Ilmastonmuutoksen vaikutus julkisivulle tulevaan viistosademäärään Kiinteistö ja rakennusalan tutkimusseminaari Toni Pakkala Antti-Matti Lemberg Henna Kivioja
Sisältö Taustaa betonin vaurioituminen Suomen ilmasto ilmastonmuutos viistosade Tutkimusmenetelmät Tulokset ja päätelmät Yhteenveto 2
Taustaa Betonin vaurioituminen (TTY) Merkittävimmät vaurioitumistavat: betoniterästen korroosio betonin karbonatisoitumisesta johtuen pakkasrapautuminen Nykymääräystenkin aikaan tehtyjen betonijulkisivujen laadussa huomattavia puutteita Merkittävimmät ilmastolliset vaurion aiheuttajat sade sekä sitä seuraavat jäätymis-sulamissyklit Rannikolla vaurioituminen sisämaata nopeampaa Rannikolla pakkasrapautumista nopeuttaa suuremmat tuulennopeudet sateen aikana viistosade! (Lahdensivu 2012, Lahdensivu et al. 2010, Pakkala et al. 2014) 3
Taustaa Suomen ilmasto (Jylhä (Lisøet 2006) al. 2011) 4
Taustaa Ilmastonmuutos (Ilmatieteen laitos) Keskilämpötilat nousevat talvella 3-9 C, kesällä 1-5 C Sademäärät lisääntyvät talvella 10-40 %, kesällä 0-20 % muutos pohjoisessa suurempi kuin etelässä sateesta yhä suurempi osa tulee vetenä myös talvella rankkasateiden osuus kasvaa Jäätymissulamissyklien määrä lisääntyy aluksi lämpötilojen noustessa Ilman suhteellinen kosteus lisääntyy homeenkasvulle suotuiset ajanjaksot lisääntyvät rakenteiden kuivuminen heikentyy (Jylhä et al. 2009) 5
Taustaa Sademäärät Vantaa Jyväskylä Kk 2030 2050 2100 2030 2050 2100 1 4.1 9.9 29.6 3.8 9.7 32.6 2 6.4 9.5 29.3 6.3 10.8 30.5 3 3.9 6.5 20.6 3.9 6.6 21.5 4 3.4 6.5 19.1 2.3 5.8 16.4 5 3.5 5.9 16.6 3.9 5.3 14.9 6-1.2 3.5 9.6-0.6 3.8 12.3 7 2.6 4.4 11.3 2.1 5.1 11.1 8 3.8 4.9 5.7 3.5 4.5 5.8 9 3.5 5.8 9.5 4.4 6.7 11.0 10 3.1 8.4 18.6 2.8 8.0 20.1 11 7.1 10.9 24.4 7.9 10.6 27.6 12 5.4 9.0 28.7 6.5 12.0 34.0 Koko vuosi 3.8 7.1 17.7 3.6 7.1 18.2 (Jylhä et al. 2011) 6
Taustaa Viistosade (Blocken & Carmeliet 2004) (Jergling & Schechninger 1983) 7
Tutkimusmenetelmät Viistosadelaskenta Standardi ISO 15927-3 (2009): tietynsuuntaiselle pinnalle tulevan viistosateen määrä v = keskituulennopeus sateen aikana r = sademäärä D = tuulen suunta sateen aikana = seinän normaalin suunta N = käytettävien säätietojen määrä vuosissa (SFS-EN ISO 15927-3 2009) 8
Tutkimusmenetelmät Viistosadelaskenta Standardi ISO 15927-3 (2009): rakennuksen ympäristön vaikutus: C R = rosoisuuskerroin C T = pinnanmuotokerroin O = estetekijä W = seinätekijä (SFS-EN ISO 15927-3 2009, Lemberg 2015) 9
Tulokset Ilmastonmuutoksen vaikutus sademäärään Vantaa Jyväskylä Etelä Etelä (Pakkala et al. 2014) 10
Vantaa Tulokset Viistosaderasitus toni.pakkala@tut.fi Etelä / www.tut.fi/elinkaari (Pakkala et al. 2014) 11
Jyväskylä Tulokset Viistosaderasitus Etelä (Pakkala et al. 2014) 12
Tulokset Olemassa olevat rakennukset (Kivioja 2015) 13
Tulokset Viistosademallinnus lähiörakennuksille (Lemberg 2015) 14
Tulokset Viistosademallinnus lähiörakennuksille (Lemberg 2015) 15
Tulokset Viistosaderasituksen suhteellinen kasvu (Lemberg 2015) 16
Yhteenveto Rannikolla esim. pakkasrapautumista nopeuttaa suuremmat tuulennopeudet sateen aikana viistosade Sademäärät lisääntyvät merkittävästi vuosisadan loppuun mennessä ja suhteellisesti enemmän sisämaassa verrattuna rannikkoon Viistosaderasituksen määrän suhteellinen kasvu on suurempaa kuin pelkän sademäärän johtuen voimistuvista tuulennopeuksista sateen aikana Viistosademäärä eteläjulkisivuille on rannikolla jopa 3,5-kertainen pohjoisjulkisivuihin nähden Standardin mukainen viistosadelaskenta on kuitenkin yksinkertaistava ja aliarvioi rakennuksen nurkkien viistosademääriä 17
Lähteet Blocken, B., Carmeliet, J. 2004. A review of wind-driven rain research in building science. Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, Volume 92, Issue 13. Pp. 1079-1130. IPCC. 2007. Climate Change 2007: The physical science basis. Contribution of Working Group I to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. Cambridge University Press, Cambridge, U.K. 996 pp. Jergling, A., Schechninger, B. 1983. Fogars beständighet. Byggforskningrådet. Rapport R89:1083. Stockholm. 172 p. (in Swedish) Jylhä, K., Ruosteenoja, K., Räisänen, J., Venäläinen, A., Tuomenvirta, H., Ruokolainen, L., Saku, S., Seitola, T. 2009. Arvioita Suomen muuttuvasta ilmastosta sopeutumistutkimuksia varten. ACCLIM-hankkeen raportti 2009. Ilmatieteen laitos. Raportteja 2009:4. Helsinki. 78 s. 36 liites. Jylhä, K., Ruosteenoja, K., Tietäväinen H., et al. 2011. Rakennusfysiikan ilmastollisten testivuosien sääaineistot nykyisessä ilmastossa ja arviot tulevaisuuden muutoksista. Väliraportti. Ilmatieteen laitos. Helsinki. 6 s. 20 liites. Kivioja, H. 2015. Ilmansuunnan vaikutus betonijulkisivujen pakkasrapautumiseen, case-kohteet Hervannassa. Tampereen teknillinen yliopisto. Rakennustekniikan laitos. Kandidaatintyö. 35 s. 15 liites. Köliö, A., Pakkala, T.A., Lahdensivu, J., Kiviste, M. 2014. Durability demands related to carbonation induced corrosion for Finnish concrete buildings in changing climate. Engineering Structures, Volume 62-63, 15 March 2014. Pp. 42 52. Lahdensivu, J. 2012. Durability Properties and Actual Deterioration of Finnish Facades and Balconies. Tampere University of Technology. Faculty of Built Environment. Tampere. Publication 1028. 117 s. 37 liites. Lahdensivu, J., Varjonen, S., Köliö, A. 2010. Betonijulkisivujen korjausstrategiat. Tampereen teknillinen yliopisto. Rakennustekniikan laitos. Tutkimusraportti 148. Tampere. 79 s. Lemberg, A.-M. 2015. Rakennusten viistosademäärien mallintaminen, esimerkkinä 1970-luvun kerrostalot. Tampereen teknillinen yliopisto. Rakennustekniikan laitos. Kandidaatintyö. 36 s. 7 liites. Pakkala, T.A., Köliö, A. Lahdensivu J., Kiviste M. 2014. Durability demands related to frost attack for Finnish concrete buildings in changing climate. Building and Environment, Volume 82, December 2014, Pp. 27-41. SFS- EN ISO 15927-3. 2009. Rakennusten lämpö- ja kosteustekninen käyttäytyminen. Säätietojen laskenta ja esittäminen. Osa 3: pystypintojen viistosadeindeksin laskenta tuulen ja sateen tuntitiedoista. Finnish Standards Association SFS, Helsinki. 18
Kiitos! toni.pakkala@tut.fi www.tut.fi/elinkaari twitter.com/ren_tut 19