RAKENTAMISEN MATERIAALITEHOKKUUS JA UUDET MATERIAALIT. Pentti JÄRVELÄ TkT, Professori TTY Materiaalioppi Muovi- ja elastomeeritekniikka

Transkriptio

1 RAKENTAMISEN MATERIAALITEHOKKUUS JA UUDET MATERIAALIT Pentti JÄRVELÄ TkT, Professori TTY Muovi- ja elastomeeritekniikka

2 RAKENTAMINEN JA MUOVIT Muovien elinikä rakentamisessa -pääosa itse rakentamiseen käytetyistä muoveista edellyttää pitkää elinikää -rakentamisvaiheessa voidaan käyttää paljon lyhyen eliniän muoveja (pakkaukset, tilapäiset suojaukset, jne) 2

3 MUOVIT RAKENTAMISESSA Muovit tarjoavat hyvin suuria mahdollisuuksia Muovit voivat myös tuoda suuria ongelmia 3

4 ELINKAARIARVIO Rakentamisessa käytettyjen muovien elinkaariarvio on hyvin vaikeasti määritettävä Kustannukset ovat laskettavissa Ei rahalla mitattavat tekijät 4

5 KUSTANNUSRAKENNE Tuotteen hinta Tuotteen asennuskustannukset Tuotteen ylläpitokustannukset Tuotteen uusimiskustannukset (tuotteen hinta, tuotteen asennus ja entisen purkukulut) Uusimisesta aiheutuvat asumisen haittakulut (putkistoremontti) 5

6 RAKENTAMISEN TAVOITTEITA JA ONGELMIA TAVOITTEITA Rakentamisen kustannukset Rakennusten ylläpidon kustannukset Energiakustannukset Toimiva rakennus Pitkäikäisyys 6

7 RAKENTAMISEN TAVOITTEITA JA ONGELMIA ONGELMIA Korkeat ylläpitokulut Kosteusongelmat Homeongelmat 7

8 MITÄ RAKENTEILLE PITÄISI TEHDÄ JA MITEN SIIHEN PÄÄSTÄÄN Pitkäaikaiskestävyys Ongelmattomat rakenteet Ongelmattomat materiaalit Huoltovapaat materiaalit ja rakenteet Modulirakenteet Tehdasvalmistus Rakentaminen (osaaminen) Rakenteiden anturointi Älykkäät materiaalit Toiminnalliset materiaalit Uusia ratkaisuja 8

9 PITKÄAIKAISKESTÄVYYS Käytetään materiaaleja, joiden tunnetaan olevan kestoltaan pitkäikäisiä -kivi -kestävät metallit (kupari, alumiini, ruostumaton teräs, titaani) -puu (kosteudelta suojattuna) -muovit (lämmöltä ja UV-valolta suojattuna) -lasi 9

10 ONGELMATTOMAT RAKENTEET Suojaputkeen asennetut muoviputket pientaloissa -putkisto voi vaurioitua -vaurio havaitaan välittömästi -vaurion korjaus nopea -ei ns. vipuvaikutuskustannuksia 10

11 ONGELMATTOMAT MATERIAALIT Mineraali- ja lasivillapohjaiset eristeet (eristeissä ikuinen puristusjännitys, joka pitää ne paikoillaan rakenteessa (lämmöneristyskyky kohtuullisen hyvä), villarakenne kuivuu itsestään (vaatii ehdottomasti tuuletuksen), todennäköinen kestoikä satoja vuosia). Puumuovikomposiitit (WPC), uusi materiaaliryhmä, jolla todennäköisesti hyvä pitkäaikaiskestävyys (erityisesti ulkokäyttöön). 11

12 HUOLTOVAPAAT MATERIAALIT JA RAKENTEET Itsepuhdistuvat pinnat (saniteettitilat, ikkunat jne, ongelmana vielä näiden materiaalien rajallinen toimivuus) 12

13 MODULIRAKENTEET Toimivat ratkaisut ja materiaalit Sarjakoko (suuri) Kustannukset (edullisuus) Esimerkkejä ovet, ikkunat jne 13

14 TEOLLINEN RAKENTAMINEN Rakentaminen vakio-olosuhteissa Oikeat rakenneratkaisut Oikeat materiaalit Töiden valvonta Virheiden minimointi 14

15 RAKENTAMISEN OSAAMINEN Rakentamisen osaaminen perustuu hyvin pitkäaikaiseen kokemukseen (noin vuotta) Erittäin hyvä koulutus kaikilla tasoilla (oppilaitosten mielipide) Korkea ammattitaso kaikilla rakentamisen tasoilla (tekijöiden mielipide) Erittäin korkeatasoinen rakennusvalvonta (julkisen vallan mielipide) 15

16 RAKENTAMISEN OSAAMINEN Kaikesta tästä huolimatta vuosittain valmistuu tuhansia kosteus ja homevaurioituvia taloja sekä julkisella että yksityisellä sektorilla 16

17 ANTUROINTI Kosteusanturit (tiloissa, joissa voi tulla kosteusvaurioita) 17

18 ÄLYKKÄÄT MATERIAALIT Elektrotermomekaninen kalvo (tutkija Kari Kirjavaisen keksintö) Painoanturoidut lattiat (ovikelloa soittavan henkilön paino, satunnainen paino asunnon lattialla) Ääntä tuottava valkokangas Äänenvaimennin (vastaääni) 18

19 AKUSTISET TUOTTEET Vaimentavat melua Asumismukavuus 19

20 UUSIA RATKAISUJA Lämmittävä ikkuna -lämmittävä ikkunalasi -ikkuna ei enää ole asunnon kylmin paikka -uudet kalustusmahdollisuudet -ongelmana pölyn kerääntyminen 20

21 PS-E RUNKOINEN TALO Tehdään koko talo 600 millisestä PE-E:stä Levyjen liittäminenpur liimalla Tarvitaan sisä-ja ulkovuoraus Koneellinen ilmanvaihto ja lämmön talteenotto Modulirakenteiset ovat ja ikkunat Erittäin energiatehokas talo MIKSI NÄITÄ EI RAKENNETA????????????? On rakennettu ja ovat toimivia Taloudellisesti kilpailukykyisiä 21

22 UUTTA RAKENTAMISESSA RAKENTEET JA MATERIAALIT YM. Uudet materiaalit (vakuumieristeet) Uudet rakenteet Uudet järjestelmät (faasimuutosmateriaalit) 22

23 23

24 24

25 FAASIMUUTOSMATERIAALIEN HYVÄKSIKÄYTTÖ RAKENTAMISESSA Passiivinen lämpöenergian varastointi rakenteissa Aktiivinen lämmitys (aurinkoenergialla, yösähköllä, muulla halvalla energialla) Huoneilman jäähdytys 25

26 RAKENNUSFYSIIKKA Todellinen asiantuntijaohjaus tavoittaa vain pienen osan rakentamisesta. Valtaosa rakentajista ja suunnittelijoista saa tietonsa jotenkin muuten. Kosteuteen ja veteen liittyvät ongelmat vaivaavat jo nyt rakentamista. Erilaisten virheiden seuraukset ovat pahemmat paremmin eristetyissä rakenteissa. Kosteuskysymyksistä on saatu paljon uutta tietoa viimeisten 15 vuoden aikana. Oppi ei mene itsekseen käytäntöön. Eristemäärän kasvaessa erilaisten rakennusvirheiden ja virheellisten ratkaisujen seuraukset kosteusvauriotapauksissa ovat vakavammat. Rakennusaikainen kosteus tulee aiheuttamaan enemmän harmeja, koska monissa tapauksissa rakennusten rakennusaikaista kosteuden hallintaa ei osata nytkään kovin hyvin. Monissa rakennuksissa on hyvin suuri kosteusrasitus (uimahallit, kostutetut rakennukset, jne.) 26

27 RAKENNUSFYSIIKKA Erilaisten ilmavuotojen seuraukset ovat vakavammat. Uusien määräysten seurauksena tullaan kehittämään paljon uusia rakenneratkaisuja. Yksinkertaisten kosteusteknisten tarkastelujen laatiminen on monille asiantuntijoillekin ylivoimasta. Siksi uusiin rakenneratkaisuihin tulee liittymään paljon riskejä. Laskennan periaate: talvi, kesä, heti rakentamisen jälkeen ja lopputilanteessa. Kosteuslähteiden arviointi on usein vaikeaa. 27

28 RAKENTAMINEN JA MUOVIT Rakentaminen ja muovituotteet Muovien ominaisuuksia rakentajan kannalta Muovituoteisiin liittyviä rakentamisen ongelmia Toiveita ja tarpeita RAKENTAMINEN PERUSTUU MIELIKUVIIN LÄHES KAIKISTA ASIOISTA ESITETÄÄN HUIPPUASIANTUNTIJOIDEN TOIMESTA TÄYSIN VASTAKKAISIA JA JYRKKIÄ KÄSITYKSIÄ IKUISESTI VELKLOVA KESKUSTELU HYVÄN RAKENTAMISTAVAN MUKAISISTA RATKAISUISTA HÄIRITSEE JÄRKEVIEN RAKENTEIDEN KEHITTYMISTÄ EUROOPPALAINEN JA KANSALLINEN NORMITUOTANTO ON USKOMATONTA 28

29 Rakentamisen muovituotteet LÄMMÖNERISTEET PUTKISTOT JULKISIVU- JA KATEMATERIAALIT LATTIAMATERIAALIT SEINÄPINNOITTEET IKKUNAT, OVET, LISTAT KATTOIKKUNAT HÖYRUNSULKU MUOVIBETONI MUOVIPUU SÄHKÖERISTEET 29

30 LÄMMÖNERISTEET Solumuovit -polystyreeni -polyuretaani -mineraalivilla (lasi-, kivi- ja vuorivilla sisältävät sideaineena muovia) 30

31 PUTKISTOT Putkistoista noin 90% muovia -PVC -PE-HD -PE-X -PP -komposiittiputki 31

32 JULKISIVU- JA KATEMATERIAALIT -muovipinnoitteet -epoksipinnoitteet -lujitemuovit -sandwich rakenteet -kattohuopa -muovipintainen teräslevy 32

33 LATTIAMATERIAALIT Muovipuu Helsinki-vantaa lentoasema (kertamuovilla impregnoitu puu) PVC levyt PP pohjaiset pinnoitteet Lakkapintaiset puulevyt (parketti) 33

34 SEINÄPINNOITTEET Verhoukset Tapetit Muovilevyt Maalit ja lakat 34

35 IKKUNAT, OVET, KATTOIKKUNAT Erilaisia yhdistelmärakenteita (puu, metalli, muovi yhdistelmiä) Modulirakenteita 35

36 MUOVINEN HÖYRYSULKU Erittäin hyvä ratkaisu Erittäin huono ratkaisu -läpiviennit -vaihtaminen 36

37 SÄHKÖERISTEET Erittäin hyvä ratkaisu Yleensä lähes ongelmattomia 37

38 Lähtöidea Kaaviokuva Lopullinen tuote FUTURO TALO suomalaista osaamista puolen vuosisadan takaa 38

39 FUTURO TALO Syntyi väärään aikaan Kuoli energiakriisiin????? Vapaata riistaa Vieläkin tulevaisuuden talo 39

40 KIITOS LÄSNÄOLOSTA KYMYSYKSIÄ?????? VASTAKSIA?????????? 40