Julkisivukorjaamisen nykytila ja tulevat trendit Julkisivuyhdistyksen kevätseminaari Helsinki 9.5.2012 Jukka Lahdensivu Tampereen teknillinen yliopisto, Rakennustekniikan laitos JULKISIVUKORJAUSKLUSTERIN TRENDIT -korjaustoiminnan muutokset lähitulevaisuudessa
Julkisivukorjausklusterin trendit Sisältö: - Suomalainen kerrostalokanta - Tutkimusaineisto - Materiaaliominaisuudet ja vaurioituminen - Energiatehokkuus - Mihin asioihin tulisi kiinnittää huomiota 2
SUOMALAINEN BETONIELEMENTTIKERROSTALOKANTA Puolet suomalaisista betonielementtitaloista on rakennettu välillä 1960 1979 Noin 44 Mm 2 betonijulkisivuja, 975 000 parveketta Merkittävää korjaamista vaativaa vaurioitumista havaittu jo lyhyen käyttöiän jälkeen Finnish building stock in numbers, 2008 apartments 3 000 000 2 700 000 2 400 000 All buildings Apartment houses 2 100 000 1 800 000 1 500 000 1 200 000 900 000 600 000 300 000 0 whole building stock built before 1960 built in 1960-1979 Rakennustekniikan 2008 laitos, Jukka Lahdensivu 3
Suomalainen betonielementtikerrostalokanta Kahta perustyyppiä: lamellitalo pistetalo Rakenteet BES-järjestelmän mukaisia julkisivut sandwich- tai kuorielementtejä parvekkeet omilla perustuksilla olevia torneja parvekkeet KANTAVA rakenne. 4
Suomalainen betonielementtikerrostalokanta 5
Suomalainen betonielementtikerrostalokanta 6
7
Suomalainen rakennuskanta Vainio et al. 2005 8
Korjausrakentaminen alkoi 1990-luvulla Korjausrakentamisen ohjeistusta - Betonirakenteiden korjausohjeet BY 41 (1996 ja 2007) - Betonijulkisivun kuntotutkimus BY 42 (1997 ja 2002) Korjausrakentamisen kasvu on ollut varsin tasaista. Korjaamisen kenttä on samalla laajentunut huoneistoremonteista ja laatutason parantamisesta vaurioiden korjaamiseen. Tähän mennessä korjattu kaikkiaan noin 19 % julkisivuista 23 % parvekkeista (Köliö 2011) 9
10
TUTKIMUSAINEISTO Tutkimusaineisto koostuu: Suomalaisten betonijulkisivujen ja parvekkeiden säilyvyysominaisuudet ja todellinen vaurioituminen BeKotietokannan mukaan (947 betonielementtikerrostaloa vuosilta 1960-1996 Ilmatieteen laitoksen säähavainnot vuodesta 1961 lähtien Mitattu energiankulutus 727 lähiökerrostalosta. 11
MIKSI HUOKOINEN MATERIAALI PAKKASRAPAUTUU? - Betoni, tiili ja laasti ovat huokoisia materiaaleja, jotka voivat imeä kapillaarisesti runsaasti vettä huokosverkostoon - Materiaalit ovat hauraita, toistuva jäätyminen ja sulaminen voivat aiheuttaa rapautumista, joka on kiihtyvä ilmiö - Materiaalin lujuus ja kosteusrasitus vaikuttavat rapautumisen esiintymiseen ja etenemisnopeuteen - Laaja-alaisena vauriona mahdoton korjata 12
Materiaaliominaisuudet Huokoisessa materiaalissa oltava riittävästi ja tarpeeksi tiheässä kapillaarisesti vedellä täyttymättömiä ns. suojahuokosia Jäätyvän veden muodostama huokosverkoston paine voi purkautua näihin suojahuokosiin, jolloin jäätymispaine jää riittävän alhaiseksi eikä materiaali rikkoudu 13
Materiaaliominaisuudet Huokoisessa materiaalissa oltava riittävästi ja tarpeeksi tiheässä kapillaarisesti vedellä täyttymättömiä ns. suojahuokosia Jäätyvän veden muodostama huokosverkoston paine voi purkautua näihin suojahuokosiin, jolloin jäätymispaine jää riittävän alhaiseksi eikä materiaali rikkoudu 14
Materiaaliominaisuudet, betonin pakkasenkestävyys Pakkasenkestävän betonin suojahuokossuhteen tulisi olla p r 0,20 Jos p r < 0,10, betonissa ei huokostusta Vaurioituminen nopeinta rantakaistalla 15
Materiaaliominaisuudet, betonin pakkasenkestävyys 16
Materiaaliominaisuudet, betonin pakkasenkestävyys Pakkasenkestävän betonin suojahuokossuhteen tulisi olla p r 0,20 Suojahuokossuhde eri pintaisissa elementeissä <0,1 0,1-0,15 0,15-0,2 0,2 100 % 90 % 80 % 70 % 60 % 50 % 40 % 30 % 20 % 10 % 0 % Pesubetoni (n=573) Harjattu, maalattu (n=875) Klinkkeripintainen (n=188) Muottipintainen, maalaamaton (n=109) Muottipintainen, maalattu (n=239) Tiililaattapintainen (n=243) Valkobetoni (n=40) 17
Materiaaliominaisuudet, betonin pakkasenkestävyys Pakkasenkestävän betonin suojahuokossuhteen tulisi olla p r 0,20 18
VAURIOITUMINEN, Betonin pakkasrapautuminen Näkyviä rapautumavaurioita julkisivuissa 42,7 % parvekkeissa 27,4 % Suurin osa paikallisia 35,4 % (21,8 %) Laaja-alaisia 7,3 % (5,6 %) 19
Kuva Ins.tsto Lauri Mehto Oy 20
Rasitustekijät Sateesta vain osa julkisivupinnalle. Riippuu mm.: - Pisarakoosta - Pisaroiden putoamisnopeudesta - Tuulesta ja tuulen suunnasta. Noin 50 % sademäärästä osuu julkisivuihin. 21
MIKSI RAUDOITTEET RUOSTUVAT? - Raudoitteiden peitepaksuudet pieniä - Betonin (tai laastin) korroosiolta suojaava emäksisyys alenee ajan funktiona ilman hiilidioksidin vaikutuksesta. CO 2 Carbonation front ph ~ 8 ph ~ 13 22
carbonation depth [mm] Säilyvyysominaisuudet, Betonin karbonatisoituminen - Karbonatisoitumissyvyys vaihtelee suuresti materiaaliominaisuuksien ja julkisivun pintatyypin mukaan - Tyypillinen karbonatisoitumissyvyys 1970-luvun julkisivuilla on tällä hetkellä 10-20 mm (Tuuti s model x = k t 0,5 ) Corbonation of concrete according to surface finishing 25 20 15 10 5 0 0 10 20 30 40 50 time [years] fast, k = 3,2 brushed, painted float-finished painted plain concrete uncoated plain concrete exposed aggregate concrete brushed uncoated brick tile finishing white cement concrete ceramic tile finishing 23
Share [%] Säilyvyysominaisuudet, Raudoitteiden peitepaksuus 30 25 20 Clincer-clad finishing, mesh, n = 8 582 15 10 5 0 0-4 5-9 10-14 15-19 20-24 25-29 30-34 35-39 40-44 45-49 50 Cover depth of reinforcement [mm] Betoninormien mukaan peitepaksuus > 20 mm. 24
Share [%] Säilyvyysominaisuudet, Raudoitteiden peitepaksuus 30 25 20 Exposed aggregate concrete, mesh, n = 39 473 15 10 5 0 0-4 5-9 10-14 15-19 20-24 25-29 30-34 35-39 40-44 45-49 50 Cover depth of reinforcement [mm] Betoninormien mukaan peitepaksuus > 20 mm. 25
Vaurioituminen, Näkyvät korroosiovauriot - Kuntotutkimushetkellä näkyviä korroosiovaurioita - 59.2 % kaikista julkisivuista - 53.5 % paikallisia - 5.7 % laaja-alaisia. - Rakennusten ikä kuntotutkimushetkellä 8-32 vuotta - Näkyvät korroosiovauriot yleisempiä rannikkoalueella kuin sisämaassa. 26
Annual rainfall [mm] Rasitustekijät Sademäärällä oleellinen vaikutus korroosionopeuteen. 800 700 600 500 400 300 Vantaa 200 Turku 100 Jyväskylä 0 1960 1970 1980 1990 2000 2010 Year 27
Rasitustekijät (Mattila 2003) (Tuutti 1982) 28
Rasitustekijät Sateen suunnalla merkittävä vaikutus eri julkisivujen saamaan saderasitukseen. Rakennuksen yläosat ja nurkat saavat eniten sadetta. Räystäillä saderasitusta alentava vaikutus (1,5-2 m). 29
ENERGIATEHOKKUUS 30
Energiatehokkuus 31
Energiatehokkuus Energian jakautuminen 1974 valmistuneessa asuinkerrostalossa 32
Erityistä huomiota tulisi kiinnittää (tekninen korjaustarve): 1. Pesubetoni- ja klinkkerilaattapintaisten julkisivujen pakkasenkestävyys tyypillisesti erittäin huono ja korjausvaihtoehdot vähäisiä (peittävä tai purkava). 2. Parvekkeiden pielielementtien etureunat. Kylmä rakenne, joka saa eniten saderasitusta (raudoitteet nurkissa, pakkasenkestävyys puutteellinen). Vaikuttaa koko parvekkeen kantavuuteen. 3. Elastisten saumojen sekä maalipintojen ja pellitysten kunto. Ehjinä alentavat betonirakenteen kosteuspitoisuutta ja näin hidastavat vaurioitumista. 4. 1970-luvun tuotanto yleensä puutteellisen pakkasenkestävyyden vuoksi. 5. Suojaavilla pinnoitteilla on mahdollista hidastaa vaurioitumista merkittävästi. 6. Rakennustekniikan 1970-luvun laitos, Jukka elementteikerrostalotuotannon Lahdensivu 33
Erityistä huomiota tulisi kiinnittää (energiatehokkuus): 1. Kaikki elementtikerrostalot ovat keskimäärin energiatehokkuusluokassa E valmistumisvuosikymmenestä huolimatta. Kulutusvaihtelu on kuitenkin suurta. 2. Ilmanvaihdolla ja lämpimällä käyttövedellä on suurempi vaikutus kokonaisenergiankulutukseen kuin rakenteilla. 3. Korjausrakentamisessa merkittävin energiansäästö voidaan saada aikaiseksi ikkunoiden uusimisella ja siihen liittyen lämpötilan säädöllä. Vasta sitten tulee lisälämmöneristäminen 4. Energiansäästötavoitteista huolimatta järkevät korjaukset ja ylläpitotoimet tulee tehdä myös silloin, kun niillä ei ole vaikutusta energiankulutukseen 34
KIITOS. jukka.lahdensivu@tut.fi 35