystyy mukautumaan kuorielementtien liikkeisiin. Taulukossa 5.1 on esitetty suositeltavat sauman suunnitteluleveydet käytettävien elementtileveyksien mukaan. kuorielementin leveys sauman suunnitteluleveys < 5500 mm 15 mm mm 20 mm > 7000 mm 25 mm Taulukko 5.1. Elementtisaumojen suunnitteluleveys elastisilla saumausmassoilla. [6, s. 20] Saumausmassaa asennettaessa käytetään pyöreää, umpisoluista pohjatäytenauhaa. Pohjatäytenauha asennetaan sellaiselle syvyydelle, että saumausmassalle saadaan saumaleveyteen sopiva paksuus. Saumausmassalle on annettu taulukossa 5.2 sauman paksuuden vaihteluväli sauman leveyden mukaan. sauman leveys 8 mm 13 mm 21 mm 30 mm saumausmassan paksuus 4 7 mm 5 8 mm 6 9 mm 9 12 mm Taulukko 5.2. Saumausmassan minimi- ja maksimipaksuudet sauman leveyden mukaan. [6, s. 20] Elementtien saumat voidaan tiivistää myös käyttäen saumanauhoja. Saumanauhoja käytettäessä korostuu elementtien valmistuksen ja asennuksen mittatarkkuus, sillä saumanauhatiivistyksen toimivuuden edellytys on, että saumanauha pysyy puristettuna kaikissa olosuhteissa. Saumanauhat valitaan elementtien toteutuneiden saumaleveyksien
42 34 mukaan siten, että saumanauha pysyy aina puristettuna sekä toisaalta, ettei puristuma kasva liian suureksi. Talvella saumat ovat leveimmillään ja kesällä pienimillään. Saumanauhan ominaisuuksien tulee olla testattuja ja ominaisuuksien tulee säilyä ääriolosuhteissa vaaditun ajan. [6, s ] Kolmas mahdollinen saumausratkaisu on avosauma, joka ei ole vesitiivis. Rakenteen tuulettumisen vuoksi se kuitenkin soveltuu käytettäväksi kuorielementtijulkisivuissa. Sauman muodostaa puolipontti, jossa pontin profiili estää veden kulkeutumisen tuuletusväliin ja siten eristeiden pinnalle. Pontin vähimmäiskorkeus tulisi olla sauman sisällä vähintään 30 mm ja sauman leveyden vähintään 10 mm. [6, s. 21] Kuva Kuorielementeissä käytettävän avosauman periaate. [6, s. 21] Kuorielementtien kannatus Kuorielementit kannatetaan joko ripustamalla elementit rakennuksen runkoon tai omilta perustuksiltaan. Omilta perustuksiltaan tuettu on edullisempi menetelmä, koska ripustusjärjestelmän kiinnikkeet ovat kalliita. Tehtäessä seinä ns. itsekantavana omien perustusten varaan, ei ripustuskuormia vanhalle ulkoseinälle synny. Pystykuormat siirtyvät alimpien elementtien kautta perustuksille. Tässä tapauksessa kuorielementit tulee kuitenkin sitoa vaakavoimia vastaan rakennuksen runkoon. [6, s. 28] Kuva Itsekantavan kuorielementin periaate. [6, s. 28]
43 35 Kuorielementtiseinän liitokset mitoitetaan pystysuuntaisille kuormille ja vaakasidonta tuulikuormille. Myös uusien perustusten rakenteellinen kestävyys ja painuma tarkistetaan. Kuorielementtien yleisin kiinnitys on ripustuskiinnitys, jossa elementti kiinnitetään elementin yläreunoissa sijaitsevien erikoiskiinnikkeiden avulla vanhaan rakenteeseen. Kiinnikkeinä käytetään ruostumattomasta teräksestä valmistettuja tuotteita ja lisäksi kiinnikkeillä tulee olla varmennettu käyttöseloste tai vastaava. Kiinnitys tehdään vanhan rakenteen sisäkuoreen, kiinnitysosana voidaan käyttää esimerkiksi U-teräsprofiilia. Elementtien alareuna sidotaan vaakavoimille saumatyypistä riippuen joko alapuolella olevan elementin yläreunaan tai viereisiin elementteihin. Alapuolella olevaan elementtiin sidonta on mahdollinen, kun käytetään vaakasaumana suoraa saumaa. Käytettäessä ponttisaumaa, alareunat tuetaan viereisiin elementteihin. Tavallisesti alimmainen elementti tuetaan erikoiskiinnikkeillä suoraan sokkelin pintaan. [6, s. 29] Kuva Ripustetun kuorielementtiseinän periaate. [6, s. 29] Ripustusosat mitoitetaan valmistajan ohjeiden mukaisesti siten, että ne ankkuroituvat riittävän lujasti sekä elementtiin että vanhaan seinärakenteeseen. Yleensä ripustusosat kiinnitetään vanhaan sisäkuoreen kiila-, lyönti- tai kemiallisin ankkurein. Kiinnikkeiden ankkurointikapasiteetti varmistetaan kohdekohtaisesti tehtävillä vetokokeilla, joiden perusteella varmistetaan kiinnikkeiden oikea määrä ja koko. Mitoituksessa otetaan huomioon, että elementtejä käsitellään varsin tuoreena, jolloin suunnitelmissa huomioidaan lujuusluokka, joka pitää saavuttaa ennen elementtien asennusta. [6, s ] Kosteustekninen toimivuus Kuorielementtijulkisivun kosteusteknisen toiminnan kannalta on tärkeää kiinnittää erityistä huomiota seuraaviin tekijöihin: rakenteen tuuletus
44 36 rakenteen sadevedentiiviys vuoto- ja kondenssivesien hallinta Jos eristeenä käytetään hyvin kosteutta läpäisevää mineraalivillaa, ei kosteusteknistä ongelmaa eristeen puolesta muodostu. Jos päädytään käyttämään tuulensuojapintana tiivistä pintaa tai tiiviimpää eristettä, kuten EPS:ää tai polyuretaania, varmistetaan rakenteen kosteustekninen toiminta laskelmin. [6, s. 7] Sadeveden tiiviys Kuorielementtirakenne toimii kosteusteknisesti varmemmin, jos rakenne on mahdollisimman tiivis sadevettä vastaan. Elementtien saumat on suositeltavaa tiivistää elastisilla saumausmassoilla tai saumanauhoilla. Sauman sadevedentiiviys edellyttää, että saumausmassa ei halkeile eikä irtoa tartunnastaan. Saumausmassan tartunnan takaamiseksi käytetään saumaustuotteelle soveltuvaa pohjusteainetta. Saumanauhatiivistystä käytettäessä saumanauhan tulee pysyä puristettuna, koska vain tällöin sauma on sadevesitiivis. Jos elementeissä käytetään avosaumoja, tulisi noudattaa kuvan 5.10 mukaisia minimimittoja, sillä liian kapeassa saumassa ulko- ja sisäpintojen välinen paine-ero kasvaa suureksi, jolloin vettä kulkeutuu sauman läpi. Paine-eron ollessa suuri, vesi roiskuu lämmöneristeiden pinnalle. Avosaumoja käytettäessä kuorielementtien pieni koko on eduksi. Tällöin kuorielementtien yli vaikuttava paine-ero tuulella ei kasva suureksi, jolloin vesivuodotkin jäävät pienemmiksi. Erilaisilla liitoksilla ja pellityksillä on myös tärkeä rooli rakenteen sadeveden tiiviydessä. Huolimattomasti toteutetuista liitoskohdista voi sateella kulkeutua rakenteen sisälle merkittävästi kosteutta. Liitoskohdissa on otettava huomioon sekä rakenteen tuulettuminen että mahdollisten vuotovesien poistuminen. [6, s. 7,8] Vuoto- ja kondenssivesien hallinta Tuuletusraossa on huomioitava vuoto- ja kondenssivesien poistuminen rakenteesta. Vuotoja kondenssivesien poistuminen rakenteesta on mietittävä erityisesti ikkuna-, ovi- ja sokkeliliitoksissa. [6, s. 8] 5.5 Kuorimuuraus Yleistä kuorimuurauksesta Verhouskorjaus muuraamalla toteutetaan asentamalla vanhaan betonipintaan lämmöneristelevyt, jotka kiinnitetään alustaan muuraussiteiden avulla. Samalla uusi tiilimuuri sidotaan myös muuraussiteillä vanhaan runkoon. Eristeen ja muurauksen väliin on suositeltavaa jättää vähintään 40 mm tuuletusrako. Eristeen ulkopinnassa tulee olla erillinen tuulensuoja, joka on tuulen- ja vedenpitävä. Kuorimuurin paino on suhteellisen suuri, joten yleensä se tarvitsee erillisen perustuksen. Vaihtoehtoisesti
45 37 tiilimuuri tuetaan vanhaan rakenteeseen asennettavilla konsoleilla. Tämä edellyttää, että vanhoissa rakenteissa on kapasiteettia lisäkuormille. Kiinnityksen tulee olla myös teknisesti toteutettavissa ja taloudellisesti järkevä. [2, s. 54] Korjausmenetelmänä kuorimuuraus soveltuu erityisesti purkaviin korjauksiin. Sitä käytetään myös vanhan ulkokuoren päälle tehtävissä lisäeristyskorjauksissa. Kuorimuurauksella tehtävä lisäeristyskorjaus kasvattaa julkisivun paksuutta suhteellisen paljon, joten se soveltuukin paremmin esimerkiksi ikkunattomien päätyseinien verhoukseen. [2, s ] Kuva Periaatekuva kuorimuurauksesta.[7, s. 14] Lisälämmöneristys Kuorimuurauksella toteutettavissa julkisivun lisäeristyskorjauksissa käytetään lämmöneristeenä tyypillisesti mineraalivillaa, mutta myös muiden eristetyyppien käyttö on mahdollista. Käytettäessä muuta eristetyyppiä, tulee rakenteen kosteustekninen toiminta varmistaa esimerkiksi laskelmin. Lisäeristämiseen käytetty mineraalivilla voi olla pehmeää tai kovaa villaa tai niiden yhdistelmää. Pehmeän ja kovan villan yhdistelmää käytetään erityisesti kiinnitysalustan ollessa epätasainen. Tällöin pehmeä villa saadaan painettua tiiviisti alustaa vasten. Eristeessä voi olla erillinen tuulensuojapinta tai tuulensuojapintana voidaan käyttää erillistä levyä. Tuulensuojapinnan tulee olla vesihöyryä läpäisevä ja suositeltavana ilmanläpäisykerroin on rakentamismääräyskokoelman mukainen 10x10-6 m 3 /(m 2 spa). Lämmöneristeen ja mahdollisen tuulensuojapinnan valinnassa otetaan huomioon palomääräykset. Lämmöneristeet ja tuulensuojatuotteet kiinnitetään mekaanisin kiinnikkein alustaan. Kiinnikkeinä käytetään muuraussiteitä, joiden pääasiallinen tehtävä on sitoa kuorimuuri rakennuksen runkoon. Kiinnitys tehdään siten, että lämmöneristelevyt pysyvät kiinni alustassaan eivätkä pääse kaareutumaan. Lämpöteknisen toimivuuden kannalta on tärkeää, ettei lämmöneristeen ja alustan väliin jää suuria yhtenäisiä ilmavälejä. Tällä estetään rakenteen sisäinen konvektio. Varmimmin tiivis lopputulos saavutetaan, kun käytetään pehmeän ja kovan villan yhdistelmää. Jos lämmöneristeitä
46 38 on useammassa kerroksessa, kerrosten saumat limitetään ilmavuotojen vähentämiseksi. Suunnitelmissa määritetään käytettävät kiinniketyypit sekä niiden määrä.[7, s ] Muuraussiteet Kuorimuuri sidotaan rakennuksen runkoon tuulikuormia vastaan. Muuraussiteiden on kestettävä tuulikuorman lisäksi kuorimuurissa tapahtuvat kosteus- ja lämpöliikkeet. Muuraussiteet ovat tyypillisesti ruostumattomasta teräksestä valmistettuja ja ne kiinnitetään mekaanisilla kiinnikkeillä vanhaan ulkokuoreen. Yleensä kiinnikkeinä käytetään nailontulppia. Tavallisesti 4 mm:n ruostumattomasta teräslangasta valmistetun siteen vetokestävyydeksi oletetaan 0,8 kn ja puristuskestävyydeksi 0,4 kn. Yleensä muuraussiteitä tarvitaan 4 kpl/m 2, mutta aukkojen, liikuntasaumojen sekä ulkonurkkien kohdalla siteiden määrä on syytä kasvattaa. Vesivuotojen välttämiseksi muuraussiteet kallistetaan ulospäin, jolloin vuotovedet eivät pääse kulkeutumaan lämmöneristeisiin. [7, s ] Muuraus Perinteisesti muuraus suoritetaan joko poltetuilla tiilillä tai kalkkihiekkatiilillä. Muurauksen ulkonäköä voidaan muunnella monin eri tavoin. Tiilityyppiä, kokoa, väriä ja pinnanmuotoja sekä saumausratkaisuja muuttelemalla saadaan varsin erinäköisiä lopputuloksia. Muurattu rakenne on myös mahdollista rapata ja pinnoittaa. Muurauslaasteina käytetään yleensä valmiiksi värjättyjä tehdasvalmisteisia kuivalaasteja. Laastin valmistuksessa noudatetaan valmistajan antamia ohjeita. Yleisin laastityyppi on M100/M600, mutta myös muita laastityyppejä voidaan käyttää. [7, s. 15] Kuorimuurin kannatus Kuorimuuri tarvitsee aina oman kannatusrakenteensa. Vaihtoehtoisesti voidaan joko tehdä kuorimuurille omat perustukset tai kannattaa kuorimuuri rakennuksen runkoon kiinnitettävin konsolein. Rakennuksen eri osissa voidaan käyttää eri kannatustapoja. Uuden kuorimuurin kannatus on mahdollista tehdä monilla vaihtoehtoisilla tavoilla. [7, s.19] Kannatus voidaan tehdä käyttämällä ns. piiloperustusta, jossa kuorimuurin kannatus tehdään vanhan anturan päältä, tekemällä uusi antura tai ripustamalla esimerkiksi vanhasta perusmuurista. Toinen tapa toteuttaa kannatus on valettu konsoliperustus, jossa vanhaan sokkelirakenteeseen valetaan konsoli, joka ripustetaan sokkeliin teräsankkureilla. Tämän tyyppinen kannatus voidaan tehdä myös käyttäen ulokkeena toimivaa L-teräsprofiilia, joka kiinnitetään sokkelirakenteeseen esimerkiksi kiila-ankkureilla. Näiden lisäksi voidaan käyttää esijännitettyä tiilipalkkia, jossa on konsolit, joiden päältä kuorimuurin muuraus voidaan aloittaa. Konsoliperustus ja ulokkeena toimiva L-teräsprofiili soveltuvat rakenteiden kerroksittaiseen kannatukseen.
47 39 Aukkojen yläpuoliset rakenteet voidaan kannattaa muun muassa kuvan 5.14 mukaisilla tavoilla. Raudoitusten mitoitusta on käsitelty Suomen rakentamismääräyskokoelman osassa B8 Tiilirakenteet. Kuva Aukkojen yläpuolisten rakenteiden kannatustapoja.[7, s. 20] Raudoitus ja liikuntasaumat Julkisivumuuraus raudoitetaan aukkorakenteiden lisäksi myös halkeilun rajoittamiseksi. Raudoitteiden tarkoitus on siirtää kuorimuurin liikkeet liikuntasaumoihin. Raudoitteet sijoitetaan julkisivun halkeilulle alttiille osille, kuten esimerkiksi aukkojen ylä- ja alapuolelle ja liikuntasaumattomiin nurkkiin. [7, s. 23] Kuorimuuri tarvitsee toimiakseen liikuntasaumoja, koska ilman niitä muurin lämpö- ja kosteusliikkeet aiheuttavat haitallista halkeilua. Liikuntasauma tehdään katkaisemalla kuorimuuri ja muurin raudoitteet sekä teräsosat kokonaan sauman kohdalta. Liikuntasaumat tiivistetään elastisella saumausmassalla tai paisuvalla saumanauhalla. Liikuntasauman leveys on tyypillisesti noin mm. Aukottoman kuorimuurin liikuntasaumojen enimmäisvälit on esitetty seuraavassa taulukossa 5.3. Rakenteen korkeus (m) Poltettu tiili Kalkkihiekkatiili Taulukko 5.3. Liikuntasauman enimmäisvälit, [7, s. 23] Jos rakenteessa on isoja aukkoja, liikuntasaumaväliä tihennetään, kuitenkin niin, että poltetuilla tiilillä liikuntasaumaväli on korkeintaan 12 m ja kalkkihiekkatiilellä enintään 8 m. Lisäksi liikuntasauma tehdään aina seuraaviin kohtiin: rakenteellisen liikuntasauman kohdalle perustustavan muuttuessa rakennekorkeuden muuttuessa kuorimuurin paksuuden vaihtuessa nurkkien vierelle tai lähietäisyydelle seinän suurien jäykkyyserojen kohdalle Tämän lisäksi liikuntasaumoilla otetaan huomioon seuraavat seinän muodonmuutoksiin vaikuttavat tekijät:
48 40 erilaiset perustustavat taipuvat kannatusrakenteet kannatusalustan muodonmuutokset Kosteustekninen toimivuus Sateisella ja tuulisella säällä tiilikuorimuurin läpi voi kulkeutua vettä. Kosteusteknisen toimivuuden varmistamiseksi rakenteeseen pääsevän kosteuden määrä on minimoitava. Toisaalta rakenteeseen päässeen kosteuden kuivumisen on myös oltava mahdollista. Kuorimuurit ovat toiminnaltaan tuulettuvia rakenteita, joten niiden toimivuus edellyttää rakenteen tuulettumista. Tuulettuminen järjestetään tuuletusraon kautta, jonka minimileveytenä voidaan pitää 40 mm. Veden pääsy rakenteen sisään estetään tai minimoidaan toteuttamalla erilaiset liitoskohdat, pellitykset ja tiivistykset huolellisesti. Myös muuraustyön laadulla on merkittävä osa. Ammattitaitoisesti toteutetun muurauksen avulla laastisaumoista tulee tiiviimpiä ja saumoja ei tarvitse jälkisaumata. Tuuletusraon toimivuus varmistetaan raon riittävällä leveydellä ja jättämällä alimmasta tiilivarvista joka kolmas pystysauma auki. Kun tuuletusrako on riittävän leveä, lämmöneristeen päälle pääsevän veden määrä on pieni ja tuuletusraon avoimuus säilyy varmemmin. Muuratessa käytetään yleensä ns. viistemuuraustekniikka, jolloin mahdolliset laastipurseet jäävät vähäisiksi ja tuuletusrako säilyy yhtenäisenä. Tuuletusraon avoimuus tarkistetaan jättämällä muurin alimmasta tiilivarvista joka kuudes tiili muuraamatta. Kun avoimuus on varmistettu, voidaan aukot muurata umpeen. Alimmassa tiilivarvissa tulisi joka kolmas pystysauma jättää auki tuuletustilan toimivuuden varmistamiseksi. Muuraustyön aikaiset olosuhteet on huomioitava, sillä väärissä olosuhteissa tehty muuraustyö aiheuttaa laastisaumoihin haitallista halkeilua, joka edelleen vaikuttaa negatiivisesti rakenteen tiiviyteen ja lujuuteen. Rankasti saderasitetuilla julkisivuilla on myös mahdollista käyttää tiivislaastia, jonka vedenläpäisevyys on noin kolmannes tavallisen muurauslaastin vastaavasta arvosta. [7, s. 7-8]
49 41 6. BETONISANDWICH-SEINÄN LÄMPÖ- JA KOSTEUSTEKNISEN TOIMINNAN TEORIAA 6.1 Lämpö ja lämmön siirtyminen Lämpö on aineen molekyylien liike-energiaa, joka kasvaa lämpötilan noustessa. Kiinteissä aineissa lämpö on atomien ja molekyylien värähtelyä, joka siirtyy aaltoliikkeenä. Johteissa lämpö siirtyy lisäksi vapaiden elektronien liikkeenä. Lämpö siirtyy aina korkeammasta lämpötilasta alempaan. Lämpöä voi siirtyä johtumalla, konvektiolla tai säteilemällä. [14, s. 95] Lämmön johtuminen Johtumisessa lämpöenergia siirtyy materiaalien molekyylien sisäisen värähtelyn vaikutuksesta eikä aineen siirtymistä ei tapahdu. Energiaa siirtyy suuremman energiasisällön omaavilta hiukkasilta pienemmän energiasisällön omaaville hiukkasille sisäisten voimien ja törmäysten välityksellä. Eli lämpö johtuu aina korkeammasta lämpötilasta alempaan. Lämpötilaeron lisäksi johtumiseen vaikuttaa materiaalin lämmönjohtavuus. Materiaalin lämmönjohtavuuteen vaikuttaa moni asia, kuten materiaalin tiheys ja kosteuspitoisuus. Johtumalla siirtyvä lämpövirran tiheys q (W/m 2 ) homogeenisessä ja isotrooppisessa ainekerroksessa voidaan laskea Fourierin lain avulla. [14, s.95] T T T q = λ T = ( λ, λ, λ ), jossa (1) x y z λ= lämmönjohtavuus (W/(mK)) T= lämpötila (K) x,y,z= lämpövirran suuntakoordinaatit (m) Stationääritilassa lämpötilojen pysyessä vakioina materiaalikerroksen läpi siirtyvä lämpövirta saadaan kaavalla: q ( T T ) 2 1 = λ, jossa (2) d d= materiaalikerroksen paksuus T 1,2 = lämpötila materiaalikerroksen eri puolilla
50 42 Monikerroksiselle rakenteelle voidaan laskea materiaalin lämpötila tietyssä kohtaa rakennetta käyttämällä hyväksi materiaalien lämmönvastuksia R (m 2 K/W) d R = (3) λ R tot = R si +R 1 +R 2 + +R n +R se (4) Lämmön siirtyessä johtumalla rakenteen lämpötila stationääritilanteessa kohdalla x, saadaan kaavalla (5). x Rn n= i Tx = Ti ( Ti Te), missä (5) R x n= i T i = R T e = n tot = rakenteen lämmönvastusten summa sisältä kohtaan x (s/m) sisäilman lämpötila (K) ulkoilman lämpötila (K) Yhtälö pätee vain stationääritilassa. Jos tarkastellaan tilannetta epästationäärisessä tilassa, lämpövirtojen ja lämpövirran tiheyden määrittäminen tehdään energiataseyhtälöllä. Yhtälössä varastoitunut energia on yhtä suuri kuin tarkasteltavaan pisteeseen tulleen ja siitä lähteneen lämpövirran erotus lisättynä lämmönkehityksellä tai lämpöhäviöllä. Johtumiselle energiataseyhtälö on seuraavanlainen. [14, s. 182] T T T T ρc = ( λ ) + ( λ ) + ( λ ) + q, jossa (6) t x x y y z z ρ= materiaalin tiheys (kg/m 3 ) c= materiaalin ominaislämpökapasiteetti (J/(kgK)) t= aika (s) q = lämmönkehitys tai lämpöhäviö (W/m 3 ) Lämmön säteily Lämmön säteily on lämpöenergian siirtymistä sähkömagneettisina aaltoina kahden eri lämpötilassa olevan pinnan välillä. Säteilyä syntyy, kun aineen atomeissa ja molekyyleissä olevien elektronien paikat muuttuvat. Kaikki kappaleet, joiden lämpötila on absoluuttisen nollapisteen yläpuolella, lähettävät eli emittoivat lämpösäteilyä. Säteily ei vaadi väliainetta edetäkseen, kuten johtuminen ja konvektio, vaan väliaine saattaa hidastaa säteilyn etenemistä pintojen välillä. Pinnan emittoimalla säteilyteholla, E, on yläraja, joka voidaan laskea Stefan-Bolzmannin lain avulla:
51 43 E b =σt s 4, missä (7) σ = Stefan-Bolzmannin vakio 5,67x10-8 W/m 2 K 4 = säteilyä lähettävän pinnan lämpötila (K) T s Tämä säteilyteho E b vastaa niin sanotun ideaalisen mustan kappaleen lähettämää säteilytehoa. Rakennusfysikaalisissa tarkasteluissa säteily voidaan jakaa lyhytaaltoiseen auringonsäteilyyn ja pitkäaaltoiseen lämpösäteilyyn. Lyhytaaltoista säteilyä on suoran auringonsäteilyn lisäksi ilmakehästä ja pilvistä heijastunut diffuusi sisäteily, joka syntyy, kun auringonsäteily heijastuu ilmakehässä olevista hiukkasista ja molekyyleistä tasaisesti eri suuntiin. Säteily heijastuu diffuusina säteilynä myös maan pinnalta ja rakennuksista. Tällöin heijastunut säteily on kuitenkin pitkäaaltoista lämpösäteilyä. Kuten on eri kappaleiden ja pintojen emittoima lämpösäteilykin huonelämpötilaalueella. Todelliset pinnat emittoivat säteilyä kuitenkin mustaa kappaletta heikommin, joka otetaan huomioon emissiviteetin ε avulla. [14, s. 313] E= εσts4 (8) Pinnan emissiviteetti on aina välillä 0-1, mutta suurimalla osalla rakennusmateriaaleista pinnan emissiviteetti on huonelämpötila-alueella välillä 0,8 0,95. [14, s. 313] Rakennusfysikaalisissa tarkasteluissa pintoja voidaan käsitellä ns. harmaina pintoina, joista säteilyn oletetaan emittoituvan diffuusina säteilynä kaikkiin suuntiin tasaisena. Harmaan pinnan emissiviteetin oletetaan riippumattomaksi säteilyn aallonpituudesta. materiaali ε betoni 0,94 kirkas alumiini 0,09 oksidoitunut alumiini 0,2 0,33 lasi 0,94 poltettu tiili 0,91 0,93 kalkkihiekkatiili 0,9 Taulukko 6.1. Muutamien rakennusmateriaalien emissiviteettejä. [14, s. 316] Lämmön konvektio Konvektiossa lämpö siirtyy virtaavan nesteen tai kaasun mukana. Konvektio voi aiheutua joko ulkoisen voiman vaikutuksesta tai lämpötilaerojen aiheuttamien tiheyserojen seurauksena. Ulkoisten voimien aiheuttama eli pakotettu konvektio voi aiheutua esimerkiksi tuulesta, ilmanvaihdosta tai pumpusta. Lämpötilaerojen aiheuttamaa konvektiota kutsutaan luonnolliseksi konvektioksi. Lämmönsiirrossa konvektio määritellään virtaavassa aineessa tapahtuvan molekyylien diffuusion ja
52 44 makroskooppisen aineensiirron eli advektion summana. Pienillä virtausnopeuksilla lämmönsiirto on pääasiassa diffuusiota ja virtausnopeuden kasvaessa myös advektion osuus kasvaa. [14, s. 259] RAKENTEEN LÄPI TAPAHTUVA KONVEKTIO AIHEUTUU SISÄ- JA ULKOILMAN VÄLISESTÄ PAINE-EROSTA, KUN SISÄPINNAN ILMAN- SULKU EI OLE TIIVIS ULKOVERHOUKSEN/ TUULENSUOJAN LÄPI TAPAHTUVA KONVEKTIO AIHEUTUU TUULEN VAIKUTUKSESTA, KUN ULKOVERHOUS/ TUULENSUOJA EI OLE TIIVIS TAI SE ON VIRHEELLISESTI ASENNETTU Kuva 6.1. Rakenteissa tapahtuvia konvektiovirtauksia [4, s. 261] RAKENTEEN SISÄINEN KONVEKTIO AIHEUTUU RAKENTEEN PINTOJEN VÄLISISTÄ LÄMPÖTILAEROISTA, KUN ERISTEKERROS ON PAKSU JA SIINÄ ON AVOIN HUOKOSVERKOSTO TAI ERISTE EI OLE TIIVISTI SISÄ- JA ULKOPINTAA VASTEN Konvektiivisen lämmönsiirron suuruus pinnasta ilmaan riippuu pinnan geometriasta, virtauksen luonteesta (laminaarinen tai turbulenttinen), virtaavan aineen virtausominaisuuksista sekä termodynaamisista ominaisuuksista. Konvektiivisen lämpövirran tiheys q conv (W/m 2 ) voidaan laskea Newtonin lain avulla, jossa edellä mainittuun konvektioon vaikuttavia seikkoja otetaan huomioon konvektiivisella lämmönsiirtokertoimella. [4 s. 262] q conv = α conv (T s -T a ), jossa (9) α conv = konvektiivinen lämmönsiirtokerroin W/m 2 K T s = materiaalin pintalämpötila (K) T a = ympäröivän ilman lämpötila (K)
53 Kosteus Ulkoseinärakenteen kosteusrasituksia ovat vesi- ja lumisade, sisä- ja ulkoilman kosteus, maaperän kosteus, pohjavesi, pintavesi, rakennuskosteus, tilojen käytöstä aiheutuvat kosteusrasitukset sekä mahdolliset vuoto- ja roiskevedet. Kosteuslähteiden vaikutus on suuresti riippuvainen rakennuksen käytöstä, vuodeajasta ja säävaihteluista. Ulkoseinän kannalta tärkeimpinä kosteuslähteinä voidaan pitää viistosadetta, sisäilman kosteutta ja rakennuskosteutta. Kosteuslähteiden lisäksi ulkoseinärakenteen toimintaa vaikuttavat olosuhdetekijät, kuten tuuli, lämpötilat rakenteen eri puolilla, auringon säteily, painovoima sekä paine-erot rakenteiden yli. Paine-erot rakenteeseen aiheutuu lähinnä tuulen, koneellisesta ilmanvaihdon ja rakennuksen tiiviyssuhteiden yhteisvaikutuksesta Sade Sade voi tulla vetenä, lumena tai jäänä. Ulkoseinän kannalta merkittävin saderasitus on viistosade. Sateen aikana yhtäaikaisesti vaikuttava tuuli aiheuttaa sadepisaroiden putoamisen vinosti. Sateen vaakasuoraa komponenttia kutsutaan viistosateeksi. Sateen vaikutus voidaan erotella ajallisesti rakentamisen aikaiseen ja sen jälkeisen vaiheeseen. Rakentamisen aikana sade voi kastella rakennustarvikkeita ja keskeneräisiä rakenteita, jos niitä ei ole suojattu huolellisesti. Valmiissa rakennuksissa sade rasittaa erityisesti kattoja, parvekkeita, vesikouruja, ulkoseiniä ja ikkunoita. Sadevesi ja lumen sulamisvedet voivat rasittaa ulkoseinää myös jos räystäät eivät toimi, saumarakenteissa tai pellityksissä on epäjatkuvuuskohtia, vaakapinnoille tuleva vesi kulkeutuu seinärakenteeseen tai jos maan pinnalla oleva vesi pääsee seinään. Vaakapinnoilta seinärakenteeseen kulkeutuva kosteus voi aiheuttaa seinään suuren paikallisen kosteusrasituksen. Viistosateen määrä on riippuvainen pystysuoran sateen intensiteetistä, tuulen nopeudesta ja pisaroiden putoamisnopeudesta. Viistosateisiin vaikuttaa suuresti myös ilmansuunta ja rakennuksen maantieteellinen sijainti. Viistosademäärät vaihtelevat suuresti eri vuosina ja vuodenaikoina, karkeasti arvioituna viistosateen määrä on noin % pystysuoran sateen määrästä vuodessa eli noin mm/m 2 vuodessa, josta puolet sataa syksyisin. Seinäpinnalle osuva viistosademäärä on pääsääntöisesti vapaata viistosadetta vähäisempi. Rakennusten etelä- ja länsisuuntaan olevat julkisivut altistuvat yleisesti runsaammalle saderasitukselle. Saderasitus on myös voimakkaampaa saaristossa ja rannikolla kuin sisämaassa. Julkisivulle osuvan viistosateen määrään vaikuttaa suuresti myös rakennuksen korkeus, muoto, rakennuspaikan maastonmuodot, lähiympäristön kasvillisuus ja rakennukset. Tästä johtuen viistosade rasittaa eri rakennuksia ja julkisivun osia varsin epätasaisesti. Korkeisiin rakennuksiin kohdistuu voimakkaampi viistosaderasitus kuin mataliin ja erityisesti rakennuksen nurkissa ja yläosissa on voimakas rasitus. Myös
54 46 avoin ja korkea rakennuspaikka lisää julkisivuun kohdistuvan viistosateen määrää. Kuvassa 6.2 on havainnollistettu julkisivun viistosaderasitusta. [12, s.14] Saderasituksen voimakkuuteen voidaan vaikuttaa rakennuksen muodolla sekä rakennuksen yksityiskohdilla, kuten räystäillä ja katoksilla. Leveät räystäät vähentävät seinään kohdistuvan viistosateen määrää erityisesti julkisivujen yläosissa. Kuva 6.2. Julkisivun viistosaderasitus. [12 s. 14] Ilman kosteus Rakennetta ympäröivän ilman kosteuspitoisuus vaikuttaa rakenteen ja sen materiaalikerrosten tasapainokosteuksiin. Ulkoseinän kosteusteknistä toimintaa tarkasteltaessa merkittävin vaikutus on ulkoseinän eri puolilla vallitsevilla ilman kosteuksilla. Ilman vesihöyrypitoisuus tilavuusyksikössä on vesihöyryn massa jaettuna ilman tilavuudella. Ilmassa olevan vesihöyryn määrä vaihtelee ja lämpötilassa ilma voi sisältää vain tietyn vesihöyrymäärän. Tätä vesihöyryn enimmäismäärää tietyssä lämpötilassa kutsutaan kyllästyskosteudeksi. Kyllästyskosteus on suoraan yhteydessä kyllästyspaineeseen, joka on suurin vesihöyryn aikaansaama osapaine tietyssä lämpötilassa. Kyllästyskosteus ja kyllästyspaine ovat lämpötilasta riippuvia. Mitä lämpimämpää ilma on sitä, suurempia ovat kyllästyskosteus ja kyllästyspaine. Ilmassa oleva vesihöyrymäärä ilmoitetaan yleensä joko suhteellisena kosteutena tai absoluuttisena kosteutena [kg/m 3 ]. Suhteellisella kosteudella tarkoitetaan tietyssä lämpötilassa ilmassa olevan kosteusmäärän suhdetta kyseisen lämpötilan kyllästyskosteuteen. Suhteellinen kosteus ilmaistaan yleensä prosentteina. Φ=v/v sat (10) tai vastaavasti vesihöyryn osapaineen suhdetta tämän lämpötilan kyllästyspaineeseen.
55 47 Φ= p / p v,sat (11) Sekä ulkoilman että sisäilman kosteuspitoisuuteen vaikuttaa suuresti vuodeaikojen ja säätilojen vaihtelut. Kosteuden sitoutumisella materiaaliin ja siitä aiheutuvilla vaikutuksilla on suuri viive, eivät hetkittäiset ilman kosteuden vaihtelut vaikuta oleellisesti rakenteisiin. Siksi tutkittaessa ulkoseinän kosteuskäyttäytymistä riittää usein, kun yksinkertaistetaan tilannetta ja tutkitaan pidempien ajanjaksojen keskiarvoja. [12, s.19] Ulkoilman kosteus Suomen ilmastossa ulkoilman keskimääräinen suhteellinen kosteus on suurimmillaan talvella noin RH 90 % ja pienimmillään kesällä noin RH %. Ilman absoluuttinen kosteussisältö on puolestaan kesällä selkeästi suurempi kuin talvella. Myös vuorokautinen vaihtelu on voimakasta lämpötilojen vaihtelusta johtuen. [12, s.19] Sisäilman kosteus Ulkoilmaa voidaan pitää sisäilman perustana, sillä korvausilman mukana ulkoilmaa siirtyy sisäilmaan jatkuvasti. Lisäksi sisäilman kosteuspitoisuuteen vaikuttaa huoneen käyttötarkoitus, sisällä kehitetyn kosteuden määrä, ilmanvaihdon suuruus, rakennusaineiden kyky sitoa ja luovuttaa kosteutta, rakenteiden kautta poistuva kosteusvirta sekä rakenteiden kuivuessa vapautuva kosteus. Sisäilman vesihöyrypitoisuus voidaan esittää seuraavasti: υ s = υ u + G/n*V, jossa (12) υ s = sisäilman vesihöyrypitoisuus [kg/m 3 ] υ u = ulkoilman vesihöyrypitoisuus [kg/m 3 ] G= kosteuden tuotto sisällä [kg/h] n= ilman vaihtuvuus aikayksikössä [1/h] V= tarkasteltavan tilan tilavuus [m 3 ]. Sisäilman kosteuslisä ulkoilman kosteuspitoisuuteen nähden vaihtelee suuresti käyttäjän mukaan. Rakenteiden kosteusrasitus voi nousta suureksikin käyttäjän vedenkäyttötapojen seurauksena tai jos rakenne on suunniteltu väärin käyttöolosuhteisiinsa. Sisäilman kosteus voi nousta haitallisen suureksi jos käyttäjän on säätänyt ilmanvaihdon liian pieneksi. Tavanomaisissa asuinrakennuksissa sisäilman suhteellinen kosteus on suurimmillaan kesällä noin RH % ja pienimmillään talvella noin RH %. [12, s ]
56 Rakennuskosteus Rakennuskosteudella tarkoitetaan rakenteisiin valmistuksen, varastoinnin, kuljetuksen tai rakennustyön aikana päässyttä kosteutta. Rakennuskosteuden määrään vaikuttaa erittyisesti rakennusaineiden valmistusmenetelmät sekä suojaukset kuljetuksissa, varastoinnissa ja eri työvaiheissa. Eniten rakennuskosteutta esiintyy betoni- ja kevytbetonirakenteissa, muuratuissa rakenteissa ja rappauksissa. [12 s. 23] Julkisivun lisäeristyskorjauksissa korostuvat etenkin lisälämmöneristeiden suojaus kuljetuksissa ja varastoinnissa sekä rakennuksen työnaikainen suojaus. Usein sandwich-elementtien vanhat saumat poistetaan, jolloin kunnollisen sääsuojauksen puuttuessa avoimien saumojen kautta voi kulkeutua vettä elementin eristetilaan Muut kosteusrasitukset Ulkoseinien kosteusteknisessä mitoituksessa huomioon otettavia poikkeuksellisia kosteusrasituksia ovat esimerkiksi putkivuodot, vedeneristeen vuodot, pellitysten rikkoutuminen ja saumausten vaurioituminen. Pahimmat kosteusvauriot syntyvät yleensä juuri erilaisista vesivuodoista. Syntyvien vaurioiden vakavuuteen ja laajuuteen vaikuttavat oleellisesti rakennetyyppien vaurioherkkyys sekä rakenteen kuivumiskyky. Rakenteet tulisi suunnitella siten, että vuotoja ei tapahtuisi tai vuodon sattuessa ei suurta vahinkoa pääsisi tapahtumaan. Putket onkin suositeltavaa asentaa näkyviin tai erillisiin koteloihin, jolloin vauriot nähdään heti tai ne voidaan helposti tarkastaa. [12, s. 25] Olosuhdetekijöiden vaikutus Ulkoseinärakenteen kosteustekninen toiminta on oleellisesti riippuvainen myös rakenteiden yli vaikuttavista ilmanpaine-eroista. Nämä erot aiheutuvat lähinnä tuulen, lämpötilaerojen sekä koneellisen ilmanvaihdon ja rakennuksen tiiviyssuhteiden yhteisvaikutuksesta. Tuuli voi aiheuttaa rakennukseen joko yli- tai alipainetta riippuen talon geometriasta, tuulen suunnasta ja nopeudesta. Jos rakennuksen tuulenpuoleinen seinä on muita epätiiviimpi, rakennuksen sisäpuolelle muodostuu ylipaine. Ja päinvastoin, jos suurin osa aukoista on suojan puoleisella seinällä, aiheutuu rakennukseen alipaine. [12, s. 26] Ulko- ja sisäilman lämpötilaerosta johtuvaa ilmanpaine-eroa kutsutaan savupiippuvaikutukseksi tai termiseksi konvektioksi. Savupiippuvaikutus on merkittävä kondenssiin vaikuttava tekijä, sillä se toimii pakkasella ja jatkuvasti. Korkeissa rakennuksissa vaikutus on vielä suurempi kuin matalissa. Huoneilman lämmetessä sen tiheys pienenee ja se alkaa nousta ylöspäin. Tällöin huoneen yläosaan muodostuu ylipainetta ja alaosaan alipainetta. Ilmanpaine-eron suunta voi olla ulos- tai sisäänpäin ja
57 49 se on riippuvainen rakennuksen epätiiviyskohtien sijainnista. [12, s. 26] Kuva 6.3. Savupiippuvaikutus: a) vaipan epätiiviydet tasaisesti jakautuneet, b) epätiiviydet rakennuksen yläosassa ja c) epätiiviydet rakennuksen alaosassa. [12, s. 26] Myös rakennuksen ilmanvaihtojärjestelmä on osallisena rakennuksen yli vaikuttavaan paine-eroon. Koneellisen poistopuhaltimen käyttö aiheuttaa sisäänpäin suuntautuvan paine-eron, jolloin se ei aiheuta kondenssin uhkaa rakenteisiin. Koneellisessa tulo- ja poistoilmanvaihdossa ohjataan sekä tulo- että poistoilmavirtauksia puhaltimilla. Niiden toiminta pyritään säätämään niin, ettei paine-eroja syntyisi. Ulkoseinärakenteen kannalta rakennuksen sisäpuolinen ylipaine on haitallinen, sillä tällöin ilmavuodot voivat kuljettaa suuria kosteusmääriä vuotokohdista rakenteeseen. [12, s. 26] Muita ulkoseinärakenteen kosteustekniseen toimintaan vaikuttavia olosuhdetekijöitä ovat muun muassa lämpötilat rakenteen eri puolilla ja auringon säteily. Julkisivupinnan absorptio-ominaisuudet vaikuttavat pinnan lämpötilaan ja siten myös kosteuden haihtumiseen pinnalta.[12, s ] 6.3 Kosteuden siirtyminen ulkoseinärakenteessa Merkittävimmät kosteuden siirtymismuodot seinärakenteissa ovat kapillaarinen siirtyminen, diffuusio, pintadiffuusio, konvektio ja painovoimainen siirtyminen Kapillaarinen siirtyminen Veden kapillaarista siirtymistä voidaan havainnollistaa pyöreän ohuen putken avulla, joka laitetaan alapäästään veteen. Tällöin vesi pyrkii nousemaan putken reunoja pitkin ylöspäin nesteen sisäisen koheesion sekä kapillaariputken seinämän ja nesteen välisen adheesion vaikutuksesta. Tämän seurauksena veden pinta kaareutuu huokosputken sisällä ja muodostaa niin sanotun meniskuksen. Kaarevan veden pintaan syntyy pintajännitys σ (N/m), jonka seurauksena veden pinnan ja ilman välille syntyy paineero, jota kutsutaan huokosalipaineeksi, s (Pa). Huokosalipaineen johdosta vesi nousee huokosputkessa tasolle, joka on tasapainossa putkessa olevan veden aiheuttaman hydrostaattisen paineen kanssa. Voimatasapaino huokosputkelle saadaan yhtälöstä 13: [12, s. 34]
58 50 π ρ 2π σ cosφ = 0, jossa (13) 2 r wgh r ρ w = veden tiheys g= putoamiskiihtyvyys (9,81 m/s 2 ) σ= veden pintajännitys, joka nostaa vettä putken reunoilla ylöspäin (N/m) r= huokosputken eli kapillaarihuokosen säde (m) Φ= reunakulma vesipinnan meniskuksen ja putken seinämän välillä ( ) Kuva 6.4. Huokosalipaineen muodostuminen. Tasapainotilanteessa huokosalipaineelle saadaan suuruus edellisen yhtälön perusteella kaavalla: gh s 2σ ρw = = cos φ (14) r Huokosalipaine on suurimmillaan meniskuksen pinnassa ja alenee mentäessä alaspäin huokosputkessa. Vesipinnan yläpuolella olevassa ilmassa on normaali ilmanpaine. Kapillaarisilla rakennusmateriaaleilla voidaan olettaa reunakulman olevan likimain 0, saadaan materiaalin kapillaarinen nousukorkeus, h kaavasta: 2σ 2σ ρwgh = s = h = (15) r ρ gr w Tämä nousukorkeus kuvaa sitä korkeutta, johon vesi voi kapillaarihuokosissa enimmillään nousta. Raja on käytännössä kuitenkin häilyvä, koska tällä alueella
59 51 materiaalin kosteuspitoisuus muuttuu kapillaarisesta kyllästyskosteudesta huokosilman suhteellista kosteutta vastaavaan kosteuspitoisuuteen siirryttäessä kapillaariputkea ylöspäin. Myös kapillaarisen nousukorkeuden tapauksessa on havaittavissa samantyyppinen hystereesi-ilmiö kuin tasapainokosteudenkin kohdalla. Tällöin kostumisvaiheessa veden nousu pysähtyy ensimmäiseen kapillaarivirtauksen katkaisevaan riittävän suureen huokoseen. Vastaavasta materiaalin kuivuessa kosteus voi jäädä kapillaarisen nousukorkeuden yläpuolelle, jos siellä on riittävän pieniä huokosia. [15, s. 88] Kapillaarinen veden imeytyminen ja sitoutuminen riippuu kapillaarihuokosten koosta ja määrästä sekä huokosverkoston yhtenäisyydestä. Huokoskoon kasvaessa kapillaarinen imuvoima ja nousukorkeus vähenevät, mutta toisaalta virtausnopeus ja kosteuden johtavuus kasvavat. [12, s. 34] Kapillaarisen kosteusvirran tiheys [kg/m 2 s] voidaan laskea kapillaariteettikertoimen A w avulla käyttämällä seuraavaa kaavaa: g cap Aw =, jossa (16) 2 t A w = kapillaariteettikerroin (veden imeytymiskerroin)[kg/m 2 s 1/2 ] t= aika (s) Kaavalla saadaan laskettua kapillaarisen kosteusvirran maksimi, kun materiaalin toinen pinta on kontaktissa veden kanssa, jolloin se on kapillaarista kyllästyskosteutta vastaavassa tilassa. Kapillaariteettikerroin on vakio vain tietyn ajan sen jälkeen, kun kosteutta on alkanut siirtyä kapillaarisesti materiaaliin. Kun kapillaarinen kyllästyskosteus saavutetaan, hidastuu veden siirtyminen materiaaliin oleellisesti. Tämän jälkeen kapillaarivirtaus on erittäin vähäistä, kunnes se loppuu kokonaan. Materiaaliin ajassa t [s] siirtyneen kosteuden määrää voidaan arvioida seuraavalla kaavalla. t m = gcapdt = Aw t (17) 0 Veden tunkeutumissyvyys tietyllä ajanhetkellä voidaan laskea seuraavalla kaavalla, kun tunnetaan materiaalin veden tunkeutumiskerroin B w [m/s 1/2 ]. Tunkeutumisen maksimiarvo on sama kuin kapillaarisen nousukorkeuden maksimi. x p =B w t (18) Kosteuspitoisuuden ollessa korkea, tapahtuu kapillaarista kosteuden siirtymistä materiaaleissa, vaikka kosketusta ei vesipintaan olisikaan. Kapillaarivirtaus voi tapahtua
60 52 myös sivusuuntaan tai alaspäin, jolloin painovoima ei rajoita kosteuden siirtymistä. Tässä tapauksessa voidaan kapillaarinen kosteusvirta [kg/m 2 s] laskea Darcyn lain avulla. [15, s. 98] g k p s = ρ = κ, jossa (19) x w cap w w ηw x k w = materiaalin permeabiliteetti vedelle (m 2 ) η w = қ w = veden dynaaminen viskositeetti (1,31x10-3 Ns/m 2, kun T=10 C) kosteudenjohtavuus (kg/(m*s*pa)) Lämpötilan laskiessa kapillaarivirtaus hidastuu ja veden jäätyessä se loppuu kokonaan. Materiaaleissa voi tapahtua kuitenkin kapillaarivirtauksia myös pakkasen puolella, sillä huokosalipaineen johdosta pienissä huokosissa vesi ei jäädy lämpötilan pudotessa alle 0 C. [15, s. 99] Painovoimainen siirtyminen Painovoimainen virtaus on merkityksellinen käytännössä vain suurihuokoisilla aineilla ja sen merkitys vähenee huokoskoon pienetessä. Aineilla, joilla huokoskoko on alle 0,02 mm, painovoimainen siirtyminen on erittäin vähäistä. Ulkoseinärakenteeseen päässyt runsas vuotovesi ja tiivistynyt kosteus kulkeutuu painovoiman vaikutuksesta alaspäin rakenteen ilmaraossa, villalämmöneristeissä ja muissa raoissa ja lopulta kertyy seinien alaosiin, sokkeleihin ja vaakaliitosten päälle. Seinärakenteiden ja liitosten suunnittelussa tulee ottaa huomioon, miten seinän ulkopinnan taakse mahdollisesti päässyt vesi poistuu rakenteesta. Alaspäin kulkeutuvan veden määrään vaikuttaa oleellisesti myös miten nopeasti virtauskohdan rakennekerrokset pystyvät kapillaarisesti sitomaan vettä. [12, s. 37] Diffuusio Diffuusio on kaasumolekyylien liikettä, jonka johdosta kaasuseoksen yksittäisen kaasun pitoisuuserot pyrkivät tasoittumaan. Kun on kyse ulkoseinärakenteessa tapahtuvasta kosteuden siirtymisestä, tutkittava kaasu on vesihöyry. Seinärakenteen läpi tapahtuva kosteuden diffuusio aiheutuu rakenteen eri puolilla vallitsevista ilman kosteuspitoisuuden eroista, jotka pyrkivät tasoittumaan. Diffuusiossa kaasun, eli tässä tapauksessa vesihöyryn, nettovirtaus tapahtuu suuremmasta pitoisuudesta pienempään. Käytännössä Suomen ilmastossa diffuusion suunta on pääasiallisesti sisältä ulos, mutta kesällä diffuusion suuntaa vaihtelee riippuen sisä- ja ulkoilman olosuhteista. Siten aika ajoin tapahtuu myös vesihöyryn diffuusiota ulkoa sisäänpäin. Homogeenisessä ainekerroksessa diffuusiolla siirtyvän kosteusvirran tiheys g [kg/m 2 s] voidaan määrittää Fickin lain avulla. Yleisessä muodossa laki saa seuraavan muodon. [15, s. 43]
61 53 v v v g = δv v= ( δv, δv, δv ), jossa (20) x y z δ v = aineen vesihöyrynläpäisevyys (m 2 /s) x,y,z = kosteusvirran suuntakoordinaatit (m) Edellä oleva kaava voidaan ilmaista myös vesihöyryn osapaineiden avulla, jolloin se saa seuraavan muodon: pv pv pv g = δ p pv = ( δp, δp, δp ),jossa (21) x y z δ p = aineen vesihöyrynläpäisevyys vesihöyryn osapaine-eron avulla ilmaistuna (kg/(mspa) Yleensä seinärakenteissa riittää, kun tutkitaan yksiulotteista tilannetta, jolloin kaavat saavat yksinkertaisemman muodon. v g = δ v x (22) pv g = δ p x (23) Materiaalien vesihöyrynläpäisevyys voidaan ilmoittaa myös ns. diffuusiovastuskertoimen μ avulla, joka määritetään kaavalla: [15, s. 47] μ μ D δ a = tai (24) δ δ v a =, joissa (28) p D a = δ a = ilman vesihöyrynläpäisevyys vesihöyrypitoisuuden avulla ilmaistuna (m 2 /s) ilman vesihöyrynläpäisevyys osapaine-eron avulla ilmaistuna (m 2 /s) δ v,p = materiaalin vesihöyrynläpäisevyys δ v (m 2 /s) tai δ p (kg/mspa) WUFI-laskentaohjelmassa materiaalien vesihöyrynvastukset määritetään diffuusiovastuskerrointa käyttämällä.
62 54 Jatkuvuustilassa vesihöyrypitoisuusjakauman ollessa lineaarinen saadaan materiaalikerroksen läpi siirtyvä kosteusvirran tiheys kaavalla: v 2 v v 1 1 v 2 g = δv = δv (25) d d Kuva 6.5. Materiaalikerroksen läpi siirtyvä kosteusvirran tiheys [15, s. 48] Materiaalien vesihöyrynläpäisevyys ei ole vakio, vaan riippuu lämpötilasta ja huokosilmassa vallitsevasta suhteellisesta kosteudesta. Käytännössä kosteusvirran tiheyden kasvu materiaalin läpi johtuu lähinnä pintadiffuusiosta ja kapillaarivirtauksesta. Kaasudiffuusiolla siirtyvän vesihöyryn määrä pysyy melko vakiona hygroskooppisella alueella. Kapillaarisella alueella diffuusiolla siirtyvän vesihöyryn määrä pienenee, koska huokoset täyttyvät vedellä ja estävät vesihöyryn siirtymistä huokosissa. [15, s. 51] Pintadiffuusiota tapahtuu, kun materiaalin kosteuspitoisuuden noustessa huokosseinämiin alkaa kertyä vesimolekyylikerroksia. Lopulta uloimpana olevien vesimolekyylien sidosvoima huokosen pintaan pienenee siinä määrin, että ne palaavat takaisin huokosilmaan. Molekyylit voivat kuitenkin adsorboitua uuteen kohtaan huokosen pinnassa välittömästi palattuaan ilmaan. Tätä vesimolekyylien hyppimisestä johtuvaa kosteuden siirtymistä kutsutaan pintadiffuusioksi. Vesimolekyylit siirtyvät tavallisesti heikomman sidosvoiman vaikutusalueelta vahvemman sidosvoiman alueelle eli korkeammasta kosteuspitoisuudesta alempaan. Näin ollen pintadiffuusio tapahtuu aina samaan suuntaan kuin kapillaarivirtauskin. Todellisessa rakenteessa kaasudiffuusio voi tapahtua eri suuntaan kuin pintadiffuusio ja kapillaarinen siirtyminen, koska rakenteen yli vallitsee lämpötilaero. Tämä johtuu siitä, että kaasudiffuusio tapahtuu vesihöyrypitoisuuden potentiaalierojen johdosta, mutta pintadiffuusion ja kapillaarivirtauksen potentiaalina toimii kosteuspitoisuus ja huokosilman suhteellinen kosteus. Talvella vaipan ulko-osissa materiaalien kosteuspitoisuudet ovat tyypillisesti korkeita vaikka ulkoilman vesihöyrypitoisuus onkin alhainen. [15, s. 51]
63 55 Vesihöyryn siirtyessä diffuusiolla ulkoseinärakenteen läpi voidaan huokosilman vesihöyrypitoisuudet stationääritilanteessa eri kohdissa rakennetta määrittää seuraavalla kaavalla: x Z v v ( v v ), jossa (26) vn, n= i x = i i e Zvtot, x Zvn, = rakenteen vesihöyrynvastusten summa sisäilmasta kohtaan x (s/m) n= i v i = sisäilman vesihöyrypitoisuus (kg/m 3 ) v e = ulkoilman vesihöyrypitoisuus (kg/m 3 ) Vesihöyryn konvektio Virtaavan ilman mukana kulkeutuu vesihöyryä samaan tapaan kuin lämpöenergiaakin. Rakenteessa ja rakenteen yli vaikuttavat ilmanpaine-erot aiheuttavat ilmavirtauksia, jotka kuljettavat mukanaan kosteutta. Ilmavirtaukset kulkevat rakenteen lävitse joko rakojen tai reikien kautta tai ilmaa läpäisevien aineiden läpi. Ilmanpaine-eroja aiheuttavat tuuli, lämpötilaerot ja ilmanvaihtojärjestelmät. Konvektio vaikuttaa rakenteisiin lähinnä kahdella eri tavalla. Talvella lämpimän sisäilman virratessa ulospäin, ilma jäähtyy ja suhteellinen kosteus kasvaa, jolloin vesihöyryä saattaa tiivistyä ja kerääntyä haitallisessa määrin rakenteeseen. Toisaalta sisäänpäin virtaavan kylmän ilman lämmetessä, ilman kosteuden sitomiskyky kasvaa, jolloin virtaus kuivattaa rakennetta. [12, s. 33] Pitää huomioida, että konvektio heikentää myös rakenteiden lämmöneristyskykyä. Jos rakenteissa on huono ilmatiiviys, voivat ilmavirtausten kuljettamat kosteusmäärät paikallisesti olla monikymmenkertaisia diffuusiolla kulkeutuvaan määrään nähden. Rakenteen kannalta haitallinen tilanne voi syntyä, jos rakenteen yli vaikuttaa ylipaine sisältä ulospäin. Tällainen tilanne on mahdollinen esimerkiksi tuulisella säällä, rakennuksen tuulenpuoleisen seinän ollessa muita seiniä epätiiviimpi. [12, s. 33] Jos raon tai reiän läpi virtaava ilmamäärä on tiedossa, saadaan kosteusvirta g [kg/s] kaavasta (27): g= υr, jossa (27) υ= ilman vesihöyrypitoisuus [kg/m 3 ] R= läpi virtaava ilmamäärä [m 3 /s].
64 Kosteusdiffusiviteetti Kosteusdiffusiviteetti kuvaa sitä kuinka nopeasti materiaalin kosteuspitoisuus muuttuu uuteen tasapainotilaan. Mitä suurempi on materiaalin kosteusdiffusiviteetin arvo, sitä nopeammin se saavuttaa tasapainokosteuden ulkopuolen suhteellisen kosteuden muutoksen jälkeen. Kosteusdiffusiviteetin arvo sisältää kaikkien kosteudensiirtymismuotojen vaikutuksen, joten se voidaan määrittää myös hygroskooppisellla alueella oleville materiaaleille. Hygroskooppisellla alueella kosteusdiffusiviteetti voidaan määrittää materiaalin vesihöyrynläpäisevyyden σ v avulla. [15, s. 101] σ ν v sat D w =, jossa (28) ξϕ ξ ϕ = materiaalin kosteuskapasiteetti hygroskooppisella alueella (kg/m 3 ) Hygroskooppisen alueen kosteuskapasiteetti on hygroskooppisen tasapainokosteuskäyrän kulmakerroin: ξ ϕ w = (29) ϕ WUFI-laskentaohjelmassa käytetään suhteellista kosteutta kapillaarisen virtauksen siirtopotentiaalina. Näin voidaan toimia, sillä suhteellisen kosteuden ja huokosalipaineen välinen suhde on määritetty Kelvinin lain avulla. Kapillaarinen kosteusvirta voidaan esittää yhtälöllä (21). [15, s. 106] gcap = Dϕ x ϕ, jossa (30) D ϕ = materiaalin vedenjohtavuuskerroin kg/(m*s) Kun varsinainen kapillaarinen kosteuden siirtyminen loppuu, kosteus jatkaa tämän jälkeen vielä kapillaarista liikettä pyrkimällä jakaantumaan materiaalissa tasaisemmin. Tätä kutsutaan kosteuden uudelleenjakaantumiseksi. Joissakin laskentaohjelmissa, kuten WUFI:ssa tämä otetaan huomioon myös tämä kosteudensiirtymismuoto. Kosteusdiffusiviteetin arvon kosteuden uudelleenjakautumiselle on arvioitu olevan noin kymmenesosa varsinaisen kosteusdiffusiviteetin arvosta. [15, s. 108]
65 Kosteuden sitoutuminen Kosteus imeytyy huokoisiin materiaaleihin, kuten tiileen, laastiin, betoniin ja puuhun, niiden ollessa yhteydessä veteen tai kosteutta sisältävään ilmaan. Kosteutta voi sitoutua materiaaliin, jos materiaalissa on tyhjää huokostilaa, johon vesimolekyylit mahtuvat. Aineen imemään kosteusmäärään ja imunopeuteen vaikuttavat olosuhteiden ohella myös aineen huokosten muoto, koko ja määrä sekä huokosjärjestelmän ominaisuudet, kuten huokosten jatkuvuus. [12, s. 27] Materiaaliin sitoutunut kosteus voi olla kaasua, nestettä tai kiinteätä ainetta. Vesi voi olla sitoutunut rakenteeseen joko kemiallisesti tai fysikaalisesti. Kemiallisesti sitoutunut vesi on rakenteessa ioni- tai molekyylisidoksissa ja näin ollen osa rakennetta. Heikommin rakenteeseen sitoutunutta vettä kutsutaan fysikaaliseksi vedeksi. Fysikaalinen vesi voi olla adsorptiovettä tai kapillaarivettä. Tämän lisäksi huokosilmassa voi olla vesihöyryä sekä suurissa raoissa tai onkaloissa painovoimaisesti kulkeutunutta gravitaatiovettä. Adsorptiovesi on Van der Waalsin voimien avulla huokosten pintaan melko lujasti kiinnittynyttä puhdasta vettä. Pienet huokoset, joiden halkaisija on alle 0,1 μm täyttyvät jo adsorptiovedestä. Aluksi vesi kiinnittyy huokosten pintaan yksimolekyylisenä kerroksena, mutta suhteellisen kosteuden kasvaessa huokosseinämiin kertyy useamman molekyylin vahvuinen kerros. Kerrospaksuuden kasvaessa myös Van der Waalsin voimat pienenevät ja vesi alkaa käyttäytyä vapaammin, jolloin kapeat huokoset ja huokososat alkavat täyttyä kapilaarikondenssin avulla. Sitoutuneen veden määrä on riippuvainen suhteellisesta kosteudesta, aineen huokosverkoston ominaispintaalasta ja aineen kemiallisesta luonteesta. Kapillaarikondensoitumisessa vesi tiivistyy ohuisiin huokosiin jo suhteellisen kosteuden ollessa alle 100 %. Tiivistyminen tapahtuu koheesion ja pintajännityksen avulla. Kuvassa 6.6 on esitetty huokosten täyttyminen vähitellen adsorption ja kapillaarikondenssin vaikutuksesta. [12, s. 28] Kuva 6.6. Huokosten täyttyminen adsorption ja kapillaarikondenssin vaikutuksesta suhteellisen kosteuden kasvaessa. [15 s. 11]
66 58 Kapillaarisesti vettä imeytyy materiaalin huokosverkostoon vapaasta vedenpinnasta kapillaarivoimien vaikutuksesta. Vesi imeytyy pieniin huokosiin hitaasti suurella imuvoimalla, mutta vastaavasti suuriin huokosiin pienellä imuvoimalla. Kapillaarihuokosissa, huokoskooltaan 0,1 μm < d < 10 μm, vesi liikkuu pääasiallisesti kapillaarivoimien vaikutuksesta. Veden liike tapahtuu aina suuremman huokosalipaineen suuntaan. Tarkemmin kapillaarisen veden siirtymiseen on perehdytty kohdassa Kapillaarinen siirtyminen. Vesihöyrynä rakenteen huokosissa oleva vesi ei ole varsinaisesti aineeseen sitoutuneena, vaan se kulkeutuu materiaalin huokosissa olevien osapaine-erojen vaikutuksesta ilmatäytteisissä huokosissa. Huokosissa olevan veden määrä on kuitenkin pieni verrattuna adsorptioveden määrään. Vesihöyryn määrä riippuu materiaalin suhteellisen kosteuden lisäksi myös lämpötilasta ja materiaalin huokoisuudesta. [15, s. 13], [12, s ] Tasapainokosteus Tasapainokosteudella tarkoitetaan sitä kosteutta, jonka materiaali ennen pitkää saavuttaa asetettaessa se tiettyyn ympäristöön. Materiaalin huokosiin sitoutuvan kosteuden määrä on riippuvainen siitä, onko materiaali yhteydessä kosteaan ilmaan vai veteen. Hygroskooppisuudella tarkoitetaan aineen kykyä sitoa ja luovuttaa kosteutta ilmaan. Hygroskooppiseksi tasapainokosteudeksi kutsutaan sitä kosteutta, jonka aine sitoo itseensä suoraan ilmasta. Tällöin materiaalin huokosilman suhteellinen kosteuspitoisuus on sama kuin ympäröiväin ilman suhteellinen kosteus. Tämä kosteusmäärä on riippuvainen ympäristön lämpötilan lisäksi suhteellisesta kosteudesta ja siitä, onko aine kostumassa vai kuivumassa. Aineen tasapainokosteuden eroa kuivumisen ja kostumisen välillä kutsutaan hystereesiksi. Kuvassa 6.7 on esitetty tyypillinen hygroskooppisen alueen tasapainokosteuskäyrä eli sorptiokäyrä. Eri aineiden sorptiokäyrät poikkeavat toisistaan varsin paljon. Tämä johtuu eri aineiden huokosrakenteiden erilaisuudesta. Aineet, joilla on paljon pieniä huokosia ja omaavat suuren huokosseinämien ominaispinta-alan, sitovat adsorptiovoimien ansiosta runsaasti kosteutta jo alhaisissa ilman suhteellisissa kosteuksissa. Aineet voidaankin jakaa hygroskooppisiin ja ei-hygroskooppisiin materiaaleihin. Hygroskooppisella materiaalilla aineen sitoma kosteus muuttuu selvästi ilman suhteellisen kosteuden kasvaessa, kun taas ei-hygroskooppisella materiaalilla tällaista on havaittavissa vain vähäisissä määrin. Tavallisia hygroskooppisia rakennusmateriaaleja ovat esimerkiksi puu, betoni ja kevytbetoni. Vastaavasti tyypillinen ei-hygroskooppinen materiaali on poltettu tiili. [12, s ]
67 59 Kuva 6.7. Hygroskooppisen alueen tasapainokosteuskäyrä. [12, s. 30] Kapillaarinen tasapainokosteus saavutetaan, kun vesikosketuksissa olevaan aineeseen ei enää imeydy vettä. Tällöin aineeseen vaikuttavat kapillaarivoimat ovat tasapainossa. Jos huokoskooltaan kaksi erilaista ainetta ovat kosketuksissa toisiinsa ja niissä on aluksi sama kosteuspitoisuus, kosteutta alkaa siirtyä alemman huokosalipaineen omaavasta aineesta toiseen. Yleensä tämä tarkoittaa sitä, että kosteutta siirtyy suurihuokoisemmasta aineesta pienihuokoisempaan. Kapillaari-imun suuruus riippuu siitä, minkä kokoiset huokoset ovat vedellä täyttyneitä. Kosteuden siirtyminen materiaalien välillä loppuu, kun molemmissa aineissa on saman huokosalipaine eli kapillaari-imu. Ilman suhteellisen kosteuden ollessa 100 % aineen huokosilman suhteellinen kosteus ei nouse yli 98 %:iin. Tämä on aineen sisältämän hygroskooppisen kosteuden yläraja. Kun aine on kosketuksissa vapaan veden pinnan kanssa, aineen huokosilman suhteellinen kosteus on välillä %. Tällöin kosteus on sitoutunut aineen huokosiin kapillaarisesti. Kapillaarikyllästyminen on suurin kosteuspitoisuus, jonka aine voi saavuttaa kapillaarisen imun vaikutuksesta, kun aine on vesikosketuksissa. Aineen täyttyminen kokonaan vedellä edellyttää ilman poistumista huokosista. Se on käytännössä mahdollista vain keinotekoisesti tyhjökäsittelyllä tai keittämällä ainetta. [12, s ] 6.5 Kosteuden tiivistyminen ja haihtuminen Kosteuden tiivistyminen ja kertyminen seinärakenteisiin Osa seinärakenteen lävitse kulkevasta vesihöyrystä tiivistyy vedeksi joutuessaan kosketuksiin sellaisen pinnan tai huokosseinämän kanssa, jonka lämpötila on alempi
68 60 kuin ilman kastepistelämpötila. Tällöin seinän läpi kulkevasta kosteusvirrasta tiivistyy kyllästysvesimäärän ylittävä osuus. Kosteutta voi tiivistyä seinärakenteen pintaan tai sen sisälle. [12, s. 37] Kosteuden tiivistymistä tarkasteltaessa tulee ensin tutkia, onko tiivistyminen ylipäätään mahdollista. Jos vesihöyryn tiivistymistä rakenteeseen ei sallita, tulee seinärakennetta ja mahdollisesti myös ympäristön olosuhteita muokata siten, ettei tiivistymistä pääse tapahtumana. Jos tiivistyminen puolestaan sallitaan, tulee määrittää tiivistyvän kosteuden määrä ja tiivistymistaajuus. Tiivistymisen ollessa lyhytaikaista, siitä ei yleensä ole haittaa rakenteille. Sen sijaan jatkuvasti toistuvien ja pitkäaikaisten tiivistymisjaksojen seurauksena pintaan voi syntyä hometta tai muita haittoja. [12, s. 37] Tarkasteltaessa kosteuden tiivistymistä seinärakenteen sisäpinnoille, oleellisia tekijöitä ovat rakenteen ja sisäpinnan lämmönvastukset, sisäilman kosteuspitoisuus ja ulkoilman lämpötila. Näistä kaikkiin muihin paitsi ulkoilman lämpötilaan voidaan vaikuttaa teknisin toimenpitein. Kosteuden tiivistymistä ulkoseinän sisäpintaan voidaan ehkäistä esimerkiksi parantamalla ilmanvaihtoa tai nostamalla seinän pintalämpötilaa esimerkiksi hyvällä lämmöneristyksellä. Hyvin toimivissakin seinärakenteissa voi tiivistymistä esiintyä pitkään jatkuvien pakkasjaksojen aikana Diffuusiovirran kondenssi Käytännössä ulkoseinärakenteet ovat jatkuvassa dynaamisessa muutostilassa. Jos halutaan tarkastella kosteusolosuhteiden vaihtelua lyhyellä aikavälillä, laskelmat tehdään epästationäärisessä tilassa, jolloin kosteusvirta ei ole vakio ajan suhteen. Epästationäärisessä tilassa tehtävät laskelmat ovat varsin työläitä, joten usein laskelmat tehdään käyttäen apuna laskentaohjelmia. Yksi tällainen laskentaohjelma on WUFI, jota olen käyttänyt seinärakenteiden kosteusteknisen toiminnan tutkimiseen kohdassa 7.2. Joillekin epästationääriselle diffuusiotapauksille on esitetty ratkaisuja lähteissä [14] ja [15]. Käsin tehtävillä laskuilla voidaan kuitenkin arvioida diffuusiolla tiivistyvää kosteusmäärää tekemällä joitain yksinkertaistuksia. Laskelmissa jätetään huomioimatta esimerkiksi aineiden kyky sitoa ja luovuttaa kosteutta, muiden kosteuden siirtymismuotojen vaikutus, kosteuden- ja lämmönsiirtymisen vaikutus toisiinsa sekä mahdollisten tuuletusrakojen vaikutus. Myös ympäristön olosuhteet otetaan huomioon varsin karkeasti. Mitoitusilmastona käytetään yleensä lämpötilan ja kosteusmäärän kuukausikeskiarvoja. Käsilaskennassa vuosi jaetaan kahteen osaan: tiivistymiskauteen ja kuivumiskauteen, joiden pituus on esimerkiksi yksi viikko. Menetelmässä laskut tehdään stationääritilassa, jossa kosteusvirran ja laskennan reunaehtojen oletetaan olevan ajan suhteen vakioita. Menetelmällä saadaan joissain tapauksissa käyttöolosuhteisiin nähden epävarmalla puolella olevia tuloksia, joten suositeltavaa olisi käyttää riskialttiimpia rasitusolosuhteita ja selvittää rakenteen kuivumista mahdollisimman epäsuotuissa olosuhteissa. [12, s. 38]
69 61 Laskelmissa selvitetään tyypillisesti seuraavat asiat: 1) Tapahtuuko kosteuden tiivistymistä kylmissä olosuhteissa? 2) Mikä on talvella tiivistyvän kosteuden määrä viikon aikana ja mihin kohtaan rakennetta kosteus tiivistyy? 3) Paljonko rakenne pystyy kuivattamaan kosteutta kesällä viikon ajanjaksolla? 4) Paljonko laskettu tiivistyvä vesimäärä on verrattuna tiivistymiskerroksen kosteudensitomiskykyyn ja onko kosteuspitoisuus haitallinen? Yleensä rakennetta voidaan pitää toimivana jos kuivuva kosteusmäärä kesällä on kaksinkertainen tiivistyvän kosteuden määrään talvella. Tarkastelussa tarvitaan seuraavia lähtöarvoja: 1) Lämpötilakäyrät tiivistymis- ja kuivumiskausilla rakenteen läpi. 2) Lämpötilojen mukaiset vesihöyryn kyllästyskosteuspitoisuudet. 3) Tarkasteluajanjaksojen ulko- ja sisäilmaolot varmuustavoitteet huomioon ottaen. Laskelmien suoritus on pääpiirteissään seuraavanlainen. Ensin lasketaan rakennekerrosten vesihöyrynvastusten avulla stationääritilassa vallitsevat huokosilman vesihöyrypitoisuudet kerrosten välisissä rajapinnoissa. Jos jossain kohdassa rakennetta laskettu huokosilman vesihöyrypitoisuus ylittää kyseessä olevan kohdan lämpötilan mukaisen kyllästyskosteuspitoisuuden, syntyy kondenssi. Jos rakenteen sisällä tapahtuu tiivistymistä alueella A-B, voidaan tiivistynyt kosteusmäärä neliölle, g cond [kg/m 2 s], aikayksikössä laskea kaavalla: [15, s. 63] g cond v v v v Z Z i B A e =, jossa (31) vb, va, Z v,b = sisäilman ja kohdan B välisten materiaalikerrosten vesihöyrynvastusten summa (s/m) Z v,a = ulkoilman ja kohdan A välisten materiaalikerrosten vesihöyrynvastusten summa (s/m)
70 62 Kuva 6.8. Seinärakenne ja merkinnät kondensoituneen kosteusmäärän laskemiseen. [15, s. 64] Kaavan 31 ensimmäinen termi kuvaa sisältä rakenteeseen tulevaa ja kondensoituvaa kosteutta. Jälkimmäinen termi kuvaa kohdasta B ulospäin suuntautuvaa kosteusvirtaa. Näiden termien erotus on seinään jäävä kosteusmäärä. Tavallisesti kondensoituminen tapahtuu kahden eri materiaalin rajapinnassa, jolloin kohdat A ja B yhtyvät. Tiivistymiskauden aikana tiivistyvä kosteus voidaan laskea yhtälöstä. [15, s. 64] m cond = g cond *t cond, jossa (32) t cond = kondesoitumisjakson pituus (s) Vastaavasti tarkasteltaessa kosteuden kuivumista, käytetään ilmastoparametreina kuivumiskauden arvoja. Kuivumiskaudella lasketaan uudet lämpötila- ja vesihöyryn kyllästyskosteuspitoisuuskäyrät. Jos tiivistymiskaudella rakenteen pisteeseen tai alueeseen tiivistyi kosteutta, oletetaan sen vesihöyrypitoisuudeksi kyseessä olevan pisteen lämpötilan mukainen kyllästyskosteus. Tiivistymiskohdasta kuivuva kosteusmäärä neliölle voidaan laskea yhtälöllä: g dry v v v v Z Z A e B i = (33) va, vb, Kaavassa ensimmäinen termi kuvaa kuivumista tiivistymiskohdasta ulospäin ja jälkimmäinen termi kuivumista tiivistymiskohdasta sisäänpäin. Myös kuivuminen tapahtuu usein kahden eri materiaalin yhtymäkohdassa, jolloin kohdat A ja B yhdistyvät. Kuivumiskaudella rakenteesta poistuva kosteusmäärä voidaan laskea kaavalla 34: [15, s. 65]
71 63 m dry = g dry *t dry, jossa (34) t dry = kuivumisjakson pituus (s) Kappaleessa 7.1. Perinteinen diffuusiotarkastelu on edellä esitetyllä laskumenetelmällä tutkittu kosteuden kertymistä ja kuivumista lisäeristettyihin betonisandwichrakenteisiin Konvektion kondenssi Konvektio avulla tapahtuva kosteudensiirto tapahtuu ensisijaisesti raoissa ja rei issä. Konvektion aiheuttama kondenssi on merkittävää esimerkiksi puu- ja teräsrunkoisissa ulkoseinissä. Ilmavuodoille alttiita kohtia ovat lisäksi elementtisaumat sekä rakennusosien liitoskohdat. Pitkien pakkasjaksojen aikana on mahdollista, että ilmavuotokohtiin kertyy runsaasti jäätä, joka sulaessaan myöhemmin aiheuttaa vesivuodon. [12, s. 41] Ilmavuotojen sisältämän kosteuden tiivistyminen rakenteeseen riippuu muun muassa ulkoilman lämpötilasta, rakenteeseen virtaavan ilman kosteuspitoisuudesta ja sen tasaisuudesta sekä ilmavirtauksen jäähtymisestä rakenteen sisällä. Konvektion aiheuttaman kondenssin määrää on vaikea arvioida, sillä esimerkiksi reiän läpi tapahtuvassa ilmavirtauksessa vain osa kosteudesta tiivistyy ja loput menevät ilmavirtauksen mukana reiän lävitse. Maksimaalista kondenssia voidaan arvioida aiemmin esitetyllä kaavalla (31): Jos raon tai reiän läpi virtaava ilmamäärä on tiedossa, saadaan kosteusvirta g [kg/s] jo kohdassa esitetyllä kaavalla. g= υ*r, jossa υ= ilman vesihöyrypitoisuus (kg/m 3 ) R= läpi virtaava ilmamäärä (m 3 /s) Seinärakenteen kuivuminen Ulkoseinät kastuvat ensisijaisesti viistosateesta. Diffuusion ja konvektion vaikutukset tavallisen seinärakenteen kastumiseen ovat tyypillisesti viistosateisiin verrattuna varsin pienet. Ulkoseinärakenteen kuivuminen viistosateen jälkeen on riippuvainen ilman suhteellisesta kosteudesta, tuulesta sekä auringon säteilystä, jotka taas riippuvat muun muassa vuodenajasta ja ilmansuunnasta. Seinärakenteen kuivuminen on paljon hitaampaa kuin kastuminen ja tapahtuu pääasiassa ulospäin. [12, s. 42] Kuivuminen voidaan jakaa kolmeen vaiheeseen. Ensimmäisessä vaiheessa rakenteen ulkopinta on kostea eli pintaan rajoittuvissa huokosissa ilman suhteellinen kosteus on 100 %. Tällöin kosteus siirtyy pois rakenteesta kapillaarivirtauksen,
72 64 pintadiffuusion ja diffuusion avulla. Kosteuden haihtuminen pinnasta ilmaan määrää kuivumisnopeuden, joten kosteuspitoisuus on lähes sama eri syvyyksillä rakennetta. Ensimmäisessä vaiheessa haihtuvan kosteuden määrä g [kg/m 2 s] voidaan arvioida yhtälöllä: [15, s. 117] g= β v (υ s,sat -υ a ), jossa (35) υ a = ympäröivän ilman vesihöyrypitoisuus υ s,sat = huokosilman kyllästyskosteus haihduttavassa pinnassa β v = pinnan kosteudensiirtokerroin (m/s) β α conv v =, jossa (36) ρaca α conv = pinnan konvektiivinen lämmönsiirtokerroin (W/(m 2 K) ρ a = ilman tiheys (kg/m 3 ) c a = ilman ominaislämpö (J/kgK) Pinnan lämpötilaa voidaan arvioida seuraavalla kaavalla. [12 s. 43] t up = t s ai + + hutu rg R0 1 R + h 0 u, jossa (37) a= pinnan absorptiokerroin lyhytaaltoiselle säteilylle I= lyhytaaltoisen säteilyn teho (W/m 2 ) h u = ulkopinnan lämmönsiirtymiskerroin (W/m 2 C) t s,t u = sisä- ja ulkolämpötilat ( C) R 0 = rakenteen lämmönvastus sisäpinnasta ulkopintaan (m 2 C/W) r= höyrystymislämpö (J/kg) g= haihtuva kosteusvirta (kg/m 2 s) Jotta rakenteen pinta voisi olla pitkään kostea, täytyy rakenteen kosteuspitoisuuden ylittää kriittinen kosteuspitoisuus. Tällöin kosteus voi liikkua kapillaarisena nestevirtauksena pintaa kohti. Mitä nopeammin vesi voi liikkua aineen kapillaarihuokosverkostossa sitä kauemmin pinta pysyy kosteana. Kuivuminen on nopeaa pinnan pysyessä kosteana. Esimerkkinä mainittakoon, että suurihuokoinen tiili kuivuu pääasiassa ensimmäisen vaiheen mukaan, mutta vastaavasti vanha betoni ei kastuttuaan kuivu lainkaan ensimmäisen vaiheen mukaisesti. Betonin pinta kuivuu nopeasti hygroskooppiselle alueelle, jolloin kuivuminen hidastuu. [12, s. 42], [15, s. 112]
73 65 Kun rakenne on kuivunut riittävästi siten, että yhtenäinen kapillaarinen kosteuden siirtyminen ei ole enää mahdollista. Tällöin kosteuden kuivuminen rakenteesta alkaa hidastua, rakenteen vesihöyrynvastuksen kasvaessa. Rakenteen ulkopinnan läheisyydessä kosteuspitoisuus on siirtynyt hygroskooppiselle alueelle. Kosteutta siirtyy ulos rakenteesta kuitenkin vielä osittaisen kapillaarivirtauksen, pintadiffuusion ja diffuusion avulla. Rakenteen kosteuspitoisuus alenee toisessa vaiheessa nopeammin rakenteen keskellä kuin sen ulkopinnan läheisyydessä. [15, s. 113] Kolmannessa vaiheessa rakenteen ulkopinta saavuttaa hygroskooppisen tasapainokosteuden, jolloin ulkopinnan kosteus ei enää laske. Tällöin rakenne kuivaa ainoastaan sisältä. Riippuen ulkoilman suhteellisesta kosteudesta kapillaarinen kosteudensiirtyminen ja pintadiffuusio voivat loppua kokonaan tai niiden osuus on vähäinen. Käytännössä rakenteen kuivumisnopeus on tässä tapauksessa riippuvainen rakenteen sisäosan ja pinnan välisestä vesihöyrynvastuksesta Z v,rak. [15, s. 113] Tuuletusraon vaikutus Tuuletusraon tehtävä on poistaa ylimääräinen kosteus rakenteesta ilmavirtausten avulla. Toimiakseen tuuletusraon tulee olla avoin eli yhteydessä ympäristöön. Suljetussa ilmaraossa ilma kiertää ainoastaan raossa, jolloin se pystyy kuljettamaan kosteutta vain ilmaraon sisällä. Tuuletuksella poistuva kosteusmäärä riippuu ilmavirran suuruudesta sekä ilman sitomasta kosteudesta. Tuuletusrako pystyy poistamaan kosteutta rakenteesta vain jos tuuletusraon ilman vesihöyrypitoisuus on alempi kuin rakenteen haihduttavalla pinnalla. Itse tuuletusraon lämpötilalla ja tuuletusrakoon tulevan ilman lämpötilalla on suuri merkitys siihen, toimiiko tuuletusrako rakennetta kuivattavasti vai tuleeko tuuletusraon kautta vain lisää kosteutta rakenteeseen. Ilman lämmetessä tuuletusraossa, sen kosteudensitomiskyky kasvaa, jolloin rakenne kuivuu tehokkaammin. Ilman lämpeneminen saa aikaa myös termisen konvektion, jolloin ilma liikkuu paremmin pystysuorissa raoissa. Tästä johtuen esimerkiksi auringon säteily tehostaa tuulettumista. Jos tuuletusraosta sisään virtaava ilma on lämpimämpää kuin tuuletusraossa, rakenteen kuivuminen voi estyä tai pahimmassa tapauksessa kosteus voi tiivistyä rakenteen pintaan. Tuuletusraon toiminnan selvittämiseksi on tiedettävä tuuletusraon ilmavirtaukset, ilman ja rakenteen lämpötilat ja kosteuspitoisuudet. Tuuletusraon ilmavirtauksiin vaikuttaa painesuhteet tuuletuskanaviston eri osissa, tuuletusraon virtaustekniset ominaisuudet, kuten dimensiot ja pinnan laatu sekä ilman sisään- ja ulostulojärjestelyt. Tuulettuminen on tehokkainta yhtenäisissä tuuletusraoissa. [12, s. 46]
74 66 7. KOSTEUSTEKNISET LASKELMAT Työssäni tutkin lisäeristetyn betonisandwich-rakenteen kosteusteknistä toimintaa WUFI-ohjelmalla. Lisäksi tutkin asiaa yksinkertaistetuilla rakenteilla, perinteisillä käsin tehdyillä diffuusiotarkasteluilla. Lisäeristettävän betonisandwich-elementin mitat pidettiin molemmissa laskuissa vakioina siten, että betoninen sisäkuori on 70 mm, eriste 90 mm ja ulkokuori 50 mm. Kyseiset mitat ovat hyvin tyypilliset lukujen betonisandwich-elementeissä. Alkuperäisen rakenteen U-arvo on noin 0,40 W/m 2 K. Kuva 7.1. Lisäeristettävä betonisandwich-elementti. Lisäeristysmateriaaleina laskuissa käytettiin mineraalivillaa ja 9 mm:n tuulensuojalevyä, polystyreeniä sekä polyuretaania. Lisäeristyksen paksuutena käytettiin WUFI:lla tehdyissä laskuissa kolmea tai neljää eristepaksuutta riippuen eristemateriaalista ja käsinlaskuissa kahta eristepaksuutta. 7.1 Perinteinen diffuusiotarkastelu Perinteinen diffuusiotarkastelu tehtiin yksinkertaistetuille rakenteille ja vain kahdelle eri eristepaksuudelle. Diffuusiotarkastelussa varioitiin sisäilman kosteuspitoisuutta talviaikana kahdella eri kosteuslisän arvolla siten, että se vaihteli 5 g/m 3 ja 8 g/m 3 välillä. Talvella sisäilman lämpötilana käytettiin + 20 C:n lämpötilaa ja ulkona 10
75 67 C:n lämpötilaa. Kesällä sekä ulkoilman että sisäilman lämpötilaksi oletettiin + 20 C. Näillä alkuarvoilla tarkasteltiin tapahtuuko rakenteissa kosteuden tiivistymistä talvella. Kesällä rakenteiden kosteuslisänä käytettiin laskuissa vakiona 5 g/m 3 kosteuslisää. Kosteuden kertymistä seurattiin siten, että laskettiin 1 viikko talviolosuhteissa tapahtuvaa kondensoitumista. Jos kondensoitumista rakenteessa esiintyi, laskettiin 1 viikon ajan kesätilannetta rakenteen kuivumiskyvyn selvittämiseksi. Lähtökohtaisesti rakennetta voidaan pitää toimivana, jos kesällä kuivuu kaksinkertainen määrä talven tiivistymiseen verrattuna. Pitää kuitenkin huomioida tiivistyvän vesimäärän suuruus verrattuna tiivistymiskerroksen kosteudensitomiskykyyn ja selvittää kestävätkö materiaalit kosteutta lainkaan. Vertailun helpottamiseksi tarkastellaan aluksi alkuperäisen betonisandwich-rakenteen toimintaa Alkuperäinen betonisandwich-rakenne Tutkitaan aluksi tapahtuuko talviolosuhteissa kosteuden kondensoitumista betonisandwich-rakenteeseen seuraavilla lähtöarvoilla: Olosuhteet sisällä ja ulkona talvella: T u = -10 C v u =1,93 g/m 3 RH u = 90 % T s = +20 C v s =6,93 g/m 3 Materiaaliominaisuudet: betoni sk mineraalivilla betoni uk λ d [W/mK] 1,65 0,04 1,65 R [m 2 K/W] 0, ,25 0,0303 σ v [m 2 /s] 0, , , Z v [s/m] Pintavastukset: R si = 0,13 m 2 K/W R se = 0,04 m 2 K/W Kokonaislämmönvastus: R tot = 2,49 m 2 K/W
76 68 Kokonaisvesihöyrynvastus: Z tot = s/m Näillä laskennan alkuarvoilla kosteutta tiivistyy ulkokuoren ja eristeen rajapintaan, kuten kuvasta 7.2 voidaan havaita. Kosteuspitoisuudet rajapinnoissa Kyllästyskosteuspitoisuudet 18,00 16,00 14,00 15,30 15,77 Kosteuspitoisuudet [g/m 3 ] 12,00 10,00 8,00 6,00 4,00 2,00 2,23 1,93 2,30 2,30 4,55 7,93 0,00 v4 v3 v2 v1 betoni mineraalivilla Tarkastelupisteet Kuva 7.2. Betonisandwich-elementin kosteuspitoisuudet rajapinnoissa talvella. betoni Kondenssilaskelmat Lasketaan tiivistyvän veden määrä viikossa neliölle Kastumiskausi talvella m cond = ((v s -v cond )/Z v,b -(v cond -v u )/Z v,a ))*t cond, jossa v s = 6,93 g/m 3 v cond = 2,30 g/m 3 Z v,b = s/m Z v,a = s/m v u = 1,93 g/m 3 t cond = h
77 69 Kastepisteeseen tiivistyy: m cond = ((v s -v cond )/Z v,b )*t cond = 37,60 g/m 2 vko Kastepisteestä poistuu ulospäin: m dry = ((v cond -v u )/Z v,a )*t cond = 4,51 g/m 2 vko Yhteensä kertyy: m cond = 33,1 g/m 2 vko Seuraavaksi tutkitaan kuivuuko seinärakenteeseen kertynyt kosteus kesällä. Ulkokuoren ja eristetilan rajanpinnan kosteuspitoisuutena käytetään kyseisen pisteen lämpötilan mukaista kyllästyskosteuspitoisuutta. Näillä laskennan lähtöarvoilla saadaan seuraavanlainen kosteuspitoisuuskuvaaja. Olosuhteet kesällä: T u = +20 C v u = 10,37 g/m 3 RH u = 60 % T s = +20 C v s = 15,37 g/m 3
78 70 Kosteuspitoisuudet rajapinnoissa Kyllästyskosteuspitoisuudet Kosteuspitoisuudet [g/m 3 ] 20,00 18,00 16,00 14,00 12,00 10,00 8,00 6,00 4,00 17,29 17,29 17,29 16,52 17,29 15,37 10,37 2,00 0,00 v4 v3 v2 v1 betoni mineraalivilla Tarkastelupisteet betoni Kuva 7.3. Betonisandwich-elementin kosteuspitoisuudet rajapinnoissa kesällä. Kuivumiskausi kesällä m dry = ((v dry -v s )/Z v,b -(v dry -v u )/Z v,a ))*t dry, jossa v s = 15,37 g/m 3 v dry = 17,29 g/m 3 Z v,b = s/m Z v,a = s/m v u = 10,37 g/m 3 t dry = h Kastepisteeseestä sisätilaan päin kulkeutuu: m= ((v dry -v s )/Z v,b )*t dry = 15,544 g/m 2 vko Kastepisteestä poistuu ulospäin: m= ((v dry -v u )/Z v,a )*t dry = 83,641 g/m 2 vko Yhteensä kuivuu: m dry = 99,2 g/m 2 vko
79 71 m dry /m cond = 2,99 >2 Kesällä kosteutta kuivaa melkein kolminkertainen määrä talven tiivistyvän kosteuden määrään nähden Lisäeristyksenä mineraalivilla ja tuulensuojalevy Verrataan rakenteen toimintaa alkuperäiseen betonisandwich-seinään, kun seinä lisäeristetään mineraalivillalla ja tuulensuojalevyllä. Tarkastellaan erikseen tapaukset, joissa lisäeristeeksi laitetaan joko 100 mm tai 250 mm mineraalivillaa. Sisäilman kosteuslisää varioidaan 5 g/m 3 ja 8 g/m 3 välillä. Ulko- ja sisäilman olosuhteet ovat samat kuin edellä esitetyssä betonisandwich-rakenteen tarkasteluissa. Laskennan tuloksina saadaan seuraavanlaiset kuvaajat: Kosteuspitoisuudet rajapinnoissa talvella, kun lisäeristeenä mineraalivillaa 100 mm ja 9 mm tuulensuojalevy. kyllästyskosteuspitoisuudet kosteuslisä 8 gm/3 kosteuslisä 5 g/m3 18 Kosteuspitoisuudet [g/m 3 ] 16 16,34 16, Lisäeristyksenä mineraalivilla ja tuulensuojalevy Lisäeristyksenä polystyreeni Lisäeristyksenä polyuretaani 10 9,93 8 7,50 7,58 6,93 6 5,40 5,68 2,36 4 2,37 2,18 2,06 4,10 4,27 2 1,93 2,20 1,93 2,01 0 v6 v5 v4 v3 v2 v1 ts-levy villa betoni villa betoni Tarkastelupisteet Kuva 7.4 Kosteuspitoisuuden lisäeristetyn seinän rajapinnoissa, kun lisäeristeenä mineraalivillaa 100 mm ja 9 mm tuulensuojalevy. Kosteuspitoisuudet rajapinnoissa talvella, kun lisäeristeenä mineraalivillaa 250 mm ja 9 mm:n tuulensuojalevy.
80 72 kosteuslisä 8 g/m3 kosteuslisä 5g/m3 kyllästyskosteuspitoisuudet ,75 16,88 Kosteuspitoisuudet [g/m 3 ] ,90 10, ,93 8 6,93 6 5,65 5,90 4 2,16 2,26 2,77 4,25 4,41 2 1,93 2,06 1,93 2,01 2,46 0 v6 v5 v4 v3 v2 v1 ts-levy villa betoni villa betoni Tarkastelupisteet Kuva 7.5. Kosteuspitoisuuden lisäeristetyn seinän rajapinnoissa, kun lisäeristeenä mineraalivillaa 250 mm ja 9 mm tuulensuojalevy. Kosteutta ei talvisin näihin kumpaankaan tapaukseen näillä laskentaolosuhteilla kerry. Ei edes suurella 8 g/m 3 sisäilman kosteuslisällä Lisäeristyksenä polystyreeni Rakenteen kosteusteknistä toimintaa verrataan alkuperäiseen betonisandwich-seinään, kun seinä lisäeristetään polystyreenillä eli EPS:llä. Tarkastellaan erikseen tapaukset, joissa lisäeristeeksi laitetaan joko 100 mm tai 260 mm EPS:ää. Sisäilman kosteuslisää varioidaan 5 g/m 3 ja 8 g/m 3 välillä. Ulko- ja sisäilman olosuhteet ovat samat kuin edellä betonisandwich-rakenteen tarkasteluissa. Laskennan tuloksina saadaan seuraavanlaiset kuvaajat: Kosteuspitoisuudet rajapinnoissa talvella, kun lisäeristeenä EPS:ää joko 100 mm tai 260 mm.
81 73 kosteuslisä 5 g/m3 kosteuslisä 8 g/m3 kyllästyskosteuspitoisuudet ,38 16,55 14 Kosteuspitoisuudet [g/m 3 ] ,18 1,93 1,93 7,28 5,49 4,15 7,40 5,71 7,40 8,14 5,81 9,93 6,93 0 v5 v4 v3 v2 v1 polystyreeni betoni Tarkastelupisteet villa betoni Kuva 7.6. Lisäeristeenä polystyreeniä 100 mm. kosteuslisä 5 g/m3 kyllästyskosteuspitoisuudet kosteuslisä 8 g/m ,75 16,85 14 Kosteuspitoisuudet [g/m 3 ] ,55 7,34 10,64 8,79 6,22 8,89 9,93 6,28 6, ,16 1,93 1,93 5,31 0 v5 v4 v3 v2 v1 polystyreeni betoni Tarkastelupisteet Kuva 7.7. Lisäeristeenä polystyreeniä 260 mm. villa betoni
82 74 Kuvasta 7.6 huomataan, että 8 g/m 3 kosteuslisällä kondensoituu kosteutta villan ja betonin väliin, kun lisäeristeenä on 100 mm EPS:ää. Lasketaan talvella kondensoituvan kosteuden määrä kyseisessä tapauksessa. Olosuhteet sisällä ja ulkona talvella: T u = -10 C v u = 1,93 g/m 3 RH u = 90 % T u = +20 C v s = 9,93 g/m 3 Materiaaliominaisuudet: betoni sk mineraalivilla betoni uk EPS λ d [W/mK] 1,6 0,04 1,6 0,036 R [m 2 K/W] 0, ,25 0, ,778 σ v [m 2 /s] 0, , , , Z v [s/m] Pintavastukset: R si = 0,13 m 2 K/W R se = 0,04 m 2 K/W Kokonaislämmönvastus: R tot = 5,27 m 2 K/W Kokonaisvesihöyrynvastus: Z tot = s/m Kondenssilaskelmat Lasketaan tiivistyvän veden määrä viikossa neliölle Kastumiskausi talvella m cond = ((v s -v cond )/Z v,b -(v cond -v u )/Z v,a ))*t cond, jossa v s = 9,93 g/m 3 v cond = 7,40 g/m 3
83 75 Z v,b = s/m Z v,a = s/m v u = 1,93 g/m 3 t cond = h Kastepisteeseen tiivistyy: m cond = ((v s -v cond )/Z v,b )*t cond = 27,99 g/m 2 vko Kastepisteestä poistuu ulospäin: m dry = ((v cond -v u )/Z v,a )*t cond = 19,49 g/m 2 vko Yhteensä kertyy: m cond = 8,51 g/m 2 vko Olosuhteet kesällä, jolloin sisäilman kosteuslisän oletetaan olevan kesäolosuhteisiin nähden suuri 5 g/m 3. Ulkokuoren ja eristetilan väliin oletetaan kyseisen lämpötilan mukainen kyllästyskosteuspitoisuus. T u = +20 C v u = 10,37 g/m 3 RH u = 60 % T s = +20 C v s = 15,37 g/m 3
84 76 Kosteuspitoisuudet rajapinnoissa Kyllästyskosteuspitoisuudet 20 Kosteuspitoisuudet [g/m 3 ] ,29 17,29 17,29 17,29 17,29 15,37 14,26 12,60 10, v5 v4 v3 v2 v1 polystyreeni betoni villa betoni Tarkastelupisteet Kuva 7.8 Polystyreenillä lisäeristetyn betonisandwich-elementin rajapintojen kosteuspitoisuudet kesällä. Kuivumiskausi kesällä m dry = ((v dry -v s )/Z v,b -(v dry -v u )/Z v,a ))*t dry, jossa v s = 15,37 g/m 3 v cond = 17,29 g/m 3 Z v,b = s/m Z v,a = s/m v u = 10,37 g/m 3 t dry = h Kastepisteeseestä sisätilaan päin kulkeutuu: m= ((v dry -v s )/Z v,b )*t dry = 21,27 g/m 2 vko Kastepisteestä poistuu ulospäin: m= ((v dry -v u )/Z v,a )*t dry = 24,60 g/m 2 vko Yhteensä kuivaa: m dry = 45,87 g/m 2 vko m dry /m cond = 5,39 Kesällä kuivaa yli viisinkertainen määrä talvella tiivistyvään kosteuteen verrattuna.
85 Lisäeristyksenä polyuretaani Rakenteen kosteusteknistä toimintaa verrataan alkuperäiseen betonisandwich-seinään, kun seinä lisäeristetään polyuretaanilla. Tarkastellaan erikseen tapaukset, joissa lisäeristeeksi laitetaan joko 60 mm tai 170 mm polyuretaania. Sisäilman kosteuslisää varioidaan 5 g/m 3 ja 8 g/m 3 välillä. Ulko- ja sisäilman olosuhteet ovat samat kuin edellä betonisandwich-rakenteen tarkasteluissa. Laskennan tuloksina saadaan seuraavanlaiset kuvaajat: Kosteuspitoisuudet rajapinnoissa talvella, kun lisäeristeenä polyuretaania joko 60 mm tai 170 mm. kosteuslisä 8 gm/3 kosteuslisä 5 g/m3 kyllästyskosteuspitoisuudet ,26 16,51 14 Kosteuspitoisuudet [g/m 3 ] ,92 6,92 5,51 8,65 7,01 7,01 6,08 6,13 9,93 6, ,18 1,93 0 v5 polyuretaani v4 betoni v3 villa v2 betoni v1 Tarkastelupisteet Kuva 7.9. Kosteuspitoisuudet rajapinnoissa talvella, kun lisäeristeenä polyuretaania 60 mm.
86 78 kosteuslisä 8 g/m3 kosteuslisä 5 g/m3 kyllästyskosteuspitoisuudet ,78 16,88 14 Kosteuspitoisuudet [g/m 3 ] ,16 10,88 8,95 6,32 10,97 9,50 9,53 9,93 6,56 6,58 6,93 2 1,93 1,93 0 v5 v4 v3 v2 v1 polyuretaani betoni villa betoni Tarkastelupisteet Kuva Kosteuspitoisuudet rajapinnoissa talvella, kun lisäeristeenä polyuretaania 170 mm. Kuvasta 7.9 huomataan, että 8 g/m 3 kosteuslisällä kondensoituu ulkokuoreen, kun lisäeristeenä on 60 mm polyuretaania. Lasketaan talvella kondensoituvan kosteuden määrä kyseisessä tapauksessa. Olosuhteet sisällä ja ulkona talvella: T u = -10 C v u = 1,93 g/m 3 RH u = 90 % T u = +20 C v s = 9,93 g/m 3
87 79 Materiaaliominaisuudet: betoni sk mineraalivilla betoni uk polyuretaani λ d [W/mK] 1,6 0,04 1,6 0,024 R [m 2 K/W] 0, ,25 0, ,5 σ v [m 2 /s] 0, , , , Z v [s/m] Pintavastukset: R si = 0,13 m 2 K/W R se = 0,04 m 2 K/W Kokonaislämmönvastus: R tot = 4,995 m 2 K/W Kokonaisvesihöyrynvastus: Z tot = ,5 s/m Kondenssilaskelmat Lasketaan tiivistyvän veden määrä viikossa neliölle Kastumiskausi talvella m cond = ((v s -v cond,1 )/Z v,b -(v cond,2 -v u )/Z v,a ))*t cond, jossa v s = 9,93 g/m 3 v cond,1 = 7,01 g/m 3 v cond,2 = 6,92 g/m 3 Z v,b = s/m Z v,a = s/m v u = 1,93 g/m 3 t cond = h Kastepisteeseen tiivistyy: m cond = ((v s -v cond )/Z v,b )*t cond = 23,71 g/m 2 vko Kastepisteestä poistuu ulospäin: m dry = ((v cond -v u )/Z v,a )*t cond = 9,56 g/m 2 vko
88 80 Yhteensä kertyy: m cond = 14,14 g/m 2 vko Olosuhteet kesällä, jolloin sisäilman kosteuslisän oletetaan olevan kesäolosuhteisiin nähden suuri 5 g/m 3. Ulkokuoren ja eristetilan väliin oletetaan kyseisen lämpötilan mukainen kyllästyskosteuspitoisuus. T u = +20 C v u = 10,37 g/m 3 RH u = 60 % T s = +20 C v s = 15,37 g/m 3 Kosteuspitoisuudet rajapinnoissa Kyllästyskosteuspitoisuudet 20 Kosteuspitoisuudet [g/m 3 ] ,29 17,29 17,29 17,29 17,29 15,37 14,58 10, v5 v4 v3 v2 v1 polyuretaani betoni villa betoni Tarkastelupisteet Kuva Polyuretaanilla lisäeristetyn betonisandwich-elementin rajapintojen kosteuspitoisuudet kesällä.
89 81 Kuivumiskausi kesällä m dry = ((v dry -v s )/Z v,b -(v dry -v u )/Z v,a ))*t dry, jossa v s = 15,37 g/m 3 v dry,1,2 = 17,29 g/m 3 Z v,b = s/m Z v,a = ,5 s/m v u = 10,37 g/m 3 t dry = h Kastepisteeseestä sisätilaan päin kulkeutuu: m= ((v cond -v s )/Z v,b )*t cond = 15,54 g/m 2 vko Kastepisteestä poistuu ulospäin: m= ((v cond -v u )/Z v,a )*t cond = 13,24 g/m 2 vko Yhteensä kuivaa: m dry = 28,79 g/m 2 vko m dry /m cond = 2,04 Kesällä kuivaa yli kaksinkertainen määrä talvella kondensoituvaan kosteusmäärään nähden Yhteenveto diffuusiotarkastelun tuloksista Polyuretaanilla lisäeristetyn rakenteen kuivuminen diffuusiolla on selvästi hitaampaa kuin muiden lisäeristysrakenteiden, sillä 60 mm:n polyuretaanikerroksella lisäeristetyssä rakenteessa diffuusiolla kuivuu vanhasta eristetilasta kesäolosuhteissa 28,79 g/m 2 vko. Vastaava lukema 100 mm:n polystyreenikerroksella on 45,87 g/m 2 vko. Alkuperäinen sandwich-rakenne kuivaa ilman lisäeristystä 99,20 g/m 2 vko. Mineraalivillalla lisäeristettyyn rakenteeseen ei näillä laskennan lähtötiedoilla kosteutta talviolosuhteissa kertynyt, mutta vertailun vuoksi tehdyn laskelman perusteella vastaavilla kesäolosuhteilla rakenteen kuivumispotentiaali on 77,28 g/m 2 vko. Täten mineraalivillalla lisäeristetyn rakenteen kuivumispotentiaali samoilla olosuhteilla on lähes kolminkertainen verrattuna polyuretaanilla lisäeristetyn rakenteen arvoon ja 1,5- kertainen verrattuna polystyreenillä lisäeristetyn rakenteen arvoon.
90 WUFI-laskelmat WUFI-ohjelmalla tehdyissä laskelmissa oli tarkoitus tutkia lisäeristetyn betonisandwich-rakenteen kosteusteknistä toimintaa varioimalla eristetyyppejä, eristepaksuuksia, julkisivun ilmansuuntia, paikkakuntia ja ulkokuoren alkukosteuspitoisuutta. Laskelmien avulla selvitettiin, että kertyykö kosteutta rakenteen johonkin pisteeseen vai kuivuuko rakenne. Lisäksi seurattiin vanhan ulkokuoren lämpötilakäyttäytymistä. Vertailun vuoksi simuloitiin alkuperäisen betonisandwichelementin toiminta samaisella 5 vuoden ajanjaksolla. WUFI-laskuissa käytettiin 3-4 eri eristepaksuutta tutkittaessa kutakin lisäeristysratkaisua. WUFI-laskuissa käytettävät lisäeristyspaksuudet asetettiin siten, että tyypillisesti mineraalivillaa tai polystyreeniä on lisäeristeeksi laitettu 50 mm, jolloin vaurioituneen ulkokuoren olosuhteet on saatu paremmiksi. Nykyään valtion myöntämä energia-avustus vaatii 100 mm:n mineraalivillakerrosta vastaavaa eristemäärää. Paremman lämmönjohtavuusarvon johdosta, polyuretaanilla tämä 100 mm:n mineraalivillakerrosta vastaava eristepaksuus on 60 mm. Passiivitason suositus ulkoseinän U-arvolle on 0,10 W/m 2 K, jonka kautta laskettiin mineraalivillalle eristepaksuus 250 mm, polystyreenille 260 mm ja polyuretaanille 170 mm. Näiden edellä mainittujen eristepaksuuksien lisäksi tutkittiin vielä yhtä eristepaksuutta kustakin eristetyypistä paremman kokonaiskuvan saamiseksi eli mineraalivillalla ja polystyreenillä 150 mm:n eristepaksuutta ja polyuretaanilla 120 mm:n eristepaksuutta WUFI-laskelmissa käytetyt lähtöarvot WUFI-laskelmissa käytettiin ilmastodatana ohjelman mukana tulevaa VTT:n keräämää Espoon ilmastodataa. Ulkoilmastona käytetyn Espoon ilmaston lämpötilan ja suhteellisen kosteuden vaihtelut on esitetty kuvissa 7.12 ja 7.13.
91 83 30 Ilman lämpötila WUFI-laskelmissa [ C] Lämpötila touko kesä heinä elo syys loka marras joulu tammi helmi maalis huhti Kuva Ulkoilman lämpötilat Espoossa. 100 Ilman suhteellinen kosteus WUFI-laskelmissa [%] Suhteellinen kosteus touko kesä heinä elo syys loka marras joulu tammi helmi maalis huhti Kuva Ulkoilman suhteellinen kosteus Espoossa. Vuosittainen sademäärä on Espoossa 652 mm/vuosi ja vuoden keskilämpötila on vain on +5,1 C. Julkisivun ilmansuuntaa varioitiin tuulettumattomien rakenteiden laskuissa. Variointia tehtiin Espoon etelä- ja pohjoisjulkisivujen välillä. Espoon eteläisellä
92 84 julkisivulla on todella rankka viistosaderasitus ja toisaalta enemmän auringonsäteilyä. Tätä haluttiin verrata Espoon pohjoisjulkisivuun, jossa sekä saderasitusta että auringonsäteilyä kertyy vähemmän. WUFI:ssa auringonsäteily on annettu säätiedostossa, joiden perusteella ohjelma laskee säteilyn vaikutuksen julkisivun pintaan rakenteen ilmansuunnan, kallistuskulman ja pinnan emissiokertoimen avulla. Viistosateen aiheuttaman rasituksen ohjelma laskee myös julkisivun ilmansuunnan, talon korkeuden, tuulen suunnan ja nopeuden sekä julkisivumateriaalin absorptiokertoimen avulla. Talon korkeutena käytettiin laskuissa yli 20 metrin korkuista rakennusta, jolloin viistosateen vaikutus oli rankempi. Julkisivumateriaalin sateen absorptiokertoimena kalkkisementtirappaukselle ja betonille käytettiin arvoa 0,65. Muissa rakennetyypeissä sateen ja auringonsäteilyn vaikutusta ei ole huomioitu, koska levyverhouksen tai vastaavan rakenteen oletetaan estävän niiden vaikutuksen. Laskennassa suoritettiin 5 vuoden tarkastelujakso, jossa laskenta aloitettiin 1.toukokuuta. Sisäilmastona käytettiin WUFI-ohjelmasta löytyvää standardin EN mukaista ilmastoa hieman mukauttaen. Sisäilman lämpötila standardin mukaan on +20 C ja sisäilman kosteuslisä on riippuvainen ulkoilman lämpötilasta siten, että alle 0 C lämpötilassa kosteuslisä on 5 g/m 3, mutta lämpötilan ollessa yli 0 C, kosteuslisä laskee lineaarisesti nollaan ulkolämpötilan ollessa + 20 C. Lisäeristettävän betonisandwich-rakenteen lähtöarvot olivat tasainen + 20 C lämpötila ja sisäkuoren alkukosteuspitoisuutena pidettiin 50 %:n suhteellista kosteutta, joka vastaa 48 kg/m 3 kosteuspitoisuutta. Ulkokuoren kosteuspitoisuutta varioitiin 85 %:n suhteellisen kosteuden ja 95 %:n suhteellisen kosteuden välillä. Betonin suhteellinen kosteus 85 %:ssa vastaa 92,5 kg/m 3 kosteuspitoisuutta ja 95 %:ssa 118 kg/m 3 kosteuspitoisuutta. Tällä pyrittiin mallintamaan, että miten rakenne käyttäytyy, kun se lisäeristetään tavanomaisessa kosteuspitoisuudessa eli 85 %:n suhteellisessa kosteudessa ja vastaavasti sadejakson jälkeen 95 %:n suhteellisessa kosteudessa. Eristeiden lähtökosteuspitoisuuksina käytettiin seuraavia arvoja: mineraalivilla 0,56 kg/m 3, EPS 0,16 kg/m 3 ja polyuretaani 0,16kg/m Laskelmissa käytetyt materiaaliarvot Laskennassa käytetyt materiaaliarvot on poimittu WUFI-ohjelman materiaalikirjastosta ja Hagentoftin kirjasta Introduction to Building Physics sekä TTY:n omista tutkimuksista. Seuraavassa on tarkasteltu näitä materiaaliarvoja tarkemmin Betoni Betonin materiaaliarvoista laskuissa huomioitiin muun muassa tiheys, lämmönjohtavuus ja diffuusiovastuskerroin. Betonin tiheytenä laskuissa käytettiin ρ= 2300 kg/m 3, kuivan betonin lämmönjohtavuutena λ= 1,65 W/mK ja vesihöyrynvastuskertoimena μ =130. Betonin lämmönjohtavuuden muutos kosteuspitoisuuden funktiona huomioitiin siten, että kosteuspitoisuus muuttui lineaarisesti. Kosteuspitoisuuden ollessa 0 kg/m 3
93 85 lämmönjohtavuus oli 1,65 W/mK, ja kosteuspitoisuuden ollessa 180 kg/m 3 lämmönjohtavuus oli 2,602 W/mK. WUFI-laskennassa huomioitiin betonin kosteuskapasiteetin muuttuminen suhteellisen kosteuden funktiona ja betonin kosteusdiffusiviteetin arvot kapillaari-imulle ja kapillaarisen kosteuden uudelleen jakautumiselle betonin kosteuspitoisuuden muuttuessa. Nämä materiaaliarvot on esitetty tarkemmin seuraavissa taulukoissa 7.1 ja 7.2. RH w[kg/m 3 ] 0 0 0, ,1 32 0, ,2 35 0,3 37 0,4 40 0,5 48 0,6 58 0,7 72 0,8 85 0, , , Taulukko 7.1 Betonin kosteuskapasiteetti suhteellisen kosteuden funktiona. w[kg/m 3 ] DWS [m 2 /s] DWW [m 2 /s] ,4E-11 7,4E ,5E-10 2,5E E-09 1E ,2E-09 1,3E ,76E-08 6,76E-09 Taulukko 7.2. Betonin kapillaariset ominaisuudet kosteuspitoisuuden funktiona. DWS on kosteusdiffusiviteetin arvo kapillaariselle imulle ja DWW kapillaarisen kosteuden uudelleen jakautumiselle Eristeet Eristeiden materiaaliominaisuuksina laskuissa käytettiin osittain WUFI:n materiaalikirjaston arvoja ja lisäksi niitä täydennettiin Hagentoftin Introduction to Building Physics - kirjan tiedoilla sekä TTY:n tutkimuksissa määritetyillä materiaaliarvoilla. Kaikki eristeet oletettiin laskennassa ei- kapillaarisiksi materiaaleiksi ja myös lämmönjohtavuuden oletettiin pysyvän muuttumattomana kosteuspitoisuuden muuttuessa. EPS:llä ja polyuretaanilla jouduttiin laskennassa esiintyneiden konvergointivirheiden välttämiseksi käyttämään 100 % suhteellisessa kosteudessa tasapainokosteuskäyrän arvona 45 kg/m 3. Tämä ei vääristä saatavaa lopputulosta, sillä
94 86 kondensoitumisen rajana pidettiin 98 %:n suhteellista kosteutta. Kosteuskapasiteetin korjauksen vuoksi EPS:n ja polyuretaanin kosteuskapasiteeteille annettiin 98 %:n suhteellista kosteutta vastaavat arvot kondenssitarkasteluja helpottamaan, koska juuri %:n suhteellisessa kosteudessa materiaali muuttuu hygroskooppiselta alueelta kapillaariselle alueelle. Polyuretaanin tasapainokosteuskäyrää ei löytynyt kirjallisuudesta, joten se korvattiin EPS:n vastaavalla. Seuraavissa taulukoissa 7.3 ja 7.4, käytetyt arvot on esitetty kokonaisuudessaan. EPS Mineraalivilla Polyuretaani RH w[kg/m 3 ] RH w[kg/m 3 ] RH w[kg/m 3 ] ,35 0,12 0,33 0,51 0,35 0,12 0,5 0,16 0,55 0,58 0,5 0,16 0,7 0,16 0,75 0,62 0,7 0,16 0,8 0,18 0,83 1,1 0,8 0,18 0,9 0,27 0,93 2,9 0,9 0,27 0,95 0,38 0,97 3,3 0,95 0,38 0,98 0,45 1 4,1 0,98 0, Taulukko 7.3. Laskennassa käytetyt eristeiden kosteuspitoisuudet suhteellisen kosteuden muuttuessa. Materiaali ρ [kg/m 3 ] λ [W/mK] μ [-] Mineraalivilla 30 0,036 1,4 EPS 30 0, PU 39 0, Taulukko 7.4. Laskennassa käytetyt eristemateriaalien tiheydet, lämmönjohtavuudet ja vesihöyrynvastuskertoimet Muut laskennassa käytetyt materiaalit Muita WUFI-laskuissa käytettyjä materiaaleja olivat kalkkisementtirappaus ja 9 mm:n tuulensuojakipsilevy. Kalkkisementtirappauksena käytettiin WUFI:n materiaalikirjaston kalkkisementtilaastia, jonka laskennan kannalta keskeisimmät materiaaliarvot olivat alkukosteuspitoisuus 210 kg/m 3 ja vesihöyrynvastuskerroin μ=19. Kalkkisementtilaastia käytettiin rappauskerroksena sekä ohut- että kolmikerrosrappauksessa. Myös tuulensuojakipsilevyn materiaaliarvot poimittiin WUFI:n materiaalikirjastosta ja laskennan kannalta keskeisimmät ominaisuudet olivat vesihöyrynvastuskerroin μ=9 ja alkukosteuspitoisuus 45,6 kg/m Tutkitut lisäeristysratkaisut ja saadut tulokset WUFI-laskuilla tutkittiin tuulettumattomia ohut- tai kolmikerrosrappauksia, joissa eristeenä käytettiin mineraalivillaa ja polystyreeniä sekä tuuletettuja levyverhous- ja kuorimuurityyppisiä ratkaisuja, joissa eristeenä käytettiin mineraalivillaa tai polyuretaania.
95 87 Laskennan tuloksista seurattiin erityisen tarkasti ulko- ja sisäkuoren kosteuspitoisuuksia sekä rakenteen kokonaiskosteuspitoisuutta. Suhteellisen kosteuden ja lämpötilan seuraamiseksi asetettiin monitoripisteitä jokaisen materiaalin rajapintaan, joista kiinnostavimmaksi osoittautui vanhan eristekerroksen ulkopinta. Tämä voitiin päätellä jo diffuusiotarkastelujen tuloksista, joissa mahdollinen kondenssi muodostui juuri kyseiseen pisteeseen Alkuperäinen betonisandwich-rakenne Vertailun helpottamiseksi tutkin alkuperäisen betonisandwich-rakenteen kosteusteknistä toimintaa. Erikseen on tutkittu tapaukset, jossa julkisivun suunta on Espoossa etelään ja pohjoiseen. Lisäksi tutkittiin perustapaus, jossa ei oteta huomioon auringon säteilyä eikä viistosateen vaikutusta. Ulkokuoren alkukosteuspitoisuus tässä tarkastelussa on 85 %:n suhteellista kosteutta vastaava 92,5 kg/m 3 ja sisäkuoren alkukosteuspitoisuus 50 %:n suhteellista kosteutta vastaava 48 kg/m 3. Tarkastelun aloitusajankohtana oli 1.5. Seuraavassa on esitetty laskennan tuloksena saatuja kuvaajia. Kuva Suhteellinen kosteus ulkokuoren ja eristetilan rajapinnassa 5 vuoden tarkastelujaksolla alkuperäisessä betonisandwich-rakenteessa.
96 88 Kuva Alkuperäisen betonisandwich-rakenteen ulkokuoren kosteuspitoisuus 5 vuoden tarkastelujaksolla. Espoon eteläjulkisivun rankka viistosaderasitus näkyy selkeästi lämmöneristeen ulkopinnan korkeana suhteellisena kosteutena. Suhteelliset kosteudet kyseisessä rajapinnassa ovat melko suuria myös pohjoisjulkisivulla ja perustapauksella. Toisaalta eteläinen julkisivu saa kesällä myös eniten auringon säteilyä, mikä näkyy kesäisin alhaisena suhteellisena kosteutena. Espoon eteläjulkisivulla suhteellinen kosteus pysyy korkealla tasolla suurimman osan vuodesta, jolloin mikrobikasvustot eristetilassa ovat mahdollisia. Ulkokuoren kosteuspitoisuudet ovat paljolti riippuvaisia viistosateen intensiteetistä. Esimerkiksi Espoon etelä- ja pohjoisjulkisivun ulkokuoren kosteuspitoisuuden ero on parhaimmillaan yli 40 kg/m 3. Kuvaajista voidaan huomata, että viistosateen ja auringon säteilyn vaikutus betonisandwich-rakenteen kosteustekniseen toimintaan on merkittävä. Ulkokuoren kosteuspitoisuus pysyy vuosittain likimain samalla tasolla, joten kuivuvan ja tiivistyvän kosteuden määrä on vuosittain hyvin samansuuruinen. Tällaisen rakenteen toiminta on varsin kriittinen, sillä rankoissa olosuhteissa kosteutta saattaa rakenteeseen kertyä vuosittain. Esimerkiksi vuotavien rännien tai liitosten kautta eristetilaan kulkeutuvia vesimääriä seinä ei enää kesäisin kuivata. Tästä on myös käytännön esimerkkejä, sillä normaaliolosuhteissa betonisandwich-elementit ovat kosteusteknisesti varsin toimivia rakenteita, mutta rankoissa olosuhteissa tai rakennusvirheiden johdosta kosteutta rakenteisiin saattaa kertyä Lisäeristyksenä mineraalivilla ja tuulensuojalevy Mineraalivillaa ja tuulensuojalevyä käytetään tuuletetuissa lisäeristysratkaisuissa, siitä johtuen laskelmissa ei ole huomioitu viistosateen eikä auringonsäteilyn vaikutusta.
97 89 Oletetaan, että käytettävä verhousrakenne estää niiden vaikutuksen. Toinen tehty oletus on, että tuuletusvälin ilmavirtaus on niin suuri, että tuuletusraossa vallitsee ulkoilman olosuhteet. Tässä laskentatapauksessa muuteltiin mineraalivillakerroksen paksuutta 50 mm:n, 100 mm:n, 150 mm:n ja 250 mm:n välillä. Lisäksi muuttuvina tekijöinä oli ulkokuoren alkukosteuspitoisuus, joka oli RH 85 %:a vastaava 92,5 kg/m 3 tai RH 95 %:a vastaava 118 kg/m 3. Tarkastelupaikkakuntana oli Espoo. Tarkastelun aloitusajankohtana oli 1.5. Seuraavassa on esitetty laskennan tuloksena saatuja kuvaajia. Kuva 7.16 Suhteellinen kosteus ulkokuoren ja eristetilan rajapinnassa 5 vuoden tarkastelujaksolla ulkokuoren alkukosteuspitoisuuden ollessa RH85 %.
98 90 Kuva Suhteellinen kosteus ulkokuoren ja eristetilan rajapinnassa 5 vuoden tarkastelujaksolla ulkokuoren alkukosteuspitoisuuden ollessa RH95 %. Kuva Ulkokuoren kosteuspitoisuus 5 vuoden tarkastelujaksolla ulkokuoren alkukosteuspitoisuuden ollessa RH85 %.
99 91 Kuva Ulkokuoren kosteuspitoisuus 5 vuoden tarkastelujaksolla ulkokuoren alkukosteuspitoisuuden ollessa RH95 %. Edellä olevista kuvaajista voidaan tulkita, että suhteellinen kosteus tarkastellussa rajapinnassa Espoon ilmasto-olosuhteilla laskee vuosittain merkittävästi kaikilla eristepaksuuksilla. Lisäksi ulkokuori lähtee kuivumaan alkukosteuspitoisuudestaan kaikilla eristepaksuuksilla. 50 mm:n lisäeristepaksuudella ulkokuori kuivaa 5 vuoden tarkastelujaksolla alkuarvosta 92,5 kg/m 3 arvoon 69,4 kg/m 3 ja alkuarvosta 118 kg/m 3 arvoon 69,7 kg/m mm:n lisäeristepaksuudella ulkokuori kuivaa 5 vuoden tarkastelujaksolla alkuarvosta 92,5 kg/m 3 arvoon 47,2 kg/m 3 ja alkuarvosta 118 kg/m 3 arvoon 47,5 kg/m 3. Mitä enemmän lisäeristettä sitä paremmat ovat kuivumisolosuhteet, jolloin myös kuivuminen on nopeampaa. Viiden vuoden tarkastelujaksolla ulkokuoren kosteuspitoisuus kuivaa lähestulkoon samalle tasolle kaikilla eristepaksuuksilla, riippumatta ulkokuoren alkukosteuspitoisuudesta. Suhteellinen kosteus tarkastelupisteessä pysyttelee ulkokuoren alkukosteusarvolla 118 kg/m 3 yli 80 %:n suhteellisessa kosteudessa eristepaksuudesta riippuen noin vuoden. Kun tarkastelun aloitusajankohtana oli toukokuun 1. päivä, on lämpötila eristetilassa kesällä noin +20 C. Tällöin homesienten kasvulle on otolliset olosuhteet ensimmäisen kesän ajan. Toisaalta on hyvä huomata, että vanhan eristetilan suhteellinen kosteus on trendiltään selvästi laskeva koko 5 vuoden tarkastelujakson ajan. Vertaamalla saatuja kuvaajia alkuperäisen betonisandwich-rakenteen vastaaviin, voidaan todeta että lisäeristetty rakenne toimii kosteusteknisesti selkeästi paremmin.
100 Lisäeristyksenä polyuretaani Tässä tapauksessa polyuretaania on käytetty tuuletetussa lisäeristysratkaisuissa, siitä johtuen laskelmissa ei ole huomioitu viistosateen eikä auringonsäteilyn vaikutusta. Oletetaan, että käytettävä verhousrakenne estää niiden vaikutuksen. Lisäksi tuuletusvälin ilmavirtaus oletetaan tässä tapauksessa niin suureksi, että tuuletusraossa on ulkoilman olosuhteet. Tässä laskentatapauksessa muuteltiin polyuretaanikerroksen paksuutta 60 mm:n, 120 mm:n ja 170 mm:n välillä. Lisäksi muuttuvina tekijöinä oli ulkokuoren alkukosteuspitoisuus, joka oli RH 85 %:a vastaava 92,5 kg/m 3 tai RH 95 %:a vastaava 118 kg/m 3. Tarkastelupaikkakuntana käytettiin Espoota. Tarkastelun aloitusajankohtana oli 1.5. Laskennan tuloksena saatiin seuraavanlaiset kuvaajat. Kuva Suhteellinen kosteus ulkokuoren ja vanhan eristekerroksen rajapinnassa Espoon ilmastodatalla, kun ulkokuoren alkukosteuspitoisuus on RH 85 %:a vastaava 92,5 kg/m 3.
101 93 Kuva Suhteellinen kosteus ulkokuoren ja vanhan eristekerroksen rajapinnassa Espoon ilmastodatalla, kun ulkokuoren alkukosteuspitoisuus on RH 95 %:a vastaava 118 kg/m 3. Kuva Ulkokuoren kosteuspitoisuus Espoon ilmastodatalla, kun alkukosteuspitoisuus on 92,5 kg/m 3.
102 94 Kuva Ulkokuoren kosteuspitoisuus Espoon ilmastodatalla, kun alkukosteuspitoisuus on 118 kg/m 3. Myös polyuretaanilla lisäeristetyissä rakenteissa ulkokuori kuivaa 5 vuoden tarkastelujaksolla, mutta selkeästi vähemmän kuin mineraalivillan tapauksessa. Tämä oli odotettavissa, sillä polyuretaanin vesihöyrynvastus on niin paljon suurempi kuin mineraalivillan. Edellä olevista kuvaajista voidaan tulkita, että suhteellinen kosteus tarkastellussa rajapinnassa Espoon ilmasto-olosuhteilla laskee vuosittain kaikilla eristepaksuuksilla. Lisäksi ulkokuori lähtee kuivumaan alkukosteuspitoisuudestaan hitaasti kaikilla eristepaksuuksilla. 60 mm:n lisäeristepaksuudella ulkokuori kuivaa 5 vuoden tarkastelujaksolla alkuarvosta 92,5 kg/m 3 arvoon 81 kg/m 3 ja alkuarvosta 118 kg/m 3 arvoon 87,8 kg/m mm:n lisäeristepaksuudella ulkokuori kuivaa 5 vuoden tarkastelujaksolla alkuarvosta 92,5 kg/m 3 arvoon 73,4 kg/m 3 ja alkuarvosta 118 kg/m 3 arvoon 81,5 kg/m 3. Mineraalivillalla ja tuulensuojalevyllä toteutettuun tuulettuvaan lisäeristysrakenteeseen nähden ulkokuoren kosteuspitoisuuden arvot tarkastelujakson lopussa ovat selkeästi suurempia. Suhteellinen kosteus tarkastelupisteessä pysyttelee ulkokuoren alkukosteusarvolla 118 kg/m 3 yli 80 %:n suhteellisessa kosteudessa eristepaksuudesta riippuen yli 2 vuoden ajan. Tällöin homesienten kasvulle on otolliset olosuhteet suhteellisen kosteuden puolesta. Lisäksi tarvitaan riittävä lämpötila, joka tarkastellussa pisteessä on kesäisin. Toisaalta on hyvä huomata, että vanhan eristetilan suhteellinen kosteus on trendiltään hitaasti laskeva koko 5 vuoden tarkastelujakson ajan. Vertaamalla saatuja kuvaajia alkuperäisen betonisandwich-rakenteen vastaaviin, voidaan todeta että lisäeristetty rakenne toimii kosteusteknisesti paremmin, mutta riskejä polyuretaanieristeen toiminnassa kuitenkin esiintyy.
103 Lisäeristyksenä mineraalivilla ja kolmikerrosrappaus Yleensä kolmikerrosrappauksen alusrakenteena käytetään mineraalivillaa. Rappaus on suoraan yhteydessä ulkoilmaan, joten laskelmissa on huomioitu sekä viistosateen että auringonsäteilyn vaikutus. Lisäksi vertailun vuoksi laskettiin tapaus, jossa ei ole huomioitu kumpaakaan näistä. Tässä laskentatapauksessa muuteltiin mineraalivillakerroksen paksuutta 50 mm:n, 100 mm:n, 150 mm:n ja 260 mm:n välillä. Koska rappauskerros altistuu suoraan auringonsäteilylle ja viistosateelle, vaihdeltiin laskuissa julkisivun ilmansuuntia. Tarkastelut tehtiin erikseen etelä- ja pohjoisjulkisivuille. Tarkastelupaikkakuntana oli Espoo. Lisäksi muuttuvina tekijöinä oli betonisen ulkokuoren alkukosteuspitoisuus, joka oli RH 85 %:a vastaava 92,5 kg/m 3 tai RH 95 %:a vastaava 118 kg/m 3. Tarkastelun aloitusajankohtana oli 1.5. Laskennan tuloksena saatiin seuraavanlaiset kuvaajat. Kuva Suhteellinen kosteus ulkokuoren ja vanhan eristekerroksen rajapinnassa Espoon ilmastodatalla ilman auringon säteilyn ja viistosateen vaikutusta, kun ulkokuoren alkukosteuspitoisuus on RH 85 %:a vastaava 92,5 kg/m 3.
JULKISIVUKORJAUSKLUSTERIN TRENDIT -korjaustoiminnan muutokset lähitulevaisuudessa
Julkisivukorjaamisen nykytila ja tulevat trendit Julkisivuyhdistyksen kevätseminaari Helsinki 9.5.2012 Jukka Lahdensivu Tampereen teknillinen yliopisto, Rakennustekniikan laitos JULKISIVUKORJAUSKLUSTERIN
LisätiedotBETONIJULKISIVUJEN TOIMINTA
FRAME Tutkimuksen päätösseminaari TTY Tietotalo 8.11.2012 Jukka Lahdensivu Tampereen teknillinen yliopisto, Rakennustekniikan laitos BETONIJULKISIVUJEN TOIMINTA Betonijulkisivujen toiminta Sisältö: - Tutkimusaineisto
LisätiedotVOIDAANKO ILMASTONMUUTOKSEN VAIKUTUKSIIN VAIKUTTAA JULKISIVUKORJAUKSILLA?
Ympäristö- ja yhdyskuntamessut Ilmastonmuutos ja paikalliset ratkaisut Messukeskus, Hki 11.10.2012 Jukka Lahdensivu Tampereen teknillinen yliopisto, Rakennustekniikan laitos VOIDAANKO ILMASTONMUUTOKSEN
LisätiedotESIMAKUA ERISTERAPPAUSKIRJASTA
Julkisivuyhdistys 15-vuotisjuhlaseminaari Kalastajatorppa, Hki 18.11.2010 Jukka Lahdensivu Tampereen teknillinen yliopisto, Rakennustekniikan laitos ESIMAKUA ERISTERAPPAUSKIRJASTA Esimakua Eristerappauskirjasta
LisätiedotTIEDÄTKÖ VAI ARVAATKO JULKISIVUJEN KORJAUSTARPEEN?
JulkisivuROADSHOW 2014 Lappeenranta 1.10.2014 Jukka Lahdensivu Tampereen teknillinen yliopisto, Rakennustekniikan laitos TIEDÄTKÖ VAI ARVAATKO JULKISIVUJEN KORJAUSTARPEEN? Tiedätkö vai arvaatko julkisivujen
Lisätiedot1.3.3 Rappausverkot, kiinnikkeet ja muut tarvikkeet... 16
Sisällysluettelo 1 ERISTERAPPAUSJÄRJESTELMÄT.... 9 1.1 Ohjeen tarkoitus ja käyttöala.... 9 1.1.1 Eriste- ja levyrappausten tekniset vaatimukset... 9 1.2 Ohutrappaus-eristejärjestelmä... 10 1.2.1 Laastit....
LisätiedotTIEDÄTKÖ VAI ARVAATKO JULKISIVUJEN KORJAUSTARPEEN?
JulkisivuROADSHOW 2015 Oulu 8.10.2015 Jukka Lahdensivu Ramboll Finland Oy Tampereen teknillinen yliopisto, Rakennustekniikan laitos TIEDÄTKÖ VAI ARVAATKO JULKISIVUJEN KORJAUSTARPEEN? Tiedätkö vai arvaatko
LisätiedotKivimäen koulu Julkisivurakenteiden kuntotutkimus 28.2.2012
TUTKIMUS- JA ANALYYSIPALVELUT Kivimäen koulu Julkisivurakenteiden kuntotutkimus 28.2.2012 Raporttitunnus 1280012 Jaakko Luukkonen, insinööri TUTKIMUS- JA ANALYYSIPALVELUT Kivimäenkoulu, Vantaa TUTKIMUSSELOSTUS
LisätiedotLämmöneristemateriaalin vaikutus suojaustarpeeseen. Betonipäivät 2014 Toni Pakkala, TTY, Rakenteiden elinkaaritekniikka
Lämmöneristemateriaalin vaikutus suojaustarpeeseen Betonipäivät 2014 Toni Pakkala, TTY, Rakenteiden elinkaaritekniikka Lämmöneristemateriaalin vaikutus suojaustarpeeseen Sisältö 1. Rakennusvaiheen kosteuslähteet
LisätiedotTaiter Oy. Taiter-pistokkaan ja Taiter-triangeliansaan käyttöohje
Taiter-pistoansaan ja Taiter-tringaliansaan käyttöohje 17.3.2011 1 Taiter Oy Taiter-pistokkaan ja Taiter-triangeliansaan käyttöohje 17.3.2011 Liite 1 Betoniyhdistyksen käyttöseloste BY 5 B-EC2: nro 22
LisätiedotJUKO - OHJEISTOKANSIO JULKISIVUKORJAUSHANKKEEN LÄPIVIEMISEKSI
Talonrakennustekniikka JUKO - OHJEISTOKANSIO JULKISIVUKORJAUSHANKKEEN LÄPIVIEMISEKSI KORJAUSTAPAKUVAUKSET Betonijulkisivut Verhouskorjaukset eristerappauksella / kolmikerrosrappaus - suunnitteluohjeet
LisätiedotRappaustyypin valinta alustan mukaan
Poltettutiili, kevytsoraherkko, betoniharkko, betoni tai vastaava Rappaus: yleensä Bayosan LL 66, SL 67, RK 39. Rappauslaastin valintaan vaikuttaa tuleva pinnoite, ympäristö jne. Yleisesti rappauspaksuuden
LisätiedotJulkisivujen korjaussuunnittelu ja korjausten hintatietous
KIMU työpaja VTT, 25.5.2010 Jussi Mattila, Julkisivuyhdistys Toimitusjohtaja, tekn. toht. Julkisivujen korjaussuunnittelu ja korjausten hintatietous Jussi Mattila 1(13) Korjausprosessi 1. Korjaustarpeen
Lisätiedot11. MINERAALIPOHJAISET JULKISIVUMAALIT
Tulostettu 25.6.2016 1 / 7 11. MINERAALIPOHJAISET JULKISIVUMAALIT Kiviväri KS 2 Kiviväri S 5 Kiviväri KS 2 / 7 KIVIVÄRI KS Tuotekuvaus Fescon Kiviväri KS on kalkkisementtiperusteinen maali, jonka tartuntaominaisuuksia,
LisätiedotLYHYT JÄRJESTELMÄKUVAUS DIESSNER eristerappaus soveltuu julkisivujen ja muiden seinäpintojen eristykseen niin korjaus kuin uudisrakentamisessa.
LYHYT JÄRJESTELMÄKUVAUS DIESSNER eristerappaus soveltuu julkisivujen ja muiden seinäpintojen eristykseen niin korjaus kuin uudisrakentamisessa. Järjestelmän rakenne sisältäpäin on seuraava: 1. Sisäseinärakenne
LisätiedotMINERAALIVILLA ERISTERAPPAUKSISSA
MINERAALIVILLA ERISTERAPPAUKSISSA Jukka Sevón JULKISIVU 2007 / Wanha Satama HELSINKI 2007 ERISTERAPPAUSRAKENNE A KOLMIKERROSRAPPAUS n. 25 mm rappaus, laastit kalkkisementtipohjaisia, kolmessa eri työvaiheessa
LisätiedotMaalattujen kiviainespintojen hoito ja huolto Betonipinnat ulkona
Maalattujen kiviainespintojen hoito ja huolto Betonipinnat ulkona Yleistä Ulkotiloissa betonia käytetään mm. kiinteistön julkisivuissa, tukimuureissa, sokkeleissa ja parvekkeissa. Betonijulkisivu Pääsääntöisesti
LisätiedotJUKO - OHJEISTOKANSIO JULKISIVUKORJAUSHANKKEEN LÄPIVIEMISEKSI
Talonrakennustekniikka JUKO - OHJEISTOKANSIO JULKISIVUKORJAUSHANKKEEN LÄPIVIEMISEKSI KORJAUSTAPAKUVAUKSET Betonijulkisivut Verhouskorjaukset eristerappauksella / ohutrappaus - suunnitteluohjeet päivitetty
LisätiedotTUOTTEEN NIMI VALMISTAJA TUOTEKUVAUS SERTIFIOINTIMENETTELY. Myönnetty 10.03.2011 Päivitetty 27.08.2013. SPU Eristeet
SERTIFIKAATTI VTT-C-6665-11 Myönnetty 10.03.2011 Päivitetty 27.08.2013 TUOTTEEN NIMI SPU Eristeet VALMISTAJA SPU Oy Itsenäisyydenkatu 17 A 7, FI-33500 Tampere TUOTEKUVAUS SPU:n valmistamia polyuretaanieristeitä
LisätiedotFescopanel levyrappausjärjestelmä suunnitteluohje 3.4.2013
Fescopanel levyrappausjärjestelmä suunnitteluohje 3.4.2013 Fescopanel levyrappausjärjestelmä 21.12.2011 SISÄLLYSLUETTELO 1. JÄRJESTELMÄKUVAUS 3 2. YLEISTÄ 4 2.1 Tavoite 4 2.2 Laadunvarmistus 4 2.4 Terveydelle
LisätiedotLAKKA OHUTRAPPAUS ERISTEJÄRJESTELMÄ TYÖOHJE 22.10.2014
LAKKA OHUTRAPPAUS ERISTEJÄRJESTELMÄ TYÖOHJE 22.10.2014 Työohje Esi- ja pohjatyöt Julkisivuvarusteet kuten valaisimet, anturit, johdot, kilvet tai muut vastaavat irroitetaan työn ajaksi. Julkisivurakenteisiin
LisätiedotPaksurappaus-eristejärjestelmä elementtiin KUITUVAHVISTETTU 8.6.2015
Paksurappaus-eristejärjestelmä elementtiin KUITUVAHVISTETTU 8.6.2015 2 SISÄLLYSLUETTELO 1 YLEISTÄ... 3 1.1 RAKENNE... 3 1.2 MATERIAALIT... 3 1.2.1 Eriste... 3 1.2.2 Laastit... 3 1.2.3 Muut materiaalit
LisätiedotRIL 249 MATALAENERGIARAKENTAMINEN
RIL 249-20092009 MATALAENERGIARAKENTAMINEN RAKENNETEKNINEN NÄKÖKULMA 7.12.2009 Juha Valjus RIL 249 MATALAENERGIARAKENTAMINEN Kirjan tarkoitus rakennesuunnittelijalle: Opastaa oikeaan suunnittelukäytäntöön
LisätiedotBetonisandwich- elementit
Betonisandwich- elementit -lämmöneristeet -ansastus -mallipiirustukset -tiiveys -detaljit -kuljetus -nostot -kosteustekninen toiminta -ääneneristys -palonkestävyys -kustannukset Seinätyypit Sandwich Uritetulla
LisätiedotEPS-ohutrappausten palotekninen toimivuus. Julkisivuyhdistyksen seminaari 25.1.2007 Wanha Satama, Helsinki
EPS-ohutrappausten palotekninen toimivuus Julkisivuyhdistyksen seminaari 25.1.2007 Wanha Satama, Helsinki EPS-ohutrappausrakenne EPS (expanded polystyrene) lämmöneriste muottipaisutettu polystyreeni Julkisivurakenteissa
LisätiedotBetoniteollisuus ry Jussi Mattila 2/48
Jussi Mattila Toimitusjohtaja BETONIRAKENTEIDEN KORJAUS JA RAKENNUSFYSIIKKA Pätevöityskurssi 16.1.2018 ULKOBETONIRAKENTEET JA NIIDEN VAURIOTAVAT Jussi Mattila 1/48 Jussi Mattila 2/48 PERUSKÄSITTEISTÖÄ
LisätiedotMSS KRISTALLOINTI BETONIN VESITIIVISTYS KRISTALLOINTIMENETELMÄLLÄ
MSS KRISTALLOINTI BETONIN VESITIIVISTYS KRISTALLOINTIMENETELMÄLLÄ MSS KRISTALLOINTI Pysyvä ratkaisu uusprojekteihin vesitiivistää ja suojaa betonin Monikäyttöinen käsittely vanhoille rakenteille korjaa
LisätiedotCase: Martinlaakson uimahalli
Case: Martinlaakson uimahalli RIL Rakennusten sortumat miten estetään Kuparisali Pekka Wallenius, tilakeskusjohtaja Turvallisuussyistä Martinlaakson uimahalli on suljettu rakennustutkimuksen ajaksi! www.vantaa.fi
LisätiedotPESUKONEEN JA LINGON ASENNUS
PESUKONEEN JA LINGON ASENNUS Vaatehoitotila kuuluu tärkeänä osana kiinteistöön. Laitteet ja varusteet on määriteltävä ja sijoitettava tilaan siten, että niiden käyttö on mahdollisimman helppoa ja esteetöntä.
LisätiedotJUKO - OHJEISTOKANSIO JULKISIVUKORJAUSHANKKEEN LÄPIVIEMISEKSI
Talonrakennustekniikka JUKO - OHJEISTOKANSIO JULKISIVUKORJAUSHANKKEEN LÄPIVIEMISEKSI HANKESUUNNITTELU Rakenteet ja korjausmahdollisuudet päivitetty 9/2005 DI Matti Haukijärvi Tampereen teknillinen yliopisto,
LisätiedotBETONIPINTOJEN KORJAUS JA MAALAUS
BETONIPINTOJEN KORJAUS JA MAALAUS Betonipinnat Betonia on pinnoitettu ja pinnoitetaan: Suojaamaan rakennetta, betonia sekä rakenneteräksiä Pakkasrapautumista vastaan Rakenneterästen korroosiota vastaan
LisätiedotJUKO - OHJEISTOKANSIO JULKISIVUKORJAUSHANKKEEN LÄPIVIEMISEKSI
Rakennetekniikan laitos JUKO - OHJEISTOKANSIO JULKISIVUKORJAUSHANKKEEN LÄPIVIEMISEKSI KORJAUSTAPAKUVAUKSET Muuratut julkisivut korjaustavat - yleiskuvaus päivitetty 8/2006 TkL Jukka Lahdensivu Tampereen
LisätiedotVESIKATON JA YLÄPOHJAN KUNTOTUTKIMUS
VESIKATON JA YLÄPOHJAN KUNTOTUTKIMUS Seuraavassa käsitellään vesikaton ja yläpohjan kuntotutkimusta. Kuntotutkimuksessa tarkastellaan vesikatteen ja sen alusrakenteen lisäksi mahdollista tuuletustilaa
LisätiedotASENNUSOHJE 2. AMU-YLITYSPALKKI ja BISTÅL-TIKASRAUDOITE. sivu MATERIAALITIETO 1 TOIMITUSSISÄLTÖ 1 TÄRKEÄÄ 2
2009 ASENNUSOHJE 2 AMU-YLITYSPALKKI ja BISTÅL-TIKASRAUDOITE sivu MATERIAALITIETO 1 TOIMITUSSISÄLTÖ 1 TÄRKEÄÄ 2 AMU-YLITYSPALKKI 1. Perustietoa 3 2. Älä pätki! 3 3. Asennus 4 1. kaksi tapaa 4 2. palkin
LisätiedotRAKENNUSFYSIIKKA JA SÄILYTETTÄVÄT RAKENNUKSET
CO 2 OL Bricks, avoin seminaari Helsinki 9.5.2012 Jukka Lahdensivu Tampereen teknillinen yliopisto, Rakennustekniikan laitos RAKENNUSFYSIIKKA JA SÄILYTETTÄVÄT RAKENNUKSET RAKENNUSFYSIIKKA JA SÄILYTETTÄVÄT
LisätiedotPiiMat Oy FLEXCRETE Sivu 1 BETONIRAKENTEIDEN KORJAAMINEN 20.1.2006 1 ESITYÖT. 1.1 Pintarakenteet
PiiMat Oy FLEXCRETE Sivu 1 1 ESITYÖT 1.1 Pintarakenteet Ennen betonikorjaus- tai pinnoitustöiden aloittamista on tilaajan edustajan kanssa käytävä läpi korjattavalla tai pinnoitettavalla alueella olevat
Lisätiedot08. RAPPAUSLAASTIT. Tulostettu 9.6.2016 1 / 25
Tulostettu 9.6.2016 1 / 25 08. RAPPAUSLAASTIT Rappauslaasti KS 10/90 2 Rappauslaasti KS 35/65 4 Rappauslaasti KS 50/50 6 Rappauslaasti KS 65/35 8 Rappauslaasti KS 35/65 kuitu 10 Pohjanoikaisulaasti 13
LisätiedotJULKISIVUJEN JA PARVEKKEIDEN KUNTOTUTKIMUS
TAMPEREEN AMMATTIKORKEAKOULU Rakennustekniikan koulutusohjelma Tutkintotyö Lauri Parkkinen JULKISIVUJEN JA PARVEKKEIDEN KUNTOTUTKIMUS Työn valvoja Työn teettäjä Tampere 2007 Lehtori Pekka Väisälä Insinööritoimisto
LisätiedotPRKU PAKSURAPPAUSKIINNIKE ASENNUS- JA KÄYTTÖOHJE
ASENNUS- JA KÄYTTÖOHJE versio FI 11/2015 1 (5) SISÄLLYSLUETTELO 1 TOIMINTATAPA... 2 2 MITAT JA MATERIAALIT... 2 3 VALMISTUS... 3 3.1 Valmistustapa ja merkinnät... 3 3.2 Valmistustoleranssit... 3 4 KESTÄVYYSARVOT...
LisätiedotVanhan seinärakenteen lisäkiinnitystarve julkisivun verhouskorjauksissa. Tutkimussuunnitelma 18.1.2014 Päivitetty 19.3.2014
Tutkimussuunnitelma 18.1.2014 Päivitetty 19.3.2014 1 (7) 1 Johdanto Peittävä verhouskorjaus yhdistettynä lisälämmöneristämiseen on yleisesti käytetty menetelmä, jota sovelletaan pitkälle vaurioituneen
LisätiedotSEMTUN JVA+ MUURAUS- KANNAKKEET
SEMTUN JVA+ MUURAUS- KANNAKKEET KÄYTTÖ- JA SUUNNITTELUOHJE 19.5.2016 - 1 - SISÄLLYSLUETTELO 1 YLEISTÄ... - 2-1.1 Yleiskuvaus... - 2-1.2 Toimintatapa... - 3-1 MITAT JA MATERIAALIT... - 4-2.1 Kannaketyypit...
LisätiedotMAAKELLARIN VOITTANUTTA EI OLE
MAAKELLARI RATKAISEE SÄILYTYSONGELMASI Maakellari on ihanteellinen ratkaisu vihannesten, mehujen, säilöttyjen tuotteiden jne. pitkäaikaiseen varastointiin. Säilyvyyden takaavat maakellarin luontaiset ominaisuudet:
LisätiedotSUOMALAISTEN BETONIJULKISIVUJEN JA -PARVEKKEIDEN VAURIOITUMINEN BeKo -TUTKIMUKSEN MUKAAN
SUOMALAISTEN BETONIJULKISIVUJEN JA -PARVEKKEIDEN VAURIOITUMINEN BeKo -TUTKIMUKSEN MUKAAN Jukka Lahdensivu, tekniikan lisensiaatti Tampereen teknillinen yliopisto, Rakennustekniikan laitos jukka.lahdensivu@tut.fi
LisätiedotTeknillisen Korkeakoulun talonrakennustekniikan laboratorion julkaisu 132
Teknillisen Korkeakoulun talonrakennustekniikan laboratorion julkaisu 132 Helsinki University of Technology Laboratory of Structural Engineering and Building Physics Publication Espoo 2007 TKK-TRT-132
LisätiedotWWW.LAMOX.FI INFO@LAMOX.FI
1 Perinteinen valesokkelirakenne Termotuote korjattu rakenne Asennus 2 Ennen työn aloittamista on aina tarkistettava päivitetyt viimeisimmät suunnitteluohjeet valmistajan kotisivuilta. Eristämisessä on
LisätiedotJulkisivun kuntoselvitys
Julkisivun kuntoselvitys 10.9.2014 1/8 Julkisivun kuntoselvitys 10.9.2014 Julkisivun kuntoselvitys 10.9.2014 2/8 1. Yleistiedot 1.1 Selvityksen kohde Valkoisenlähteentie 53 01300 Vantaa 1.2 Selvityksen
LisätiedotBetonin kuivuminen. Rudus Betoniakatemia. Hannu Timonen-Nissi
Betonin kuivuminen Rudus Betoniakatemia Hannu Timonen-Nissi 25.1.2019 Betonin kuivuminen Betoni kuivuu hitaasti Kastunut betoni kuivuu vielä hitaammin Betoni hakeutuu tasapainokosteuteen ympäristönsä kanssa
LisätiedotBETONIELEMENTTIEN LÄMMÖN- ERISTÄMINEN ELEMENTTITEHTAALLA
[104] Sivu 1 / 4 SPU ERISTEIDEN KÄYTTÖ BETONIELEMENTTIEN VALMISTUKSESSA SPU P on SPU EFR tuoteperheen ratkaisu betonielementtien teolliseen valmistamiseen. SPU P on betoniteollisuuden tarpeisiin kehitetty
LisätiedotNäytesivut. 4 Energiatehokkuuden parantaminen korjaushankkeissa. 4.1 Ulkoseinärakenteet
4 Energiatehokkuuden parantaminen korjaushankkeissa Kiinteistön rakenteita ja teknisiä järjestelmiä ei juuri koskaan korjata pelkästään energiatehokkuuden vuoksi, vaan taustalla on lähes aina muu pakottava
Lisätiedot1 RAKENNNESELVITYS. 9 LIITE 5. s. 1. Korutie 3 Työnumero: 8.9.2011 Ilkka Meriläinen 51392.27
9 LIITE 5. s. 1 1 RAKENNNESELVITYS 1.1 TEHTÄVÄN MÄÄRITTELY Selvitys on rajattu koskemaan :ssa olevan rakennuksen 1. ja 2. kerroksen tiloihin 103, 113, 118, 204 ja 249 liittyviä rakenteita. 1.2 YLEISKUVAUS
LisätiedotBETONISEN JULKISIVUN. KUNTOTUTKIMUS OHUTHIE NÄYTTEILLÄ KATRIINAN SAIRAALA Katriinankuja 4, Vantaa
BETONISEN JULKISIVUN KUNTOTUTKIMUS OHUTHIE NÄYTTEILLÄ KATRIINAN SAIRAALA Katriinankuja 4, Vantaa ISS PROKO OY KIINTEISTÖJEN KÄYTÖNOHJAUS 21.12.2012 Raportti 2 (5) KATRIINAN SAIRAALA 21.12.2012 Kiinteistöjen
LisätiedotThermiSol Platina Pi-Ka Asennusohje
Platina Pi-Ka ThermiSol Platina Pi-Ka essa kerrotaan ThermiSol Platina Kattoelementin käsittelyyn, kiinnitykseen ja työstämiseen liittyviä ohjeita. Platina Pi-Ka 2 1. Elementin käsittely... 3 1.1 Elementtikuorman
Lisätiedotalsecco eristerapattu saumaton betonielementtijärjestelmä
alsecco eristerapattu saumaton betonielementtijärjestelmä EDISTYKSELLISTÄ JULKISIVUTEKNIIKKAA NARMAPINNOITUS OY Paattistentie 947, 21330 Paattinen 040-7646648 / 040-7646649 www.alseccofinland.fi Eristerappausjärjestelmät
LisätiedotJUKO-OHJEISTO JULKISIVUKORJAUSHANKKEEN LÄPIVIENTIIN
JUKO-OHJEISTO JULKISIVUKORJAUSHANKKEEN LÄPIVIENTIIN JULKISIVU 2007 25.1.2007 Wanha Satama, Helsinki Jukka Lahdensivu erikoistutkija, tekn. lis. Tampereen teknillinen yliopisto Rakennetekniikan laitos SISÄLTÖ
LisätiedotBETONISANEERAUS. Kivira Oy Juvan teollisuuskatu 21 B Puh. 09 774 2720 info@kivira.fi 02920 ESPOO Fax. 09 774 27211 www.kivira.fi
Kivira Oy Puh. 09 774 2720 02920 ESPOO Fax. 09 774 27211 Vaurioiden kuvaus, tyyppi 1 Betoninpinta näyttää vahingoittuneelta. Varoitussignaali, jos suuremmat vahingot halutaan välttää. Suojabetonin paksuus
LisätiedotBETONIHARKKO, BETONIVALU, LECA-HARKKO JA SIPOREX Rappausohje
BETONIHARKKO, BETONIVALU, LECA-HARKKO JA SIPOREX Simolinintie 1 06100 PORVOO (019) 5244 922 www.laastikulma.fi 2 RAPPAUSOHJE BETONIHARKKO, BETONIVALU, LECA-HARKKO JA SIPOREX Rapattava alusta Betoniharkko
LisätiedotHANGON SATAMA ENGLANNIN MAKASIINI BETONIRAKENTEIDEN KUNTOTUTKIMUS
HANGON SATAMA ENGLANNIN MAKASIINI BETONIRAKENTEIDEN 17.11.2010 SISÄLLYSLUETTELO 1 TUTKIMUKSEN KOHDE JA LÄHTÖTIEDOT 3 1.1 Yleistiedot 3 1.2 Tehtävä 3 1.3 Tutkimuksen sisältö, rajaus ja luotettavuus 3 1.4
LisätiedotKorjausrakentamisen ratkaisut, kiviainespinnat 5.3.2015. Valtteri Vaarsalo, RI amk
Korjausrakentamisen ratkaisut, kiviainespinnat 5.3.2015 Valtteri Vaarsalo, RI amk Taustaa Saimaan AMK 2011, Lappeenranta YIT, työmaamestari, korjausrakennuskohteet Sweco Asiantuntijapalvelut Oy (ent. Finnmap
LisätiedotSEMTU OY RAKENTEIDEN VEDENERISTYSRATKAISUT 17.10.2011
SEMTU OY RAKENTEIDEN VEDENERISTYSRATKAISUT 17.10.2011 SISÄLLYSLUETTELO 1. YLEISTÄ...3 2. PENTAFLEX JÄRJESTELMÄ...4 2.1. Pentaflex KB:... 5 2.2. Pentaflex KB 8... 7 2.3. Pentaflex ABS... 9 2.4. Pentaflex
LisätiedotUlkoseinäelementtien suunnitteluohjeet
Ulkoseinäelementtien lämmöneristeet ansastus sähköistysvaraukset mallipiirustukset detaljit tiiveys kosteustekninen toiminta ääneneristys palonkestävyys asennus määrälaskenta CE- merkintä kehitys Seinätyypit
LisätiedotHankekoulu Sanomatalo Tuula Nordberg Paroc Oy Ab
Hankekoulu Sanomatalo 18. 19.9. Tuula Nordberg Paroc Oy Ab 1 Julkisivun lisäeristys 2 Sisältö Korjausrakentaminen Case Poppelipolku Julkisivukorjausten vaihtoehdot Lisäeristyksen vaikutukset 3 Korjausrakentaminen
LisätiedotAsetus rakennusten kosteusteknisestä toimivuudesta pääkohdat muutoksista
Asetus rakennusten kosteusteknisestä toimivuudesta pääkohdat muutoksista Sisäilmastoseminaari 15.3.2018 Messukeskus, Helsinki Yli-insinööri Katja Outinen Asetus rakennuksen kosteusteknisestä toimivuudesta
LisätiedotWSP TutkimusKORTES Oy Heikkiläntie 7 D 00210 HELSINKI Puh. 0424 9696 1 05.09.2006 Fax 09-7740 7719
6142/06 1 (8) WSP TutkimusKORTES Oy Heikkiläntie 7 D 00210 HELSINKI Puh. 0424 9696 1 05.09.2006 Fax 09-7740 7719 OHUTHIETUTKIMUS Yleistiedot näytteistä Tutkimukset WSP TutkimusKORTES Oy on ottanut kohteesta
LisätiedotBetonilattiat 2014 by 45 / BLY 7
S I S Ä L L Y S L U E T T E L O OSA 1 YLEISTÄ... 9 1.1 SOVELTAMISALA... 9 1.2 BETONILATTIOIDEN PERUSTYYPIT... 10 1.2.1 Maanvarainen lattia... 10 1.2.2 Paalulaatta... 11 1.2.3 Pintabetonilattia... 11 1.2.3.1
LisätiedotTERVANOKKA. Alustava kuntoselvitys 18.01.2016. ri Tapani Alatalo Rakennus Oy Uudenmaan SANEERAUSTEKNIIKKA
TERVANOKKA Alustava kuntoselvitys 18.01.2016 ri Tapani Alatalo Rakennus Oy Uudenmaan SANEERAUSTEKNIIKKA puh 020-7792 722, 040-7067620 tapani.alatalo@saneeraustekniikka.com Kytkinkatu 4E 04220 KERAVA 1
LisätiedotJUKO - OHJEISTOKANSIO JULKISIVUKORJAUSHANKKEEN LÄPIVIEMISEKSI
Talonrakennustekniikka JUKO - OHJEISTOKANSIO JULKISIVUKORJAUSHANKKEEN LÄPIVIEMISEKSI KORJAUSTAPAKUVAUKSET Betonijulkisivut verhouskorjaus kuorielementeillä - suunnitteluohjeet päivitetty 9/2005 DI Matti
LisätiedotBetonisandwich-elementin, jossa on 40 mm paksu muovikuitubetoninen ulkokuori, käyttökelpoisuus ulkoseinärakenteena
1 (5) Tilaaja: Rakennusteollisuus RT ry Arto Suikka PL 381 (Unioninkatu 14) 00131 Helsinki Viite: Tehtävä: Lausuntopyyntö: Rakennusteollisuus RT ry/ Arto Suikka Arvioida toimiiko raudoittamaton 40 mm paksu
Lisätiedotohutrappaus FESCOTERM Ohutlaastirappaus suunnitteluohje 18.5.2010
ohutrappaus FESCOTERM Ohutlaastirappaus suunnitteluohje 18.5.2010 SISÄLLYSLUETTELO 1. JÄRJESTELMÄKUVAUS 3 2. YLEISTÄ 4 2.1 Tavoite 4 2.2 Laadunvarmistus 4 2.4 Terveydelle haitalliset aineet 5 2.5 Eristerappausmateriaalien
LisätiedotTUTKIMUSRAPORTTI VTT-R-07056-11 2 (8) Sisällysluettelo
2 (8) Sisällysluettelo 1 Tehtävä... 3 2 Aineisto... 3 3 Palotekninen arviointi... 3 3.1 Tuotemäärittelyt ja palotekninen käyttäytyminen... 3 3.2 Ulkoseinien palovaatimusten täyttyminen... 4 4 Yhteenveto...
LisätiedotUlkovaipan lämpötalouteen vaikuttavat korjaustoimenpiteet käytännössä
Ulkovaipan lämpötalouteen vaikuttavat korjaustoimenpiteet käytännössä Julkisivuyhdistys ry:n syyskokous 19.11.2009 Diana-auditorio, Helsinki Stina Linne Tekn yo. Esityksen sisältö Tutkimuksen taustat ja
LisätiedotAP 2RK AP 1RK ONTELOLAATTA 265-ALAPOHJA, TUULETETTU ALAPUOLINEN SOLUPOLYSTYREENIERISTE TASOITE+TUPLEX+PARKETTI; ASUNTOJEN LATTIA
ONTELOLAATTA 265-ALAPOHJA, TUULETETTU ALAPUOLINEN SOLUPOLYSTYREENIERISTE TASOITE+TUPLEX+PARKETTI; ASUNTOJEN LATTIA ONTELOLAATTA 370-ALAPOHJA, TUULETETTU ALAPUOLINEN SOLUPOLYSTYREENIERISTE TASOITE+TUPLEX+PARKETTI;
LisätiedotASENNUSOHJE AMMATTILAISELLE SATINE MICROCEMENT MEDIUM VANHAN LAATAN PÄÄLLE MÄRKÄTILAAN
Suosittelemme aina käyttämään asentajaa, jolla on kokemusta mikrosementti-tuotteista. Tämä on erityisen suositeltavaa, kun kyseessä on märkätila. RAKENNE JA AIKATAULUTUS: 1. Cement primer laatta saumoihin,
LisätiedotKingspan-ohjekortti nro 106
Toukokuu 2016 Kingspan-ohjekortti nro 106 HÖYRYNSULKURATKAISUOHJE Kingspan Therma -eristeet höyrynsulkuratkaisuna Kingspan Therma -eristeet alhaisen lämmönjohtavuuden ja korkean vesihöyrynvastuksen ansiosta
LisätiedotParantaako lisälämmöneristäminen energiatehokkuutta korjausrakentamisessa?
Tutkimus: Ulkovaipan lämpötalouteen vaikuttavat korjaustoimenpiteet käytännössä Parantaako lisälämmöneristäminen energiatehokkuutta korjausrakentamisessa? Stina Linne Tekn. yo betoni visioi -seminaari
LisätiedotUPM ProFi. Deck Installation Instructions/Verlegeanleitung/Instructions de montage/installatie-instructies
UPM ProFi Deck Installation Instructions/Verlegeanleitung/Instructions de montage/installatie-instructies THERMAL EXPANSION 0,004 % per 1 C e.g. 40 C change in board temperature = 6mm expansion / contraction
LisätiedotParantaako lisälämmöneristäminen energiatehokkuutta korjausrakentamisessa?
Tutkimus: Ulkovaipan lämpötalouteen vaikuttavat korjaustoimenpiteet käytännössä Stina Linne Tekn. yo Parantaako lisälämmöneristäminen energiatehokkuutta korjausrakentamisessa? betoni visioi -seminaari
LisätiedotPaksurappaus-eristejärjestelmä KUITUVAHVISTETTU 3.4.2013
Paksurappaus-eristejärjestelmä KUITUVAHVISTETTU 3.4.2013 2 SISÄLLYSLUETTELO 1 YLEISTÄ...4 1.1 RAKENNE...4 1.2 MATERIAALIT...4 1.2.1 Eriste...4 1.2.2 Laastit...4 1.2.3 Muut materiaalit ja tarvikkeet...4
LisätiedotNäin lisäeristät 2. Purueristeisen seinän ulkopuolinen lisäeristys. Eristeinä PAROC Renova tai PAROC WPS 3n
Näin lisäeristät 2 Purueristeisen seinän ulkopuolinen lisäeristys Eristeinä PAROC Renova tai PAROC WPS 3n Tammikuu 2012 Ulkopuolinen lisäeristys PAROC Renova levyllä Puurunkoinen, purueristeinen talo,
LisätiedotBetonirakenteiden kemialliset vauriot
Hannu Pyy, TkL, Erityisasiantuntija, Vahanen Rakennusfysiikka Oy Betonirakenteiden kemialliset vauriot 3/18/2019 Fysikaaliset ja kemialliset betonivaurioita aiheuttavat tekijät Pakkasrasitus Betonin karbonatisoituminen
LisätiedotSakret rappausjärjestelmät
Sakret rappausjärjestelmät PARAS VALINTA OHUTRAPPAUS Kuituvahvistettu 2-kerrosrappausjärjestelmä Sakret kuitulaastirappausjärjestelmä sisältää Suomen sääolosuhteisiin erittäin hyvin soveltuvan kokonaisvaltaisen
LisätiedotVÄLISEINÄT. Leca väliseinät. Leca EasyLex 88 Leca Lex. www.e-weber.fi 4-20/1.9.2012
VÄLISEINÄT Leca väliseinät Leca EasyLex 88 Leca Lex 4-20/1.9.2012 www.e-weber.fi Leca väliseinät Leca EasyLex Leca Lex markkinoiden nopein väliseinäratkaisu Nopea rakentaa ja helppo tasoittaa Sisältö Leca
LisätiedotKarmikulma KÄYTTÖ- JA SUUNNITTELUOHJE 12.8.2014
Karmikulma KÄYTTÖ- JA SUUNNITTELUOHJE 12.8.2014 SISÄLTÖ 1. Yleistä, Lakka karmikulma s. 3 2. Asennus s. 4 3. Karmin kiinnitys s. 12 4. Oviasennus s. 13 5. Lisätietoja s. 13 Karmikulma käyttö- ja suunnitteluohje
LisätiedotNäin lisäeristät 4. Sisäpuolinen lisäeristys. Tuotteina PAROC extra ja PAROC-tiivistystuotteet
Näin lisäeristät 4 Sisäpuolinen lisäeristys Tuotteina PAROC extra ja PAROC-tiivistystuotteet Tammikuu 202 Sisäpuolinen lisälämmöneristys Lisäeristyksen paksuuden määrittää ulkopuolelle jäävän eristeen
LisätiedotPAKSUERISTERAPPAUS 16.12.2011
PAKSUERISTERAPPAUS 16.12.2011 FESCOTERM - PAKSUERISTERAPPAUS 2 SISÄLLYSLUETTELO 1 YLEISTÄ...4 1.1 RAKENNE...4 1.2 MATERIAALIT...4 1.2.1 Eriste...4 1.2.2 Laastit...4 1.2.3 Muut materiaalit ja tarvikkeet...5
LisätiedotPAKSURAPPAUS-ERISTEJÄRJESTELMÄ 8.6.2015
PAKSURAPPAUS-ERISTEJÄRJESTELMÄ 8.6.2015 2 SISÄLLYSLUETTELO 1 YLEISTÄ... 4 1.1 RAKENNE... 4 1.2 MATERIAALIT... 4 1.2.1 Eriste... 4 1.2.2 Laastit... 4 1.2.3 Muut materiaalit ja tarvikkeet... 5 1.2.3.1 Pellit...
LisätiedotMassiivirakenteiden sisäpuolinen lämmöneristäminen
Massiivirakenteiden sisäpuolinen lämmöneristäminen FRAME YLEISÖSEMINAARI 8.. Sakari Nurmi Tampereen teknillinen yliopisto Rakennustekniikan laitos 8.. Haasteita Massiivirakenteiset seinät (hirsi-, kevytbetoni-
LisätiedotJUKO - OHJEISTOKANSIO JULKISIVUKORJAUSHANKKEEN LÄPIVIEMISEKSI
Talonrakennustekniikka JUKO - OHJEISTOKANSIO JULKISIVUKORJAUSHANKKEEN LÄPIVIEMISEKSI KORJAUSTAPAKUVAUKSET Betonijulkisivut verhouskorjaus levyverhouksella - suunnitteluohjeet päivitetty 9/2005 DI Matti
LisätiedotBetonirakenteiden lämmönläpäisykertoimet
Betonirakenteiden lämmönläpäisykertoimet Tuomo Ojanen & Jyri Nieminen VTT Betonirakenteiden lämpötekninen toimivuus Tuuletettujen betonirakenteiden lämmönläpäisykertoimen laskentamenetelmiä sekä uritetun
LisätiedotErstantie 2, 15540 Villähde 2 Puh. (03) 872 200, Fax (03) 872 2020 www.anstar.fi anstar@anstar.fi Käyttöohje
Erstantie 2, 15540 Villähde 2 Erstantie 2, 15540 Villähde 3 SISÄLLYSLUETTELO Sivu 1 TOIMINTATAPA... 4 2 MATERIAALIT JA RAKENNE... 5 2.1 MATERIAALIT... 5 2.2 RAKENNEMITAT... 5 3 VALMISTUS... 6 3.1 VALMISTUSTAPA...
LisätiedotMISTÄ SE HOME TALOIHIN TULEE?
MISTÄ SE HOME TALOIHIN TULEE? KOSTEUSVAURIOT JA MUUT SISÄILMAONGELMAT Juhani Pirinen 15.10.2014 Hieman kosteusvaurioista Kosteuden lähteet SADE, LUMI PUUTTEELLINEN TUULETUS VESIKATTEEN ALLA TIIVISTYMINEN
LisätiedotBetonirakenteiden korjaaminen Halkeamien korjaus
06.02.2018 1 Betonirakenteiden korjaaminen Halkeamien korjaus 06.02.2018 2 Halkeamien korjaaminen Halkeilu heikentää rakenteen kantavuutta ja säilyvyyttä Suuret halkeamat voivat alentaa rakenteen taivutus-
LisätiedotJUKO - OHJEISTOKANSIO JULKISIVUKORJAUSHANKKEEN LÄPIVIEMISEKSI
Talonrakennustekniikka JUKO - OHJEISTOKANSIO JULKISIVUKORJAUSHANKKEEN LÄPIVIEMISEKSI KORJAUSTAPAKUVAUKSET Betonijulkisivut Verhouskorjaukset - yleiskuvaus päivitetty 9/2005 DI Matti Haukijärvi Tampereen
LisätiedotASENNUSOHJE MINSTER JA TURMALIN
Turmalin-savikattotiili Minster-betonikattotiili ASENNUSOHJE Päivitetty 14.12.2012 Tämä korvaa aiemmat asennusohjeet Puh. +358 9 2533 7200 ~ Faksi +358 9 2533 7311 ~ www.monier.fi Sivu 1 / 9 Alkulause
Lisätiedot60 70-LUKUJEN SANDWICH-JULKISIVUJEN REMON- TOINTI JA LISÄERISTÄMINEN
OPINNÄYTETYÖ MATTI MOLKOSELKÄ 2011 60 70-LUKUJEN SANDWICH-JULKISIVUJEN REMON- TOINTI JA LISÄERISTÄMINEN RAKENNUSTEKNIIKAN KOULUTSOHJELMA ROVANIEMEN AMMATTIKORKEAKOULU TEKNIIKAN JA LIIKENTEEN ALA Rakennustekniikan
LisätiedotNäin lisäeristät 1. Villaeristeisen puurunkoseinän ulkopuolinen lisäeristys. Eristeinä PAROC Renova tai PAROC WPS 3n
Näin lisäeristät 1 Villaeristeisen puurunkoseinän ulkopuolinen lisäeristys Eristeinä PAROC Renova tai PAROC WPS 3n Tammikuu 2012 Ulkopuolinen lisäeristys PAROC Renova -levyllä Julkisivujen uusimisen yhteydessä
LisätiedotBETONIJULKISIVUN KORJAUSMENETELMÄT
BETONIJULKISIVUN KORJAUSMENETELMÄT Markus Kangasniemi Opinnäytetyö Toukokuu 2012 Rakennustekniikka, YAMK-tutkinto Tampereen ammattikorkeakoulu 2 TIIVISTELMÄ Tampereen ammattikorkeakoulu Rakentamisen koulutusohjelma
LisätiedotRAKENNUSTEN ILMANPITÄVYYS
RAKENNUSTEN ILMANPITÄVYYS tutkimustuloksia suunnitteluohjeet laadunvarmistuksessa Julkisivuyhdistyksen syyskokousseminaari Julkisivut ja energiatehokkuus 25.11.2008 Tampereen teknillinen yliopisto, Rakennustekniikan
LisätiedotBetonielementtidetaljit
Betonielementtidetaljit Matti Turunen, rakennusinsinööri Osastopäällikkö, Finnmap Consulting Oy matti.turunen@finnmapcons.fi Artikkelissa käsitellään asuinrakennusten kiinnitysdetaljeja, mutta samat periaatteet
LisätiedotTuulettuvat keraamiset. julkisivut
Tuulettuvat keraamiset julkisivut Tuulettuva keraaminen julkisivu kestää aikaa Tuulettuvia keraamisia julkisivuja käytetään Suomessa tänä päivänä niin suurten kauppakeskusten kuin kerrostalojenkin julkisivuissa.
LisätiedotJulkisivujen pinnoitus klinkkerilaatoilla tai tiilijäljitelmälaatoilla
Julkisivujen pinnoitus klinkkerilaatoilla tai tiilijäljitelmälaatoilla KUN VAATIMUKSENA ON TÄYDELLINEN PINNOITUSRATKAISU NARMAPINNOITUS OY Paattistentie 947, 21330 Paattinen 040-7646648 / 040-7646649 www.alseccofinland.fi
Lisätiedot