RT 14-11197 LVI 014-10565 KH 90-00577 RAKENTEIDEN ILMATIIVEYDEN TARKASTELU MERKKIAINEKOKEIN OHJEET marraskuu 2015 1 (16) Tässä ohjeessa esitetään ohjeita rakennusten rakenteiden ilmatiiveyden tarkastamisesta merkkiainekokeilla. Ohjeiden mukaisia merkkiainekokeita tehdään laadunvarmistuksessa uudis- ja korjausrakentamisessa sekä rakennusten sisäilma- ja kuntotutkimuksissa. SISÄLLYSLUETTELO 1 JOHDANTO 2 KÄSITTEITÄ 3 MERKKIAINEKOKEIDEN SUORITTAJAN PÄTEVYYS 4 LAITTEISTOT 4.1 Oheislaitteet 4.2 Merkkiainekaasut 5 MERKKIAINEKOKEEN SUORITTAMINEN 5.1 Yleistä 5.1.1 Merkkiainekokeen suunnittelu 5.1.2 Paine-ero 5.1.3 Merkkiaineen syöttäminen tarkasteltavaan rakenteeseen 5.1.4 Merkkiainekaasun leviäminen tarkasteltavassa rakenteessa 5.1.5 Merkkiaineen havainnoiminen 5.2 Laadunvarmistuskokeet 5.4 Merkkiainekokeet kuntotutkimuksissa 5.3 Merkkiainekokeen suorittaminen pääpiirteittäin 5.4 Mittaukset kuntotutkimuksissa 6 MATERIAALIEN JA RAKENNETYYPPIEN VAIKUTUS KOEJÄRJESTELYIHIN 6.1 Alapohjarakenteet 6.2 Välipohjat 6.3 Ulkoseinät 6.4 Yläpohjat 6.5 Mineraalivilla 6.6 Massiivitiili 6.7 Sementtilastuvilla (Toja-levy) 6.8 Korkkilevy 6.9 Kevytbetoni 6.10 Kevytsora 7 MERKKIAINEKOKEEN LUOTETTAVUUDEN ARVIOINTI 8 RAPORTOINTI 9 TILAAJAN OHJE 9.1 Toimeksiannon laajuuden ja tavoitteen määritys ja sopimus 9.2 Lähtötiedot 9.3 Merkkiainekokeen suorittajan pätevyyden tarkastaminen 9.4 Aikataulu 9.5 Tiedottaminen 9.6 Tutkimussuunnitelman ja raportin tarkastaminen 10 SOVELLUKSET 11 TYÖSUOJELU KIRJALLISUUTTA 1 JOHDANTO Merkkiainekokeella tarkoitetaan tutkimusmenetelmää, jossa erityistä kaasua ja sitä havaitsevaa mittalaitetta apuna käyttäen selvitetään rakenteen sisällä ja rakenteen läpi tapahtuvia ilmavirtauksia. Ilmavuotoluvun määrittämiseksi käytettävää tiiveysmittausta ei tule sekoittaa merkkiaineella tehtäviin tiiveysmittauksiin, joiden tarkkuus on huomattavasti parempi. Tässä ohjeessa käsitellään merkkiainekaasun käyttöä rakennusten ja erilaisten rakenteiden ilmavuotojen tarkastelussa. Rakennuksen ilmavuotojen tarkastelu erityisesti hyvän sisäilman laadun varmistamiseksi edellyttää tietoa rakennuksen vuotoilmavirtojen reiteistä ja suuruudesta. Näiden määrittämisessä saadaan merkkiainekokeilla tietoa, jota ei muilla menetelmillä pystytä saamaan. Rakenteista sisäilmaan tapahtuvilla ilmavuodoilla on merkittävä vaikutus rakennuksen sisäilman laadulle. Erityisesti tämä korostuu silloin, jos rakennuksessa tai rakenteissa on ongelmia mikrobiperäisten epäpuhtauksien, VOC-yhdisteiden, PAH-yhdisteiden, kuitujen, kuitumaisten haitta-aineiden tai hajujen kanssa. Hallitsemattomat ilmavirtaukset rakenteissa tai niiden kautta voivat kuljettaa näitä epäpuhtauksia sisäilmaan, jossa ne voivat aiheuttaa haittaa rakennuksen käyttäjille. Rakenteiden sisällä olevia epäpuhtauksia ei ole aina mahdollista poistaa, jolloin niiden haittoja voidaan vähentää estämällä kulkeutuminen sisäilmaan ilmavuotojen mukana. Korjausratkaisut epäpuhtauksien kulkeutumisen estämiseksi tulee aina suunnitella kohdekohtaisesti. Merkkiainekokeilla voidaan havaita hyvinkin pieniä yksittäisiä ilmavuotoja, mutta havaintojen absoluuttisen vaikutuksen arvioiminen edellyttää yksittäisen havainnon arviointia suhteessa muihin kohteessa tehtyihin havaintoihin. Menetelmässä on suositeltavaa jakaa havainnot karkeasti pistemäisiin, vähäisiin ja merkittäviin vuotoihin. Havaintojen muodostamasta kokonaiskuvasta arvioidaan korjauksessa tarvittavia menetelmiä ja niiden laajuutta. Tässä ohjeessa esitellään perusteet mittausolosuhteiden hallintaan, mittauksen suoritukseen ja havaintojen tulkintaan. Ohjeessa määritellään periaatteet, joilla mittausten luotettavuus, toistettavuus ja vertailtavuus voidaan varmistaa. Lisäksi esitetään mittaustapojen eroavuudet kuntotutkimusten ja laadunvarmistuksen välillä, sekä esitellään sovelluksia erikoistapauksiin. Merkkiainekokeilla saatua tietoa voidaan käyttää mm. sisäilmaongelmien selvittämisessä, korjaussuunnittelun lähtötietona ja laadunvarmistuksessa sekä korjaus-, että uudisrakentamisessa. Merkkiainekokeilla saatua tietoa voidaan myös hyödyntää suunnittelun lähtötietona rakennuksen energiatalouden parantamiseksi suoritettavien korjausten yhteydessä.
ohjeet 2 Tavoitetasomääritelmät Korjausten tiiveydelle tulee asettaa tapauskohtaisesti tavoitetaso. Tavoitetasoina voidaan käyttää seuraavia tasomääritelmiä: 1. Täysin tiivis, vuotoja ei sallita 2. Merkittävä tiiveyden parantaminen: Sallitaan vähäisiä vuotoja alipaineistettuna, -10 Pa. 3. Tiiveyden parantaminen: ei saa olla merkittäviä vuotoja alipaineistettuna, -10 Pa ja enintään vähäisiä vuotoja käyttötilanteessa, ilmanvaihto tasapainotettuna alle -5 Pa. Tavoitetason määrittelee erikseen jokaiseen kohteeseen päärakennesuunnittelija, tai tiiveyden suunnittelusta vastaava suunnittelija. Tavoitetasoon vaikuttaa merkittävästi se, mitä tiiveyden parantamisella tavoitellaan. Jos korjauksella halutaan estää esimerkiksi rakenteessa todennettujen mikrobien tai haitta-aineiden pääsyä sisäilmaan, tavoitetaso on merkittävästi tiukempi. Jos kyseessä on esimerkiksi pelkkä energiatalouden parantaminen tiivistämällä, tavoitetaso voi olla merkittävästi väljempi. Tiiveyden tavoitetason määrittelyssä myös sovitaan, toistetaanko mittauksia aina tehtyjen korjausten jälkeen, kunnes tavoitetaso on saavutettu. Tavoitetason ollessa täysin tiivis korjauksia ja mittauksia tulee suorittaa, kunnes tavoitetaso on saavutettu. Jos kohteessa keskimääräiset pitkäkestoisen paine-eromittauksen arvot ovat suurempia kuin +/-10 Pa, tiivistystöiden yhteydessä suoritetaan myös ilmanvaihdon tasapainotus mieluiten alle 5 Pa tasolle. Esimerkit Korjauskohde 1950-luvulta Ulkoseinä: Tuuletusraoton kuiva kevytbetoniseinä, julkisivu poltettu tiili Taso 3. Tiiveyden parantaminen, ikkunaliitokset ja nurkat tiivistetään. Yläpohja: Alalaattapalkisto, mineraalivilla Taso 2. Merkittävä tiiveyden parantaminen, ilmavuodot yläpohjan ja seinän liitoksesta estettävä, laadunvarmistus merkkiainekokeella. Vain pistemäiset vähäiset vuodot sallitaan. Alapohja: Maanvarainen laatta, jonka täytöissä muottipuutavaraa. Todettu mikrobeja. Ei voida purkaa Ilmavuodot alapohjan ja seinän liitoksesta, sekä läpivienneistä estettävä Taso 1. Täysin tiivis. Laadunvarmistus merkkiainekokein. Vuotoja ei sallita. 2 KÄSITTEITÄ Ilmatiiveys Rakennuksen eri rakennusosien ja rakenteiden kyky vastustaa luonnollisten tai pakotettujen ilmavirtojen liikettä rakenteiden läpi. Ilmavuoto Rakennusosassa, rakenteessa tai rakenneliitoksessa oleva epäjatkuvuuskohta, jonka kautta luonnollinen tai pakotettu ilmavirtaus aiheuttaa rakenteen läpi kulkevan ilmavirran. Paine-ero Rakennuksen sisätilan ja ulkoilman, eri tilojen tai rakennusosien välillä vallitseva ilmanpaineen ero, joka synnyttää ilmavirtauksia näiden välille. Savupiippuvaikutus Ilman lämpötilaeron aikaansaama paine-ero korkeudeltaan eri tasoilla olevien pisteiden välillä. Rakennuksissa muodostuu yleensä alipainetta rakennuksen alaosissa ja ylipainetta yläosissa. Paine-ero kasvaa rakennuksen korkeuden kasvaessa. Sen voimakkuuteen vaikuttaa lämpötilaero, korkeusero ja rakennuksen sisäinen ilmanvastus sekä rakennuksen ilmanvaihtojärjestelmä. Merkkiainekaasu Merkkiainekokeissa käytettävä ja havainnoitava aine. Kaasuna käytetään luonnossa normaalisti harvinaisena esiintyviä kaasuja, jolloin havaintokynnys ja virhehavaintojen määrä saadaan pienemmäksi. Nykyisin yleisimmät käytössä olevat kaasut ovat typen ja vedyn seos (N 2 95%, H 2 <5%) ja yhdiste rikkiheksafluoridi (SF 6 ). Myös ilokaasua (N 2 O) voidaan käyttää merkkiaineena. Diffuusio Diffuusiolla tarkoitetaan vesihöyryn tai kaasun siirtymistä suuremmasta pitoisuudesta kohti pienempää pitoisuutta. Sen voimakkuus riippuu pitoisuuserosta. Materiaalien diffuusiovastus vaikuttaa myös virtauksen voimakkuuteen. Konvektio Konvektio on huokoisten ja hyvin ilmaa läpäisevien aineiden ja rakennusosien sisällä tapahtuvaa lämmön ja kosteuden siirtymistä ilmavirtojen mukana. Pistemäinen ilmavuoto Selvästi pienelle alueelle rajautuva reikämäinen epätiiveyskohta, jonka koko on 1...2 mm. Suurempi reikä luokitellaan merkittäväksi ilmavuodoksi suuremman virtausvolyymin vuoksi. Esimerkkejä: Patterin kiinnike, karmiliitokset. Vähäinen ilmavuoto Pistemäistä laaja-alaisempi rakomainen (2 mm...1000 mm), mutta volyymiltaan heikko ilmavuoto (ei näkyvää rakoa). Jos vuodon volyymi suuri tai rako on näkyvä, se luokitellaan merkittäväksi ilmavuodoksi. Esimerkkejä: karmin ja seinän liitoksien ei näkyvät raot, betonielementtien saumojen kutistumaraot, lattian ja seinän liitosten ei näkyvät raot. Merkittävä ilmavuoto Vuoto on heikkona laaja-alainen (>1000 mm) ja systemaattisesti rakenneliitokseen liittyvä tai paikallisena erityisen suuren volyymin omaava reikä tai rakomainen ilmavuoto. Jos ilmavuoto on havaittavissa aistinvaraisesti, lämpökameralla tai merkkisavulla, se on silloin merkittävä. Esimerkkejä: Lattia ja seinäliitosten sekä ikkunakarmien ja seinän liitosten näkyvät raot. Vastaava merkkiainetutkija Kohdassa 3 määritellyt ehdot täyttävä merkkiainetutkija, jonka ohjauksessa ja valvonnassa voi vähemmän kokemusta omaava merkkiainetutkija suorittaa mittauksia. Vastaava merkkiainetutkija tarkastaa mittaussuunnitelman ja raportin.
ohjeet 3 3 MERKKIAINEKOKEIDEN SUORITTAJAN PÄTEVYYS Merkkiainekokeen suorittajalla tulee olla vähintään rakennusalan teknikkotason koulutus tai vastaava määrä opintoja suoritettuna. Lisäksi suorittajalla tulee olla käytynä opintoja rakennusfysiikasta vähintään 4,5 opintopistettä tai lisäopintoja suoritettuna esimerkiksi kosteusmittaajan, lämpökuvaajan tai tiiveysmittaajan pätevyyskoulutus hyväksytysti suoritettuna. Vastaavalla merkkiainetutkijalla tulee lisäksi olla vähintään kolmen vuoden työkokemus koulutusta vastaavista rakennusalan tehtävistä. Rakenteiden laaja tuntemus eri aikakausilta on välttämätön ja talotekniikan sekä erityisesti ilmanvaihdon toiminnasta täytyy vähintään hallita perusteet. Rakennusfysiikan perusteet tulee hallita hyvin. Merkkiainekokeen suorittajan tulee kyetä tulkitsemaan havaintoja oikein ja asettaa tehdyt havainnot oikeaan suhteeseen tutkimuksessa asetettuihin tavoitteisiin nähden. Kaikessa mittaamisessa on ensiarvoisen tärkeää, että mittauksessa käytetään vakioitua tapaa, jossa on otettu huomioon keskeiset mittaukseen vaikuttavat tekijät ja luotu rutiinit toteutukseen. Tässä ohjeessa esitetään perusteita näiden rutiinien luomiseen. Kuva 1. Merkkiainekaasun syöttölaitteisto (kaasupullo kuljetustelineineen, virtaussäädin ja syöttöletku). 4 LAITTEISTOT Merkkiainekokeissa käytetään yleisimmin vetyyn (H 2 ) ja rikkiheksafluoridiin (SF 6 ) reagoivia mittauslaitteita. Osa laitteista on suunniteltu pääasiassa vuotojen havainnointiin teollisessa ympäristössä, osan soveltuessa paremmin kenttäolosuhteissa suoritettaviin merkkiainekokeisiin. Kuten kaikissa mittalaitteissa, myös merkkiainelaitteissa on laadullisia eroja, jotka vaikuttavat mittausten tarkkuuteen, luotettavuuteen ja toistettavuuteen. Käytettävän laitteiston tulee soveltua käytetylle merkkiaineelle mahdollisimman tarkasti. Laitteessa tulee olla riittävä herkkyys, vähintään 1 ppm (parts per million). Mittausalueen tulee olla riittävän laaja, jotta tehtyjä havaintoja voidaan suuruuden mukaan luokitella. Laitteen tulee kyetä toistuviin mittauksiin ilman että havaintoherkkyys muuttuu mittausten välillä. Laitteen tulisi myös reagoida nopeasti pitoisuuden muutoksiin. Tavanomaisesti merkkiaineanalysaattori ilmaisee vuotokohdan nousevalla äänisignaalilla tai lukuarvona näyttölaitteessa. Akkukäyttöiset kannettavat laitteistot soveltuvat erityisen hyvin kenttäolosuhteissa tapahtuvaan merkkiainekokeeseen. Jotkin laitteet osoittavat numeroarvona vuotokohdasta virtaavan vuotoilman kaasupitoisuuden. Jos tutkittavan rakenteen kaasupitoisuus ja sen tasainen jakautuminen voidaan mittauksin varmuudella todentaa, mittaustulosten perusteella voidaan arvioida vuotoilmavirtausten mukana kulkeutuvia epäpuhtausmääriä. 4.1 Oheislaitteet Paine-eron mittaamista varten tulee mukana olla luotettava ja tarkka, kenttämittauksiin sopiva paine-eromittari. Paineeromittarin tulee kyetä näyttämään sekä ali- että ylipainetta vähintään alueella 0...100 Pa. Mittausta helpottaa, jos mittari reagoi nopeasti paine-eron muutoksiin. Merkkiainekaasupulloja on saatavissa erilaisissa kokoluokissa, mutta kentällä tehtävissä mittauksissa useimmiten käytetään 5 kg:n kaasupulloa, jota voidaan kuljettaa sille tarkoitetussa pyörällisessä telineessä, kuva 1. Merkkiainekaasun syöttämistä varten pullossa tulee olla virtaussäädin, kuva 2, josta nähdään pullon paine ja voidaan säätää kaasun virtausnopeutta litroina minuutissa (l/min). Kaasun syöttöä varten tulee varata reilusti halkaisijaltaan noin 8 mm:n joustavaa kaasutiivistä letkua. Letkun ja syöttöreiän liitoksen tiivistykseen tulee varata elastista tahraamatonta kittiä. Merkkiaineen syöttöreikien väliaikaiseen paikkaamiseen varataan esimerkiksi ilmatiivistä teippiä ja muovailtavaa tiivistyskittiä. Kuva 2.Virtaussäädin, jonka mittareissa näkyvät kaasupullon paine 60 bar ja kaasun syöttönopeus 7 l/min. 4.2 Merkkiainekaasut Typpi-vety-seos (N 2 95%, H 2 5%) Kaasuseoksessa havainnoitava aine on vety. Typpi laimentaa vetypitoisuuden syttymisrajan alapuolelle ja tekee seoksesta käyttöturvallisen. Merkkiainekokeissa käytettävän kaasuseoksen vetypitoisuus on niin pieni, että kaasuseosta on turvallista käsitellä suljetuissa tiloissa, eikä huonelämpötilassa ole räjähdys- tai syttymisvaaraa. Vety on normaaleissa käyttöolosuhteissa väritön, myrkytön ja hajuton kaasu. Vety on ilmakehän kaasuista kevein. Vedyn leviäminen diffuusiolla on voimakasta pienen molekyylikoon vuoksi. Vedyn moolimassa on pieni, 2 g/mol, joten kevyet vetymolekyylit liikkuvat nopeasti ja siksi ne myös kulkeutuvat vuotokohdista suurella nopeudella. Vetykaasu laimenee ilmaan nopeasti, mikä tulee ottaa huomioon merkkiainetarkasteluja tehtäessä. Vetykaasun keveys otetaan huomioon mittausjärjestelyissä, sillä voimakkaat yksittäiset vuodot voivat vaikuttaa kaasun leviämiseen huonetilaan häiriten mittausta. Myös syöttöreikien sijoittelussa otetaan huomioon kaasun keveyden vaikutus kaasun leviämiseen.
ohjeet 4 Rikkiheksafluoridi (SF 6 ) Rikkiheksafluoridi on normaaleissa käyttöolosuhteissa palamaton, väritön, myrkytön ja hajuton kaasu. Rikkiheksafluoridia ei esiinny luonnossa ja se on erittäin voimakas kasvihuonekaasu. Merkkiainekokeissa sen käyttö on kuitenkin sallittua, koska tarvittavat pitoisuudet ovat erittäin pieniä. Korkeina pitoisuuksina se on tukahduttava, hapen syrjäyttävä kaasu ja sen hengittämistä on vältettävä. Rikkiheksafluoridi on ilmaa raskaampi kaasu. Sen moolimassa on 146 g/mol. Tämän vuoksi kaasu voi joissain tilanteissa valua rakenteissa alaspäin, jos konvektiovirtaukset rakenteiden sisällä tai paine-ero rakenteen yli on heikko. Tämä tulee ottaa huomioon mittausjärjestelyissä, kaasun syöttämisessä ja erityisesti tasaantumisajassa. Kokemusperäisesti rikkiheksafluoridin leviäminen ja myös laimeneminen on hitaampaa kuin esimerkiksi typpi-vety-seoksella. Rikkiheksafluoridi soveltuu avoimien ilmatilojen, kuten yläpohjat, ryömintätilat ja kuilut, mittauksiin paremmin kuin typpi-vety-seos. Muut merkkiainekaasut Merkkiainekokeita voidaan suorittaa myös mm. ilokaasulla. Merkkiainekokeissa voidaan käyttää myös muita kaasuja. Käytettävien kaasujen tulee olla kemiallisesti heikosti reagoivia, eivätkä ne saa aiheuttaa terveydellistä haittaa tai syttymisvaaraa. Lisäksi kaasun tulee olla luotettavasti havaittava ja helposti erotettavissa ilman luonnollisista kaasupitoisuuksista. Kunkin merkkiaineen soveltuvuus mittaukseen tulee aina selvittää tapauskohtaisesti erikseen. 5 MERKKIAINEKOKEEN SUORITTAMINEN 5.1 Yleistä 5.1.1 Merkkiainekokeen suunnittelu Ennen tutkimuksia tulee kohteen perustietoihin (lähtötiedot, rakennekuvat, tutkimus- ja korjaushistoria) tutustua huolellisesti ja laatia esimerkiksi pohjapiirustukseen suunnitelma mittauksen toteuttamisesta. Suunnitelmassa otetaan huomioon mm. seuraavat seikat: kohteessa tarvittavat välineet kohteen mahdolliset erityispiirteet tutkittava alue alueen alipaineistuksen toteuttaminen kohteen ilmanvaihto ja sen vaikutus mittausjärjestelyihin tutkittavat rakenteet kaasun syöttötapa tarvittava kaasun määrä. Suunnittelemalla merkkiainekoe etukäteen suurin osa muuttuvista tekijöistä saadaan hallintaan kokeen sujuvan toteutuksen varmistamiseksi. Kohteessa suunnitelmaa tarkennetaan tarpeen mukaan, jos uusia lähtötiedoista poikkeavia ja merkkiainekokeen suoritukseen vaikuttavia tekijöitä ilmenee. 5.1.2 Paine-ero Merkkiainekokeen perusedellytys on riittävä paine-ero rakenteen tiiviin kerroksen yli koko merkkiainekokeen ajan. Ilman paine-eroa ei muodostu ilmavirtauksia, jotka levittäisivät merkkiainekaasua ja siten havaintoja ilmavuotokohdista ei voida tehdä. Paine-ero luodaan tarkasteltavan rakenteen yli yleensä alipaineistamalla tila, jossa mittaus suoritetaan. Tällöin rakenteeseen tai tilaan ylipaineen puolelle laskettava merkkiaine pyrkii hakeutumaan alipaineen suuntaan eli mitattavaan tilaan päin. Havainnot tehdään alipaineen puolelta, koska ilmavuotojen ja myös merkkiainekaasun virtaussuunta on aina alipainetta kohti. Joissain tapauksissa, kuten erilaiset tekniikkakanaalit, putkitunnelit ja kuilut, voidaan hyödyntää myös näiden tilojen ylipaineistamista. Myös ylipainemittauksissa havainnointi tehdään alipaineen puolelta. Koska tuulella on merkittävä vaikutus rakennuksen painesuhteisiin, mittaamista ei suositella, kun rakennukseen osuvan tuulen nopeus on yli 6 m/s ja/tai tuuli on voimakkaan puuskainen. Jos rakenteen kyky tasata tuulen aiheuttamaa paineheilahtelua on hyvä, voidaan tuulen nopeuden ylärajassa joustaa. Paine-eron mittaaminen Paine-eron mittaaminen on suositeltavinta tehdä aina yli mitattavan rakenteen tiiviin kerroksen, kuvat 3 ja 4, eikä esimerkiksi ikkunasta tai ovesta, jossa tuuli ja muut tekijät voivat vääristää tulosta. Mittauksen tekeminen tiiviin kerroksen takaa rakenteesta vakioi painesuhteen eri mittauksissa ja rakenteissa mahdollisimman vertailukelpoiseksi. Jos mittaus joudutaan tekemään esimerkiksi ikkunasta, tulee muuttujien, kuten tuulen ja rakennuksen muodon vaikutus, ottaa huomioon. Paine-ero mitataan jokaisesta tutkittavasta tilasta tai tilojen muodostamasta kokonaisuudesta. Jos mitattava alue on laaja, on suositeltavaa mitata paine-ero eri puolilta aluetta. Paineeroa tulee seurata ja tarvittaessa säätää koko mittauksen ajan, jotta voidaan olla varmoja mittausolosuhteiden pysyvyydestä. Seurantamittauksissa voi olla perusteltua suorittaa paineeron mittaus koko ulkovaipan yli, esimerkiksi ikkunan kautta, jolloin voidaan välttää ylimääräisten reikien teko olemassa oleviin rakenteisiin. Tämä otetaan tulosten arvioinnissa huomioon.
ohjeet 5 eristeestä betonin takaa kevytsoraharkosta maalin ja tasoitteen takaa laatan läpi sepelikerroksesta ontelolaatan läpi ryömintätilasta Kuva 3. Esimerkkejä paine-eron mittaamisesta. 5.1.3 Merkkiaineen syöttäminen tarkasteltavaan rakenteeseen Oikealla merkkiainekaasun syöttämisellä on ratkaiseva vaikutus siihen, kuinka luotettavia ja toistettavia mittaukset ovat. Merkkiainekaasua tulee olla koko tutkittavalla alueella, jotta havaintoja ilmavuotoreiteistä pystytään tekemään. Tarvittaessa merkkiainekaasun leviäminen tulee varmistaa tekemällä tarkastusreikiä mittausalueen reunaosissa ja varmistamalla merkkiainelaitteella, että merkkiainekaasua on levinnyt koko tutkittavalle alueelle. Väärällä syötöllä voidaan saada virheellisiä havaintoja, jos merkkiainetta ei ole tutkittavassa rakenteessa riittävästi, tai jos sitä on syötetty suurina määrinä pieniin tilavuuksiin, jolloin pienetkin ilmavuodot korostuvat tarpeettomasti. Merkkiainekaasua ei tule koskaan syöttää rakenteeseen ilman virtaussäädintä, koska pullon suoraa painetta käytettäessä on suuri vaara rikkoa tehtyjä tiivistyksiä ja höyrynsulkujen liitoksia voimakkaalla ylipaineella (täyden kaasupullon paine n. 170 bar). Merkkiainekaasua voidaan tilanteesta riippuen syöttää tutkittavaan rakenteeseen joko tarkasteltavan rakenteen ulkopuolelta tai sisäpuolelta. Syöttösuunnan valinnassa tulee ottaa huomioon seuraavia asioita: Sisäpuolelta: merkkiaine tulee syöttää tiiviin pintamateriaali- tai rakennekerroksen läpi kaasua jakavaan materiaalikerrokseen merkkiainetta ei saa päästää leviämään tiiviin kerroksen päällä olevien pintamateriaalien ja rakenteiden taakse syöttöreiän tiiveys tulee varmistaa merkkiainelaitteella ennen mittaamisen aloittamista syöttöreikien sijainnissa tulee ottaa huomioon mahdolliset kaasun leviämistä estävät rakenteet ja toisaalta mahdolliset rakenneliitokset, joista kaasu voi levitä muualle kuin tutkittavaan rakenteeseen mittauksen jälkeen tulee syöttöreikä paikata luotettavalla ja materiaalille soveltuvalla menetelmällä. Ulkopuolelta: merkkiaine tulee syöttää kaasua jakavaan kerrokseen lähelle tiivistävää rakennekerrosta (esimerkiksi lämmöneristetilaan) merkkiaineen hallitsematon leviäminen ulkopuolisten materiaalikerrosten välissä tulee estää tiivistämällä syöttöreikä esimerkiksi tuulensuojakerrokseen luotettavasti rakenteeseen syntyvät mahdolliset reiät eristekerroksen läpi ulos tulee paikata soveltuvalla menetelmällä lämpövuotojen minimoimiseksi. Tarvittava merkkiainekaasun määrä voidaan laskea karkeasti etukäteen, jotta tutkittavalla alueella varmuudella saavutetaan riittävä merkkiainepitoisuus. Koska erityisesti vety leviää myös diffuusiolla tehokkaasti ja laimenee varsinkin hyvin tuulettuvissa rakenteissa jopa muutamissa minuuteissa, tulee pitoisuuksien olla riittävän suuria, jotta havainnoinnille jää aikaa. Pitkäaikaisten kokemusten perusteella voidaan karkeasti sanoa, että typpivety-seosta käytettäessä tulisi rakenteessa olevan vetykaasun pitoisuuden olla noin 200 400 ppm (parts per million, 0,2 0,4 ), jotta vuotoreittien havainnointi voidaan tehdä luotettavasti. Rikkiheksafluoridia tarvitaan huomattavasti pienempi määrä, koska sen havaintokynnys on myös merkittävästi pienempi.
ohjeet 6 Esimerkki Jos tutkittavalla alueella on ulkoseinää 2,5 m x 4 m, ja ulkoseinän eristetilan paksuus on 200 mm, on merkkiaineella (tässä esimerkissä typpi-vety-seos) täytettävän alueen tilavuus 2 m 3 = 2000 litraa. N 2 95%, H 2 5% -seoksen vetypitoisuus on 50 000 ppm. 2000 litran kokoisessa tilavuudessa 400 ppm:n pitoisuuteen/litra tarvitaan yhteensä 2000 x 400 = 800 000 ppm kaasua 1 l Tarvittava litramäärä merkkiainekaasua on 800 000 ppm x 1 l 50 000 ppm = 16 l Tämä saadaan laskemalla virtaussäätimen avulla pullosta esimerkiksi kahden minuutin ajan kaasua nopeudella 8 l/min. Työohjeita Merkkiainelaitteiston kaikkien liitosten tulee olla kaasutiiviit. Merkkiainekaasua ei saa päästää vuotamaan hallitsemattomasti mitattavassa tilassa, koska tästä aiheutuu ongelmia varsinaisten ilmavuotojen havainnoimiseen. Jos merkkiainekaasua on päässyt vuotamaan laitteiston tai syöttöletkun liitoksista huonetilaan, tulee vuotavat liitokset tiivistää ja tila tuulettaa ennen mittauksen jatkamista. Erityisesti ongelma korostuu rikkiheksafluoridia käytettäessä, koska sen havaintokynnys on erittäin pieni ja pysyvyys ilmassa hyvä. Kaikkien liitosten tiiveys tulee ennen kokeen aloittamista varmistaa merkkiainelaitteella. Merkkiainekaasun syöttöletkun tiivistys tulee tehdä tiiviiseen rakenneosaan, kuten höyrynsulkukalvoon, kuva 4, tai esimerkiksi ulkoseinän betoniseen sisäpintaan, kuva 5. Jos syöttöletku tiivistetään höyrynsulun päällä oleviin rakennekerroksiin, merkkiainekaasu voi levitä pintarakenteiden sisällä pieneen ilmatilavuuteen korkeina pitoisuuksina, aiheuttaen virheellisiä vuotohavaintoja pintarakenteiden liitoksissa. Syöttöletkun liitoksen pitävyys tulee varmistaa merkkiainelaitteella ennen kokeen aloittamista. Ulkopuolelta merkkiainetta syötettäessä syöttöletku tiivistetään esimerkiksi tuulensuojalevyyn, jotta merkkiaine ei purkaudu hallitsemattomasti ulompien rakennekerrosten väliin. Merkkiainekaasun syöttöpisteitä tarkasteltavaan rakennekerrokseen tulee olla riittävän tiheästi, jotta kaasu kulkeutuu luotettavasti koko tutkittavan rakenteen alueelle. Tarvittava syöttötiheys riippuu rakennetyypistä, joista esitetään ohjeita tarkemmin kohdassa 6. Jos merkkiainetta lasketaan rakenteisiin ulkokautta, mittauksen suorittamiseen tarvitaan yleensä kaksi henkilöä. Laskettaessa kaasua kerroksellisiin rakenteisiin, voi olla vaikea hallita kaasun kulkeutumista haluttuun kohtaan rakennetta. Massiivirakenteissa ja tuuletusvälittömissä rakenteissa, kuten massiivitiiliseinät, ei tätä ongelmaa esiinny. Kun merkkiainekaasua syötetään ilmatilavuudeltaan suuriin tiloihin, kuten tuulettuvat alapohjat, tekniikkakanaalit, putkitunnelit ja kuilut, merkkiainekaasu lasketaan suoraan ko. tilan ilmaan. Merkkiainekaasu voidaan syöttää myös ylipaineistuslaitteiston puhaltimen avulla, jolloin merkkiainekaasu leviää tehokkaasti koko tarkasteltavalle alueelle. Merkkiainekaasua voidaan syöttää kanavapuhaltimen avulla esimerkiksi radonputkistoon. Tilavuudeltaan suurien tilojen mittauksessa otetaan huomioon tilan tuulettuvuus, jotta merkkiainekaasun liiallista laimenemista mittauksen aikana ei tapahdu. Esimerkiksi tuulettuvissa alapohjissa tuuletusputket ja mahdolliset pystyhormit ja puhaltimet normaalisti suljetaan kokeen ajaksi. Avarissa tiloissa on rikkiheksafluoridin todettu toimivan mittauksessa luotettavammin kuin vedyn, jonka tuulettuminen on nopeampaa. Kuva 4. Merkkiaine tulee syöttää tiiviin pinnan taakse. Kuvassa höyrynsulku on sisäpuolisen lisäkoolauksen alla ja pintalevyyn on porattu rasiaporalla reikä merkkiainekaasun syöttöletkun asentamista varten. Kuva 5. Merkkiaineen syöttö betoniseen sisäkuoreen porattujen reikien kautta. Merkkiainekaasun syöttökohdat on merkitty valkoisin nuolin. Paine-eron mittaus ja säätö on tehty porareiästä. Seurantaa varten mittauspiste on siirretty ikkunaan.
ohjeet 7 5.1.4 Merkkiainekaasun leviäminen tarkasteltavassa rakenteessa Merkkiainekaasu leviää rakenteessa pääasiassa konvektiolla ja diffuusiolla. Konvektion aiheuttavat paine-ero ja lämpötilaerot rakenteissa. Konvektion vaikutus on sitä suurempi, mitä suurempi on paine-ero rakenteen yli. Suurissa paine-eroissa yksittäiset isommat ilmavuotoreitit korostuvat, koska kaasua ei välttämättä kulkeudu riittävänä pitoisuutena pienempiin ilmavuotokohtiin. Nämä pienemmät ilmavuotokohdat tulevat usein esiin vasta korjaustöiden aikana, kun isommat ilmavuotokohdat on jo korjattu. Diffuusiossa kaasu käyttäytyy samoin kuin vesihöyry, eli pyrkii tasaantumaan kohti pienempää pitoisuutta. Käytetyistä kaasuista vedyn diffuusio on pienen molekyylikoon vuoksi voimakasta. Rikkiheksafluoridi ei leviä diffuusiolla yhtä tehokkaasti kuin vety. Merkkiainekaasujen painon merkitys kaasun leviämiseen korostuu vapaassa ilmatilassa. Vähäinenkin ilmavirtaus tai konvektio kumoaa esimerkiksi ilmaa raskaamman rikkiheksafluoridin mahdollisen painumisen alaspäin. Myös villan, tiilen tai muun väliaineen aiheuttama kitka estää merkkiainekaasun ja ilman painoerojen aiheuttamaa liikettä. Merkkiainekaasun tulee levitä kaikkialle tutkittavaan rakenteeseen ennen merkkiainekokeen mittausten aloittamista. Jos merkkiainekaasun leviämistä rakenteessa halutaan selvittää, havainnointi voidaan tarvittaessa aloittaa heti merkkiainekaasun laskemisen jälkeen. Merkkiainekaasun leviämiseen tarvittava aika riippuu rakennetyypistä, rakenteessa tapahtuvista ilmavirtauksista, paine-erosta tarkasteltavan rakenteen yli sekä merkkiainekaasun syöttöpisteen ja tarkasteltavan kohdan etäisyydestä. Laadunvarmistusmittausten hallituissa mittausolosuhteissa odotusaika on tyypillisesti noin 10 30 min. Kuntotutkimuksissa odotusaika on riippuvainen rakennuksen yleisestä tiiveystasosta, joka voi vaihdella suurestikin. Epätiiviissä rakennuksessa merkkiainekaasu leviää ilmavuotokohdista nopeasti ja voi olla haitta mittauksen suorittamiselle. Lähtötason tiiveyttä tulee arvioida ennen mittausta, jotta erot tiiveydessä voidaan ottaa huomioon mittausjärjestelyissä. Selvitettäessä laajemmin ilmavirtauksia rakennuksessa, esimerkiksi kellarikerroksesta rakennuksen ylimpiin kerroksiin, odotusaika voi olla noin 45 60 min. Merkkiainekokeissa, joissa tapahtuu selkeää yhdensuuntaista ilmavirtausta rakenteen tai tilan läpi, voi olla tarpeellista syöttää merkkiainekaasua mittauskohteeseen koko merkkiainekokeiden ajan vähäisellä voimakkuudella. Näin varmistetaan, ettei pitoisuus laske alle havaintokynnyksen kesken mittauksen. Kuva 6. Tiivistykseen on tehty reikä mineraalivillaan saakka merkkiaineen leviämisen varmistamiseksi. 5.1.5 Merkkiaineen havainnoiminen Kun riittävä odotusaika merkkiainekaasun leviämiselle rakenteessa on kulunut, voidaan aloittaa havainnointi. Ensimmäiseksi tarkastetaan syöttöreiästä merkkiainekaasun olemassaolo rakenteessa. Merkkiainekaasun leviäminen tutkittavaan rakenteeseen varmistetaan tarvittaessa erikseen tehtävistä tarkastusrei istä. Tarkastusreiät tehdään siten, että niistä on varmuudella yhteys tilaan, jonne merkkiainekaasu on syötetty, kuva 6. Merkkiainekokeessa tutkitaan analysaattorilla huolellisesti kauttaaltaan tarkasteltavat rakenteet. Havainnoinnissa on erityisesti kiinnitettävä huomiota rakenteiden liitoksiin ja rajapintoihin. Vuotokohtia etsittäessä voidaan käyttää suurempaa herkkyyttä, jolloin etsintä nopeutuu. Kun laite reagoi merkkiainekaasuun, jatketaan havaintokohdan tarkastelua tarvittaessa pienemmällä herkkyydellä, jotta voidaan arvioida havaitun vuodon voimakkuutta. Voimakkuuden arvioinnissa otetaan huomioon laitteen herkkyysasetuksen tason lisäksi laitteen reagointinopeus siirrettäessä mittapäätä vuotoalueelle ja pois. Havainnon voimakkuuteen vaikuttavat rakenteeseen aikaansaadun kaasuseoksen pitoisuus ja ilmavuotokohdan läpi kulkevan ilmavirtauksen voimakkuus. Vuotokohtaa paikannettaessa voi olla tarpeen tuulettaa havaintokohtaa esimerkiksi puhaltamalla tai paineilmalla, jotta vuodon sijainti voidaan erottaa tarkasti vuodon levittämästä kaasusta. Jos merkkiaineen pitoisuus on tarkasteltavissa rakenteissa pyritty pitämään eri tutkimuskerroilla mahdollisimman vakiona, vuotoja voidaan luokitella tehtyjen havaintojen perusteella karkeasti pistemäisiksi, vähäisiksi tai voimakkaiksi ilmavuodoiksi. Mittareissa, jotka ilmaisevat pitoisuutta ppm-lukuna, voidaan vuodon määrää arvioida ppmlukeman perusteella vain, jos rakenteen tai tilan, jonne merkkiainekaasua on syötetty, pitoisuus voidaan luotettavasti mitata.
ohjeet 8 5.2 Laadunvarmistuskokeet Laadunvarmistuskokeita tehdään sekä korjauskohteissa että uudisrakentamisessa. Molemmissa laadunvarmistusmenettelyissä mittaustapa on sama. Tiiveyden tavoitetaso määritellään erikseen suunnitelmissa. Merkkiainekokeissa on kokeen suorittajan lisäksi paikalla yleensä suositeltavaa olla myös tiivistystöiden tekijä, jolloin tieto ilmavuotokohdista ja niiden korjaustavoista saadaan välitettyä suoraan tekijälle. Laadunvarmistuskokeissa paine-erona käytetään -10-15 Pa alipainetta tarkasteltavan rakenteen yli, jotta olosuhde eri tutkimuskerroilla olisi mahdollisimman samanlainen. Rakennus ei ole normaalissa käyttötilassa näin alipaineinen, paitsi poikkeuksellisissa tilanteissa, kuten voimakkaalla tuulella tai ilmanvaihtojärjestelmän ollessa häiriötilassa. Merkkiainekokeiden toistettavuuden ja havaittavuuden parantamiseksi hieman korkeampi alipaine on perusteltu ratkaisu. Korkeampi alipaine myös kompensoi tutkimushetkellä esimerkiksi tuulen vaikutusta, jolloin merkkiainekokeen aikana ei paine-eroissa tapahdu tarpeettoman suurta vaihtelua. Alipaineisuuden säilyminen koko mittauksen ajan varmistetaan paine-eromittarilla. Merkkiainekokeita ei suositella tehtäväksi, kun tuulen keskimääräinen nopeus on yli 6 m/s. Tuulen vaikutus riippuu myös rakennuksen korkeudesta, sijainnista ja rakenteista. Jos rakenteen yli mitattu paine-ero pysyy tasaisena myös tuulen vaihdellessa voimakkaasti, merkkiainekokeet voidaan yleensä suorittaa. Paine-ero voidaan tuottaa seuraavin tavoin: säädettävällä alipaineistuslaitteistolla, kuvat 7 ja 8 työmaan omia alipaineistajia säätämällä rakennuksen omia ilmanvaihtokoneita käyttäen alapohjia voidaan ylipaineistaa esimerkiksi kanavapuhaltimella radonputkiston kautta. Laadunvarmistuskokeet tulee tehdä ennen pintamateriaalien asennusta, jotta tiivistystyössä havaitut virheet voidaan helposti ja tarkasti paikantaa ja korjata, kuvat 9 ja 10. Merkkiainekokeissa havaitut vuotokohdat merkitään korjaustöiden kohdentamiseksi esimerkiksi värillisellä teipillä, kuva 11. Laadunvarmistuskokeet uusitaan tarvittaessa niin monta kertaa, että vuotokohtia ei enää havaita. Kuvat 7 ja 8. Tila alipaineistettu 11,6 Pa alipaineeseen säädettävän puhallinoven avulla.
ohjeet 9 mittapää kiinnitetty jatkovarteen Kuvat 9 ja 10. Vuotokohtien havainnointi merkkiainelaitteella ja havaittujen vuotojen merkintä. 1. 2. 3. 4. 1. Ilmavuotoa betonisen ikkunapenkin päädyn ja rappauksen liitoksesta 2. Ilmavuotoa ikkunapenkin etureunan alta, seinän liitoksesta 3. Ilmavuotoa piikatun rappauksen alta, betonin rajapinnasta 4. Ilmavuotoa maanvaraisen lattian läpi tulevien tiivistämättömien putkien juuresta Kuva 11. Ikkunan liitokset ja alapuolinen seinä on tiivistetty. Vuotokohdat tiivistetyllä alueella on merkitty oranssilla teipillä.
RT 14-11197 LVI 014-10565 KH 90-00577 ohjeet 10 5.3 Merkkiainekokeen suorittaminen pääpiirteittäin 1. 2. 3. 1. Tarkasta tilan painesuhteet mieluiten mitattavan rakenteen yli ota huomioon tuuli, koska se aiheuttaa eri puolilla rakennusta erilaisen vaikutuksen painesuhteisiin tarkasta, että tutkittava rakenne vastaa ennakkotietoja. Ota huomioon mahdolliset erot ja niiden vaikutus mittaukseen merkkiainekokeen suorittamista ei suositella, jos tuulen nopeus on yli 6 m/s 2. Alipaineista tila alipaineistus erillisellä säädettävällä puhallinlaitteistolla, työmaan alipaineistuslaitteistolla tai rakennuksen ilmanvaihtoa hyväksikäyttäen säädä paine-ero laadunvarmistuksessa -10-15 Pa alipaineiseksi jos kyseessä kuntotutkimus, varmista, että alipainetta on ja se on tasainen koko mittauksen ajan mittaus alipaineen puolelta tuki tarvittaessa ilmavuodot viereisistä tiloista 3. Merkkiainekaasun syöttö merkkiaineen syöttö sisäpuolelta tai tarpeen vaatiessa ulkopuolelta tiivistä syöttöletku huolellisesti puhtaaseen tiiviiseen pintaan varmista koko syöttölaitteiston tiiviys merkkiainelaitteella arvioi tai laske tarvittavan kaasun määrä syötä kaasu materiaalille sopivalla nopeudella virtaussäädintä käyttäen syötön jälkeen teippaa syöttöreikä huolellisesti
RT 14-11197 LVI 014-10565 KH 90-00577 ohjeet 11 4. 4. Ilmavuotojen havainnointi kartoita alue suurella herkkyydellä arvioi havainnon voimakkuus pienemmällä herkkyydellä tuuleta havaintokohtaa tarvittaessa, jos vuotokohta ei paikannu tarkasti kiinnitä erityistä huomiota erilaisiin liitoskohtiin, saumoihin ja läpivienteihin jos olet epävarma havainnosta, toista mittaus 5. 5. Ilmavuotojen merkitseminen merkitse havaittu vuotokohta esimerkiksi teipillä tai kynällä tarvittaessa tarkentava tieto tekstinä käy tekijän kanssa läpi, jos mahdollista jos kyseessä on laadunvarmistuskoe, pyri saamaan korjaaja merkkiainekokeeseen mukaan. Tällöin virheistä oppiminen on mahdollista vuotokohdat valokuvataan ja dokumentoidaan 6. 6. Raportointi merkkiainekokeista laaditaan yleensä aina kirjallinen raportti raportoinnin periaatteet kohdan 8 mukaan
ohjeet 12 5.4 Merkkiainekokeet kuntotutkimuksissa Kuntotutkimuksissa tutkittavat rakennukset ovat useimmiten vanhempaa rakennuskantaa ja rakennettu siten, että ilmatiiveyteen ei ole kiinnitetty erityisempää huomiota. Ilmatiiveys ei yleensä ole kovin hyvä, joten ilmavuotoja löytyy runsaasti. Vuotojen laajuus kannattaa arvioida ensin aistinvaraisesti ja esimerkiksi merkkisavua apuna käyttäen. Myös lämpökameraa voi käyttää apuna. Runsaasti vuotavaa rakennusta ei kannata mitata merkkiaineella, koska kaasu leviää koko tilaan nopeasti estäen tarkemman havainnoinnin. Rakenteisiin tulee tutustua rakennekuvia tai rakenneaukaisuja apuna käyttäen, jotta niiden tiiveys voidaan karkeasti arvioida ennen mittausten suunnittelua. Vanhojen rakennusten mittauksessa tulee useimmiten käyttää vähäisempää herkkyyttä, jotta ilmavuodot saadaan paremmin kartoitettua ja niiden keskinäistä suuruutta voidaan paremmin luokitella. Herkkyyttä tulee kasvattaa, jos rakenne osoittautuu mittauksissa lähtötietoja tiiviimmäksi. Tutkittavan rakennuksen ilmanvaihdon toiminta tulee selvittää. Esimerkiksi koulujen, päiväkotien ja muiden julkisten rakennusten ilmanvaihdossa on yleensä monenlaisia kelloasetuksia, jolloin ilmanvaihdon teho ja painesuhteet voivat olla erilaisia kuin mittaushetkellä. Automaattisäädöt voivat aiheuttaa esimerkiksi yöaikaan suuria alipaineita, jotka tehostavat rakennuksen ilmavuotojen aiheuttamia haittoja. Myös erilaisten tehostettujen kohdepoistojen vaikutus painesuhteisiin tulee selvittää. Painesuhteiden käytönaikainen selvitys suositellaan tehtäväksi vähintään yhden viikon kestoisena jatkuvana paine-eromittauksena. Näiden painesuhteiden vaihteluiden merkitys tulee ottaa huomioon raportoinnin yhteydessä arvioitaessa havaittujen ilmavuotojen merkitystä sisäilman laadulle. Suomessa rakennusten ilmanvaihtojärjestelmät suunnitellaan lievästi alipaineisiksi kosteuskonvektioriskin vuoksi. Rakennukset ovat usein alipaineisia ja joissain tapauksissa merkkiainekokeet voidaan suorittaa ilman alipaineistuslaitteistoja, kun alipainetta on vähintään 10 Pa. Jos paine-eroa ei ole, se voidaan tuottaa samoin menetelmin kuin laadunvarmistuskokeissa. Paine-eroa voidaan joissain tapauksissa säätää rakennuksen tuloilmakoneen tehoa pienentämällä tai tuloilmaventtiileitä väliaikaisesti kuristamalla. Kuntotutkimuksissa tarkastellaan rakennuksen toimintaa yleensä normaalissa käyttöolosuhteessa, jotta toiminnan kokonaisuudesta saadaan realistinen kuva. Liiallisesti korotettu alipaine antaa väärän kuvan ilmavuotojen suuruudesta. Suositeltavaa on tehdä mittaus kaksivaiheisesti siten, että ensin mitataan käyttöolosuhdetta vastaavassa tilanteessa, ja toinen mittaus tehdään vakioidussa -10 Pa tilanteessa. Tämä menettely edellyttää, että käyttöolosuhteessa on alipainetta. Näin menettelemällä voidaan paremmin arvioida havaittujen ilmavuotokohtien merkitystä rakennuksen sisäilman laadulle erilaisissa käyttö- ja sääolosuhteissa. Kuntotutkimusten yhteydessä tehtävät merkkiainekokeet toimivat usein lähtötietoina sisäilman laadun parantamiseen tähtäävissä toimenpiteissä. 6 MATERIAALIEN JA RAKENNETYYPPIEN VAIKUTUS KOEJÄRJESTELYIHIN Kokeen suorittajan tulee selvittää ja olla tietoinen tutkittavan alueen rakenteista ja niiden liitoksista ympäröiviin rakenteisiin ja tiloihin. Rakenteet selvitetään lähtötiedoista, kuten rakennepiirustuksista, tai rakenneaukaisuin. Tutkimusalueen ulkopuolelta tulevat voimakkaat ilmavuodot ja rakenteiden sisällä kulkevat mahdolliset raot, kanavat ja ilmavälit voivat myös tuulettaa tutkittavaa rakennetta, jolloin merkkiainekokeen luotettavuus heikkenee. Näiden vaikutukset merkkiainekaasun leviämiseen tulee ottaa huomioon, jotta virhehavaintojen mahdollisuus voidaan minimoida. 6.1 Alapohjarakenteet Alapohja- ja ryömintätilojen rakenteita tutkittaessa kaasun leviämisessä on suuria eroja. Vapaassa ilmatilassa (esimerkiksi ryömintätilat) kaasu leviää nopeasti. Maanvaraisissa alapohjarakenteissa, kuva 12, rakennuksen alla olevien täyttökerrosten ja maaperän ilmanläpäisevyydet vaihtelevat merkittävästi. Karkean kalliomurskeen tai soran ilmanläpäisevyys on yli tuhatkertainen verrattuna tiiviimpiin maalajeihin, kuten hieta ja savi. Syöttöreikiä tulee olla sitä tiheämmin, mitä tiiviimpää maa-aines on. Hienommissa maalajeissa syöttöreikiä tulee olla enintään kolmen metrin välein, kun karkeammissa syöttöreikien väli voi olla viisi metriä. Maaperätyypin, rakenteissa olevien poikkeamien ja vallitsevan tuulenpaineen vuoksi merkkiainekaasun leviäminen on tyypillisesti varmistettava tarkastusreikien kautta. Odotusaika merkkiainekaasun leviämiselle on yleensä noin 10 20 min. Jos maanvaraisessa lattiassa on asennettuna radonputkisto, sitä voidaan hyödyntää merkkiaineen syöttämisessä alapohjaan. Tuulettuvien alapohjarakenteiden ilmavuotoreittien selvittämistä voi haitata rakenteiden kerroksellisuus. Tästä syystä mittaus tehdään siten, että havainnointi tehdään oletetun tiiviimmän tai tiivistettävän kerroksen puolelta. Tuulettuvien alapohjien mittauksessa voidaan soveltaa tässä ohjeessa annettuja periaatteita sen mukaan, syötetäänkö merkkiainetta alapohjarakenteen ilmatilaan, vai rakenteen täytemateriaaleihin. Ilmatilassa kaasu leviää nopeasti ja noin 10 minuutin odotusaika leviämiselle riittää. Täytteisiin syötettävan merkkiaineen leviämisen odotusaika on sitä pitempi, mitä pienempi täytemateriaalin ilmanläpäisevyys on. 6.2 Välipohjat Tyypillisiä mitattavia välipohjarakenteita ovat betoniset alalaatta-, kotelolaatta- ja ylälaattapalkistot ja puiset välipohjarakenteet, sekä näiden yhdistelmät. Merkkiainekokeessa merkkiainekaasu lasketaan välipohjan täyttökerroksen sisälle tai ilmaväliin riippuen rakennetyypistä. Odotusaika merkkiainekaasun leviämiselle on noin 10 30 min rakennetyypistä riippuen. 6.3 Ulkoseinät Ulkoseinärakenteissa, joissa on erillinen lämmöneristekerros, merkkiainekaasu syötetään yleensä tähän kerrokseen. Edellytyksenä on se, että lämmöneriste on ilmaa läpäisevä. Tyypillisiä tällaisia rakenteita ovat mm. puurankaiset seinät, betonielementtiseinät, eristetyt tiiliseinät, paikalla tehdyt ja erikseen eristetyt kiviainesseinät. Massiivirakenteiset seinät on esitetty edellä materiaalin mukaisesti. Kovien eristeiden (kuten solumuovieristeet ja kovat mineraalivillat) mitattavuus selvitetään erikseen materiaalin ilmanläpäisevyystiedoista tai suorittamalla testaus pienellä alueella.
ohjeet 13 Kuva 12. Erilaisia maanvaraisen lattian liitoskohtia, joista ilmavuodot ovat mahdollisia. 6.4 Yläpohjat Yläpohjarakenteet ovat savupiippuvaikutuksen vuoksi tyypillisesti alipaineisia tarkasteltavaiin huonetiloihin nähden, jolloin merkkiainetarkastelu vaatii yleensä huonetilojen alipaineistamista tai muita erikoisjärjestelyjä, jotta ilmavirtauksen suunta olisi yläpohjarakenteesta huonetilaan päin. Merkkiainekaasua lasketaan yläpohjan ilmatilaan tai yläpohjan rakenteiden sisälle. Avoimiin ja tuulettuviin yläpohjatiloihin ei aina voi syöttää merkkiainetta suoraan, koska se tuulettuu nopeasti. Merkkiainekaasua voidaan laskea esimerkiksi mineraalivillatilaan, jossa villan kuitumainen rakenne hidastaa tuulettuvuutta. Erilaisissa rajallisemmin tuulettuvissa kotelorakenteissa voidaan merkkiainetta syöttää helpommin myös ilmatilaan, jos voidaan varmistua kaasun pysyvyydestä rakenteessa mittauksen ajan. Odotusaika merkkiainekaasun leviämiselle on noin 10 20 min riippuen eristekerroksen paksuudesta. 6.5 Mineraalivilla Yhtenäisessä mineraalivillakerroksessa (esimerkiksi betonisandwich-elementti ja tiili-villa-tiili) merkkiainekaasu leviää hyvin sekä sivu- että pystysuunnasta. Sivusuunnassa merkkiainekaasu leviää yleensä noin kaksi metriä syöttöreiän molemmin puolin. Tällöin syöttöreikien suositeltava tiheys on noin 2,5 3 m, jotta merkkiainekaasu kattaa varmasti mitattavan alueen. Puurankaseinässä, jossa rankaväli on useimmiten kk 600 mm, puutolpat hidastavat merkittävästi kaasun leviämistä sivusuunnassa. Tällöin syöttöreikiä tarvitaan tiheämmin, noin joka toiseen runkotolppaväliin (kk 1200 mm). Mineraalivillaan voidaan laskea merkkiainekaasua jopa 10 l/min nopeudella. Odotusaika merkkiainekaasun leviämiselle on vähintään 10 min. Erikoislaatuisten ja raskaiden mineraalivillatyyppien tiheys voi vaikuttaa merkkiaineen leviämiseen. Tämä tulee ottaa huomioon mittauksissa. 6.6 Massiivitiili Massiivitiilessä merkkiaine leviää hyvin, mutta tiheämmän väliaineen vuoksi hitaammin kuin esimerkiksi mineraalivillassa. Sopiva syöttöreikien tiheys on noin 1,5 2 m. Syöttörei istä kannattaa tehdä noin 15 20 cm syviä, jotta porareiässä on kaasua vastaanottavaa pinta-alaa riittävästi. Kaasu leviää massiivitiilirakenteessa hitaasti, joten sopiva syöttönopeus kaasulle on yleensä noin 2 5 l/min. Kaasu pysyy rakenteessa pitkään, jopa tunteja, joten havainnointiaika on pitkä. Odotusaika merkkiainekaasun leviämiselle rakenteessa on vähintään 20 min. Kaasun leviäminen voidaan todentaa tarkastusrei istä ja maalatuilla pinnoilla esimerkiksi puukolla tehdystä reiästä maalipinnassa. 6.7 Sementtilastuvilla (Toja-levy) Sementtilastuvilla eli Toja-levy on yleinen lämmöneriste 40-50- lukujen rakennuksissa. Materiaali on hyvin ilmaa läpäisevää ja pääosin sitä voidaan verrata mineraalivillaan merkkiainekokeita tehtäessä. Tuulensuojaamaton Toja-levy tuulettuu tehokkaasti varsinkin ilmavirtauksien vaikutuksesta, joten kokeita voi joutua tekemään pienempinä kokonaisuuksina kerrallaan. 6.8 Korkkilevy Myös korkkieristeiden käyttö sijoittuu pääosin 40-50-luvuille. Korkkilevy on materiaalina varsin tiivis ja merkkiaine leviää siinä hitaasti. Pääosa kaasun leviämisestä tapahtuu rajapintoja pitkin. Jos merkkiainetta lasketaan korkkikerroksen sisälle, syöttönopeuden tulee olla pieni, noin 1...2 l/min ja merkkiaineen leviämistä tulee odottaa noin 15 20 min. Myös syöttöreikiä tulee olla tiheämmin eli noin 1,5 metrin välein. 6.9 Kevytbetoni Kevytbetonissa kaasu leviää erittäin hitaasti. Kevytbetonissa syöttöreikiä tulee olla noin metrin välein. Kaasua syötetään erittäin pienellä nopeudella noin 1 2 l/min. Merkkiainekaasun leviämistä rakenteessa tulee odottaa vähintään 30 min. 6.10 Kevytsora Kevytsoran mittauksiin typpi-vety-seos soveltuu huonosti, koska se leviää kevytsorakerroksessa heikosti.merkkiaine leviää lähinnä kerroksen rajapintoja pitkin. Mittauksessa tarvittavan kaasun määrä on suuri. Rikkiheksafluoridilla mittaaminen onnistuu paremmin, koska kaasu leviää kevytsorassa paremmin ja kaasun määrällä voidaan tehostaa havaittavuutta.
ohjeet 14 7 MERKKIAINEKOKEEN LUOTETTAVUUDEN ARVIOINTI Merkkiainekokeiden luotettavuuden arviointi on keskeinen osa kokeiden suorittamista. Luotettavuus tulee varmistaa systemaattisella toiminnalla jokaisessa vaiheessa. Luotettavuutta heikentävät tekijät tulee aina raportoida. Merkkiainekokeissa tärkeimmät kokeen luotettavuuteen vaikuttavat tekijät ovat: Paine-ero Liiallinen paine-ero (yli 20 Pa) korostaa vuotohavaintoja ja voi johtaa virheellisiin vuotohavaintoihin Liiallinen paine-ero vahvistaa suurien ilmavuotojen ja vähentää pienempien ilmavuotojen havaittavuutta Jos paine-eroa ei ole, kokeita ei voida tehdä Paine-eron vaihtelut muuttavat havaintokynnystä tehden tutkimuksista epäluotettavia Paine-ero mitattu väärin, eikä tarvittava paine-ero toteudu tutkittavassa rakenteessa Ilmanvaihdon asetukset ovat tutkimushetkellä tavanomaisesta poikkeavat ja aiheuttavat käyttötilaan nähden epätavallisen painesuhteen. Merkkiainekaasun leviäminen Merkkiainekaasun puuttuminen tai vähäinen määrä tutkittavalla alueella kaasun heikon leviämisen vuoksi voidaan arvioida virheellisesti rakenteen hyväksi tiiveydeksi Liiallinen merkkiainekaasun käyttö voi johtaa todellista ilmavuotoa suurempiin ilmavuotoarvioihin Liian suurella paineella syötettäessä voi paine rikkoa tiiviitä rakenneosia ja aiheuttaa uusia ilmavuotoja Vuotokohdasta leviävä merkkiainekaasu kertyy pintamateriaalien taakse ja aiheuttaa ilmavuodoksi tulkittuja vuotohavaintoja pintamateriaalin rajapinnoissa Vuotokohdasta laajemmalle levinnyt merkkiainekaasu tulkitaan usein virheellisesti myös ilmavuotokohdaksi Merkkiainekaasu tuulettuu rakenteesta tehokkaasti, jolloin luotettavia havaintoja ei pystytä tekemään Käytettävän kaasun ominaisuuksia ei ole otettu huomioon merkkiainetta rakenteeseen syötettäessä Rakenne ei vastaa lähtötietoja ja merkkiaine ei leviä suunnitellusti. Havaintovirheet Laitteiston herkkyysasetukset on asetettu väärin. Pienellä herkkyydellä ei löydetä ilmavuotoja tai liiallisella herkkyydellä ilmavuodot arvioidaan liian suuriksi Ilmavuotokohdan ja levinneen kaasun havainnot sekoitetaan toisiinsa Suuri ilmavuoto levittää merkkiaineen laajalle alueelle, jolloin tarkempien havaintojen teko tulee keskeyttää Muualta kulkeutuva merkkiainekaasu tulkitaan ilmavuodoksi. Esimerkiksi ikkunan välitilaan karmin liitoksista vuotanut merkkiaine vuotaa sisäpuitteen tiivisteestä huonetilaan ja tulkitaan karmin ja seinän liitoksen ilmavuodoksi Merkkiainekaasukertymien tulkinta ilmavuodoksi. Esimerkiksi ikkunan alueen ilmavuodosta seinän pintaa pitkin alaspäin valuvan merkkiaineen muodostama merkkiainekertymä lattian rajassa tulkitaan ilmavuodoksi lattian ja seinän liitoksessa. Myös sähkökourujen sisälle tapahtuvat ilmavuodot voivat aiheuttaa merkkiainehavaintoja eri kohdista sähkökourun liitoksia. 8 RAPORTOINTI Merkkiainekoeraportin tulee olla sellainen, että siitä käy ilmi kokeen suorituksen yksityiskohdat. Näin myös ulkopuolinen voi arvioida merkkiainekokeiden laatua ja toistettavuutta. Merkkiainekokeen mittausraportissa tulee esittää seuraavat asiat: 1. Kohdetiedot Osoite Yhteystiedot yhteyshenkilöineen 2. Merkkiainekokeen suorittajan yhteystiedot 3. Merkkiainekokeiden tavoitteet Mihin käyttötarkoitukseen kokeet on tilattu 4. Kohteen yleiskuvaus Huoneisto, rakennus, tila Ilmanvaihtojärjestelmä ja sen asetus Tutkittavat alueet Tutkittavat rakenteet, rakennetyypit ja rakenneliitokset Mittauksen laajuus 5. Koejärjestelyt Ulkoilman olosuhteet Käytetyt mittalaitteet ja kaasut Alipaineistus Merkkiaineen syöttötapa ja syöttöpisteet 6. Havainnot Tiloittain sanallisesti Tiloittain valokuvat havaituista ilmavuotokohdista Vuotokohdat merkittynä seinän projektiopiirrokseen, valokuvaan tai pohjapiirrokseen Tarvittaessa lähikuvat vuotokohdista Tarvittaessa piirrokset rakenteista 7. Yhteenveto Ilmavuotojen arviointi kokonaisuutena Vuototyypit Merkittävyyden arviointi kokonaisuutena ja tarvittaessa tiloittain Korjaustarpeen arviointi 8. Toimenpide-ehdotukset Kiireellisyyden arviointi Korjausten tärkeysjärjestys Korjausten laajuus Suositeltavat korjausmenetelmät Suunnittelutarve Lisäselvitystarpeet.
ohjeet 15 9 TILAAJAN OHJE 9.1 Toimeksiannon laajuuden ja tavoitteen määritys ja sopimus Tilaaja määrittää toimeksiannon tarkoituksen ja tavoitteen toimeksiannon tarkoituksena voi olla esimerkiksi rakenteiden tai yksittäisten rakennusosien tiiveyden tarkastelu merkkiainekokeella (merkkiainekokeiden muita käyttökohteita esitetty kohdassa 10 Sovellukset) toimeksiannon tavoitteena voi olla esimerkiksi ilmavuotoreittien paikantaminen rakenteista, joiden kohdalla on havaittu esiintyvän epäpuhtauksia tai sisäilman laatua heikentäviä materiaaleja, kuten haitta-aineita Tilaaja määrittää toimeksiannon laajuuden toimeksiannon laajuus voi vaihdella otantana yksittäisiin tiloihin tai rakennusosiin suoritettavasta merkkiainekokeesta aina koko kiinteistön kattavaan tarkasteluun Jos toimeksianto on rakennus- tai korjaustöiden yhteydessä tehtävä laadunvarmistus, tilaajan on esitettävä myös tiivistyskorjauksen taustat, tarkoitus ja tavoite tiivistyskorjauksen tavoitetaso Tilaaja edellyttää kirjallista raporttia merkkiainekokeesta Sopimuksessa sovitaan merkkiainekokeista ja aikataulusta. 9.2 Lähtötiedot Tilaaja toimittaa merkkiainekokeen suorittajalle seuraavat lähtötiedot: Kiinteistön yleiset tiedot laajuus, käyttötarkoitus, rakennusvuosi Yhteystiedot tilaajana toimivan tahon yhteystiedot käyttäjien ja/tai huoltohenkilökunnan yhteystiedot Rakennusajankohdan ja mahdollisten korjaus- sekä muutostöiden suunnitelmat pää-, arkkitehti-, rakenne- ja LVI-piirustukset työselostukset (niiltä osin mitkä saatavilla) muut suunnitelma-asiakirjat Aikaisempien tutkimusten ja korjausten tiedot Korjaus- ja kunnossapitohistoria Aikaisempien selvitysten ja tutkimusten raportit sekä muut asiakirjat Ajantasaiset pohjapiirustukset Kiinteistön käyttöön liittyvät tiedot Ilmanvaihtojärjestelmä ja sen käyttöajat (kuten mahdolliset tehosteajat) Kohteen erityisvaatimukset. 9.3 Merkkiainekokeen suorittajan pätevyyden tarkastaminen Tilaaja tarkastaa ennen sopimuksen solmimista merkkiainekokeen suorittajan pätevyyden Tilaaja pyytää merkkiainekokeen suorittajalta seuraavat tiedot riittävän pätevyyden tarkastamiseksi tiedot aikaisemmista kohteista (referenssit) merkkiainekokeisiin osallistuvien henkilöiden tiedot merkkiainekokeen suorittajien koulutus-, työkokemus- ja pätevyystiedot Tilaaja voi pyytää lisäksi mallin tutkimussuunnitelmasta ja raportista nähtäväksi ennen sopimuksen solmimista. 9.4 Aikataulu Tilaaja määrittää tavoiteaikataulun Jos merkkiainekokeet liittyvät käynnissä olevaan tai käynnistyvään rakennus- tai korjaushankkeeseen, ilmoitetaan hankkeen kokonaisaikataulu ja merkkiainekokeiden mahdollinen vaiheistaminen. 9.5 Tiedottaminen Lähtökohtaisesti tilaaja vastaa kiinteistön käyttäjien tiedottamisesta Tiedottaminen voidaan sopia organisoitavaksi myös merkkiainekokeen suorittajan toimesta Tiedottamisesta on yhteisesti sovittava vähintään seuraavilta osin kiinteistön yleistiedotus merkkiainekokeiden suorituksesta tarkasteltavien tilojen käyttäjille tarkempi tiedotus merkkiainekokeiden suoritusajankohdasta ja niiden vaikutuksista. 9.6 Tutkimussuunnitelman ja raportin tarkastaminen Tilaajan on suositeltavaa tarkastaa tutkimussuunnitelmasta, että merkkiainekokeiden suoritus on suunniteltu sopimuksen ja tämän ohjeen mukaisesti Raportin osalta on varmistettava, että merkkiainekokeet on suoritettu sopimuksen ja tämän ohjeen mukaisesti. 10 SOVELLUKSET Merkkiainekokeita voidaan lisäksi soveltaa monin eri tavoin rakennusten kuntoa ja toimintaa tutkittaessa. Tässä luetellaan tyypillisimpiä sovelluksia, joissa merkkiainekokeilla voidaan saada merkittävää lisätietoa. Hajuhaittaselvitykset tupakansavun ja ruuanhajun kulkeutuminen pysäköintihallien pakokaasujen kulkeutuminen Radontutkimukset ilmavuotoselvitykset radonarvojen ylittyessä radonin poistojärjestelmän toiminta Viemäreiden tiiveysmittaukset tiivisteiden ja liitosten kunto hajujen kulkeutuminen IV-kanavistojen tiiveysmittaukset tiivisteiden ja liitosten kunto hajujen kulkeutuminen Savuhormien tiiveyden tutkiminen savukaasujen kulkeutuminen Ilmanvaihdon ilmavirtausten tutkiminen ilmanvaihdon tehokkuus kanavistojen toiminnan selvitykset Ilmarakojen ja tuuletusvälien toimivuuden selvittäminen.