Sisäilmastoseminaari 2017 271 MIKSI LATTIAPINNOITEONGELMAT OVAT EDELLEEN AJANKOHTAISIA, VAIKKA TYÖMAIDEN KOSTEUDENHALLINTA ON PARANTUNUT JA MATERIAALIEMISSIOT PIENENTYNEET? Sami Niemi 1 ja Helena Järnström 2 1 Vahanen Rakennusfysiikka Oy 2 VTT Expert Services Oy TIIVISTELMÄ Muovimatto- ja linoleumipinnoitteiset lattiarakenteet ovat yleisiä julkisissa tiloissa mm. niiden helppohoitoisuuden vuoksi. Sisäilmaongelmatapauksissa muovimattorakenteen on arvioitu olevan riskitekijä, koska pinnoitteen/ asennusliiman komponenttien on todettu hajoavan liiallisen kosteuden vaikutuksesta. Esityksessä selvitetään, miten rakenteen kosteudenhallinnan ohjeistuksella on jo kauan pyritty ennaltaehkäisemään vaurioituminen. Lisäksi esitetään VOC-päästöjen eri mittaustapoja ja niiden soveltuvuutta vaurion arviointiin. Esitys kokoaa esimerkkejä ongelmakohteiden lattiarakenteen vaurioista ja niiden aiheuttajista sekä virhetulkinnoista, joissa korjaamiseen on lähdetty turhaan. 20 VUODEN POSITIIVINEN KEHITYS Muovimatto- ja linoleumipinnoitteiden käyttö perustuu niiden kulutuksenkestävyyteen ja helppohoitoisuuteen. Etenkin julkisissa tiloissa ja vuokra-asuntotuotannossa näiden pinnoitteiden käyttö on ollut yleistä. Viime vuosikymmeninä muovimattopinnoitteinen lattiarakenne on kuitenkin liitetty sisäilmaongelmiin ja niiden taustalla olevia fysikaaliskemiallisia tekijöitä on selvitetty erityisesti Ruotsissa ja Suomessa /1/. Suomessa on useassa tutkimuksessa selvitetty oireiden yhteyttä muovimatosta/liimasta peräisin oleviin yhdisteisiin sekä emissiotasoja valitus- ja vertailuasuntojen rakenteissa /2, 3, 4/. Muovimattopinnoitteiden/liiman pehmittimien hajoaminen on tunnetusti seurausta liiallisesta alustan kosteudesta pinnoituksen yhteydessä. Hajoamisen taustalla on betonin alkalinen kosteus, joka aiheuttaa nk. ftalaattipohjaisten pehmittimien hajoamisen, jolloin muodostuu mm. alkoholiyhdisteitä (2-etyyli1heksanoli, C9-arvoiset alkoholit) /5/. Pinnoitteiden valmistajat ovat nykyään usein korvanneetkin ftalaatit kasviöljypohjaisilla pehmittimillä, jotta vältyttäisiin haitallisilta reaktioilta. 90-luvun rakennusprosessin tehostaminen ja nopeuttaminen johti joissain tapauksissa vakaviin kosteusongelmiin, kun rakennuksia viimeisteltiin jopa umpimärkinä. Tämä on yksi selkeä tekijä kyseisen ajanjakson sisäilmaongelmien syntyyn. Sen aikaiset materiaalit eivät kestäneet kosteuskuormaa, jolloin syntyi em. pinnoiteperäisiä hajoamistuotteita sisäilmaan. 1997 käynnistettiin 1. kosteudenhallintaan suunnattu TEKES-hanke urakointija suunnittelualan voimin. Mukana oli myös mittalaitevalmistaja, koska käytössä olevat laitteet olivat työmaan mittauksiin sopimatonta. Monia ideoita syntyi, mutta yleistä kohentumista ei aikaansaatu. Edelleen liimattiin mattoja liian kosteille alustoille. 2000-luvun alussa alkoi sertifioitujen rakenteiden kosteuden mittaajien koulutus ja Betonitieto julkaisi Betonirakenteiden kosteusmittaus- ja kuivumisen arviointi- julkaisun /6/. Lattioiden päällystettävyyttä osattiin nyt arvioida ja mitata tarkemmin, kun vuoden 1998 betonin kosteusmittauksen RT-korttia tarkennettiin. Lisävauhtia kosteudenhallinnan
272 Sisäilmayhdistys raportti 35 kehittämiseen haettiin toisella TEKES-hankkeella rakennus- ja konsulttialan voimin. Yhä useammat ymmärsivät jo tässä vaiheessa mikä on oleellista kosteudenhallinnassa. Materiaalikehityksestä huolimatta sisäilmaongelmat tuntuivat kuitenkin vain pahentuvan tai ainakin niihin kiinnitettiin enemmän huomiota. Lattianpäällystämisen jatkuviin epäkohtiin ruvettiin hakemaan apua 2005 2007 Betonirakenteiden päällystämisen ohjeistus TEKES-hankkeella, jonka päätteeksi betoniteollisuus ja lattianpäällystysala julkaisivat betonirakenteiden päällystysohjeen /7/ ja oppikirjan lattiarakenteiden kosteudenhallinnalle /8/. Kosteusmittauksiin saatiin ryhtiä ja päällystyspäätöksiin järkeä. Vasta RIL:in vuoden 2011 julkaisu Kosteudenhallinta ja homevaurion estäminen /9/ käänsi kosteudenhallintakelkan lopullisesti. Julkaisu on ensimmäinen koko rakentamisprosessin kosteudenhallintaan pureutuva yleisteos ja sen opeilla on vihdoin siirrytty sanoista tekoihin. Julkaisu mm. esitti selvän mallin kosteudenhallinnan työn- ja vastuunjaoksi: Hankkeeseen ryhtyvä luo perustan kosteudenhallinnan onnistumiselle ja vastaa siitä. Suunnittelijan tulee huomioida valmiin rakenteen kosteusteknisen toimivuuden lisäksi rakentamisvaiheen kosteushaasteet ja laatia ohjenuorat riskien hallintaan. Urakoitsija laatii hankkeelle rakentamisen edetessä tarkentuvan kosteudenhallintasuunnitelman ja sitouttaa aliurakoitsijansakin suunnitelman mukaiseen tarkoin dokumentoitavaan toteutukseen. Ympäristöministeriön Hometalkoot sai myös vauhtia kosteudenhallintaan, kun työryhmien vinkeillä maankäyttö- ja rakennuslaki tarkentui 2013 2014 ja asetuksiin sisällytettiin suunnittelun ja toteutuksen vaativuusluokat vuonna 2015. Rakennusvalvonnat Oulun rakennusvalvonnan johdolla yhteistyössä Ympäristöministeriön ja koko rakennusalan kanssa ovat lisäksi kehittäneet kuivaketju 10-periaatetta, joka lanseerataan tänä vuonna. Lattioita on siten useita vuosia päällystetty kuivemmalle kuin ennen ja entistä useammin betonin aggressiivisuutta alennetaan paksuillakin tasoitekerroksilla, joiden alkalisuutta on sisäilman laadun varmistuskeinoksi alennettu erityisesti. Matto-, liima- ja tasoiteteollisuus on kehittänyt entistäkin vähäpäästöisempiä materiaaleja, joten muovimattopäällysteisten lattioiden emissiot ainakin yksittäisistä tuotteista mitattuna ovat varmuudella huomattavasti pienempiä kuin ennen. MIKSI OIKEA TULKINTA VAURIOEPÄILYSSÄ ON VAIKEAA TEHDÄ VOC-ongelma alkoi 1990-luvulla asunnoista, joiden päällysteet ovat huomattavasti läpäisevämpiä kuin julkisissa tiloissa missä ongelmat nykyään korostuvat. Rakennekosteus poistuu joustovinyylimattojen alta paljon nopeammin kuin julkisten tilojen homogeenisten, kulutusta paremmin kestävien tiiviiden mattojen alta. Läpäisevien mattojen läpi myös VOC:it pääsevät helposti huoneilmaan, kun taas tiiviin maton alta hyvin huonosti. Toisin sanoen tiiviistä lattiapäällysteestä emittoituu huoneilmaan hyvin pieniä pitoisuuksia ja asuntoja tehokkaampi ilmanvaihto alentaa sisäilmapitoisuudet lähes olemattomiksi. Tästä johtuen pitäisi ensin tarkkaan selvittää muut mahdolliset sisäilman laatua heikentävät tekijät, ennen kuin lattioita ruvetaan epäilemään. Ongelma tuntuukin olevan se, että julkisuudessa on reposteltu betonin kosteutta ja VOC-asioita, jolloin huomio kiinnittyy aivan lian herkästi hyväkuntoisiinkin lattioihin. Betonirakenteen kosteuspitoisuus ei yksinään ole riittävä peruste korjaukselle vaan lisäksi tulisi todentaa syntynyt vaurio, esimerkiksi kemiallinen hajoaminen, huono tartunta tai pinnoitteen alapuolinen poikkeava haju. Muovimattopinnoitteisen lattiarakenteen päästöihin vaikuttaa pinnoitteen tiiveys (vesihöyrynläpäisevyys), tuotteiden yhteensopivuus sekä käytetyt yksittäiset tuotteet ja niiden sisältämät yhdisteet (kuva 1) /8/. Edellä mainitut tekijät vaikuttavat vaurion tulkintaan. Korkeat VOC- tasot tiiviin
Sisäilmastoseminaari 2017 273 pinnoitteen alla eivät välttämättä ole seurausta liiallisesta kosteudesta pinnoitusvaiheessa. Vaurion todentaminen emissioiden kannalta voidaan jakaa mm. seuraaviin tapauksiin: - Rakennekosteus ja emissiot yli viitearvojen: vaurio - Rakennekosteus alhainen, emissiot korkeat/ selkeästi poikkeava haju: vaurio - Rakennekosteus yli viitearvon, emissiot alhaiset: ei vauriota Kuva 1. Pinnoitteen tiiviys vaikuttaa päällysteen päältä ja alapuolisesta rakenteesta mitattuihin emissioihin. Valokuvassa alusrakenteen pintaa päällystepoiston jälkeen. KIRJAVAT TUTKIMUSTAVAT JOHTAVAT HELPOSTI HARHAAN Kemiallisen vaurion todentamiseen liittyviä mittaustapoja on hyvin erilaisia, mm. näytepalamenetelmä ja emissiomittaus FLEC-tekniikalla oikeasta rakenteesta. Lisäksi maton alapuolisten emissioiden mittauksessa käytetään monia muitakin menetelmiä, joiden soveltuvuus ja tarkkuus saattaa olla hyvinkin huono. Päällysteestä irrotettujen palojen emissioissa näkyy vaihtelevasti päällysteen alapuolisen liiman ja tasoitteen sekä päällystepalan koestusta varten tehtyjen leikkauspintojen emissiot, eli oikeastaan materiaalin maksimaalinen emissiopotentiaali, jonka pääsy sisäilmaan jää täysin epäselväksi, jos ei tehdä emissiomittausta oikeasta rakenteesta. On erittäin tärkeätä selvittää suurempiemissioisen alueen osuus koko tilan pinta-alasta. Sisäilman laatu heikkenee lattiaemissiosta yleensä vasta, jos valtaosa lattiasta emittoi runsaasti haitallisia VOC-yhdisteitä. Alueen suuruus tulee määritellä kosteuskartoituksella ja päällysteen koepurkamisilla. Kuvan 1. valokuvassa näkyy hyvin, miten hyväkuntoisenkin päällysteen alta paljastuu kirjavaa pintaa, riippuen siitä irtoaako matto tasoitteesta vai tasoite betonista. Lisäksi seinänvieren pohjatöiden vaikutuksen, liiman levityksen vaihtelun ja maton alustaan jyräämisen eroavaisuudet näkyvät yhtä lailla kosteammalla ulkoseinus-talla kuin väliseinien edustallakin. Bulk-näytteitä otetaan usein seinänvieriltä, jolloin osutaan usein valtaosaa lattiasta poikkeavaan näköhavaintoon, jolloin viitteen 11 mukaisessa aistinvaraisessa arviossa saatetaan tehdä turhan kriittisiä arvioita. Taulukossa 1 on esitetty esimerkein eri menetelmien käytettävyyttä vaurion todentamiseen. Korjauspäätös tulisi aina varmentaa FLEC-mittauksella oikeasta rakenteesta, jotta nähdään muiden tutkimusten perusteella löydetyn oletettavasti huonokuntoisimman kohdan emissio tietyltä pinta-alalta aikayksikössä. Kuvassa 2 on esitetty FLEC-menetelmällä tehty emissiomittaus oikeasta rakenteesta ja tämän jälkeen samasta kohdasta irrotetusta näytepalasta laboratoriossa. Tuloksissa on lähes 10-kertainen ero ts. näytepalamenetelmä voi johtaa harhaan korjaustarvetta arvioitaessa. Esimerkissä päällyste on linoleumi, jonka pinta rikkoutuu helposti irrotuksessa. Tämän vuoksi näytepalasta mitattu tulos on erittäin todennäköisesti korkeampi eikä siis kuvaa rakenteen oikeaa tilaa.
274 Sisäilmayhdistys raportti 35 Taulukko 1. Lattiarakenteen VOC-vaurion arvioinnissa käytettyjä menetelmiä. Menetelmä FLECemissiomittaus oikeasta rakenteesta FLEC-mittaus irrotetusta mattopalasta Näytepalamenetelmä bulk PIDmenetelmä Mittauksen periaate Tehdään oikean lattiarakenteen pinnasta Tehdään irrotetun näytteen pinnasta Rakenteesta irrotettu näyte, näyte koostuu pinnasta ja sen alapuolisista kerroksista VOC- pitoisuus ilmassa esim. pinnoitteen alla Tulkinta vaurioepäilyssä ok, vaikutus sisäilmaan voidaan arvioida Ei vastaa oikeaa rakennetta, suuntaa antava suuntaa antava suuntaa antava, hyvin epämääräinen Kuva 2. Linoleumipäällysteen emissiot oikeasta rakenteesta (flec) ja irrotetusta näytepalasta (mp) mitattuna (kolme eri mittauspistettä 401,604,624). Mikäli sisäilmasta mitatut yhdistepitoisuudet eivät ylitä Asumisterveysasetuksen toimenpideraja-arvoja tai toimistoille annettuja viitearvoja, ei ole syytä epäillä ainakaan vakavia terveyshaittoja /10/. Mikäli kosteuskartoituksen jälkeen kuitenkin epäillään, että liimakerroksen kosteuspitoisuus on ylittänyt yleensä riskirajana pidetyn 85 %RH, on usein järkevää hakea tukea aistinvaraiselle arvioinnille päällysteen emissioita mittaamalla. Haasteena on se, että eri menetelmien viitearvot muovimatoille ovat hyvin karkeita johtuen siitä, että materiaalien VOC-pitoisuudet vaihtelevat paljon tuotteiden välillä. Esimerkkinä liimatuotteet, joiden 2-etyyliheksanolin pitoisuus voi olla korkea jo ennen tuotteen asentamista. 2-etyyli1heksanollille (2E1H) FLEC-tekniikalla mitattuna VTT suosittelee viitearvoja muovimatoille <5-30 µg/m 2 h /4/. C9-alkoholeille ei ole viitearvoja oikeasta, vauriotumattomasta rakenteesta mitattuna. Vastaavat arvot TTL antaa Bulk-tuloksille 500 µg/m 3 g/ TVOC, 50 µg/m 3 g/ 2E1H ja C9-alkoholeille 320 µg/m 3 g /10/. PIDmittalaitevalmistaja antaa hyvin karkean viitearvon kokonaispitoisuudelle mattoviillosta mitattuna, 1500 ppb, joka saattaisi tarkoittaa päällysteen vaurioitumista. PID-laitetta ei ole tarkoitettu muovimattojen tarkasteluun, joten sitä ei suositella käytettäväksi lainkaan.
Sisäilmastoseminaari 2017 275 ESIMERKKEJÄ Taulukkoon 2 on koottu esimerkkejä erityyppisistä kohteista, joissa lattiapäällysteen korjaustarpeen arviointi on osoittautunut haasteelliseksi. Taulukko 1. Esimerkkejä lattiapinnoitteen vauriokohteista. Kohde, rakennusvuosi Rakennekosteus Aistinvaraiset havainnot ja emissiot Johtopäätös ja sen oikeellisuus Muut havainnot Koulu/ 2014 Ftalaattivapaa päällyste Viiltomittauksissa kosteudet paikoitellen yli 85 RH% Alhaiset, selvästi pinnoitteen päältä ja alta mitattuna, ei poikkeavaa hajua Pinnoite vaadittu vaihdettavaksi käyttäjän puolesta Merkittäviä IVpuutoksia, ilmavuotoreittejä likaisista tiloista puhtaisiin toimistoihin. Mikrobikasvu ei täysin poissuljettu. Julkinen rakennus/ 2006 Tiivis PUR pinnoitettu päällyste Rakennekosteus ollut mahdollisesti yli viitearvojen pinnoitusvaiheessa Paikoitellen hajuja ja emissiot koholla Pinnoitteet vaihdettiin laajasti, vaikka pienialaisesti olisi riittänyt. Ilmanvaihdon tutkimuksista ei tietoa Liimatuote eri vaurio-osissa vrt. vaurioitumattomaan Terveydenhuollon rakennus/ 2008 Ftalaattivapaa päällyste Viiltomittauksissa kosteudet pääosin yli 85 RH% rakenneratkaisusta riippumatta Maton päältä hyvin pienet emissiot, alta pääosin suuret. Hajut lievähköt. Paikallisia maton irtoamisia. Irtoilualueet korjattiin, mutta muuten jäätiin seuraamaan tilannetta Käyttäjät valmistautuivat kosteusmittaustulosten perusteella laajaan mattojen vaihtoon sisäilmasyistä, mutta olemattomat sisäilman VOC-pitoisuudet muuttivat käsityksen Julkinen rakennus 2014, linoleumipinnoite Viiltomittauksissa paikoitellen RH yli 85%, liima ko. alueilla räkää Hajuhaittaa ja oireiluilmoituksia, emissiot selvästi koholla hyvin paikallisesti Koekorjauksia tehdään useassa tilassa vaikka pinnoitteen alapuoli kunnossa aistinvaraisesti Ilmanvaihdon toimivuutta ei kartoitettu riittävästi, rakenteen mikrobivaurio ei poissuljettu MITEN MENISI PAREMMIN? Ongelmat vältetään, kun kuivumisen kannalta kriittisimmät rakenteet huomioidaan jo betonilaadun valinnassa, rakenteiden kastuminen minimoidaan ja kuivumisolosuhteet pidetään hyvinä. Kuivumisolosuhteita seurataan ja kosteustapahtumat dokumentoidaan, jotta tarkat oikeiden syvyyksien kosteusmittaukset tehdään sellaisista kohdista, että tulosten perusteella voidaan luotettavasti määritellä riittävän kuivat alueet. Riittävän kuivuuden määrittelyn mittaussyvyydet ja tavoitekosteudet tarkennetaan päällysteiden vesihöyrynläpäisyominaisuuksien mukaan. Lisävarmuutta voidaan hakea alentamalla tavoitekosteuksia ja/ tai käyttämällä tasoitekerroksia betonin aggressiivisuutta alentamaan.
276 Sisäilmayhdistys raportti 35 Mikäli on tarve selvittää lattiapäällysteen kunto, selvitetään ensin käytetyt materiaalit ja mitataan päällysteen alapuolinen kosteuspitoisuus heti päällysteen alta ja syvemmältä. Mikäli päällysteen vesihöyrynläpäisyominaisuudet eivät ole tiedossa, voidaan päällysteen alapuolisesta kosteusjakaumasta päätellä päällysteen tiiveyttä/ läpäisevyyttä, kun huomioidaan rakenne ja aika päällystyksestä. Päällysteen alapuolista tilannetta arvioidaan aistinvaraisesti huomioiden, että nykyaikaiset liimat säilyttävät tarraavuutensa jopa vuosia, eikä täysi hajuttomuus ole ainoa viite pintarakenteen vaurioitumattomuudesta. Mikäli epäillään, että päällysteessä on vaurioita laajoilla alueilla, arvioidaan korjaustarvetta tämän artikkelin sivun 3 yläosassa esitetyin periaattein. Pienialainen vaurio ei yleensä vaikuta oleellisesti sisäilman laatuun. Sisäilmanlaatuperustainen korjaaminen tulee kyseeseen, mikäli sisäilmassa on korkeita VOC-pitoisuuksia. Materiaalien mahdollista vaurioitumista on tällöin hyvä tarkentaa emissiomittauksin, joiden tulkinnassa tulee muistaa, että päällysteen alapuolinen tai materiaalin korkea VOC-pitoisuus ei ole välttämättä suoranainen vaurio. Viitearvot ovat suuntaa antavia ja tulkinnassa pitää pystyä huomioimaan materiaalit. Lopullisissa johtopäätöksissä pitää huomioida myös ilmanvaihto. On myös huomioitavaa, että M1-luokitusmittaus tehdään testiolosuhteessa, jossa ilmanvaihtokerroin on 0,5 h -1. Tätä alemmalla ilman vaihtuvuudella voi esiintyä hajuhaittaa, joka ei ole kuitenkaan varsinainen vauriotilanne. Esimerkkinä linoleumipinnoitteen ominaishaju voi johtaa väärille jäljille /12/. Korjaustapoja valittaessa pitää muistaa, että enimmät VOC:it poistuvat yleensä vanhan päällysteen, liiman ja tasoitteen poistossa ja tuuletuksella. Kapselointia tulisi harkita tapauskohtaisesti vain mikäli varmuudella korkeata jäännösemissio- kosteustasoa ei muutoin ole mahdollista saada riittävän alhaiseksi. Normaalisti ei ole tarkoituksenmukaista tehdä kaikkea mahdollista viimeistenkin jäännösyhdisteiden poistamiseksi. LÄHDELUETTELO 1. Sjöberg. A. Sekundära emissioner från betonggolv med limmade golvmaterial. Chalmers tekniska högskola, Göteborg 2001. 2. Metiäinen P., Mussalo-Rauhamaa H. & Viinikka M. 2003. 2-ethyl-1-hexanol Emission from Floor Structure and Health Symptoms. Healthy Buildings, Singapore. S. 36 41. 3. Järnström, H. Reference values for building material emissions and indoor air quality in residential buildings. VTT Publications P672, Espoo 2007. 4. Järnström H. Muovimattopinnoitteisen lattiarakenteen VOC- emissiot sisäilmaongelmatapauksissa.vtt Publication 571, Espoo 2005. 5. Peter Backlund ym: Uusien lattiamuovipäällysteiden emissiot, Sisäilmastosem. 2014. 6. Merikallio, Betonirak. kosteusmittaus- ja kuivumisen arviointi, Betonitieto 2002. 7. Betonirakenteiden päällystysohje, Betonitieto 2007. 8. Betonitieto 2007, Merikallio, Niemi, Komonen Betonilattiarak. kosteudenhallinta. 9. RIL 250, Kosteudenhallinta ja homevaurion estäminen, 2011. 10. Työterveyslaitos, www.ttl.fi 11. Keinänen, Hyvät tutkimustavat betonirakenteisten lattioiden muovipäällysteiden korjaustarpeen arviointiin, Itä-Suomen yliopisto 2013. 12. Helena Järnström ym. Rakennusmateriaalien aistinvarainen arviointi (hajut)- tilastollinen tarkastelu tuoteryhmittäin sekä kokemuksia hajuhaittakohteista. Sisäilmastoseminaari 2016.