Suunnitteluratkaisuista nyt ja tulevaisuudessa

Transkriptio

1 Suunnitteluratkaisuista nyt ja tulevaisuudessa - kriittisyyden perusteita - tulevaisuuden muuttuvia haasteita - esimerkkejä - yhteenvetoa - työkaluja - kirjallisuutta -. Rakennesuunnittelijoiden ajankohtaispäivä Markku Hienonen, Rakennusvalvonta Oulu

2 Lähteitä - mihin kriittisyys perustuu Mittaukset Rak.fys antureita online >1000 n. 5 vuoden aikana Kenttämittauksia piikkimittareilla monissa kohteissa useita satoja Koepaloja rakenteista (lähinnä alaohjauspuu) +uunikuivaus Mallinnokset Oulun Yliopisto Tampereen tekninen Yliopisto, Juha Vinha tutkimusryhmä BRNO:n Yliopiston tohtoriopiskelijat Frame-projektin tulokset Kaikki antavat samansuuntaisia tuloksia

3 Do we build only buildings/ envelopes or suitable conditions for people to live and to work? - we should not forget this - digitalizing can help to find the suitable balance between different factors Suitable: temperature, lighting, indoor air quality, loudness/noise Building is process and end product is enough good indoor circumtances for users/people Rakennus on prosessi - lopputuotteena ovat tarpeen mukaiset kelvolliset sisäolosuhteet. Lähde: Kauppinen-Hienonen, Sisäilmapaja-2015 Oulu

4 Missä hometta esiintyy - milloin on haittaa? Luonnossa esim. metsässä Puurakenteissa ulkotiloissa Suomen ulko-olosuhteissa Eli kaikissa taloissa, joissa puurakenteita ulkona tai ulkotilan olosuhteissa Eli esim. suurin osa Suomen pientaloista on hometaloja Haittaa on jos mikrobeja pääsee liian paljon sisäilmaan Esim. ilmavuotojen mukana rakenteiden sisältä Hometta syntyy myös rakenteiden sisäpinnoilla esim. kylmäsiltojen vaikutuksesta (T+RH) Kaikissa rakennuksissa (uusissakin) on ilmavuotoja Painesuhteet vaikuttavat mihin päin ilma liikkuu Seinien alaosissa ilma pyrkii aina liikkumaan sisälle päin vaikka keskimääräinen paine-ero olisi 0 (keskim. tasapaino) eli esim. alajuoksun mikrobit pyrkivät sisätiloihin ilmavuotojen mukana. Yläosissa kosteus menee ilmanvuotojen mukana rakenteisiin, mikäli keskim. Tasapainotila Huonosti säädetty tai IV:n toimintahäiriön aikana rakennus on tapauksesta riippuen joko yli- tai alipaineinen. Toimintahäiriöitä esiintyy aika paljon..

5 RAKENNUKSEN PAINE-EROT TALVITILANTEESSA Lämpötilaerojen ja ilmanvaihdon vaikutus 1. Ylipaine sisällä 2. Alipaine sisällä (koneellinen poisto) 3. Tasapainotettu ilmanvaihto (koneellinen tulo-poisto) Paine-erojakauma syntyy, jos tuloilmanvaihto on suurempi kuin poistoilmanvaihto. Ilmavuodot lisäävät energiankulutusta. Sisäilman kosteus virtaa rakenteisiin rakennuksen yläosasta. Mikrobien ja radonin virtaus sisälle on vähäistä. Vuotokohdat toimivat korvausilmakanavina. Tyynellä säällä ilmavuodot eivät aiheuta lisäenergian-kulutusta, mutta vetovalitukset lisääntyvät. Sisäilman kosteuslisä ei aiheuta haittaa rakenteille. Suuri riski alapohjasta tuleville mikrobeille ja radonille. Rakennuksen yläosan ilmavuodot lisäävät energiankulutusta. Rakennuksen alaosan ilmavuodot heikentävät LTO:n hyötysuhdetta. Kosteuskonvektioriski rakennuksen yläosassa. Vedontunne ja radonriski rakennuksen alaosassa. Lähde:Juha Vinha

6 Kuka maksaa sisäilmaongelmat? Kiinteistön omistaja maksaa pienen osan! Paljon isomman osan maksamme yhteisistä verovaroista SOTEsektorin kuluina! Olisiko kannattava sijoitus panostaa ongelmien torjumiseen ennen kuin ne ovat syntyneet?

7 Kauanko talon pitäisi kestää? 5 vuotta 25 vuotta 50 vuotta 100 vuotta 200 vuotta 1500 vuotta Hagia Sofia 1500v

8 Rakenteiden toiminta uusissa haasteissa Jos rakenteet toimivat nyt juuri ja juuri nipin! Miten toimivat tulevaisuuden selvästi hankalimmissa olosuhteissa kun talo keski-iässä? Kuitenkin pakottava tarve olisi löytää/käyttää uusia entistä energiatehokkaampia ratkaisuja! Esim. Pariisin sopimuksen tavoitteen saavuttaminen edellyttää nykyistä paljon merkittävämpiä toimenpiteitä

9 Yle Sadetta Norjassa Mitkä ovat sääolosuhteet kun talomme ovat vuotiaita? Montako kertaa kastuneet? Naapurissamme Norjassa satanut 1.5 vuorokauden aikana ~300 mm eli yli 40% Suomen sademäärästä vuodessa.

10 Protection against weather - snow always will melt, photo

11 ILMASTONMUUTOKSEN VAIKUTUKSET Lämpötilan ja sademäärän muutos Suomessa tulevina vuosikymmeninä Lämpötila Sademäärä Kuvat: Ilmatieteen laitos Lämpötila nousee, viistosaderasitus julkisivupinnoille kasvaa ja pilvisyys lisääntyy. Suurimmat muutokset tapahtuvat talvella. Homeen kasvulle otolliset olosuhteet lisääntyvät varsinkin rakenteiden ulko-osissa. Kosteuden siirtyminen ulkoa sisälle päin lisääntyy varsinkin julkisivuissa, joihin imeytyy sadevettä. Homehtumis- ja kondenssiriski lisääntyy näissä rakenteissa myös rakenteiden sisäpinnan lähellä. Rakenteiden kuivuminen hidastuu syksyllä ja talvella. Riski vanhojen betonijulkisivujen pakkasrapautumiselle lisääntyy. Lähde:Juha Vinha

12 UNEP Gap Report 2015 There is Big Gap What we are now doing What we should do if we want to achieve Paris agreement p.org/theme/index /13#indcs

13 Onko teille koskaan käynyt näin? Olette suunnitelleet jollain tavoin 30v sitten Nyt ihmettelette, miksi ihmeessä olen noin tehnyt Nyt ollaan yhtä mieltä, että esim. seuraavat olleet virheratkaisuja Valesokkelit +maanpinta melkein lattiatasolla Esteettömyys helppo hallita Säädökset eivät ole aikoinaan ohjanneet /edelyttäneet parempaan Kylmän/eristämättömän betonilaatan päällä puukoolattu lattia Onko ratkaisut valittu sillä perusteella, että kaikki muutkin ovat näin tehneet? Ovatko säädökset olleet puutteellisia tai jopa osin ohjanneet vääriin ratkaisuihin?

14 VALESOKKELIT JA PUURAKENTEINEN TIILIVERHOILTU SEINÄ Tiiliverhotun seinän lisäeristäminen joudutaan tekemään yleensä sisäpuolelta. Höyrynsulku on poistettava ennen lisäeristystä. Valesokkeli estää seinään tulleen kosteuden kuivumisen ulospäin. seinän alapäässä lahoriski Puurunko on nostettava harkolla ylös laatan alta valesokkelin yläpintaan. Harkon ja valesokkelin väliin olisi hyvä saada edes ohut polyuretaanieristekaista. Ilmavirtaus eristeen ulkopintaan tulee estää. Lähde: Juha Vinha

15 Defectsofthestructures the consequences of defects? Mortar in air gap References: and Radim Kucera presentaiton

16 MAANVASTAINEN BETONILAATTA Yläpuolelta lämpöeristetty laatta Puurunko ja mineraalivilla on poistettava tai korvattava solumuovieristeellä ja pintalaatalla. Kaksoislaattarakenteessa kuitenkin edellä esitetyt ongelmat. Lähde: Juha Vinha

17 Onko mahdollista, että nyt voisi tapahtua sama kuin 30v sitten voidaanko tehdä ratkaisuja joita jälkipolvet pitävät suurena virheenä? Onko nyt jotain sellaista ajankohtaista tietoa joka askarruttaa??? Jos jostain syystä tulee ongelmia rakenteissa Voiko osoittaa, että on suunnittelijana tehnyt oikeita ratkaisuja, jotka perustuvat ajantasaiseen tietoon ja riittäviin tarkasteluihin Pystyykö perustelemaan niin hyvin, että ei tule korvausvelvoitteita? Korvaako suunnittelijan vastuuvakuutus jos perusteita ei löydykään? Vai onko ratkaisut tehty vain sillä perusteella, että monet muutkin tekevät näin? Ohjaako/ pakottaako tuotantotekniikka, esim. urakoitsijoiden totutut menetelmät kyseenalaisiin ratkaisuihin? (esim. sokkelit) Ongelmat voivat syntyä esim. että puutavara on kastunut työmaalla tai sitten on tehty jonkinasteinen virhe suunnittelussa. Vaikka vaurio pääosin johtuisikin rakennusaikaisesta kastumisesta, voi tulla ongelmia, jos suunnitteluratkaisuakaan ei voi osoittaa toimivaksi!

18 PUURUNKOINEN ULKOSEINÄ Höyrynsulku on suositeltavaa asettaa enintään n. 50 mm syvyydelle seinän sisäpinnasta, jotta sitä ei tarvitse rikkoa sähköasennuksien takia. Vähintään 75 % lämmöneristeestä tulee olla kuitenkin höyrynsulun ulkopuolella. Lämmöneriste tulisi asentaa höyrynsulun sisäpuolelle vasta sitten, kun rakennusaikainen kosteus sisältä on kuivunut. Vaihtoehtoisesti voidaan käyttää pystykoolausta pystyrungon kohdalla. Höyrynsulkukalvon tilalla voidaan käyttää esim. solumuovilevyä. Pehmeät lämmöneristeet on asennettava erityisen huolellisesti, jotta kulmiin ja liitoksiin ei synny ilman virtausreittejä. Puurungon ulkopuolelle tulee laittaa hyvin lämpöä eristävä tuulensuoja. Jäykistävää tuulensuojalevyä käytettäessä laitetaan erillinen lämpöä eristävä tuulensuoja sen ulkopuolelle. MHi:n täydennyskommentti, entä miten sokkelidetalji tulisi ratkaista, että myös puurungon alaosa/alajuoksu olisi riittävän hyvissä olosuhteissa? Tuulensuojan on oltava hyvin vesihöyryä läpäisevä. Ulkoverhouksen takana on oltava aina tuuletusväli. Lähde:Juha Vinha

19 Kysymysmerkkirakenne? Millaisissa olosuhteissa alajuoksun pitäisi olla?? Onko olosuhteet riittävän hyvät kylmän betonisokkelin päällä??

20 Rakennusta on korjattava - mutta Pitäisikö ainakin kantavien rakenteiden kuitenkin kestää koko rakennuksen eliniän? Ulkoverhous usein uusitaan samoin talotekniikka Onko mitään järkeä, että esim. niin vaikeasti korjattava kohta kuin ulkoseinän alajuoksu joudutaan vaihtamaan? (Nyt tehdään niin esim. valesokkeli-ratkaisuissa) Pitäisikö nyt suunnitella ja tehdä jotain paremmin/varmemmin, että uuden auton hintaiset ja turhat remontit vältettäisiin ennen kuin talon laina on maksettu? Runko/alajuoksu niin hyviin olosuhteisiin, että riskit homeen kasvulle mahdollisimman pienet? Puurunkoa ja varsinkin alajuoksuja pitää varjella/suojata rakennustyönaikaiselta kastumiselta. Kuivuminen voi kestää vuosia Homeen kasvu voi alkaa jopa viikkojen sisällä Työnaikainen kastuminen ja kyseenalainen detalji ovat hyvin riskialtis yhdistelmä.

21 Passiivitalon vaipan periaate Riittävän hyvät rakenteet Kylmäsillat vähäisiä Eristekerros jatkuvana ehyenä vaipan ympäri Ilmansulku yhtenäisenä ja ehyenä

22 Passiivitalon periaate

23 Esim. mittauksista -ulkoseinän ulkonurkka jäähtyy voimakkaasti jo noin 5 cm päässä sisäpinnasta. -lämpötila pisteissä TERH3 ja TERH4 höyrysulun molemmin puolin talvella pakkasen puolella, vaikka suhteellisen paljon lämmöneristettä ulkopuolella. -jos RH sisällä korkea => kondensoitumisriski kasvaa höyrysulun sisäpuolella. --kuivatetaanko 1. vuonna tarpeeksi ja onko IV-koneen kyky poistaa kosteutta riittävä?

24 Esim. mittauksista Mittaus tämän rakennetyypin ulkonurkasta pisteistä 3 ja 4 (Huom! tämä kuva on suoralta seinältä)

25 Yhteenvetoa Ulkokuiva puutavara/alajuoksu n p% alkaa joko kuivua tai kostua suunnitteluratkaisusta ja olosuhteista riippuen vaikka kosteuden siirtyminen betonisokkelista olisi estetty esim. bitumikermillä. Alle puolet mitatuista ja mallinetuista puuseinän alaosan ratkaisuista vaikuttaisi riskittömältä eli niissä olisi turvamarginaalia nykyisten ja tulevaisuuden olosuhteiden varalle. Yli puolet mitatuista ja mallinnetuista ei vaikuta riskittömältä vaikka eivät kastuisikaan työnaikana! Tietyt suunnitteluratkaisut yhdistettynä työnaikaiseen kastumiseen vaikuttavat erittäin riskialttiilta. Kastuneen alaohjauspuun kuivuminen valmiin rakenteen sisällä edes ulkokuivaksi eli toimituskosteuteen voi kestää useita vuosia. Osa mitatuista alajuoksuista on ollut niin märkiä yli 25 p%, että piikkimittari ei kyennyt mittaamaan oli käytettävä uunikuivatusta. Kun itse rakennetta parannetaan - liitosdetaljeja on parannettava vastaavasti!

26 Haasteita nyt ja tulevaisuudessa Yliopistojen ja tutkimuslaitosten tulokset eivät siirry käytäntöön vaan pölyttyvät hyllyissä tämä haaste ei vain Suomessa vaan muuallakin. Mahdollisia syitä: Raportit saattavat olla liian tieteellisiä. Tutkijat uppoutuneet hyvin syvälle omaan aiheeseen, ei ole helppoa tehdä kansankielisiä raportteja ja ohjeita käytännön rakentamiseen. Ei tehdä yhteistyötä kentän kanssa tai sitä liian on vähän. Osa tutkimuslaitoksista/tutkijoista tunnistaa ongelman. On tehty ja nyt tekeillä käytäntöön focusoituja konsepteja. ORV:n yhteistyö Oulun ja Tampereen yliopistojen kanssa Mallinnosesimerkkejä muutamista kriittisistä detaljeista Yhteistyö BRNO:n ja TU-Dresdenin yliopiston kanssa Tohtoriopiskelijat Oulussa vaihdossa, ohjaajina OAMK(KI) ja ORV(MH) Yhteistyökeskusteluja käyty TU-Dresdenin Rfys. tutkimusryhmän kanssa..

27 Suunnittelijan työkaluja+linkkejä Ainakin suunnittelijoiden tulisi hyödyntää: Frame-projektin raportit us/rakennetekniikka/rakennusfysiikka/frame/in dex.htm RIL asi-ja-oppikirjat/660/ril rakennusfysiikka-i RIL ja RIL lossa/580/ril rakennusten-veden-jakosteudeneristysohje Ohjelmia, kun suunnitellaan uudentyyppisiä rakenteita/liitoksia -Wufi, Comsol, Delphin yms.

28 Linkkejä Uusi RakMk C2 Tulossa, lausunnolla 01-02_2017 -kannattaa tutustua FI/Maankaytto_ja_rakentaminen/Lainsaadanto_ja_ohjeet/Maankayton_ja_rakentamisen_valmisteilla_oleva_l ainsaadanto/ymparistoministerion_asetus_rakennusten_% %

29 . Kiitokset mielenkiinnosta! Moonlight in Laukaa Oct 2013 MHi