19.3.2007 Rak-43.240 Rakennuksen rungon suunnittelu Esitelmä Markus Halkola Tero Sundström Janne Ranki Asuinrakennusten parvekerakenteet
1 JOHDANTO... 3 2 SUUNNITTELUN LÄHTÖKOHDAT... 4 2.1 KÄYTTÖTAVAT JA KÄYTTÖAIKA... 4 2.2 PARVEKETOIMINTOJEN VAATIMUKSET... 4 2.3 KUORMITUKSET... 6 2.4 PALOTURVALLISUUS... 7 2.5 YMPÄRISTÖOLOSUHTEET... 7 3 RAKENNESUUNNITTELU...10 3.1 PARVEKKEIDEN ARKKITEHTONISIA TYYPPEJÄ...10 3.2 PARVEKEJÄRJESTELMÄT...11 3.3 PARVEKKEEN KANNATUS...12 3.3.1 Ripustetut parvekkeet...13 3.3.2 Itsekantavat parvekkeet...13 3.3.3 Osittain itsekantavat parvekkeet...14 3.4 SIDONTA RUNKOON...14 3.4.1 Parvekesarana...14 3.4.2 Lattateräs...14 3.5 KIINNITYS PERUSTUKSIIN...14 3.5.1 Holkkiliitos...15 3.5.2 Pulttiliitos...15 3.5.3 Hitsiliitos...16 3.5.4 Vaarnatapit...16 3.6 PARVEKKEEN VEDENPOISTO...17 3.6.1 Reunauralliset laatat...18 3.6.2 Kuppilaatat...18 3.7 PARVEKKEEN VEDENERISTYS...19 4 TERÄS- JA BETONIRAKENTEISET PARVEKKEET...20 5 PARVEKELASITUKSET JA PARVEKEKAITEET...22 6 PARVEKKEIDEN KORJAAMINEN...24 6.1 PARVEKKEIDEN VAURIOT...24 6.2 VAURIOIDEN KORJAUS...24 7 PARVEKKEEN TALOUDELLISET VAIKUTUKSET...25 8 LÄHTEET...26 2
1 Johdanto Kerrostaloasumisessa parveke toimii asunnon ulkotilana. Tosin pääosa suomalaisista parvekkeista on kuitenkin kooltaan pieniä ja käyttömahdollisuuksiltaan vaatimattomia. Parvekkeet ovat suomalaisessa rakentamisessa verrattaen nuori ilmiö, sillä niitä alkoi ilmaantumaan kerrostaloihin vasta 1900-luvulla. Koska kerrostalokanta on maassamme varsin nuorta ja pääosa kerrostaloista on 1960-luvun jälkeen rakennettuja elementtitaloja, joiden arkkitehtoninen laatu on tunnustettu huonoksi, on näiden talojen parvekkeidenkin laadulla toivomisen varaa. Parvekkeiden korjaamisen yhteydessä kiinnitetään usein huomiota myös talojen julkisivujen ulkonäön parantamiseen ja parvekkeiden käyttömahdollisuuksien lisäämiseen esimerkiksi parvekelasitusten avulla. Parvekeratkaisujen esikuvat ovat tulleet Suomeen lämpimän ilmaston maista, joissa on pitkä kaupunkiasumisen perinne ja kehittynyt parvekekulttuuri. Toistaiseksi voimakasta parvekekulttuuria ei ole Suomeen syntynyt. Parvekejärjestelmiä ovat rakennuksen rungon ulkopuolella, osittain rungon ulkopuolella tai rungon sisäpuolella olevat parvekkeet tai kulmaparvekkeet. Rakenneperiaatteiltaan parvekkeet voidaan jakaa kokonaan runkoontukeutuviin, osittain runkoon tukeutuviin tai omalle perustukselle tukeutuviin. Koska parvekerakenne on ulkotilassa, asettaa se vaatimuksia säänkestävyyden suhteen. Myös asukkaiden tarpeet ja parvekkeiden käyttötarkoitukset asettavat vaatimuksia esimerkiksi parvekkeiden koolle ja ilmansuunnalle. Tästä syystä ovat parvekkeiden keskimääräiset koot kasvaneet vuosien saatossa. Kuva 1. Parvekkeiden keskimääräiset koot rakennusajankohtien mukaan jaoteltuna. 3
2 Suunnittelun lähtökohdat 2.1 Käyttötavat ja käyttöaika Suunnittelun lähtökohtana on luonnollisesti aina käyttötarkoitus. Asuinrakennusten parvekkeiden käyttötavoista on tehty joitain tutkimuksia, joista tavallisimmiksi käyttötavoiksi selviävät tupakointi, auringonotto, ruokailu, lasten leikit ja vauvojen nukuttaminen, pyykinkuivaus, vaatteiden ja huoneiston tuuletus, oleskelu ja kukkien kasvatus. Pohjoisissa olosuhteissa parvekkeen käyttöaika ei ole koko vuotta. Parvekkeiden käyttö alkaa huhtitoukokuussa ja päättyy syys-lokakuussa. Parvekkeen lasittaminen lisäsi kyselyn mukaan sen käyttöaikaa 2-4 viikkoa keväällä ja 2-10 viikkoa syksyllä. Aktiivisessa käytössä ympäri vuoden on parvekkeista alle 5 %. Avoimien parvekkeiden käyttöaika on keskimäärin 5,5 kuukautta ja lasitettujen 6,2 kuukautta eli keskimäärin 3 viikkoa avoimia enemmän. Parvekkeiden päivittäinen käyttö alkaa heti aamusta mutta painottuu iltapäivään ja iltaan. 2.2 Parveketoimintojen vaatimukset Parvekkeen käyttötavat määrittävät vaatimukset parvekkeen suunnittelulle. Oleskelu, ruokailu ja esimerkiksi auringonotto edellyttävät että parvekkeella on tilaa ruokailuryhmälle, ruoanvalmistuslaitteille ja esimerkiksi lepotuolille. Vauvojen nukuttamisen ja lasten leikkien takia tulee parvekkeella olla tilaa lastenvaunuille ja leikkikehälle, ja lisäksi oviaukon tulee olla tarpeeksi leveä. Lisäksi nämä ja muut käyttötavat asettavat vaatimuksia aurinkoisuudelle, tuulensuojalle, melulle, näköalalle ja myös näkösuojalle. Kulkuyhteydet asettavat vaatimuksia parvekkeen sijainnille suhteessa muuhun asuntoon, kulkuyhteys oleskelutiloihin ja keittiön läheisyyteen on tarpeellinen. Lisäksi jos asunnossa on sauna voi parveketta mukavasti käyttää vilvoitteluun jos sen sijainti saunaan nähden on mietitty. Parvekkeen sijainnilla ja suuntauksella ilmansuuntiin nähden on myös suuri vaikutus asunnon arkkitehtuuriin jolloin arkkitehtonisia seikkoja kuten väljyyden tuntua, valoisuutta ja viihtyisyyttä on syytä pohtia. Parvekkeen pääkäyttökohteiden vaatimat vähimmäistilantarpeet ovat seuraavat: 2 1. ruokailu, 4 henkeä, 1800 mm * 2400 mm = 4,3 m 2. lepo ja auringonotto, 1 henkilö, 900 mm * 2100 mm 3. lapsen ulkoiluttaminen, 900 mm * 1200 mm 2 = 1,1 m. = 1,9 m Jos edellytyksenä ovat että edelliset toiminnot tulee voida toteuttaa ilman kalusteiden siirtoa, on 2 parvekkeen vähimmäispinta-ala liikkumisvaralla noin 8,8 m. Jos parvekkeella on näiden lisäksi muita toimintoja, on parvekkeen kokoa luonnollisesti lisättävä. Lisäksi jos asuntokunta on suurempi kuin 4 henkeä, on tilantarve myös suurempi. 2 4
Parvekkeelle aukeavan oven tilantarve on myös huomioitava. Parvekkeen käyttökelpoisuus ja viihtyisyys lisääntyvät koon kasvaessa. On syytä myös huomioida että parvekkeen hinta ei ole suorassa suhteessa sen pintaalaan vaan parveke on suhteellisesti sitä edullisempi, mitä suurempi se on. Parvekkeen syvyys on sen käyttökelpoisuuden kannalta tärkein mitta ja sen tulisi olla vähintään 2100 mm mutta mieluummin 2400 mm. Parvekkeen sijainnista johtuen täytyy myös putoamisen estäminen huomioida parvekkeen suunnittelussa. Parvekkeen kaiteen täytyy kestää mahdolliset törmäykset ja nojailu, sekä olla riittävän korkea ettei sen yli voi pudota. Lisäksi kaiteen rakenne on oltava sellainen, ettei lapsikaan voi tunkeutua sen läpi eikä kiivetä kaidetta pitkin. Kaiteen kokonaiskorkeuden tulee yleensä olla vähintään 1000 mm. Lisäksi kaiteessa tulee olla vähintään 700 mm korkea suojaava osa, joka on umpinainen tai sisältää pelkästään pystysuoria aukkoja. Pystysuorien aukkojen läpäisyväli saa olla enintään 110 mm. Suojaosassa ei sallita vaakasuoria rakenteita, eikä kiipeilyn mahdollistavia kuvioita. Kaiteen yläreunan ja suojaosan väli saa olla enintään 300 mm, kuitenkin siten että yli 200 mm leveää avointa tilaa ei muodostu. Asukkaiden yksityisyyden kannalta myös näkösuojaus tulee parveketta suunniteltaessa ottaa huomioon. Näkösuojauksen aste kuitenkin vaihtelee asukkaiden ja parvekkeen käyttötarkoituksen mukaan jolloin selkeää perusohjetta on vaikea antaa. Näkösuojaukseen voidaan vaikuttaa parvekkeiden sijoittelulla toistensa ja rakennuksen rungon suhteen, lisäksi voidaan käyttää kiinteitä tai irrotettavia näkösuojia, kuten verhoja. Näkösuojan vastakohtana parvekkeelta tulisi olla esteetön näkyvyys ympäristöön, ja parvekkeen olisi hyvä avautua avoimelle pihalle, puistoon tai vesistöön. Ikävät maisemat kuten näkymät vastapäiseen rakennukseen, vilkasliikenteiselle kadulle tai isolle pysäköinti alueelle eivät ole toivottavia. 5
2.3 Kuormitukset Suomen rakentamismääräyskokoelman osan B1 mukaan parvekkeilla vaikuttaa tasainen kn kn oleskelukuorma 1,5 m 2 sekä samanaikaisesti 2,0 viivakuorma kaiteen vieressä, ja luonnollisesti m myös rakenteen omapaino otetaan huomioon. Kaiteisiin vaikuttaa lisäksi vaakasuora viivakuorma kn 0,4 ja kaiteiden levymäisiin osiin 0,3kN pistekuorma. m Huomioitavaa on että lumikuorman ei parvekkeilla yleensä oleteta vaikuttavan, sillä parvekkeet oletetaan pidettäväksi lumesta puhtaana. Tämän oletuksen oikeellisuudesta ja järkevyydestä voi kuitenkin olla montaa mieltä sillä tuulet voivat kinostaa lunta suuriakin määriä lyhyessä ajassa erityisesti rakennuksen suojan puoleiselle puolelle. Lumimyrskyn sattuessa ei asukas välttämättä ole kotona tai asukas voi myös liikuntaesteisyyden vuoksi olla kykenemätön lumen poistamiseen. Myöskään tuulikuormaa ei huomioida parvekelaatan mitoituksessa. Euronormien mukaan asuinrakennuksen parvekkeella vaikuttavat tasainen hyötykuorma kn 4,0 2 ja omapaino, sekä m paikallisissa tarkasteluissa yksinään vaikuttava pistekuorma 2,0 kn parvekkeen omanpainon kanssa. Kaiteisiin vaikuttaa kn 0,5 viivakuorma. m Myöskään euronormeissa ei parvekkeilla oleteta vaikuttavan lumikuormaan eikä tuulikuormaa. Kuva 2. Parvekkeelle kohdistuvat kuormat. 6
2.4 Paloturvallisuus Rakennusten paloturvallisuusmääräykset selviävät Suomen rakentamismääräyskokoelman osasta E1, parvekkeille ei kuitenkaan ole annettu erityisiä ohjeita. Pääperiaatteina parvekkeiden paloturvallisuuteen voidaan pitää myös muille kantaville rakenteille asetettuja vaatimuksia. Palon sattuessa kantavien rakenteiden tulee kestää niille asetettu vähimmäisaika. Parvekkeen MJ palokuormaryhmä on yleensä alle 600 m 2 - ryhmä. Parvekkeelle asetetut vaatimukset riippuvat siis rakennuksen paloluokasta joka määräytyy rakennuksen koon ja käyttötarkoituksen mukaan. Kantavien rakenteiden palonkestoaika vaihtelee riippuen rakennuksen paloluokasta yleensä 30:nen ja 60:nen minuutin välillä. Jos rakennus on yli 8-kerroksinen, täytyy palonkestoajan olla 120 minuuttia. Rakennustarvikkeiden paloon osallistumiselle ja palo-ominaisuuksille asetetut vaatimukset riippuvat myös rakennuksen paloluokasta. Koska tarkkoja määräyksiä ei ole olemassa, on eri paikkakunnilla vaadittu parvekerakenteilta hieman erilaisia palo-ominaisuuksia. 2.5 Ympäristöolosuhteet Parvekerakennetta rasittavat kosteus- ja lämpöliikkeet, joiden vaikutusta lisää se että parvekerakenne on yleensä tuettu tasalämpöiseen ja kuivaan rakennusrunkoon, jonka lämpö- ja kosteusliikkeet ovat vähäisiä. Tällöin varsinkin parvekkeen sidontapisteisiin voi kohdistua suuria rasituksia. Yleensä edellä mainitut lämpö- ja kosteuslaajenemisesta sekä kutistumisesta johtuvat pakkovoimat huomioidaan erilaisilla nivelellisillä ja kiinnikkeillä jotka sallivat liikkeen tiettyihin suuntiin. Muuten parvekerakenteen ilmastolliset rasitukset vastaavat usein ulkoseinäpintojen rasituksia. Rakenne joutuu toistuvan kosteusrasituksen kohteeksi aina sateiden sattuessa. Parvekkeelle satanut vesi täytyy poistaa mahdollisimman nopeasti jotta rakenne olisi märkä mahdollisimman lyhyen aikaa. Vedenpoisto tapahtuu yleensä painovoimaisesti, jolloin rakenteen erilaisten kaltevuuksien avulla vesi johdetaan parvekelaatalta vedenpoistojärjestelmään. Vedenpoisto mitoitetaan hetkellisten rankkasateiden sademäärien mukaan, vuotuisten sademäärien sijasta. Kerrostalo parvekkeissa tulee parveketason olla vesitiivis siten että vettä eikä roskia pääse valumaan parveketason läpi. Vedenpoistojärjestelmän täytyy toimia hallitusti, ettei vesi pääse valumaan julkisivupintoja pitkin aiheuttaen pintojen epätasaista likaantumista. Kylmänä vaakarakenteena parveke on erityisen alttiina pakkasvaurioille, kun vesi vuorotellen sulaa ja jäätyy, eikä rakennuksen sisältä johtuva lämpö sitä kuivaa. Betonisissa parvekkeissa voi tapahtua runsastakin rapautumista jos betoniksi ei ole osattu valita sään kestävää laatua. Parvekkeiden ympäristörasituksia voi parvekkeen kattamisella merkittävästi vähentää, sillä silloin viistosateen ja lumen pääsy parvekkeelle voidaan lähes kokonaan estää, eikä varsinkaan pakkasvaurioita pääse silloin tapahtumaan. Parvekkeen kattamisesta voi kuitenkin aiheutua myös haittaa jos esimerkiksi parvekelasitus huurtuu. Tämä voidaan estää varmistamalla parvekkeen riittävä tuuletus esimerkiksi jättämällä lasitus hieman väljäksi. Parvekkeen suuntauksella on suurien lasipintojen takia vaikutusta rakennuksen energiankulutukseen. Toinen jopa merkittävämpi tekijä energiankulutukseen on parvekkeen lasitus, lasitettu parveke muodostaan seinän ja ulkoilman välille välivyöhykkeen joka käytännössä aina on ulkoilmaan lämpimämpi ja näin vähentää rakennuksen vaipan läpi johtuvaa lämpömäärää. Aurinkoenergian kannalta tärkein suunta on etelä. Myös parvekkeen rakenteella on energiakulutukseen vaikutusta sillä auringon korkeuskulma vaihtelee vuodenaikojen mukaan siten 7
että kesällä korkeuskulma on suurimmillaan ja talvella se on pienimmillään. Talvella, syksyllä ja keväällä auringon tuoma energia olisi energiatalouden kannalta tärkeä saada mahdollisimman hyvin talteen, mutta kesällä aurinko voi lämmittää asuntoa liikaa jolloin asunnon jäähdytykseen voi viihtyisän sisäilmaston aikaansaamiseksi kulua energiaa. Parvekkeen rakenteella voidaan vaikuttaa eri vuodenaikoina rakenteisiin tulevaan energia määrään juuri auringon korkeusaseman vaihtelujen vuoksi. Parvekkeen rakenne ei ole ainoa aurinkoenergian hyödyntämiseen vaikuttava tekijä sillä rakennuksen korkeus ja sijainti muihin rakennuksiin ja kasvillisuuteen nähden vaikuttaan olennaisesti energian määrään. Tuulisuus vaikuttaa olennaisesti parvekkeen viihtyisyyteen ja myös rakennuksen energiankulutukseen. Parvekkeen lasitus parantaa olennaisesti parvekkeen viihtyisyyttä tuulella, mutta tuulihaittojen eliminoimiseksi tulisi myös rakennusten sijoitteluun, maaston muotoihin ja metsäalueisiin kiinnittää huomiota. Suunnittelussa tulee tuulihaittojen vähentämiseksi huomioida parvekkeiden sijoittelu paikallisten tuulien mukaan. Myös parvekerakenteella voidaan tuulihaittoihin vaikuttaa, esimerkiksi sisäänvedetty parveke on tuulensuojan kannalta hyvä ratkaisu. Ympäristöolosuhteista melu voi merkittävästi haitata parvekkeen viihtyisyyttä ja käyttöä varsinkin vilkasliikenteisten teiden ja katujen varrella. Tämän takia ei parvekkeita yleensä tulisi sijoittaa rakennuksen liikenneväylien puoleisille sivustoille. Melu voi parvekkeen kovien pintojen kautta heijastua vielä erityisesti sisälle asuntoon, jolloin melu ei ole haitta vain parvekkeella. Melua on rakenteellisilla ratkaisuilla hankala vähentää suuria määriä eli suunniteltaessa parveketta melun kannalta on ratkaisevassa osassa sen sijainti melulähteen suhteen. Äänihaittoja voidaan pienentää akustisilla levyillä, sekä meluesteillä rakennusten ja tieväylien välillä. 8
9
3 Rakennesuunnittelu 3.1 Parvekkeiden arkkitehtonisia tyyppejä Tavallisimmat arkkitehtoniset parveketyypit ovat: - avoin tai katettu erillisparveke, joka on ripustettu rakennuksen rungosta. Tällainen parveke voi olla kokonaan rungon ulkopuolinen tai kulmaparveke - vaakanauhaparveke, jossa parvekkeet ovat vaakasuunnassa kytketty yhteen ja niiden etureunassa on yhtenäinen kaide - pystytorniparveke, jossa parvekkeet ovat pystysuunnassa sijoitettu päällekkäin ja varustettu yhtenäisillä pieliseinillä tai pilareilla - sisäänvedetty parveke, joka on kokonaan tai lähes kokonaan vedetty rakennuksen rungon sisään. Sisäänvedetyn parvekkeen ulkoilmaan avoin osa toimii tavallisesti aukkona julkisivun sommittelussa. - kaksoisjulkisivuparveke, jossa parvekevyöhyke muodostaa oman julkisivunsa muun julkisivupinnan eteen - lasiparveke, joka on lasiseinin ja mahdollisesti lasikatolla varustettu parveke - ranskalainen parveke, joka toimii aukkona julkisivun sommittelussa - terassiparveke, joka muodostaa julkisivua vaakasuunnassa porrastavan aiheen. Kokonaan - terassoituvassa ratkaisussa terassiparvekkeet muodostavat porrasmaisia pakenevia julkisivupintoja 10
3.2 Parvekejärjestelmät Parvekkeen rakenteellisen muodon määrää sen rakennejärjestelmä. Rakennejärjestelmä vaikuttaa runsaasti rakennuksen ulkonäköön sekä rakennuksen parvekkeiden työjärjestykseen. Myös eri parvekejärjestelmillä on eri kustannukset ja kokorajoitteet. Joissain tapauksissa ympäristö määrää parvekejärjestelmän. Tällaisia tapauksia ovat esimerkiksi jalkakäytävät tai liikenneväylät. Parvekejärjestelmät voidaan ryhmitellä sijoittelun ja kantavuustavan mukaan. Rakennuksen runkoon nähden parvekkeet ovat joko rungon ulkopuolisia tai runkoon upotettuja. Keskinäisen sijoittelun perusteella voidaan erottaa erillisparvekkeet, kaksoisparvekkeet ja kytketyt parvekkeet. Kantavuusperiaatteita ovat itsekantavat ja ripustetut eli rakennuksen rungosta kannatetut parvekkeet sekä mallit, joissa parveke on osittain itsekantava ja osittain rungosta tuettu. Perustuksista tuettuja itsekantavia parvekkeita voidaan käyttää kaikkien runkojärjestelmien ja julkisivutyyppien yhteydessä. Parvekkeet tukeutuvat kantaviin pieliseiniin tai pilareihin. 11
Rakennuksen ulkoseinästä ripustettujen parvekkeiden edellytyksinä ovat kantavat parvekejulkisivut, joista parvekelaatan kantavat pieliseinät tai pelkkä parvekelaatta kannatetaan. Parveke voidaan kannattaa myös välipohjalaatastosta, jolloin julkisivun ei tarvitse olla kantava. Ripustuksella tarkoitetaan parvekkeen tuentaa rakennuksen rungosta. Usein parveketyö etenee rungon kanssa kerroksittain samanaikaisesti, mutta valitsemalla sopiva parvekejärjestelmä ja oikeat liittymät rakennuksen runkoon, voidaan parvekkeet asentaa jälkeenpäin. Näin toimii esimerkiksi pelkästään välipohjalaatastoon tukeutuva erillisparveke. 3.3 Parvekkeen kannatus Rakennemallin mukaan parvekkeet on jaettu ripustettuihin ja itsekantaviin sekä osittain itsekantaviin parvekkeisiin. Kannatus vaihtoehtojen soveltuvuus eri parvekejärjestelmiin on esitetty taulukossa 3.2. 12
3.3.1 Ripustetut parvekkeet Parvekelaatta ripustetaan joko pieliseinien välityksellä tai suoraan rakennuksen rungosta. Ripustettujen parvekkeiden suunnittelussa on oleellista ripustuksesta aiheutuvien ja parvekkeeseen vaikuttavien vaakavoimien ankkurointi kantavaan runkoon. Ripustusta käytetään, kun yksittäisiä parvekkeita sijoitetaan ylempiin kerroksiin tai kun parvekkeiden alapuolinen tila on jätettävä vapaaksi esimerkiksi kulkutieksi. Runkoon upotettavissa järjestelmissä ripustus on yleensä taloudellisin kannatusvaihtoehto. Yleensä tällaiset parvekkeet tehdään yhden parvekkeen elementteinä. Rakenteista tehdään kevyitä, jotta välipohjille tulevat kuormat olisivat mahdollisimman pieniä. 3.3.2 Itsekantavat parvekkeet Itsekantava parveke tuetaan perustuksista kantavilla pieliseinillä tai pilareilla. Parvekkeet jäykistetään ankkuroimalla parveke sivusuunnassa rakennuksen runkoon parvekelaatan kohdalta. Parvekkeet on sijoitettava aina päällekkäin alimman parvekkeen mukaan. Itsekantavien parvekkeiden etuna ovat niiden käyttömahdollisuudet runkojärjestelmästä ja ulkoseinätyypistä riippumatta. Pieliseinät mitoitetaan parvekelaatan koon ja parvekkeiden lukumäärän mukaan. Parvekepilarit ovat yhden tai useamman kerroksen korkuisia riippuen siitä sijaitseeko pilari laatan sisä- vai ulkopuolella. Mikäli laatta lovetaan pilarin kohdalta, käytetään luonnollisesti jatkuvia pilareita. Parvekelaatat asennetaan kerroksen korkuisten pilarien päälle tai jatkuvassa pilarissa olevien konsolien varaan. Konsoli voi olla perinteinen betoniuloke tai ns. piilokonsoli. Teräsparvekkeiden etuna on mainittava se, että ne ovat yhtenä tai useina monen kerroksen korkuisina osina jälkiasennettavissa. Rakennuksen ulkoseinän kaikki muut työt voidaan tehdä etukäteen ja vasta viimeisenä vaiheena asentaa parveke seinäkiinnikkeineen paikoilleen. Pystysuorina kantavina rakenteina voidaan käyttää erilaisia teräsputki- tai avoprofiileita joiden määrä voi vaihdella. 13
3.3.3 Osittain itsekantavat parvekkeet Edellä esitetyt kannatusvaihtoehdot yhdistämällä saavutetaan usein taloudellisin ratkaisu etenkin runkoon upotetuissa parveketyypeissä. Osittain itsekantavan parvekkeen julkisivuun rajoittuva sivu ripustetaan rakennuksen runkoon ja vapaareuna tuetaan parvekepilareista tai pieliseinistä. 3.4 Sidonta runkoon Elementtirakenteisten parvekkeiden stabiliteetti varmistetaan sitomalla parvekelaatta kerroksittain rakennuksen runkoon kaikissa parvekejärjestelmissä. Sidonta tapahtuu laatastosta ulkoseinän läpi menevillä kiinnitysosilla. Kiinnitysosien valintakriteerit ovat seuraavat: - lämpö- ja kosteusliikkeistä sekä perustusten epätasaisista painumista aiheutuvat liikkeet eli pakkoliikkeet - vaakavoimien suuruus - ementtien valmistus ja siteiden asennustekniset seikat -kiinnitysosien hinta (materiaalit ja asennus) Kiinnitysosa voi olla tähän tarkoitukseen kehitetty vakioteräsosa tai tapauskohtaisesti mitoitettu ja muotoiltu teräsosa. Tavallisimpia teräsosia ovat parvekesarana ja yhtenäinen lattateräs. Kaikki kiinnitysosat on valmistettava ruostumattomasta teräksestä, koska osat kulkevat lämmöneristyksen läpi. 3.4.1 Parvekesarana Parvekesarana on vähintään yhdellä nivelellä varustettu teräsosa, joka siirtää siihen kohdistuvia vaakakuormia, mutta sallii pystysuuntaiset liikkeet. Näin pakkoliikkeistä ei aiheudu taivutusrasituksia siteeseen. Saranat asennetaan parvekelaattoihin elementtejä valmistettaessa. Teräsosien vapaat päät juotetaan laatastoon tehtyihin koloihin laattojen asennuksen yhteydessä. Saranoiden ruuvit kiinnitetään asennuksen jälkeen. 3.4.2 Lattateräs Yksinkertaisin ja halvin kiinnityselin on lattateräs. Molemmista päistään jäykästi kiinnitettynä latta tukee kiinnitettyä elementtiä kaikissa suunnissa. Lattateräs kiinnitetään tavallisesti hitsaamalla parvekelaatan puoleinen pää ja juottamalla toinen pää tartuntoineen laatastoon. 3.5 Kiinnitys perustuksiin Alimmaisten parvekkeiden kantavat pilarit ja pielielementit perustetaan pilari- tai seinäanturoiden varaan. Elementtien tavallisin kiinnitystapa perustuksiin on juottoliitos. Törmäyskuormille alttiit elementit kiinnitetään momenttijäykästi pultti-, hitsi- tai holkkiliitoksella, kun elementin yläpäitä ei ole tuettu sivusuunnassa onnettomuustilanteen 14
mukaisille kuormille (vaakasidonta vain parvekesaranoilla). Anturoiden tulee liittyä rakennuksen jatkuvaan anturaan siten, että sivusiirtymät on estetty. 3.5.1 Holkkiliitos Elementtiholkkia käytettäessä vaakakuorma siirretään vaarnatapeilla perustuksille. Vaarnatapit sijoitetaan holkin ja pilarin väliseen juotostilaan. 3.5.2 Pulttiliitos Pulttiliitoksessa käytetään harjateräs- tai peruspultteja sekä pilarikenkiä. Pulteille tulevat kuormat siirtyvät pilariliitoksessa pilarin teräskengästä muttereiden välityksellä tangoille. 15
3.5.3 Hitsiliitos Hitsaamalla kiinnitettyjen pilarien perustartunnoissa käytetään yleensä lattateräksiä. Tartunnat voidaan hitsata toisiinsa tartuntakehikoiksi, jolloin sideteräksiä voidaan käyttää ankkuroinnissa. Hitsausliitoksen mitoitukseen ja teräsosien valintaan ei ole elemassa yleispätevää suunnitteluohjetta. 3.5.4 Vaarnatapit 16
3.6 Parvekkeen vedenpoisto Parvekkeilla tulisi ensisijaisesti käyttää sisäpuolista vedenpoistojärjestelmää, missä vesi johdetaan laattaan upotettujen kaivojen kautta vedenpoistoputkiin. Ulkopuolinen vedenpoisto tarkoittaa sitä, että vesi johdetaan jokaiselta parvekelaatalta ulosheittäjän avulla pois. Tämä keino on poistunut käytännöstä, koska usein on mahdotonta antaa veden pudota vapaasti johtuen kaduista, kulkureiteistä ja muista parvekkeista. Vedenpoiston suunnittelussa tulee kiinnittää huomiota seuraaviin seikkoihin: - laatan yläreunassa on riittävä kallistus vedenpoistourien suuntaan - vesiurat ovat oikean kokoisia ja niissä on riittävä kallistus kohti vedenpoistoputkea Sisäpuolisessa vedenpoistossa tarkistetaan: - vedenpoistoputkien riittävä koko vesimäärän mukaan (D.min=50 70mm), oikea sijoitus ja asennus - putken läpivientikappaleiden asennus elementtitehtaalla, mitat ja toleranssit - sihtien toimivuus - veden varapoistumismahdollisuus kattolaatoissa Jos vedenpoistoputkien koko valitaan niin pieneksi, että jäätymisriski on olemassa, tulisi putket varustaa sulatusjärjestelmällä. Ulkopuolisessa vedenpoistossa tulisi aina olla vähintään kaksi ulosheittäjää/parveke tukkeutumisvaaran takia. Sisäpuolissa poistossa tulisi parvekkeella olla yhden kaivon lisäksi vähintään yksi ulosheittäjä vedenpoistouran toisessa päässä. vedenpoistojärjestelmästä riippumatta laatan yläpinta tulisi aina muotoilla siten, ettei vettä pääsisi missään olosuhteissa kerääntymään parvekkeelle. Laatan muotoilussa voidaan eritellä kaksi perusratkaisua. Ensimmäisessä ratkaisussa laatan yläpinta on tasainen vedenpoistouran puoleista reunakorotusta ja uraa sekä muilla sivuilla olevaa matalaa lisäuraa lukuun ottamatta. Toisessa vaihtoehdossa laatan kaikilla reunoilla on vähintään 35mm korotus, jolloin elementin muoto muistuttaa eräänlaista kuppia. Tyyppien erottamiseksi laatat on nimetty reunamuodon mukaan reunaurallisiksi laatoiksi ja kuppilaatoiksi. Laatan yläpinnan kallistus vedenpoistouran suuntaan on 1:80. Vedenpoistouran kallistus on 1:100. Yhteen suuntaan kaatava vedenpoistoura riittää laattapituuksiin 4300 mm saakka, kun vedenpoistouran syvyys on korkeintaan 50 mm. Pidemmillä parvekkeilla ura tehdään kahteen suuntaan kaatavaksi. Jos vedenpoistoura sijoitetaan parvekelaatan sisäreunalle, on aina käytettävä sisäistä vedenpoistoa. Vedenpoistojärjestelmä voidaan valita vapaasti, kun ura sijoitetaan laatan ulkoreunalle. 17
3.6.1 Reunauralliset laatat Reunaurallisten laattojen etuna on niiden tuotantoystävällisyys, sillä laatan valmistuksessa tarvittava muotti on huomattavasti yksinkertaisempi kuin kuppilaatoilla. Käytännön kannalta vedenpoistoa ei voida pitää yhtä hallittuna kuin kuppilaatoilla eli, jos parvekkeelle joutuu runsaasti vettä esimerkiksi pesun yhteydessä, vesi kulkeutuu reunojen yli helpommin kuin kuppilaatoissa. Parvekelaatan paksuus on 200-235 mm ja korotetun reunan korkeus 225 mm. Vedenpoistouran syvyys on 10 50 mm ja lisäurien 10 mm. Reunallisia parvekelaattoja suositellaan käytettäväksi säältä suojatuilla (esim. lasitetuilla) parvekkeilla, jonne veden ja lumen joutuminen sateella ja samalla puhdistustarve on vähäistä. Harkinnan mukaan myös lisäurat laatan reunalla voidaan jättää pois. 3.6.2 Kuppilaatat Kuppilaatan reunakorotus estää parvekkeelle joutuneen veden, lian ja roskien kulkeutumisen laatan reunojen yli. Laatan muotin valmistus on työläämpää, mutta 18
lopputulos parvekkeiden käytön ja huollon kannalta on usein parempi kuin reunaurallisilla laatoilla. Parvekelaatan paksuus on 195 230 mm ja korotetun reunan korkeus 245 265 mm. Vedenpoistouran syvyys on 10 50 mm. Parvekelaatan kannatuksessa käytettäviä teräsosia ja vedenpoistouraa ei tulisi sijoittaa laatan samalle reunalle rakenteellisten ongelmien välttämiseksi. Laatan pienin paksuus uran kohdalla on 150 mm edellä esitettyjen mittasuositusten mukaan, jolloin raudoituksen ja teräsosien sovittaminen vaadittavan betonipeitteen puitteissa ei välttämättä ole mahdollista laattaa paksuntamatta. Tällaiset tapaukset on aina tutkittava erikseen jo suunnittelun alkuvaiheessa. Vedenpoistosta on muodostunut keskeinen kysymys parvekkeiden suunnittelussa. Parvekelasituksien yleistyessä ja parvekkeen muuttuessa huonemaiseksi oleskelutilaksi vedenpoiston ja sisäpuolisen vedeneristyksen merkitys vähenee. Suuntaamalla vedenpoistossa saavutetut säästöt parvekkeiden suojaukseen lisätään samalla parvekkeiden viihtyvyyttä. 3.7 Parvekkeen vedeneristys Parvekelaattojen on oltava vesitiiviitä. Jos parvekelaatat tehdään ilman vedeneristystä, on varmistuttava betonin vedenpitävyydestä, pakkasenkestävyydestä, säilyvyydestä ja halkeilemattomuudesta. Betonin vedenpitävyysominaisuudet todetaan Betoninormien By 15 kohdan 6.3.7 mukaan. Suunnittelun lähtökohdaksi on valittu ratkaisu, jossa betonille asetetaan vesitiiviysvaatimus huolimatta siitä, käytetäänkö erillistä vedeneristystä vai ei. Tarvittaessa teräsbetonisen parvekelaatan vedeneristykseen soveltuvat esim. epoksitai akryylibetonipinnoite ja pu-elastomeeriruiskute, jotka samalla muodostavat kulutusta kestävän pintakerroksen. Kermivedeneristys vaatii suojaavan pintakerroksen esim. laatoituksen. Parvekkeen ja ulkoseinän liitoskohdat on suunniteltava erityisellä huolella. Parvekelaatan ja ulkoseinän välinen rako tiivistetään kimmoisella saumamassalla, jonka alle on asennettu umpisoluinen saumanauha. Näin estetään parvekkeelle joutuneen veden valuminen laatan ja seinän väliin. Parvekeoven kohdalla seinäelementin yläpintaan liimataan kumibituminauha, joka suojataan kynnykseen mekaanisesti kiinnitettävällä parvekelaatan päälle ulottuvalla pellityksellä. Betonisen kattolaatan päällä käytetään saumattomasti ulkoseinään tai räystääseen liittyvää kumibitumikermi- eristystä. Elementtien liittymäkohdassa kermi on irroitettava alustastaan esim. silikonipaperilla. Eristyksen on ulotuttava vähintään 300 mm valmiin kattopinnan yläpuolelle. Katteen alusta eli laatan yläpinta muotoillaan siten, että siinä on riittävä kallistus vesien poisjohtamiseksi. Kevytrakenteisen katon suunnittelussa noudatetaan yleisiä vesikatoista annettuja ohjeita (RIL 107). 19
4 Teräs- ja betonirakenteiset parvekkeet Teräsrakenteiset parvekkeet ovat rakenteiltaan ja ulkonäöltään huomattavasti kevyempiä kuin betonielementtiparvekkeet, jotka yleensä ovat melko massiivisia. Teräsparvekkeiden etuna on se että ne ovat yleensä helposti jälkiasennettavissa, jolloin rakennuksen ulkoseinän kaikki muut työt voidaan tehdä valmiiksi ennen parvekkeiden asentamista. Betoniparvekkeiden elementit asennetaan usein muiden elementtien asennuksen yhteydessä. Kokonaan runkoon tukeutuvissa parvekkeissa teräsparvekkeet ovat hyvä vaihtoehto pienemmän massan vuoksi. Teräsrakenteet ovat myös helpommin muunneltavissa ja vaihdettavissa kuin jäykästi toisiinsa kiinnivaletut betonielementit. Osista rakennettavat teräsparvekkeet ovat kevyempiä asentaa kuin raskaat betonielementit. Myös teräsrakenteisissa parvekkeissa pitää välipohjat olla vesitiiviitä. Mahdollisia välipohjaratkaisuja ovat - kevytrakenteinen välipohja - liittorakenteinen välipohja - betonivälipohja Kevytrakenteisessa välipohjassa alareunassa usein on muovipinnoitettu teräsohutlevyprofiili, yläpuolella rakennuslevy ja sen päällä kumi- tai muovikermi. Toinen mahdollisuus yläpintaan on painekyllästetystä puusta tehdyt ritilät. Liittorakenteisessa välipohjassa alapinnassa on teräsohutlevyprofiili ja tämän yläpuolella betoni. Teräsohutlevy muodostaa samalla melko siistin alakaton alemmalle parvekkeelle. Ulkotiloissa olevien teräsrakenteiden tulee pääsääntöisesti olla kuumasinkittyjä. Teräsosat voidaan suojata poikkeustapauksessa myös maalaamalla. Sekä lämmöneristeen läpimenevien, että maahan upotettavien teräsosien on oltava ruostumattomia. Kuumasinkittyjä osia ei työmaalla saa enää hitsata, leikata eikä rei ittää, jotta niiden säilyvyyttä ei heikennetä. Betonirakenteisissa parvekkeissa laatan paksuus on 215-235mm. Pielielementin paksuus on yleensä 160mm. Betonisen kaiteen paksuus vähintään 100mm. Betonisten osien tulee täyttää Betonirakenteiden käyttöikämitoitus ja säilyvyysohjeen BY 32 luokan E2b vaatimukset. Lujuusluokalla K45 teräksiä suojaavan betonipeitteen paksuus vähintään 25mm. Lujuusluokan pienentäminen K35:een edellyttää vähintään 35mm suojabetonikerrosta. 20
Kuva 3. Tyypillinen teräsrakenteinen parveke. Rakenteen hoikkuus ja keveys selvästi havaittava. Kuva 4. Tyypillisiä elementtirakenteisia betoniparvekkeita. Kuvassa vasemmalla puolella olevat parvekkeet rungon sisäpuolisia ja oikeanpuoleiset rungon ulkopuolisia parvekkeita. Rakenteet huomattavasti massiivisempia kuin teräsparvekkeissa. 21
5 Parvekelasitukset ja parvekekaiteet Suomen ilmaston vuoksi on parvekkeiden käyttöajat varsin rajoittuneita. Käyttöajan jatkaminen edellyttää parvekkeen suojaamista säältä. Tämä edellyttää parvekelasituksen asentamista, joka estää viistosateen ja lumen kertymistä parvekkeelle. Tällöin myös jäätymishaitat estyvät. Näin ollen vedenkulun hallitseminen on suunnittelun lähtökohta lasitusta suunniteltaessa. Parvekelasitus parantaa oleellisesti parvekkeen viihtyisyyttä myös tuulisella säällä. Parvekelasitus on tehtävä avattavaksi lasien huollon ja pesun takia. Parvekelasien aukeamistapoja on kaksi: - liukulasit, jolloin auki saadaan enintään puolet lasipinta-alasta - nippuun sivulle kääntyvät lasit, jolloin on mahdollista saada auki koko lasipinta-ala Sisälle kääntyvät lasit ovat suositellumpia, sillä tällöin lasien puhdistaminen on helpompaa ja turvallisempaa. Parvekelasit pyritään usein toteuttamaan puitteettomina, jolloin ne eivät muodostu liian massiivisiksi ja ulkonäöllisesti hallitseviksi. Parvekelasit ovat yleensä 600-700mm leveitä ja 5-6mm paksuja. Lasitusten yhtenä ongelmana on pidetty asunnon sisäilman kosteuden tiivistymistä lasituksen sisäpintaan. Varsinkin talvisaikaan huurtuminen on yleistä ja tiivistyneen kosteuden jäätyminen esim. liukuheloissa vaikeuttaa lasien liikuttamista. Kosteuden tiivistymistä voidaan estää huolehtimalla riittävästä tuulettumisesta jättämällä parvekelasitus hieman väljäksi. Parvekelasitus parantaa asumisviihtyvyyttä ja hyvin toteutettuna tuo enemmän näyttävyyttä rakennuksen julkisivuun. Korjauskohteissa parvekelasitus tulisi suorittaa koko parvekelinja kerrallaan eikä yksittäisinä parvekkeina, koska tällöin vedenkulun hallitseminen on helpompaa. Kuva 5. Esimerkki lasitetusta parvekkeesta. 22
Mikäli parveke suunnitellaan lasittomaksi, on suunnittelussa syytä huomioida mahdollisesti myöhemmin toteutettava lasittaminen. Erityisen tärkeää tämä on kaideratkaisua valittaessa. Umpikaiteisiin parvekkeisiin parvekelasitus voidaan yleensä liittää kaidetta muuttamatta. Mikäli taas vanhat kaiteet ovat avonaisia, joudutaan kaide muuttamaan umpinaiseksi lasituksen yhteydessä. Seuraavassa kuvassa on esitelty tyypillisimpiä kaideratkaisuja lasittamattomissa parvekkeissa. Kuva 6. Tyypillisiä lasittamattomien parvekkeiden kaideratkaisuja. 23
6 Parvekkeiden korjaaminen 6.1 Parvekkeiden vauriot Parvekkeet ovat rakennuksen ulkovaipan osista pahiten alttiina ilmastorasitukselle. Ilmaston vaurioittavista tekijöistä merkittävin on kosteus. Kosteus aiheuttaa pintavaurioita, pakkasvaurioita, korroosiota ja julkisivupintojen värjäytymistä. Parvekkeiden kosteusvaurioita aiheutuu seuraavista syistä: - parvekkeen yläpinta ei ole vedenpitävä - betoniteräkset ovat liian lähellä pintaa, mistä johtuu niiden syöpyminen - parvekelaatan alapinta on pinnoitettu liian tiiviillä pintakerroksella, jolloin kosteus ei pysty poistumaan rakenteesta - parvekkeen kallistukset ovat väärät tai liian pienet eikä vedenpoistoa ole järjestetty tarpeeksi tehokkaasti Parvekkeilla on myös mekaanisia vaurioita aiheutuen rakennuksen rungon liikkeistä ja parvekkeiden perustusten painumista. Parvekerakenne on usein tuettu tasalämpöiseen rakennusrunkoon, kun taas parvekerakenne itse seuraa ulkoilman lämpötiloja. Tästä johtuen parvekkeen sidontapisteet rakennuksen runkoon rasittuvat. Rasitusta pyritään välttämään käyttämällä nivelellisiä kiinnikkeitä. Lämpöliikkeiden aiheuttamista ongelmista voidaan mainita myös parvekekaiteen jäykkä kiinnitys pieliseiniin tai parvekelaattaan. Kaiderakenne on usein enemmän alttiina auringon lämmölle ja sen lämpötilamuutokset ovat ohuemman rakenteen vuoksi nopeampia kuin massiivisten osien. Seurauksena on murtumia jäykissä kiinnityskohdissa tai niiden lähellä. Näin ollen kaiderakenne tulisi kiinnittää joustavasti pieliseiniin ja parvekelaattaan. 6.2 Vaurioiden korjaus Parvekkeiden korjaus voidaan jakaa vaurioiden laajuuden ja korjaustarpeen perusteella kolmeen ryhmään: - paikalliset korjaukset - osittain uusiminen - kokonaan uusiminen Paikalliset korjaukset tulevat kysymykseen, kun rakenteessa on yksittäisiä lohkeamia, pienialaista betonin rapautumista ja paikallisia raudoitteiden korroosiovaurioita. Aluksi vaurioitunut betoni piikataan pois ja lähellä betonin pintaa olevat raudoitteet piikataan esiin. Raudoitteet puhdistetaan ja suojataan korroosionestopinnoitteella. Betonin kolot ja lohkeamat paikataan pakkasenkestävällä korjausbetonilla. Lopuksi voimakkaan kosteusrasituksen alaisena olevat pinnat vedeneristetään. Parvekkeen osittainen uusiminen on kysymyksessä esimerkiksi, kun betonikaiteet joudutaan uusimaan tai laattojen raudoitteet ovat laajasti ruostuneet. Betonikaiteet on yleensä järkevää vaihtaa kokonaan uusiin. Parveke kannattaa kokonaan uusia kun se on kokonaisuudessaan pahasti vaurioitunut, tai kun osittaisen uusimisen kustannukset ovat kohtuuttoman korkeat. Uusiminen voidaan toteuttaa neljällä tavalla: - tehdään uusi parveke vanhan puretun parvekkeen hyväkuntoisten tukirakenteiden varaan - jos tukirakenteiden kapasiteetti on riittävä, verhotaan vanha parvekelaatta korjausrakentamiseen suunnitellulla kevytelementillä 24
- jos tukirakenteet ovat huonokuntoisia, uusitaan koko parvekejärjestelmä käyttämällä perustuksiin tukeutuvia pieliseiniä - uusitaan koko parvekejärjestelmä käyttämällä keveitä vaihtoparvekkeita, jotka ripustetaan rakennuksen rungosta Ennen parvekkeiden purkamista tulee laatia purkusuunnitelma. Purkusuunnitelmassa tulee huomioida mahdollisesti tarvittavat väliaikaiset tuennat. Paikallavaletuissa parvekkeissa piikataan vanhat betoniosat kokonaan pois. Elementtiparvekkeissa irrotetaan ensin elementtien väliset tartunnat, minkä jälkeen elementit voidaan nostaa paikoilleen. 7 Parvekkeen taloudelliset vaikutukset Vuonna 1985 tehdyn tutkimuksen mukaan kerrostalon julkisivujen keskimääräisistä kustannuksista parvekkeiden osuus on 10 %. Samassa tutkimuksessa ikkunoiden osuudeksi saatiin 15 %. Pääosan kustannuksista muodostaa ulkoseinä. Parvekkeiden pinta-alan lisääminen 30 % nostaa julkisivun rakennuskustannuksia vain 2,5-5,5 %. Näin ollen yksinkertaisissa julkisivuissa voidaan käyttää määrältään ja laadultaan korkeatasoisia parvekeratkaisuja julkisivun kokonaiskustannusten kohoamatta kohtuuttomasti. Parvekkeiden osuus koko rakennuksen rakennuskustannuksista on ollut keskimäärin 2 %. Parvekkeisiin liittyviä julkisivun porrastuksia on pidetty rakennuskustannuksia oleellisesti korottavina tekijöinä, koska tällöin ulkoseinäpinta-ala suhteessa rakennuksen bruttoalaan kasvaa. Ulkoseinäpinta-alan kasvu lisää myös energiankulutusta. Tämän vuoksi 1960-luvun lopulta lähtien on pyritty luopumaan sisäänvedetyistä parvekkeista ja siirrytty pieliseinien varassa seisoviin parveketorneihin. Näitä tutkimuksia sovellettaessa on syytä muistaa että vuonna 1985 parvekkeiden lasitukset eivät olleet vielä kovin yleisiä ratkaisuja. Vuonna 1996 on todettu parvekkeen lasittamisen nostavan kustannukset parveketta kohti kaksinkertaisiksi. Toisaalta taas parvekelasituksella saavutetaan energiasäästö 10-40 % lasituksen hinnasta, sillä lämmittämätön välivyöhyke pienentää rakennuksen vaipan lämpöhäviötä. (Lähteessä ei mainittu laskelmassa käytettyä takaisinmaksuaikaa energiansäästön hintaa laskettaessa.) 25
8 Lähteet 1. Parveke suomalaisen kerrostalon asuntokohtaisena ulkotilana Jari Heikkilä 1996 2. Teräsjulkisivut toim. Risto Saarni, RT 1998 3. Valmisosarakentaminen 2, osa J, Betonielementtiparvekkeet RTT, Rakennustuoteteollisuus ry 1995 4. Teollinen betonirakentaminen Rakennustieto Oy 1996 26