Antti Ahola. Koneellisen radontuuletuksen vaikutus lämmöneristämättömän maanvaraisen betonilaatan rakennekosteuteen lyhyellä ajanjaksolla

Transkriptio

1 Antti Ahola Koneellisen radontuuletuksen vaikutus lämmöneristämättömän maanvaraisen betonilaatan rakennekosteuteen lyhyellä ajanjaksolla Opinnäytetyöt, Rakennusterveys 2015

2 ANTTI AHOLA Koneellisen radontuuletuksen vaikutus lämmöneristämättömän maanvaraisen betonilaatan rakennekosteuteen lyhyellä ajanjaksolla Opinnäytetyöt Koulutus- ja kehittämispalvelu Aducate Itä-Suomen yliopisto Kuopio Aihealue: Rakennusterveys

3 Itä-Suomen yliopisto, Koulutus- ja kehittämispalvelu Aducate

4 TIIVISTELMÄ: Työssäni tutkin radonimupisteillä ja radonputkistolla tuuletetun eristämättömän maanvaraisen betonilaatan kosteuskäyttäytymistä vuoden 2014 kesäkuun ja joulukuun väliseinä aikana. Ennen korjaustoimenpiteitä ja radontuuletuksen asentamista olivat lattiapinnoitteet vaurioituneet ylimääräisen kosteuden vaikutuksesta. Korjaustöissä betonilaatta oli kapseloitu kosteuden nousun estämiseksi. Tutkimuksen tarkoituksena on selvittää, onko radontuuletuksella betonilaattaa ja/tai maaperää kuivattava vaikutus. Betonilaatan rakennekosteuksia mitattiin seurantajakson ajan, noin kahden viikoin välein, yleisesti käytössä olevilla kosteusmittausmenetelmillä. Kosteusmittausten lisäksi tutkittavassa kohteessa seurattiin sisäilman radonpitoisuutta ja sisä- sekä ulkoilman olosuhteita. Mittausten perusteella radontuuletuksella on sisäilman radonpitoisuutta alentava vaikutus. Rakenteesta mitattujen absoluuttisten kosteuksien perusteella voidaan todeta kaikissa kuudessa mittapisteessä tapahtuneen kuivumista puolen vuoden jakson aikana. Mittausjakson tulosten perusteella ei voida arvioida rakenteen vuotuista kosteuskäyttäytymistä, mutta lyhyellä aikavälillä (kesästä talveen siirryttäessä) rakenteessa on havaittavissa absoluuttisen kosteuden perusteella kuivumista lämpötilan muutoksen vaikutuksesta. Radonimupisteen kuivattava vaikutus on havaintojen perusteella suurin aivan imupisteen välittömässä läheisyydessä. Muissa mittauspisteissä betonirakenteet absoluuttinen kosteus seurasi maaperän kosteutta koko mittausjakson ajan. AVAINSANAT: betonirakenteen kuivuminen, maanvarainen betonilaatta, kosteusvaurio, radonpoisto, radonimupiste, radonputkisto, sisäilmakorjaus, rakennekosteus

5 ABSTRACT: In my thesis I study the moisture behavior of an un-insulated concrete basement slab that has been radon ventilated. The radon and moisture measurements were done between June and December in Before the repairs were done at the site, the floor covering had been damaged by the excess moisture coming from the ground. In the repair work the concrete slab was coated with epoxy resin to prevent any moisture build up under the new flooring and radon ventilation system was installed. The purpose of the study was to test if the radon ventilation dries out the excess moisture from the concrete slab. Moisture measurements were done at the site every second week during the followup period. All moisture measurements were done with approved and commonly used techniques. Using the radon measurement data, the radon ventilation had a lowering effect on the indoor air radon levels. With the follow-up period of six months, we could not estimate the annual moisture behavior of the concrete slab. During this period, the concrete slab has shown results in the drying process in absolute moisture content because of the temperature change in the slab. Radon ventilation had the biggest effect on the moisture content in the two of the closest measuring points. In all of the rest measuring points the absolute moisture content of the slab followed the grounds moisture content whole follow-up period. KEYWORDS: Concrete slab, radon ventilation, moisture damage, indoor air

6 Esipuhe Koska pidän itseäni enemmän käytännön ihmisenä, päädyin valitsemaan opinnäytetyöni aiheen sen mukaisesti. Halusin tutkia jotain konkreettista ja mitattavaa. Leipätyöni johdosta olen ollut tekemisissä kosteusvaurioiden, radonongelmaisten rakennusten sekä muuten sisäilmaongelmaisten kohteiden kanssa, joten aihe tuli olla jotenkin korjausrakentamiseen liittyvä. Tutkimuksen aihetta miettiessäni listasin riskirakenteet ja mietin kuinka niitä korjataan ja mitä tutkimustietoa korjauksista on saatavilla. Sattumalta samoihin aikoihin työni puolesta minulle tuli tutkittavaksi kohde, jossa oli virheellisesti toteutetun alapohjarakenteen (ns. riskirakenteen) takia muodostunut lievähkö sisäilmaongelma. Koska korjauksessa ei päädytty purkamaan koko rakennetta, avautui minulle mahdollisuus tutkia korjauksen vaikutusta rakenteen fysikaaliseen toimintaan. Aikaisempia kenttätutkimuksia juuri tämänlaisesta korjauksesta ja sen vaikutuksista ei löytynyt, joten aihe vaikutti mielekkäältä heti alkuun. Haluan kiittää työnantajaani Oy Insinööri Studiota, ohjaajiani Petri Lönnbladia ja Timo Mieloa sekä kaikkia kollegojani jotka auttoivat kirjoitustyössä. Erikoiskiitos kuuluu perheelleni, joka oli pimeinä syysiltoina pitämässä minulle seuraa, kun suoritin mittauksia kohteessa. Lisäksi kiitän Kotkan Asunnot Oy:tä joka antoi suorittaa tutkimuksia heidän kiinteistössään.

7 Sisällysluettelo 1 JOHDANTO Yleistä KIRJALLISUUSKATSAUS Maanvastaisen alapohjarakenteen olosuhteet Alapohjan kosteuslähteet Maanvaraisen betonilaatan kuivuminen Maanvastaisen alapohjarakenteen kosteustekninen suunnittelu Alapohjarakenteita Suomessa säätelevät normit ja ohjeet Maanvastaisen alapohjarakenteen kosteustekninen toiminta Radonkorjausmenetelmät Imupisteiden tyyppi, sijainti ja lukumäärä TUTKIMUKSEN TAVOITE AINEISTO JA MENETELMÄT Tutkimuskohde Mittaukset Mittalaitteet ja mittaustarkkuuden arviointi MITTAUSTULOKSET JA NIIDEN TARKASTELU Ulkoilman olosuhteet Sisäilman radonmittaukset Kosteus ja lämpötilamittaukset Betonilaatan lämpötilakehitys Suhteellisen kosteuden (RH) kehitys betonilaatassa Absoluuttisen kosteuden kehitys JOHTOPÄÄTÖKSET LÄHDELUETTELO LIITTEET

8 TAULUKKOLUETTELO Taulukko 1 Radonmittausten tulokset Taulukko 2 Radonjärjestelmästä mitatut poistoilmavirrat Taulukko 3 Imupisteiden vähimmäisetäisyydet rakenteista Taulukko 4 Ensimmäisen ja viimeisen mittauskerran tulokset Taulukko 5 Kosteusmittausten tulokset KUVALUETTELO Kuva 1. Rakennukseen kohdistuva kosteusrasitus Kuva 2. Yhteen suuntaan kuivuvan maanvaraisen betonilaatan teoreettinen kosteuskäyttäytyminen kuivumisen eri vaiheissa Kuva 3. Maanvaraisen laatan lämmöneristyksen valintakäyrästö Kuva 4. Eri radonkorjausmenetelmillä saavutettu radonpitoisuuden keskimääräinen alenema Kuva 4. Alapohjalaatan rakenneavaus. Pohjaviemäri oli ehjä. Maatäyttönä oli hienojakoista hiekkaa. Kuva 5. Kosteusmittauspisteet radonimupisteen ympärillä Kuva 6. Ulkoilman olosuhteet seurantajakson aikana Kuva 7. Ulkoilman suhteellinen kosteus (päivän keskiarvo) seurantajakson aikana Kuva 8. Ulkoilman (Helsinki) keskimääräinen kuukausittainen lämpötila ja kosteus Kuva 9. Väestönsuojan radonmittausten tulokset Kuva 10. Kellarikerroksen radonmittausten tulokset Kuva 11. Lämpötilakehitys eri mittauspisteissä Kuva 12. Suhteellisen kosteuden kehitys eri mittapisteissä Kuva 13. Radonpoistoputkesta poistuvan ilman lämpötila- ja kosteuskehitys välisenä aikana Kuva 14. Radonpoistoputkesta poistuvan ilman lämpötila- ja kosteuskehitys välisenä aikana Kuva 15. Absoluuttisen kosteuden kehitys eri mittapisteissä

9 KESKEISIÄ KÄSITTEITÄ Vesihöyryn diffuusio tarkoittaa kaasuseoksessa vakiokokonaispaineessa tapahtuvaa vesihöyrymolekyylien liikettä, joka pyrkii tasoittamaan kaasuseoksen höyryn osapaine-erot. Kapillaarikatkokerros tarkoittaa alapohjarakenteiden alapuolella olevaa kapillaariveden katkaisevaa maakerrosta. Kapillaarisuus tarkoittaa materiaalin ominaisuutta, jonka avulla aineen huokoset kykenevät imemään nestettä vapaan nestepinnan yläpuolelle ja pitämään sen siellä. Kapillaarivesi tarkoittaa maamassassa pohjavedenpinnan yläpuolelle noussutta vettä. Kondensoituminen tarkoittaa vesihöyryn tiivistymistä vedeksi tai jääksi, kun ilman vesihöyrypitoisuus on saavuttanut kyseisessä kohdassa kyllästyskosteuden. Kondensoitumista tapahtuu yleensä materiaalien pinnoilla. Kosteuspitoisuus tarkoittaa haihtumiskykyisen veden määrää materiaalissa (g/m3). Radon on hajuton, mauton ja väritön radioaktiivinen jalokaasu. Radon syntyy maankuoressa ja kiviaineksessa uraanin ja toriumin hajoamistuotteena. Koneellinen radonpoisto tarkoittaa järjestelmää, joka poistaa ilmaa maaperästä. Poistokanava yhdistetään huippuimuriin, joka yleensä sijoitetaan rakennuksen vesikatolle. Radonputkisto on rakennuspohjaan asennettava putkisto, jonka avulla maaperää voidaan tuulettaa ja alipaineistaa rakennuksen alla. Rakennekosteus tarkoittaa tässä työssä betonirakenteeseen joko rakennusaikana tai sen jälkeen joutunutta tasapainokosteuden ylittävää kosteutta, jonka tulee poistua. Suhteellinen kosteus (RH, %): suhteellinen kosteus RH ilmoittaa kuinka paljon ilmassa on vesihöyryä kyllästyspitoisuuteen verrattuna tietyssä lämpötilassa.

10 LIITTEET Liite 1 Kosteusmittausten tulokset Liite 2 Detalji 1, pilarin ja lattian tiivistys Liite 3 Detalji 2, radonimukuoppa Liite 4 Detalji 3, radonputkiston ja lattialäpivienti Liite 5 Radonjärjestelmä suunnitelma Liite 6 Alapohjan korjausalueet

11 1 JOHDANTO 1.1 Yleistä Lattiapinnoitteiden ja liimojen vaurioituminen ulkopuolisen kosteuden vaikutuksesta on yleinen sisäilmaongelman aiheuttaja. Maanvastaiset rakennusosat ovat jatkuvasti kosketuksissa kostean alustäytön tai salaojakerroksen kanssa, jonka takia kyseisten rakenteiden kosteustekninen toiminta poikkeaa huomattavasti muiden rakenneosien toiminnasta. Maanvastaiseen rakenteeseen kosketuksissa olevan maaaineksen huokosilman suhteellisen kosteuden oletetaan olevan aina RH 100 %, jolloin kosteusvirta on lähes aina maaperästä rakenteeseen ja sisäilmaan kohti (Leivo & Rantala 2002). Maaperän aiheuttama jatkuva kosteusrasitus tulee huomioida rakenteita tai korjausvaihtoehtoja suunniteltaessa. Eristämättömien alapohjarakenteiden ongelmana on maaperän lämpeneminen talviaikana ja tästä syystä kosteuden diffuusiovirran suuntautuminen maaperästä rakenteeseen. Opinnäytetyössäni tutkin osittain höyrynsulkutiivistetyn, lämmöneristämättömän teräsbetonilaatan kosteusteknistä toimintaa kevään 2014 ja alkutalven 2015 välisenä aikana. Tutkittava rakennus on 80-luvulla valmistunut kerrostalo, jonka kellarikerroksessa mittaukset suoritettiin. 10

12 2 KIRJALLISUUSKATSAUS 2.1 Maanvastaisen alapohjarakenteen olosuhteet Normaaleissa olosuhteissa alapohjarakenteiden kosteuspitoisuus riippuu pääasiassa ympäristön suhteellisesta kosteudesta. Rakenteisiin on kuitenkin voinut jäädä kosteutta tai kulkeutua ulkopuolista kosteutta, jolloin rakenteen tasapainokosteudessa on poikkeamia. Maanvastaiset rakenteet ovat lähes aina kosketuksissa maaperän kautta pohjaveteen, jolloin kapillaarinen kosteuden nousu on mahdollista, ellei sitä estetä erillisen kapillaarikatkokerroksen avulla. (Leivo & Rantala 2002). Maanvastaisen rakenteen yläpinnan olosuhteet ovat lähes samat kuin sisäilman. Sisäilman olosuhteet riippuvat suuresti tilojen käyttötarkoituksesta, mutta myös ulkoilman olosuhteista. Sisäilman kosteus pyrkii seuraamaan ulkoilman kosteutta. Lisäksi sisäilman olosuhteisiin vaikuttaa ilmanvaihdon toiminta. Normaalina sisäilman olosuhteena voidaan pitää C lämpötilaa ja ilman suhteellista kosteutta välillä RH %. (Leivo & Rantala 2000). Alapohjarakenteiden maatäytön lämpötilaan vaikuttaa ensisijaisesti rakennuksen sisälämpötila. Mitä suurempi lämmönvastus alapohjarakenteella on, sitä vähemmän maatäyttö lämpenee laatan alapuolella. Lämmöneristämättömissä alapohjarakenteissa maatäytön lämpötila voi olla lähellä huonelämpötilaa, lisäksi maassa kulkevat eristämättömät lämpö- ja vesiputket voivat nostaa maaperän lämpötilaa. Maatäytön suhteellisen kosteuden ollessa aina lähes RH 100 %, vaikuttaa lämpeneminen huokosilman absoluuttisen kosteuden kohoamiseen ja tätä kautta diffuusiovirran suuntautumiseen maaperästä rakenteeseen. (Leivo & Rantala 2002). 11

13 Betonin suhteellinen kosteus (RH %) tarkoittaa huokosten ilmatilan suhteellista kosteutta. RH luku ei kerro miten paljon materiaalissa on kosteutta g/m 3. Suhteellinen kosteus kertoo betonin huokosten ilmatilassa vesihöyryn muodossa olevan kosteuden. (Merikallio ym. 2007). 2.2 Alapohjan kosteuslähteet Rakenteiden kosteuslähteet voidaan jaotella kolmeen kategoriaan: sisäisiin, ulkoisiin ja rakenteissa olevaan rakennekosteuteen (Leivo & Rantala 2000). Rakenteiden ja sisäilman kosteuteen vaikuttavat kosteuslähteet rakennuksessa ovat mm. rakennuksen käyttäjät, käyttöveden tuoma kosteus, huonekasvit, pyykin kuivatus, putkivuodot ja muut vapaat vesipinnat. Koska alapohjarakenteet ovat jatkuvasti kosketuksissa kostean maaperän kanssa, alapohjarakenteiden kosteuskäyttäytyminen eroaa huomattavasti muista maanpinnan yläpuolisista rakenneosista. Maaperässä oleva vesi ja kosteus pyrkivät jatkuvasti veden- ja höyrynosapaineen tasapainotilaan. Pintaveden vajoaminen, pohjaveden korkeusaseman muutokset ja kapillaarisesti maaperässä nouseva vesi yhdessä diffuusion vaikutuksesta liikkuvan kosteuden kanssa luovat jatkuvasti muuttuvan systeemin, jolle maanvastaiset rakenteet ovat jatkuvasti alttiina (kuva 1). (Leivo & Rantala 2000). 12

14 Kuva 1. Rakennukseen kohdistuva kosteusrasitus (Leivo & Rantala 2000). 2.3 Maanvaraisen betonilaatan kuivuminen Maanvarainen betonilaatta luokitellaan yhteen suuntaan kuivuvaksi rakenteeksi, vaikka myös alaspäin hitaasti kuivuminen on tietyissä olosuhteissa mahdollista. Riittävästi lämmöneristetty alapohjarakenne voi tietyissä olosuhteissa kuivua täyttökerroksen suuntaa, jos lämmöneriste on vesihöyryä läpäisevää (Lindberg ym. 2002). Hygroskooppisella kosteusalueella (RH <97 %) olevan rakenteen kuivuminen perustuu kosteuden poistumiseen materiaalin sisältä diffuusiolla ja ilmavirtausten mukana. Mikäli rakenteen ympäröivän ilman suhteellinen kosteus on RH 100 %, ei kuivumista tapahdu. Yleisesti kuivumista voidaan tehostaa lämmittämällä rakennetta, aiheuttamalla ilmavirtauksia rakenteen sisällä ja alentamalla rakennetta ympäröivän ilman suhteellista kosteutta (Lindberg ym. 2002). 13

15 Kuva 2 Yhteen suuntaan kuivuvan maanvaraisen betonilaatan teoreettinen kosteuskäyttäytyminen kuivumisen eri vaiheissa (Lindberg ym. 2002). Kuvassa 2 on esitetty yhteen suuntaan kuivuvan maanvaraisen betonilaatan teoreettinen kosteuskäyttäytyminen. Vaaka-akseli kuvaa rakenteen suhteellista kosteutta ja pystyakselilla on betonirakenteen paksuus. Viivat kuvaavat betonirakenteen kosteusjakaumaa eri syvyyksillä rakenteessa kuivumisen edetessä. A) Alkuvaiheessa rakennekosteus on tasaisesti jakautunut koko rakenteeseen. B) Kuivumisen alettua rakenteen pinnasta alkaa haihtua kosteutta, minkä vaikutuksesta rakenne kuivuu pinnasta alkaen ja pohja pysyy kosteana. C) Lattiapäällysteen asennuksen jälkeen kuivuminen hidastuu ja aikaisemmin kuivempi laatan pintaosa pyrkii tasaantumaan samaan kosteuteen koko rakenteen matkalla. (Lindberg ym. 2002). 14

16 2.4 Maanvastaisen alapohjarakenteen kosteustekninen suunnittelu Alapohjarakenteita Suomessa säätelevät normit ja ohjeet Suomen rakennusmääräyskokoelman ohjeen C2:n mukaan rakenteet tulee tehdä sellaisiksi, ettei sisäisistä tai ulkoisista lähteistä peräisin oleva vesi, vesihöyry tai lumi tunkeudu haitallisesti rakenteeseen ja rakennuksen sisätiloihin. Rakenteen tulee voida kuivua haittaa aiheuttamatta. Lisäksi määräyksissä on annettu ohjeita, joiden mukaan alapohjan lämmöneristys tulee sijoittaa kokonaan tai pääosin pohjalaatan alle. Energian kulutuksen kannalta rakennuksen keskialueella ei tarvita lämmöneristettä, mutta kosteusteknisistä syistä eristeen käyttäminen olisi suositeltavaa (RakMK C2 1998). RIL 107 rakennusten veden- ja kosteuden eristysohje suosittaa, että vesihöyryn kulkeutuminen maaperästä rakenteeseen huomioidaan alapohjan pintamateriaalien valinnassa, varsinkin pinta-alaltaan laajoissa alapohjissa, joissa on mahdollista että sisäilma lämmittää maatäyttöä, tai kohteissa, joiden maaperässä kulkee lämpöputkia. Ohje suosittaa käyttämään lämmöneristettä alapohjalaatan alla kauttaaltaan. (RIL ) Maanvastaisen alapohjarakenteen kosteustekninen toiminta Maanvastaiset rakenteet tulee suunnitella niin, että ne säilyvät ehjinä eikä niihin synny rakenteellisia vaurioita, vaikka rakenteisiin kohdistuisi erilaisia kosteusrasitustilanteita. Alapohjarakenteet tulee suunnitella niin, ettei niihin pääse tiivistymään kosteutta tai rakennusmateriaaleille kriittiset kosteuspitoisuudet eivät ylity. Kapillaarisen kosteuden nousu tulee aina katkaista kapillaarikatkokerroksilla. Kapillaarisesti 15

17 siirtyvän kosteuden määrä on moninkertainen, verrattuna diffuusion kuljettamaan kosteuteen RakMK C2:n ohjeen mukaan höyrynsulun tarve suunnitellaan aina tapauskohtaisesti huomioiden laatan kuivumismahdollisuudet. Rakenteiden ollessa määräysten ja ohjeiden mukaisia, on merkittävin kosteuden siirtymisen muoto rakenteissa diffuusiolla siirtyvä vesihöyry. Koska maaperän suhteellinen kosteus on lähes aina RH 100 %, kosteusvirta on useimmiten alapohjasta sisätiloja kohti. Alapohjarakenteiden lämmöneristyksestä ja muista tekijöistä riippuen maaperän lämpötila voi normaalissa käyttötilassa olla +15 C aina +25 C asti. Maaperän lämpötilan nousu aiheuttaa sen, että maaperän vesihöyryn osapaine on suurempi kuin sisäilman. Tällaisessa tilanteessa kosteus pyrkii tasaantumaan suuremmasta pienempään, eli maaperästä sisätiloja kohti. Mitä viileämpänä maaperä pysyy, sitä vähemmän huokosilma pystyy pitämään sisällään absoluuttista kosteutta. Diffuusiovirran kasvaessa on mahdollista, että tiiviiden rakennekerrosten (pinnoitteiden ja tasoitteiden) kriittiset kosteuspitoisuudet ylittyvät. Alapohjarakenteen kosteustekninen toiminta riippuu rakenne- ja pinnoitevalinnoista sekä eri rakenneosien vesihöyrynvastuksista. Maanvaraiset rakenteet tulisi aina suunnitella niin, että rakenteeseen kulkeutuva vesihöyry tai kosteus pääsee haihtumaan sisäilmaan. (Leivo & Rantala 2002). Yksi tärkeimmistä vaurioitumiseen johtavista tekijöistä on alapohjarakenteista puuttuva lämmöneristys. Yleisimmät maanvastaisen alapohjan kosteusvauriot ilmenevät erilaisina pintarakenteiden vaurioina, kun pinnoitteen alle tiivistyy kosteutta ja pinnoitteelle sekä liimoille kriittinen kosteuspitoisuus ylittyy. (Leivo & Rantala 2002). Lundin yliopistossa tehdyn tutkimuksen perusteella maanvarainen alapohja tulee eristää siten, että maaperän ja sisäilman lämpötilaeroksi muodostuu 2 3 C (Leivo & Rantala 2002). Lämmöneristeen paksuus ja lämmöneristeen riittävyys voidaan tarkastaa oheisesta käyrästä (kuva 3). 16

18 Kuva 3 Maanvaraisen laatan lämmöneristyksen valintakäyrästö (Leivo & Rantala 2002). Höyrynsulun sijoittamista alapohjarakenteisiin ei yleisesti suositella, sillä se estää rakenteiden kuivumisen molempiin suuntiin. Erityisesti pintarakenteen ollessa tiivis, ei rakenne pääse kuivumaan käytännössä lainkaan ylöspäin (Leivo & Rantala 2002). 2.5 Radonkorjausmenetelmät Maanvaraisissa rakennuksissa voidaan radonkorjausmenetelminä käyttää imupisteitä laatan tai sokkelin läpi asennettuna, radonputkistoja, radonkaivoja, rakenteiden tiivistyksiä tai ilmanvaihdollisia korjauksia. Oikean ja toimivan korjausmenetelmän valitseminen perustuu aina käytettyjen rakenteellisten ratkaisuiden asettamiin rajaehtoihin kuin myös lähtötason radonpitoisuuteen ja haluttuun alenemaan (Ympäristöministeriö 1996). Joissakin kohteissa riittää pelkkä rakenteiden tiivistys, kun taas 17

19 toisissa tarvitaan tiivistyksiä ja alapohjan tuuletusta. Korjauksia suunniteltaessa jokainen kohde tulee tutkia erikseen ja arvioitavana omana tapauksena (Arvela & Reisbacka 2008). Tärkeimpiä selvitettäviä asioita korjaustapaa selvitettäessä ovat: - Käytetyn maa-aineksen ominaisuudet (täyttömaan laatu, läpäisevyys ja raekoko) - Rakenteiden tarkastelu detaljitasolla, eli selvittää käytetyt rakenneratkaisut (rakenteiden kunnon ja tiivistystarpeen arviointi) - Rakennuksen painesuhteet ja ilmanvaihdon toiminta - Mahdollisen porakaivon aiheuttamat radonpitoisuuden nousu STUK:n tutkimusten perusteella tehokkaimpia korjausmenetelmiä ovat olleet radonimuri ja radonkaivo. Vuosina tehdyn STUK:n kyselyn perusteella tyypilliset alenemat asuntojen radonpitoisuuksissa ovat olleet 70 90% radonimupisteillä tai radonkaivolla toteutetuissa korjauksissa. Muilla menetelmillä saavutetut tulokset ovat olleet huonompia. (Arvela & Reisbacka 2008). 18

20 Kuva 4. Eri radonkorjausmenetelmillä saavutettu radonpitoisuuden keskimääräinen alenema (STUK ) Imupisteiden tyyppi, sijainti ja lukumäärä Imupistettä valittaessa tulee huomioida perusmaan laatu sekä perustusten ja rakenteellisten osien jakamat virtaustekniset lohkot. Vaihtoehtoina ovat matalat tai syvät imupisteet. (Ympäristöministeriö 1996). Matalan imupisteen (< 0,5m) käyttö on suositeltavaa jos: - perusmaa on hyvin ilmaa läpäisevää (hiekkaa tai soraa) 19

21 - alapohjalaatan alla on tiiviin maakerroksen päälle asennettu kapillaarikatkokerros - rakennuspohja ei ole monilohkoinen Syvän imupisteen(> 1,0m) käyttö on suositeltavaa jos: - maatäyttö on hiekkaa tai soraa - rakenteen tiivistys jää kantavien väliseinien kohdalla puutteelliseksi - ja/tai rakennuspohja on monilohkoinen ja imupisteen ulottaminen perustustason alapuolelle on mahdollista Imupisteiden paikkojen valinnassa rakennus voidaan jakaa kolmeen osaan, ensisijaiseen, toissijaiseen ja ei-suositeltavaan sijoitusalueeseen. Imupisteet tulisi aina sijoittaa toimintavarmuuden kannalta lohkon keskialueelle (ensisijaiselle alueelle) jos vain mahdollista. Suositeltavan alueen rajat määritetään taulukon 3 mukaisten vähimmäisetäisyyksien perusteella. Taulukko 3 Imupisteiden vähimmäisetäisyydet rakenteista. (Ympäristöministeriö 1996). Rakenne: Imupisteen etäisyys Matala imupiste Syvä imupiste Ulkoseinä 1,5 m 1,0 m Maanvastainen seinä 0,5 m 0,5 m Kantava väliseinä 0,5 m 0,5 m Muut, kantavat perustukset 0,5 m 0,5 m Rakennuksen pohjamuoto ja pinta-ala, mutta myös huonetilojen radonpitoisuus, määrittää imupisteiden tarvittavan lukumäärän. Yleisin imupisteiden määrä on 1-3 riippuen edellä mainituista määräävistä tekijöistä. Yleisesti pientaloissa matalien imupisteiden lukumäärä perustuu pinta-alaan. Yhtä imupistettä kohti yhtenäisen 20

22 alapohjan tai virtausteknisen lohkon pinta-ala on 120m 2. Imupistemenetelmässä yhden pisteen mitoitusilmamääräksi voidaan käyttää arvoa 0,2 m 3 /h jokaista maanvastaista lattianeliömetriä kohden. (Ympäristöministeriö 1996). 3 TUTKIMUKSEN TAVOITE Tämän tutkimuksen tavoitteena oli selvittää koneellisen radontuuletusjärjestelmän vaikutusta eristämättömän maanvaraisen alapohjan betonilaatan rakennekosteuteen ja laatan alapuolisen maatäytön huokoskosteuteen. Tutkimuksessa selvitettiin, voiko radontuuletuksella olla jäähdyttävä ja/tai kuivattava vaikutus maaperän huokoskosteuteen sekä maanvaraisen betonilaatan rakennekosteuteen. Radonjärjestelmän tarkoituksena on kuljettaa lämmennyt kostea ilma hallitusti pois betonilaatan alta maatäyttökerroksesta. Tutkimushypoteesini oli, että betonilaatan ja tiiviin höyrynsulkukerroksen vesihöyrynvastuksen ansiosta kosteus tasaantuu maaperän kosteuden kanssa, jolloin imupisteen kuivattava vaikutus kohdistuu betonilaattaan. Imupistemenetelmää käytetään yleisesti radonkorjausvaihtoehtona vanhoissa rakennuksissa. 4 AINEISTO JA MENETELMÄT 4.1 Tutkimuskohde Tutkimuskohteessa oli ollut maaperästä alapohjalaattaan siirtyvän kosteuden kanssa ongelmia, minkä takia vanha vinyylilaattapinnoite oli vaurioitunut. Tutkimukset käynnistyivät pinnoitteiden visuaalisten vaurioiden perusteella, käyttäjät eivät olleet kokeneet tai raportoineet minkäänlaisista oireista. Tilojen kokonaispinta-ala on noin 350 m 2, josta vaurioituneen pinnoitteen osuus oli noin yksi kolmasosaa ja koko korjausalueen laajuus noin kaksi kolmasosaa. 21

23 Ensimmäisellä selvityskerralla tehdyssä pintakosteuskartoituksessa havaittiin alapohjalaatan keskialueella poikkeavan kostea alue, joka jatkui koko rakennuksen läpi. Vuonna 1998 tehdyn kiinteistön pohjaviemärin uusimisen yhteydessä oli valettu uusi lämmöneristämätön alapohjalaatta. Työn aikaisia kosteusmittauspöytäkirjoja ei ollut saatavilla, joten oli syytä olettaa, että pinnoitteiden vaurioituminen oli tapahtunut rakennusaikaisen kosteuden vaikutuksesta yhdistettynä maaperästä suuntautuvaan kosteusvirtaan. Putkivuodon mahdollisuuden poissulkemiseksi lattiarakennetta avattiin noin 7 metrin matkalta (kuva 4). Avauksesta havaittiin pohjaviemärin olevan ehjä. Kosteusmittausten ja havaintojen perusteella lattiapinnoitteiden vaurioitumisen syynä oli betonilaatan alta puuttuva lämmöneriste, jonka takia maaperä oli lämmennyt ja kosteusvirta oli suuntautunut maaperästä rakenteeseen. Pitkällä aikavälillä kosteus oli kerääntynyt tiiviin vinyylilaattapinnoitteen alle jonka takia pinnoite sekä liimat olivat vaurioituneet. Pinnoitemateriaalissa ja sen alla oli silminnähden havaittavissa vaurioita pohjaviemärin uusimisen yhteydessä valetun laatan alueella. Vaurioituneilla osilla lattiapinnoitteissa oli kohoumia sekä muita epäsäännöllisyyksiä pinnoissa. Alkuperäinen alapohjarakenne oli kaksoislaatta, jonka välissä oli eristekerros. Rakennuksen reuna-alueilla rakenne on edelleen tämä. Reuna-alueilla ei pintarakenteissa ollut havaittavissa vaurioita, eikä kosteusmittauksissa mitattu poikkeavia kosteusarvoja. Maatäyttö laatan alla oli hienojakoista. Kosteusmittaukset suoritettiin epoksoidun lämmöneristämättömän teräsbetonilaatan osalla (korjattu 1998 pohjaviemärin uusimisen yhteydessä). Reuna-alueella rakenne on edelleen kaksoislaatta ja nyt avattu osa johon radonputki asennettiin, korjattiin liitteen 4. mukaisesti eristämällä ja maa-aines vaihtamalla. Alueet on esitetty liitteessä 5. olevassa pohjakuvassa. 22

24 Kuva 4. Alapohjalaatan rakenneavaus. Pohjaviemäri oli ehjä. Maatäyttönä oli hienojakoista hiekkaa. Tilojen käyttötarkoituksen takia pinnoitemateriaalia ei voitu vaihtaa toiseen, joten korjaustapa valikoitui sen mukaisesti. Perusteena valitulle korjausmenetelmälle oli, ettei alapohjalaatan rakennekosteus ollut ensimmäisten kosteusmittausten perusteella ns. kapillaarisella alueella (> RH 97 %), vaan kosteusmittausten perusteella kosteus oli siirtynyt maaperästä rakenteeseen diffuusion vaikutuksesta tai jäänne rakennusaikaisesta kosteudesta. 23

25 Tilaajan resurssien ja aikataulun puitteissa valittiin kohteeseen soveltuva korjausmenetelmä. Korjaustyöt tehtiin kesä- heinäkuussa Saneerauksessa puhtaaksi jyrsityn betonilaatan pintaan asennettiin tiivis höyrynsulkukerros, jonka avulla kosteuden nousu uuden pinnoitteen alle katkaistiin. Käytetyn höyrynsulkukerroksen kosteudensietokyky on huomattavasti normaaleja, tiiviitä pinnoitteita korkeampi. Maaperään asennettiin STUK:n Asuntojen radonkorjaamis- ohjeen ja ympäristöministeriön Pien- ja rivitalojen radontekninen korjaus oppaan mukaisten menetelmien mukaisesti radonimuputkisto sekä kolme kappaletta radonimupisteitä, joiden avulla täyttömaan ja betonilaatan väliin pyrittiin luomaan ilmavirtauksia ja maaperän kosteuskuormaa pyrittiin pienentämään. Rakennuksen pohjan pinta-ala joka haluttiin tuulettaa, oli noin 350 m 2. Ympäristöministeriön ohjeen mukaisesti olisi riittänyt 3 imupistettä. Koska radonjärjestelmällä haluttiin selvittää rakenteita kuivattavaa vaikutusta, eikä lisäimupisteistä koitunut merkittäviä lisäkustannuksia, päätettiin järjestelmä ylimitoittaa hieman. Tutkimuksen lähtöoletuksena oli, että maanvaraisen betonilaatan alapuolella olevan maatäytön olosuhteet seuraavat osittain ulkoilman olosuhteita, ainakin laatan reunaalueella. Tutkittava alue sijoittuu rakennuksen keskialueelle, minkä takia maaperä on lämmin ja kostea. Sisätilan lämpötila lämmittää alapohjalaattaa, jolloin myös maaperä lämpenee. Lämmin maaperän huokosilma pystyy pitämään sisällään huomattavasti suuremman määrän kosteutta kuin talviaikana sisäilma. Näin kosteusvirta suuntautuu maaperästä sisätiloihin. 4.2 Mittaukset Alapohjalaatan rakennekosteudet mitattiin ennen korjausten alkamista, korjausten aikana sekä seurantana korjausten jälkeen. Mittauksissa seurattiin maanvaraisen laatan alapuolisen maatäytön olosuhteita sekä betonilaatan suhteellista kosteutta ja lämpötilaa 50 mm syvyydellä. Mittauspisteet sijoitettiin laatan keskialueelle, yhden 24

26 radonimupisteen ympärille valittuun kenttään. Näin pyrittiin luomaan kuva kosteuden käyttäytymisestä ja siitä, millaisessa kentässä imupisteet vaikuttavat maaperän ja alapohjalaatan rakennekosteuteen. Mittausten aikana seurattiin sisä- ja ulkoilman olosuhteita sekä maaperän ja radonputkiston kautta maaperästä poistuvan ilman suhteellista kosteutta ja lämpötilaa. Kosteusmittaukset suoritettiin RT betonin suhteellisen kosteuden mittaus ohjekortin mukaisesti. Mittapäiden tasaantumisaikaa tulee ohjekortin mukaisesti pidentää mittausten edetessä, tämä huomioitiin mittauksissa. Alapohjalaatan korjauksen yhteydessä n. 120 mm paksuun eristämättömään alapohjalaattaan porattiin kosteusmittausyhteet (16 mm kosteusmittausholkki), jotka ulotettiin 50 mm syvyyteen. Mittayhteet puhdistettiin pumpun ja imurin avulla niin, ettei putkiin jäänyt pölyä tai irtonaista ainetta. Mittayhteet katkaistiin hieman tasoitetun lattiapinnan alapuolelle, jonka jälkeen putken päät tiivistettiin kitillä ympäröivään betonipintaan. Mittayhde suljettiin lisäksi teipillä jokaisen mittauksen jälkeen. Uusi vinyylilaattapinnoite asennettiin tasoitetun pinnan päälle, mittayhteiden kohdalla vinyylilaatat kiinnitettiin teipillä. Alue jolla kosteusmittauksia voitiin suorittaa, oli rajallinen ja tilat olivat seurantajakson aikana käytössä. Seurantamittaukset suoritettiin suunnitellussa kentässä ainoastaan yhden radonimupisteen ympärillä (kuva 4). 25

27 Mittausperiaate Mittaussyvyydet 1 50mm mm mm 2m 3.1 läpi 4 50mm 5 50mm mm 1m 6.1 läpi 1 2 1m m 5 Kuva 5. Kosteusmittauspisteet radonimupisteen ympärillä. Mustalla ympyrällä on merkitty radonimupiste ja siniset ympyrät kuvaavat mittapisteiden sijoittumista radonimupisteen ympärillä. Radonjärjestelmän toimivuutta arvioitiin tiloihin asennetuilla radonmonitoreilla, joiden avulla seurattiin sisäilman radonpitoisuutta. Mahdolliseksi ongelmaksi radonputkiston toiminnassa voi muodostua radonputkiston painehäviö imupisteiden välillä, kun soralla täytettyyn kaivantoon asennettu radonputki yhdistetään hienojakoiseen maatäyttöön asennettuihin radonimupisteisiin. Järjestelmän toiminta kuitenkin varmistettiin mittaamalla ilmavirta, SFS 5512 standardin mukaisesti, 5- pistemittauksena jokaisesta kanavan haarasta. 26

28 4.3 Mittalaitteet ja mittaustarkkuuden arviointi Radonputkistossa maaperästä poistuvan ilman olosuhteita mitattiin imuputkistoon asennetulla TinyTag TGP-4500 dataloggerilla, jonka mittatarkkuus on valmistajan mukaan RH ±3,0 % lämpötilassa 25 C. Sisäilman radonmittaukset suoritettiin korjatuissa tiloissa sekä vieressä olevassa väestönsuojassa. Mittalaitteina käytettiin Ramon 2.2 radonmittareita, jotka eivät ole säteilyturvakeskuksen hyväksymiä virallisia mittalaitteita. Mittalaitteiden valmistaja testaa laitteet ennen markkinoille toimittamista ja ilmoittaa virhemarginaaliksi maksimissaan ± 5 % Bq/m³. Korjausten onnistumisen seurantaan laitteen tarkkuus oli riittävä. Betonilaatan seurantamittaukset suoritettiin RT ohjekortin betonin suhteellisen kosteuden mittaus mukaisin menetelmin. Mittaukset suoritettiin toistuvasti samoista mittausyhteistä, joka huomioitiin mittausajassa. Tästä syystä mittaustulokset ovat suuntaa antavia. Betonilaatan ja maaperän suhteellista kosteutta mitattiin Rotronic hygroclip antureilla ja Rotronic Hygrolog-D loggereilla, joiden mittaustarkkuus valmistajan mukaan on ±1.5 % RH (@ 23 C); ±0.3 K (0.5 F). Kaikki mittalaitteet olivat kalibroituja. Jokaisella mittauskerralla anturit asennettiin laatassa oleviin mittausputkiin ja putken sekä anturin liitoskohta tiivistettiin kitillä. Muutamilla mittauskerroilla tiivistyksen havaittiin vuotavan huoneilmaan, minkä vaikutuksesta mittaustulos oli poikkeava. Tulosten tulkinnassa on keskitytty pitkäaikaisiin muutoksiin ja keskiarvoihin. Mittauslaitteiden tuloksia voidaan pitää luotettavina ja tulokset ovat riittävän tarkkoja alapohjarakenteen kosteus- ja lämpökäyttäytymisen pitkäaikaisessa seurannassa. 27

29 Mittalaitteet ja menetelmät ovat yleisesti kentällä käytössä olevia ja toimiviksi havaittuja. 5 MITTAUSTULOKSET JA NIIDEN TARKASTELU 5.1 Ulkoilman olosuhteet Ulkoilman olosuhdetiedot kerättiin Ilmatieteenlaitoksen mittaustuloksista. Mittaustulosten perusteella vuoden 2014 kesä ja syksy olivat pitkän ajan mittaustuloksiin verrattuna kosteampia (kuvat 5-7). Kesäkaudella ilman suhteellinen kosteus pysyi pääsääntöisesti yli RH 80 %, kun pitkän ajan keskiarvo kesäkuukausille on noin RH 70 %. Syksyä kohden ero mitatun ja pitkän ajan keskiarvojen välillä tasoittui, mutta mittaustuloksien perusteella myös syksyllä 2014 ilma oli keskimääräisiä arvoja kosteampaa. Kuva 6. Ulkoilman olosuhteet seurantajakson aikana (Ilmatieteen laitos, 2015). 28

30 Kuva 7. Ulkoilman suhteellinen kosteus (päivän keskiarvo) seurantajakson aikana (Ilmatieteen laitos, 2015). Kuva 8. Ulkoilman (Helsinki) keskimääräinen kuukausittainen lämpötila ja kosteus (Leivo & Rantala 2005). Ulkoilman lämpötilojen tarkastelu osoitti, että vuoden 2014 kesä ja syksy olivat tavanomaista lämpimämpiä. Myös talvi alkoi tavanomaista myöhemmin. Koko tutkimuksen seurantajakson aikana ei ulkoilmasta mitattu pitkiä pakkasjaksoja. 29

31 5.2 Sisäilman radonmittaukset Sisäilman radonpitoisuuden seuranta aloitettiin jo ennen korjaustöiden aloittamista Lähtöarvoksi väestönsuojasta mitattiin noin 150 Bq/m 3 ja muista kellarikerroksen tiloista noin 270 Bq/m 3. Taulukko 1. Radonmittausten tulokset. Radonmittaus L= koko mittausjakson keskiarvo Bq/m 3 S= viimeisen 7 päivän keskiarvo Bq/m 3 Kellarikerros L S L S Alenema Bq/m Alenema % VSS 30

32 Kuva 9. Väestönsuojan radonmittausten tulokset Kuva 10. Kellarikerroksen radonmittausten tulokset 31

33 Kuvissa numerot esittävät osastoinnin alipaineistuksen käynnistyskohdan (1), alipaineistuksen purkamisen (2) ja radonpoiston käynnistämisen ajankohdan (3). Mittaustuloksista voidaan havaita, kuinka mittausjakson alkuvaiheilla oli isoja muutoksia sisäilman radonpitoisuuksissa. Muutokset johtuivat työn aikana tehdyistä osastoinneista ja alipaineistuksista (1 kohdalla). Heinäkuun ajan osa kellaritiloista oli alipaineistettuna ja kellaritilojen radonmittari sijaitsi osastoinnin ulkopuolella. Radonpitoinen ilma kulkeutui tällöin alapohjasta osastoinnin suuntaan, jolloin osaston ulkopuolella sisäilman radonpitoisuus pieneni. Väestönsuojassa sisäilman radonpitoisuus puolestaan nousi alipaineistuksen vaikutuksesta merkittävästi, koska osastoinnin sisään otettiin korvausilmaa väestönsuojasta. Osastoinnin ja alipaineistuksen purkamisen jälkeen kellaritilojen radonpitoisuus nousi nopeasti, kun taas väestönsuojan radonpitoisuus putosi lähelle lähtötasoa (2 kohta). Elokuun alkupuolella (3 kohdalla) radonimurin pyörimisnopeus säädettiin maksimille. Tämä näkyy mittaustuloksissa selvänä sisäilman pitoisuuden pienentymisenä kellaritiloissa. Tämän jälkeen sisäilman pitoisuus on laskenut varsin tasaisesti. Mittausjakson lopussa sisäilman radonpitoisuus (7 vrk keskiarvo) oli pudonnut lähelle 100 Bq/m 3, minkä perusteella voidaan todeta järjestelmän toimivan suunnitellusti. Koska radonpoistojärjestelmä muodostui laatan alle uuteen sorakerrokseen asennetusta radonputkesta sekä vanhaan hienojakoiseen maatäyttöön asennetuista radonimupisteistä, oli kyseenalaista poistuuko ilmaa tasaisesti kaikista nousuputkista. Järjestelmän toimimisen varmistamiseksi jokaisesta nousuputkesta mitattiin ilmamäärät 5-pistemittauksena. 32

34 Taulukko 2. Radonjärjestelmästä mitatut poistoilmavirrat. 1. radonputki 13,5 l/s 2. radonimupiste 7,5 l/s 3. radonimupiste 10,0 l/s 4. radonimupiste 8,0 l/s Mittaustuloksien perusteella radonjärjestelmä toimii suunnitellusti ja kaikista nousukanavista poistuu ilmaa (taulukko 2). Mittaustuloksista voidaan päätellä, että radonputkesta, joka on asennettu uusittuun sorakerrokseen, poistuu ilmaa enemmän kuin hienojakoiseen hiekkatäyttöön asennetuista radonimupisteestä. Mittaustuloksia verrattaessa ympäristöministeriön radonkorjausohjeen yhden imupisteen mitoitusarvoihin, voidaan todeta, että suunniteltu ilmamäärien ylimitoitus oli onnistunut. Yhtä imupistettä kohti yhtenäisen alapohjan tai virtausteknisen lohkon pinta-ala on 120m 2. Tämän perusteella kolme imupistettä olisi riittänyt tilan alapohjan tuuletukseen. Imupistemenetelmässä yhden pisteen mitoitusilmamääräksi voidaan käyttää arvoa 0,2 m 3 /h jokaista maanvastaista lattianeliömetriä kohden (Ympäristöministeriö 1996). Ohjeen perusteella yhtä imupistettä ja 70m 2 kohti tarvittava ilmamäärä on 14 m 3 /h. Tutkittavassa imupisteessä 2. mitattu arvo oli 27 m 3 /h. Putkistossa mitattu kokonaisilmamäärä oli noin 140 m 3 /h. 5.3 Kosteus ja lämpötilamittaukset Alapohjalaatan kosteusmittaukset suoritettiin 2. radonimupisteen ympäriltä ja maaperästä poistuvan ilman olosuhdemittaukset suoritettiin 2. radonimupisteen poistoputkesta. Ensimmäisen kahden mittauskerran aikana korjaustyöt olivat vielä kesken, tämän takia mittaustulokset eivät olleet luotettavia. Ensimmäinen luotettava mittaustulos 33

35 saatiin , jolloin työt olivat valmistuneet ja radonpoistojärjestelmä oli käynnistetty. Kosteusmittausten tulokset on esitetty liitteessä Betonilaatan lämpötilakehitys Seurantamittauksissa kiinnitettiin erityistä huomiota maaperän ja alapohjarakenteen lämpötilan kehitykseen. Heinäkuun ja elokuun taitteessa oli kaikkien mittapisteiden lämpötilat samalla tasolla, mukaan lukien ulkoilman ja sisäilman lämpötila (kuva 11). Ulkoilman viiletessä putosi myös sisäilman ja betonirakenteen lämpötila. Alapohjarakenteen ja maaperän lämpötila seurasi sisäilman lämpötilaa koko mittausjakson ajan. Lämmityskauden alkua ei mittaustuloksista voida erottaa, vaan sisäilma asettui lähelle +20 C syyskuun alkupuolella ja pysyi tällä tasolla joulukuun loppuun asti. Kuva 11. Lämpötilakehitys eri mittauspisteissä 34

36 Mittaustulosten perusteella ulkoilman lämpötilamuutos ei vaikuta talvikaudella maaperän lämpötilaan alapohjarakenteen keskialueella, missä rakenne on eristämätön. Tällä osalla alapohjarakenteen lämpötila määräytyi täysin sisäilman lämpötilan perusteella. Työn aikana radontuuletusta ei sammutettu, joten sen vaikutusta maatäytön ja alapohjarakenteen lämpötilaan ei tässä tutkimuksessa tarkastella Suhteellisen kosteuden (RH) kehitys betonilaatassa Suurimmat suhteellisen kosteuden muutokset seurantajakson aikana tapahtuivat mittapisteissä 1 ja 2, jotka olivat lähimpänä radonimupistettä. Näissä mittapisteissä suhteellinen kosteus laatan keskiosalla putosi kolmen kuukauden aikana lähtötilanteen tasosta RH % tasolle RH % (kuva 12). Kuva 12. Suhteellisen kosteuden kehitys eri mittapisteissä. 35

37 Muissa mittapisteissä ei suhteellinen kosteus pudonnut vaan kosteus nousi lähelle RH 100 % mittausjakson edetessä. Kuitenkin viimeisessä mittauksessa ainoastaan yhden betonilaatan mittapisteen suhteellinen kosteus oli RH 100 %. Suhteellisen kosteuden kehityksestä betonilaatassa voidaan päätellä, että radonimupisteen lähellä olevissa mittapisteissä 1 ja 2 rakenteessa on tapahtunut merkittävää kuivumista. Näissä mittapisteissä suhteellinen kosteus näyttää asettuneen lähelle RH 50 %. Radonputkistoon ( ) asennetun mittauksen alkuvaiheissa maaperästä poistuvan ilman suhteellinen kosteus oli RH 100 % (kuva 12). Mittausjakson edetessä maaperästä poistuvan ilman suhteellinen kosteus putosi joulukuussa mitatulle tasolle RH 74 % (kuva 14). Kuva 13. Radonimupisteestä poistuvan ilman lämpötila- ja kosteuskehitys välisenä aikana 36

38 Kuva 14. Radonimupisteestä poistuvan ilman lämpötila- ja kosteuskehitys välisenä aikana Absoluuttisen kosteuden kehitys Absoluuttisen kosteuden tarkastelussa voidaan havaita, kuinka kaikissa mittapisteissä tapahtuu muutosta mittausjakson aikana. Mittapisteissä 3-6 muutos perustuu mittapisteiden suhteellisen kosteuden RH 100 % saavuttamiseen. Kyseisessä lämpötilassa ei ilma voi pitää sisällään enempää kosteutta, vaan pinnoille tapahtuu kondensoitumista. Koska tutkimuskohteen tilat olivat koko mittausjakson ajan käytössä, ei betonilaatasta voitu ottaa näytepaloja kuivapunnitusta varten, jolla betonissa olevan veden määrä olisi voitu määrittää. 37

39 Kuva 15. Absoluuttisen kosteuden kehitys eri mittapisteissä Viimeisellä kosteusmittauskerralla vain yhdessä mittapisteessä suhteellinen kosteus oli RH 100 %, joten laatan kosteuskehitystä voidaan arvioida absoluuttisen kosteuden muutoksella. Elokuun alun ja joulukuun viimeisten mittausten välillä voidaan havaita, kuinka mittapisteissä 1 ja 2 betonilaatasta on poistunut absoluuttisten kosteuden perusteella 8 10 g/m 3 vettä. Mittapisteissä 3 ja 4 muutos on pienempi, näissä vettä on poistunut rakenteesta noin 4 g/m 3. Mittapisteessä 6 tapahtunut muutos on mittaustuloksien perusteella pienin. Muutos veden määrässä betonilaatasta on noin 1,5 g/m 3. Maaperän huokosilman absoluuttinen kosteus pieneni samassa suhteessa betonilaatan absoluuttisen kosteuden kanssa. 38

40 6 JOHTOPÄÄTÖKSET Radonpoistojärjestelmän vaikutus alapohjarakenteen kosteuskäyttäytymiseen ja ilman liikkumiseen maatäytössä riippuu useista tekijöistä. Tutkimuskohteessa moniin näistä tekijöistä ei voitu vaikuttaa, jonka takia tuloksia tulee tulkita harkiten eikä tuloksia voi yleistää muihin kohteisiin. Vaikka seurantamittausten perusteella radonpoisto vaikuttaa koko kellaritilojen sisäilman radonpitoisuuteen, ei kuitenkaan voida olla täysin varmoja miten ilma liikkuu hienojakoisen maatäytön ja betonilaatan välissä. STUK:n tuloksiin ja ohjeisiin verrattuna sisäilman radonpitoisuus on hyvällä tasolla ja korjauksen avulla saatu alenema on lähellä korjauksille saatua yleistä tasoa. Perustukset ja pilarianturat luovat mahdollisia katvealueita, joissa ei ilman liikettä tapahdu lainkaan. Tämä voisi selittää sen, että radonia on sisäilmassa edelleen pienissä määrissä. Tutkimuksessa ei selvitetty alapohjassa alustäyttönä käytetyn kiviaineksen rakeisuuskäyrää, pohjaveden korkeusasemaa tai maatäytön vesipitoisuutta paino- %. Tiedossa oli, että maa-aines betonilaatan alla on hienojakoista. Myös kapillaarinen kosteuden nousu on mahdollista, jos pohjaveden korkeusasema sen mahdollistaa. Pohjaveden korkeusasemassa tapahtuu jatkuvasti muutoksia, mikä voi vaikuttaa alapohjan maa-aineksen vesipitoisuuteen riippuen sateiden määrästä ja vuodenajasta. Tutkimuksessa seurattiin maaperän suhteellista kosteutta (RH %) radonputkessa ja maatäytössä välittömästi laatan alla. Havaintojen ja mittausten perusteella radonpoistolla on merkittävä maatäyttöä ja laattaa kuivattava vaikutus aivan imupisteen välittömässä läheisyydessä. Radonputkistossa maaperästä poistuvan ilman suhteellinen kosteus pieneni seurantajakson aikana RH 100 % (17,2 g/m 3 ) lähelle RH 74 % 39

41 (11,7 g/m 3 ). Maaperän olosuhteiden mittauksissa kauempana imupisteestä ei radonpoiston havaittu aiheuttavan suuria muutoksia maaperän kosteuspitoisuuteen. Alapohjarakenteen kosteusmittauksia suoritettiin yhdestä syvyydestä rakenteessa (50 mm). Näin ollen tulosten perusteella ei voida todeta millaisia muutoksia eri rakennekerroksien kosteuspitoisuudessa on tapahtunut mittausjakson aikana. Vaikka tiiviisti pinnoitetun maanvaraisen betonilaatan rakennekosteuden oletetaan jakautuvan tasaisesti läpi rakenteen, voi radontuuletuksen vaikutuksesta rakenteen eri kerroksissa tapahtua muutoksia kosteuspitoisuuksissa. Kosteusmittausten perusteella aivan radonimupisteen lähellä tapahtui merkittävämpää kuivumista. Järjestelmä poistaa hallitusti ilmaa sorakuopasta, jolloin kosteus ei pääse tunkeutumaan laattaan. Kauempana imupisteestä mittausjakson ajan betonilaatan rakennekosteus seurasi tasapainokosteutta (lähellä RH 100 %). Taulukosta 4 voidaan tarkastella ensimmäisen luotettavan kosteusmittauksen ja viimeisen mittauksen tuloksia. Viimeisessä mittauksessa suhteellinen kosteus oli pudonnut lähes kaikissa mittapisteissä alle RH 100 %, kuitenkin lämpötilan ollessa samalla tasolla syyskaudesta alkutalveen. Kuuden mittapisteen absoluuttisen kosteuden keskiarvo oli 18,8g/m 3, kun mittausjakson lopussa samojen mittapisteiden absoluuttisten kosteuden keskiarvo oli 13,5 g/m 3. Tuloksista voidaan havaita, kuinka betonilaatan absoluuttinen kosteus seurasi maaperän kosteutta koko mittausjakson ajan lähes viiveettä. Kosteuden muutos perustui lämpötilan muutokseen. Tietyssä lämpötilassa ilma pystyy sisältämään vain rajallisen määrän absoluuttista vettä, jonka takia lämpötilan pudotessa myös vesisisältö pieneni. 40

42 Taulukko 4. Ensimmäisen ja viimeisen mittauskerran tulokset RH C 0 g/m % 23,6 15, % 23,0 17, % 23,6 20, % 23,3 20, % 24,0 20, % 23,7 20, % 24,7 17, % 23,2 18,1 SI 60 % 24,5 13,4 UI 66 % 23,0 13, RH C 0 g/m % 19,9 7, % 19,7 7, % 19,7 16, % 19,0 16, % 19,0 16, % 19,8 16, % 19,7 16, % 19,1 16,4 SI 35 % 20,2 6,1 UI 100 % 4,4 6,6 Kosteusmittaustapaan liittyvä epävarmuus huomioiden (jatkuva kosteusmittaus samoista mittayhteistä on vain suuntaa antava tapa) ei voida olla varmoja, onko mittaustuloksissa havaittu kuivuminen todellinen ilmiö vai nouseeko laatan absoluuttinen kosteus kesäkaudella takaisin lähtötasolle. Tietylle etäisyydelle imupisteen ympärille muodostuu rajapinta (ns. tasapainotila), missä ilmavirran kuivattava vaikutus kumoutuu maaperän kosteuden vaikutuksesta. Tehdyissä maaperän kosteusmittauksissa (MP 3.1 ja 6.1) ei muutosta kosteudessa voitu havaita. Hienojakoisessa maatäytössä ilma liikkuu rajoitetusti, jonka takia maakerroksen kuivuminen laatan alla ei ole tasaista. Mittaustuloksia tulkitessa ei voida sanoa millaisessa kentässä radonimupiste vaikuttaa kuivattavasti betonilaattaan. Maaperän kosteusmittauspisteitä tulisi olla enemmän, jotta imupisteen luoma kenttä voitaisiin kartoittaa tarkemmin. Lisäksi seurantajakson pituutta tulisi pidentää, jotta mittaustuloksissa voitaisiin huomioida vuotuinen olosuhteiden vaihtelu. Jatkotutkimuksissa tulisi kosteusmittauspisteet jakaa tasaisesti rakenteen eri kerroksiin, jolloin tuloksista voisi tarkastella, kuinka kosteuspitoisuus vaihtelee eri syvyyksillä betonirakenteessa. 41

43 LÄHDELUETTELO PAINETUT LÄHTEET Arvela, H. & Reisbacka, H Asuntojen radonkorjaaminen. STUK säteilyturvakeskus. Raportti STUK-A s. ISBN Lindberg, R. & Wahlman, J. & Suonketo, J. & Paukku, E Kosteusvirta-tutkimus. Tampereen teknillinen korkeakoulu, Talonrakennustekniikka. Julkaisu s. ISBN Leivo, V. & Rantala, J Maanvaraisten alapohjarakenteiden kosteuskäyttäytyminen. Tampereen teknillinen korkeakoulu, Talonrakennustekniikka. Julkaisu s. ISBN Leivo, V. & Rantala, J Maanvastaisten alapohjarakenteiden kosteustekninen toimivuus. Tampereen teknillinen korkeakoulu, Talonrakennustekniikka. Julkaisu s. ISBN Leivo, V. & Rantala, J Maanvastaisten alapohjarakenteiden kosteustekninen toimivuus. Tampereen teknillinen korkeakoulu, Talonrakennustekniikka. Julkaisu s. ISBN Merikallio, T. & Niemi, S & Komonen, J Betonilattiarakenteiden kosteudenhallinta ja päällystäminen. 2. painos. Helsinki. Suomen Betonitieto Oy. 97 s. ISBN

44 RIL Rakennusten veden- ja kosteudeneristysohje. 2. painos. Suomen Rakennusinsinöörien Liitto RIL ry. 214 s. ISBN RT , Betonin suhteellisen kosteuden mittaus, SFS Ilmastointi, ilmavirtojen ja painesuhteiden mittaus ilmastointilaitoksissa. Helsinki. Suomen Standardisoimisliitto SFS. 11 s. Ympäristöministeriö Pien- ja rivitalojen radontekninen korjaus. Imupistemenetelmä. Helsinki. Oy Edita Ab. 41 s PAINAMATTOMAT LÄHTEET STUK Säteilyturvakeskus. (luettu ). Ympäristöministeriö. RakMK C2. Suomen rakentamismääräyskokoelma, (luettu ). 43

45 LIITE 1 Taulukko 5. Kosteusmittausten tulokset MP RH % C g/m 3 MP RH 0 C g/m % 21,2 17, % 20,9 16, % 21,1 17, % 24,3 21, % 21,0 17, % 24,2 20, % 25,2 21, % 20,7 17, % 24,1 20, % 20,6 16, % 21,3 17, % 23,9 20,3 SI 56 % 21,6 10,6 SI 68 % 26,1 16,6 UI 80 % 16,4 11,2 UI 68 % 25,8 16,4 MP RH C g/m 3 MP RH 0 C g/m % 23,6 15, % 21,5 10, % 23,0 17, % 21,5 13, % 23,6 20, % 21,2 17, % 23,3 20, % 22,1 19, % 24,0 20, % 21,5 18, % 23,7 20, % 21,7 18, % 24,7 17, % 21,8 18, % 23,2 18, % 21,7 19,1 SI 60 % 24,5 13,4 SI 60 % 22 11,6 UI 66 % 23,0 13,6 UI 72 % 17,2 10,6

46 MP RH C g/m 3 MP RH 0 C g/m % 21,2 10, % 21,5 11, % 21 12, % 20,6 12, % 21,1 17, % 21,2 18, % 20,8 18, % 21,2 18, % 21,5 18, % 20,7 17, % 21,8 18, % 20,8 18, % 21,1 18, % 21,3 18, % 21,1 18, % 21,2 18,5 SI 59 % 21,6 11,2 SI 54 % 21,5 10,2 UI 80 % 17,8 12,2 UI 71 % 16,3 9,9 MP RH C g/m 3 MP RH 0 C g/m % 20,0 8, % 20,4 11, % 20,3 11, % 19,6 10, % 20,2 17, % 19,8 17, % 20,5 17, % 20,4 17, % 20,9 18, % 20,3 17, % 19,9 17, % 19,4 16, % 20,1 17, % 20,2 17, % 20,4 17, % 20,4 17,3 SI 45 % 20,5 8,0 SI 48 % 20,5 8,5 UI 83 % 13,2 9,6 UI 83 % 13,2 9,6 MP RH C g/m 3 MP RH 0 C g/m % 20,4 8, % 19,5 7, % 19,5 8, % 18,5 7, % 19,9 17, % 19,1 16, % 20,2 17, % 19,1 16, % 20,4 17, % 19,8 16, % 19,4 16, % 18,6 15, % 20,5 17, % 19,2 16, % 20,4 17, % 19,6 15,7 SI 39 % 20,6 7,0 SI 44 % 19,6 7,4 UI 93 % 6,5 7,0 UI 94 % 8,3 8,0