466111S Rakennusfysiikka (aik. 460160S) RAKENNUSFYSIKAALISTA SUUNNITTELUA SÄÄTELEVÄT MÄÄRÄYKSET JA OHJEET Raimo Hannila / (Professori Mikko Malaska) Oulun yliopisto
LÄHDEKIRJALLISUUTTA Suomen rakentamismääräyskokoelma, osat C ja D, http://www.ymparisto.fi/default.asp?contentid=394585&lan=fi SFS 5907:2004 Rakennusten akustinen luokitus Rakennusten energiatehokkuusdirektiivi EPBD (2002/91/EY)
RAKENNUSFYSIKAALINEN SUUNNITTELU Perustehtäväalueita, joiden hallintaa rakennusfysikaalisen suunnitelun menestyksekäs suorittaminen edellyttää ovat: Lämpötekninen suunnittelu Rakennuksen lämpöenergian kulutuksen hallinta ja energiatehokkuus Asunnon lämpöviihtyvyyden varmistaminen Rakennuksen ilmanpitävyys Rajoittaa kosteuden virtausta vaipparakenteisiin Estää epäpuhtauksien, homeiden ja radonin virtaus sisäilmaan Pienentää energian kulutusta ja vedon tunnetta Kosteustekninen suunnittelu Estää ja rajoittaa ylimääräisen kosteuden tunkeutuminen ja tiivistyminen rakenteisiin Varmistaa rakenteiden riittävä kuivumiskyky Ehkäistä rakenteiden ja materiaalien turmeltuminen Parantaa asunnon kosteusviihtyvyyttä Akustinen suunnittelu Huoneakustiikka Rakennusakustiikka Meluntorjunta Tärinäeristys
MÄÄRÄYKSET JA OHJEET Rakennusfysikaalista suunnittelua säätelevät olennaiset vaatimukset on annettu maankäyttö ja rakennuslaissa. Lakia täydentävät määräykset ja ohjeet on esitetty Suomen rakentamismääräyskokoelman osissa ja niihin liittyvissä ohjeissa: C1 Ääneneristys ja meluntorjunta rakennuksessa C2 Kosteus C3 Rakennuksen lämmöneristys C4 Lämmöneristys D2 Rakennuksen sisäilmasto ja ilmanvaihto D3 Rakennusten energiatehokkuus D5 Rakennuksen energiankulutuksen ja lämmitystehontarpeen laskenta
RAKENNUSAKUSTIIKKA Uudisrakennusten ääneneristystä, jälkikaiunta-aikaa ja LVIS-laitteista sallittavia äänitasoja koskevat määräykset ja ohjeet on esitetty Suomen rakentamismääräyskokoelman osassa C1 Ääneneristys ja meluntorjunta rakennuksessa. Rakentamismääräyskokoelman osa D2 Rakennusten sisäilmasto ja ilmanvaihto määrittelee eri tiloissa sallittavat äänitasot, jotka aiheutuvat LVIS-laitteista. Tilat on jaettu tarkemmin kuin osassa C1. Standardi SFS 5907:2004 Rakennusten akustinen luokitus määrittelee akustiikan ohjearvoja erilaisille tiloille ja rakennustyypeille. Ohjearvot koskevat: Ilma- ja askelääneneristystä Rakennuksen LVIS-laitteiden aiheuttamia äänitasoja Liikenteen aiheuttamia äänitasoja Huoneakustiikkaa (jälkikaiunta-aika)
KOSTEUS Rakenteiden ja rakennusten kosteustekniset vaatimukset on määritelty Suomen rakentamismääräyskokoelman osassa C2 Kosteus. Olennainen vaatimus on että rakennus on suunniteltava ja rakennettava siten, ettei siitä aiheudu hygienia- tai terveysriskiä kosteuden kertymisestä rakennuksen osiin tai sisäpinnoille. Järjestettävä riittävä rakennuspohjan kuivatus. Ympäröivän maan kosteuden ja pinta- ja sulamisveden haitallinen tunkeutuminen rakenteeseen estettävä. Ulkoilman vastaisen seinän ja sen eri kerrosten sekä ulkoseinään liittyvien rakenteiden ja ulkoseinän liitosten vesihöyrynvastuksen ja ilmatiiviyden on oltava sellainen, ettei seinän kosteuspitoisuus sisäilman vesihöyryn diffuusion tai konvektion vuoksi muodostu haitalliseksi. Katon tuuletus on suunniteltava ja rakennettava siten, ettei kattoon kerry vesihöyryn diffuusion tai ilmavirtausten vuoksi haitallisessa määrin kosteutta ja että rakenteisiin mahdollisesti pääsevä kosteus voi kuivua. Suunnittelijan on osattava määrittää kosteuden siirtyminen rakenteessa sekä tarkastaa ettei kosteuden tiivistymisestä aiheudu haittaa.
EU-ENERGIADIREKTIIVI EU:n ministerineuvosto on hyväksynyt vuonna 2002 rakennusten energiatehokkuutta parantavan direktiivin. Rakennusten energiatehokkuusdirektiivi EPBD (2002/91/EY) Rakennusten energiatehokkuusdirektiivin tavoitteena on vähentää hiilidioksidipäästöjä rakennusten energiatehokkuutta parantamalla. Direktiivi sisältää kolme eri pääaluetta: Energiatodistuksen käyttöönotto, Energiatehokkuuden vähimmäisvaatimukset, Lämmityskattiloiden ja ilmastointilaitteiden määräaikaistarkastukset. Direktiivi koskee myös korjaamista. Direktiivi edellyttää energiatodistusta, kun uusi rakennus otetaan käyttöön tai käytetty asunto vuokrataan tai myydään. Todistuksen avulla pystytään arvioimaan rakennuksen energiatehokkuutta ja siihen on liitettävä suosituksia energiatehokkuuden kustannustehokkaista parannuskeinoista.
ENERGIATEHOKKUUDEN VÄHIMMÄISVAATIMUKSET (Määräykset ja ohjeet 2010) Energiatehokkuuden vähimmäisvaatimukset sekä niihin liittyvät määrittelyt ja laskentamenetelmät on määritelty Suomen rakentamismääräyskokoelman osissa: C3 Rakennuksen lämmöneristys. Määräykset 2010 Rakennuksen vaipparakenteita koskevat lämmöneristysvaatimukset (U-arvot) Vaatimuset vaipan ilmanvuotoluvulle n 50 C4 Lämmöneristys. Ohjeet 2003 D2 Rakennuksen sisäilmasto ja ilmanvaihto. Määräykset ja ohjeet 2010 Vaatimukset ilmanvaihdon poistoilmasta talteenotettavalle lämpömäärälle. D3 Rakennusten energiatehokkuus. Määräykset ja ohjeet 2010 Uudisrakentamisen energiatehokkuuden vaatimustaso D5 Rakennuksen energiankulutuksen ja lämmitystehontarpeen laskenta. Ohjeet 2007
RAKENNUSTEN UUDET ENERGIAMÄÄRÄYKSET 1.7.2012 (Koskee vain uudisrakentamista) Uusilla määräyksillä siirrytään kokonaisenergiankulutukseen perustuvaan sääntelyyn. Määräyksissä annetaan ohjeet rakennuksen vuotuisen energiankulutuksen laskentaan. Rakennuksen eri energiamuodot lasketaan yhteen painottamalla ne energiamuotojen kertoimilla. Määräykset ottavat huomioon uusiutuvien energialähteiden käytön. Sähkö 2,0 Kaukolämpö 0,7 Kaukojäähdytys 0,4 Fossiiliset polttoaineet 1,0 Uusiutuvat polttoaineet 0,5 Kertoimilla yhteismitallistetaan lämpö- ja sähköenergiat yhdeksi kokonaisenergiavaatimuksen luvuksi. E-luku: Rakennuksen kokonaisenergiankulutus. Määräyksissä annetaan erityyppisille rakennuksille E-luvun yläraja, joita ei saa ylittää.
MUUTOKSEN ALLA OLEVAT MÄÄRÄYSOSAT Uudet energiamääräykset 2012 muuttavat Suomen rakentamismääräyskokoelmaa seuraavasti: C3 Rakennuksen lämmöneristys Kumotaan ja sisältö siirretään osaan D3 C4 Lämmöneristys EN-standardin mukaiset lämmönläpäisykertoimen laskenta ja lämmönjohtavuuden suunnitteluarvon valinta. D2 Rakennuksen sisäilmasto ja ilmanvaihto Energiatehokkuusvaatimukset siirtyvät osaan D3.? D3 Rakennusten energiatehokkuus Kokoaa kaikki energiatehokkuusvaatimukset yhteen määräysosaan. D5 Rakennuksen energiankulutuksen ja lämmitystehontarpeen laskenta Laskentaohje uudistetaan
MUITA OHJEITA Suomen rakentamismääräyskokoelmaan liittyviä muita ohjeita ja standardeja: Energiatodistusopas 2007. Rakennuksen energiatodistus ja energiatehokkuusluvun määrittäminen. Ympäristöministeriö 2009. (http://www.ymparisto.fi/download.asp?contentid=82328&lan=fi EI TOIMI) http://www.ymparisto.fi/fi- FI/Rakentaminen/Rakennuksen_energia_ja_ekotehokkuus/Rakennuksen_energia todistus EN ISO 6946 Rakennusosat. Lämmönvastus ja lämmönläpäisykerroin. Laskentamenetelmä. EN ISO 10456 Rakennusaineet ja tuotteet. Lämpö- ja kosteustekniset ominaisuudet. Taulukoidut suunnitteluarvot ja menetelmät ilmoitetun lämpöteknisen suunnitteluarvon määrittämiseksi. RIL 225-2004 Rakennusosien lämmöläpäisykertoimen laskenta soveltuvin osin.
RAKENNUSFYSIIKAN SUUNNITTELIJA Suomen rakentamismääräyskokoelma edellytetään, että rakennushankkeessa on kohteen vaativuusasteen edellyttämä rakennusfysikan suunnittelija. Normaaleissa asuinrakennuskohteissa ja muissa yksinkertaisissa rakennuksissa ei yleensä tarvita erillistä rakennusfysikaalista suunnittelua, vaan se tehdään osana perinteistä kantavien rakenteiden rakennesuunnittelua. Erityistä rakennusfysikaalista suunnittelua edellytetään mm.: Kohteissa, joissa on ankara säärasitus Rakennuksissa, joissa on kostutettuja, jäähdytettyjä tai ylipaineisia tiloja tai vedenpaineelle alttiita rakenteita. Rakennuksissa, joiden sisäilmastolle asetetaan tavanomaista korkeampia laatuvaatimuksia.
RAKENNUSFYSIIKAN SUUNNITTELIJA Käytännössä rakennusfysikaalinen suunnittelu toteutetaan siten, että kohteen rakennesuunnittelijalla on riittävä rakennusfysikan suunnittelijan pätevyys tai kohteesta erotetaan yksittäisiä rakennusfysikaalisesti vaativia rakenteita tai rakennusosia, jotka suunnittelee riittävän pätevä suunnittelija erillisinä kokonaisuuksina.
MÄÄRÄYKSISSÄ ANNETUT VAATIMUKSET SUUNNITTELIJOIDEN KELPOISUUDELLE Eri suunnittelutehtävien vaativuus ja suunnittelijoilta edellytetyt pätevyydet on määritelty Suomen rakentamismääräyskokoelman osassa A2: Rakennuksen suunnittelijat ja suunnitelmat. Lakiin ja täydentäviin rakentamismääräyksiin perustuvista suunnittelijoiden ja työnjohdon kelpoisuuden arvioinnista ja pätevyyden myöntämisestä vastaa FISE Oy (www.fise.fi). Rakennusvalvontaviranomainen toteaa rakennuslupakohtaisesti suunnittelutehtävän vaativuuden suhteessa rakennushankkeen ominaisuuksiin ja ympäristön asettamiin vaatimuksiin rakentamiselle.
AA-VAATIVUUSLUOKAN RAKENNUSFYSIIKAN SUUNNITTELIJAN PÄTEVYYSVAATIMUKSET (RakMK osa A2) Suunnittelutehtävän vaativuus
AA-VAATIVUUSLUOKAN RAKENNUSFYSIIKAN SUUNNITTELIJAN PÄTEVYYSVAATIMUKSET (RakMK osa A2) Suunnittelijan kelpoisuusvaatimukset:
RAKENNUSFYSIIKAN SUUNNITTELIJAN TEHTÄVÄT Hanke ja luonnossuunnittelu Rakennuksen sisäilmastolle asetettavien tavoitteiden määrittely yhdessä rakennuttajan kanssa Rakennetyyppien suunnittelu yhteistyössä päärakennesuunnittelijan kanssa Ilmanvaihtosuunnitelmien luonnosvaiheen kommentointi sekä arkkitehdin ohjeistus terveellisten ja turvallisten pintamateriaali- ja rakennevalintojen tekemiseksi. Korjaushankkeissa rakennusfysikaalisen suunnittelijan tehtävänä on tarvittavien lämpö- ja kosteusteknisten kuntotutkimusten, jäämäselvitysten, radonmittausten ja muiden hankesuunnitteluvaiheessa tarvittavien tutkimusten suunnittelu ja osittain myös käytännön toteutus.
RAKENNUSFYSIIKAN SUUNNITTELIJAN TEHTÄVÄT Toteutussuunnittelu Päärakennesuunnittelijan laatimien suunnitelmien tarkastus ja täydentäminen rakenteiden lämmön- ja kosteudeneristysten sekä ilmatiiviyden osalta. Erityissuunnitelmia mm. rakennuspohjan kuivatuksesta, pintavesijärjestelmistä, maanvastaisten rakenteiden veden- ja kosteudeneristyksestä, märkätilojen vedeneristysrakenteista ja radonsuojauksesta. Vesikattosuunnittelu ja pihakansirakenteiden suunnittelu ovat vaativissa kohteissa tyypillisesti rakennusfysikaalisen suunnittelijan vastuualuetta.
RAKENNUSFYSIIKAN SUUNNITTELIJAN TEHTÄVÄT Rakentamisvaihe Työmaakokouksiin ja mallikatselmuksiin osallistumisen ohella ohjeistaa mm. kosteus- ja sisäilmateknisesti merkittävien rakenneyksityiskohtien toteutuksen. Kommentoi ja täydentää työmaan kosteudenhallintasuunnitelmaa. Laadunvarmistuskokeet. Kuivumista edellyttävien rakenteiden päällystettävyysarviot Sääsuojausten ja työmaalla tehtyjen kosteusmittausten kontrollointi.
RAKENNUSFYSIIKAN SUUNNITTELIJAN TEHTÄVÄT Käyttöönottovaihe Laatii osaltaan huoltokirjaan sisällytettävät kosteus- ja sisäilmatekniset järjestelmäkuvaukset. Ohjeistaa määräaikaistarkastukset Varmistaa järjestelmien toiminnan ennen rakennuksen käyttöönottoa. Kosteus- ja sisäilmaongelmaisissa korjauskohteissa rakennusfysikaalisen suunnittelijan on lisäksi syytä osallistua tuleville käyttäjille suunnattuihin tiedotustilaisuuksiin sekä tarvittavan esitysmateriaalin laatimiseen.
YHTEISTOIMINTA MUIDEN SUUNNITTELIJOIDEN KANSSA Rakennusfysikan suunnittelijan ja arkkitehdin välinen yhteistyö on välttämätöntä kosteus- ja sisäilmateknisesti kriittisten tilojen ja rakenteiden pintamateriaalien valinnassa sekä ikkunoiden lasituksen ja auringonsuojauksen suunnittelussa. LVI-suunnittelijan ja rakennusfysikan suunnittelijan välistä yhteistyötä tarvitaan mm. ryömintätilojen tuuletuksen, rakenteiden alipaineistusjärjestelmien ja pintavesijärjestelmien suunnittelussa. Korjaushankkeissa rakennusfysikan suunnittelijan erityisaluetta on kohteessa todettujen vanhojen kosteusvaurioiden korjaussuunnittelu.
RAKENNUSFYSIIKKA: KURSSIN TAVOITE Osaamistavoitteet Opiskelija osaa selittää rakennusfysiikan perusilmiöt ja keskeiset käsitteet siten, että hän osaa laskennallisesti analysoida ja esittää lämmön, ilman ja kosteuden siirtymisen rakenteissa ja selittää tyypillisten kosteusvaurioiden syyt. Hän osaa selittää rakennuksen energiatehokkuuteen vaikuttavat tekijät. Hän osaa esittää akustisen suunnittelun perusteet, laskea huoneakustisen suunnittelun ja rakennusakustiikan tunnuslukuja sekä arvostella näiden lukujen avulla rakenteiden kelpoisuutta.
RAKENNUSFYSIIKKA: KURSSIN TOTEUTUS Aika ja paikka: 3-6. periodi 01.09.-08.12.2015 Luennot ja harjoitukset: Keskiviikkoisin klo 10.15-12.00 TF 331 Luennoitsijat: Raimo Hannila (Prof. Mikko Malaska, mikko.malaska@oulu.fi) Opintojakson arviointikriteerit: Kotitehtävät ja kirjallinen tentti. Tentin painoarvo on ¾ kurssin arvosanasta. Kurssiin kuuluu 4 kotitehtävää, joiden yhteinen painoarvo on ¼ kurssin arvosanasta.