MAANVASTAISTEN ALAPOHJARAKENTEIDEN … · tampereen teknillinen julkaisu 120 talonrakennustekniikka korkeakoulu. virpi leivo – jukka rantala . maanvastaisten alapohjarakenteiden

MAANVASTAISTEN ALAPOHJARAKENTEIDENKOSTEUSTEKNINEN TOIMIVUUS

T a m p e r e 2 0 0 2

R a k e n n u s t e k n i i k a n o s a s t o

Virpi Leivo - Jukka Rantala

TAMPEREEN

TEKNILLINEN

KORKEAKOULU TALONRAKENNUSTEKNIIKKA

120JULKAISU

TAMPEREEN TEKNILLINEN JULKAISU 120

TALONRAKENNUSTEKNIIKKA

KORKEAKOULU

Virpi Leivo – Jukka Rantala

MAANVASTAISTEN ALAPOHJARAKENTEIDEN KOSTEUSTEKNINEN TOIMIVUUS

UDK 699.82 692.51

ISBN 952-15-0938-4 (nid.)ISBN 978-952-15-2753-1 (PDF) ISSN 1237-1483

Rakennustekniikan osasto

Tampere 2002

1

ALKUSANAT

Julkaisu Alapohjarakenteiden kosteuskäyttäytyminen on laadittu Tampereen teknillisen korkeakoulun Rakennustekniikan osaston Talonrakennustekniikan ja Pohja- ja maarakenteiden laboratorioissa professori Ralf Lindbergin ja professori Jorma Hartikaisen johdolla. Julkaisu on tutkimushankekokonaisuuden Alapohjarakenteiden kosteuskäyttäytyminen toisen tutkimusvaiheen loppuraportti. Julkaisun ovat kirjoittaneet erikoistutkija Jukka Rantala ja tutkija Virpi Leivo. Tutkimuksen rahoittajina ovat olleet Teknologian kehittämiskeskus TEKES sekä Lohja Rudus Oy, NCC Finland Oy, Rautaruukki Oyj, Helsingin kaupungin Geotekninen osasto ja HKR-Rakennuttajat, Turun kaupungin Tilalaitos sekä Tampereen kaupungin Tilakeskus ja Rakennusvalvonta.

Tutkimuksen johtoryhmätyöskentelyyn ovat osallistuneet:

Pentti Lumme Lohja Rudus Oy, johtoryhmän puheenjohtaja Anssi Suomalainen NCC Finland Oy

Osmo Korhonen Helsingin kaupungin Geotekninen osasto Kirsi Torikka HKR-Rakennuttajat

Jouko Lehtonen Rautaruukki Oyj Hannu Jokiniemi Rautaruukki Oyj Reima Johansson Turun kaupungin Tilalaitos Jarmo Love Turun kaupungin Tilalaitos Kalevi Lammi Tampereen kaupungin Rakennusvalvonta Mats Lindgren Linterm Oy Björn Lindgren Linterm Oy Raimo Ahveninen Lohja Rudus Oy Ari-Veikko Kettunen Humi-Consulting Oy Harri Mäkelä Innogeo Oy

Lasse Pöyhönen TEKES Ralf Lindberg Tampereen teknillinen korkeakoulu Jorma Hartikainen Tampereen teknillinen korkeakoulu Pauli Kolisoja Tampereen teknillinen korkeakoulu

Jukka Rantala Tampereen teknillinen korkeakoulu Virpi Leivo Tampereen teknillinen korkeakoulu, sihteeri.

Kiitämme rahoittajia ja kaikkia projektiin osallistuneita heidän työpanoksestaan.

Tampereella 15.12.2002

Kirjoittajat

2

TIIVISTELMÄ Maanvastaisten alapohjarakenteiden lämpö- ja kosteusolosuhteet poikkeavat rakennusvaipan muiden osien toiminnasta. Alapohja on rakenteena kosketuksissa lämpimien ja kosteiden täyttö- tai pohjamaakerrosten kanssa. Alapohjaa ympäröivissä tavanomaisissa olosuhteissa täyttö- tai pohjamaa muodostuu lähes aina kosteuslähteeksi yläpuolisille rakenteilla. Kosteuden sitoutumis- ja siirtymismekanismit ja etenkin siirtyvän kosteuden määrät riippuvat rakenteeseen muodostuvasta lämpötilakentästä ja tästä syystä lämpötilaan ja kosteuteen liittyviä ilmiöitä tulee tarkastella yhdessä.

Täyttökerrokset ovat joko suoraan tai välillisesti yhteydessä maapohjan suuriin vesivarastoihin, pohja- tai orsivesiesiintymiin ja vajovesikerroksiin. Hienoaineksia sisältävä karkearakeinen maakerros pystyy kapillaarivoimien avulla kuljettamaan suuria määriä vettä näistä lähteistä paitsi ylöspäin, myös vaakasuunnassa. Vajovesikerroksesta vaakasuunnassa etenevän kapillaaririntaman etenemänopeus 2 lk salaojasoran vaatimukset täyttävässä materiaalissa on noin 30 cm tunnissa ja rintamassa kulkeutuva vesimäärä jopa 150 kg/m3. Veden kapillaarien kulkeutuminen alapohjarakenteisiin liittyvissä maakerroksissa tuleekin aina estää karkearakeisella ja riittävän paksulla veden kapillaarisen liikkeen katkaisevalla kerroksella. Täyttökerrosten huokosilman suhteellinen kosteus on käytännössä aina lähellä kyllästyspitoisuutta RH = 100 %, johtuen massan huokosrakenteen yhteydestä vesilähteisiin sekä vajo- ja kapillaarivesien kulkeutumisesta maakerroksissa. Lämmitetyissä rakennuksissa täyttökerrosten lämpötila on noin +15…+17°C -astetta riippuen käytetystä eristepaksuudesta ja sisälämpötilasta. Täyttökerrosten lämpötilakäyttäytyminen noudattaa melko tarkasti yläpuolisten tilojen ja laatan lämpötilamuutoksia, eikä ulkolämpötilojen vuodenaikaisvaihtelulla ole juurikaan vaikutusta täyttökerrosten lämpötiloihin.

Alapohjan, kuten kaikkien rakennuksen ulkovaipan osien yli muodostuu lämpötila- ja kosteusero, joka pyrkii tasaantumaan virtauksena rakenteen läpi. Lämpimän ja kostean täyttökerroksen (Tt ≈ +16°C, RHt ≈ 100 %) huokosilman vesihöyrypitoisuus on suurempi kuin tavallisen huoneilman vesihöyrypitoisuus (Ts ≈ +20°, Rhs = 20...40%). Tästä syystä alapohjarakenteen diffuusiovirta kulkee lähes poikkeuksetta pohjamaasta ylöspäin kohti kuivempaa huoneilmaa, jolloin rakenteeseen tiivistyvän kosteuden tai jonkin materiaalikerroksen kriittisen kosteuden ylittymisen riski kasvaa. Useissa tapauksissa alapohjarakenteen kriittisin kohta on pinnoitteen alapinta, mikäli käytetty pinnoitemateriaali on liian tiivis.

Maanvastaisten alapohjarakenteiden kosteusteknisessä suunnittelussa tulee tarkastella kolmea tilannetta:

1. Rakenteen kuivumisvaihe, jolloin rakennuskosteuden on päästävä kuivumaan valetusta laatasta joko pohjamaahan tai huoneilmaan. Tällöin rakenne itsessään toimii kosteuslähteenä.

2. Käyttötila, jolloin lämmin ja kostea pohjamaa ja täyttökerrokset toimivat kosteuslähteenä yläpuoliselle lattiarakenteelle. Rakenteen suhteellisen kosteuden nousu ja tiivistymisriski tulee ottaa huomioon kosteusteknisissä tarkasteluissa ja rakenteen on pystyttävä haihduttamaan maasta nouseva kosteus.

3. Vauriotilanteessa (esim. putkivuoto) kosteuslähde on rakenteen sisällä ja rakenteeseen päässeen ylimääräisen veden on päästävä poistumaan joka pohjamaahan tai huoneilmaan.

3

SISÄLLYSLUETTELO

ALKUSANAT ................................................................................................................. 1 TIIVISTELMÄ ................................................................................................................ 2 SISÄLLYSLUETTELO................................................................................................... 3 1 JOHDANTO ............................................................................................................ 5 2 MAANVASTAISTEN ALAPOHJARAKENTEIDEN LÄMPÖ- JA KOSTEUSOLOSUHTEET.............................................................................................. 6

2.1 Ulkoiset kosteus- ja lämpötilarasitukset ...........................................................6 2.1.1 Ulkoilman lämpötila ja kosteus.................................................................6 2.1.2 Sisäilman lämpötila ja kosteus ..................................................................6 2.1.3 Maan lämpötila ja kosteus.........................................................................9

2.2 Sisäiset kosteus- ja lämpötilarasitukset...........................................................10 3 HUOKOISEN MATERIAALIN LÄMPÖ- JA KOSTEUSTASAPAINO ............ 13

3.1 Veden sitoutuminen ........................................................................................13 3.1.1 Hygroskooppinen sitoutuminen ..............................................................13 3.1.2 Kapillaarinen sitoutuminen .....................................................................14 3.1.3 Kemiallinen ja osmoottinen sitoutuminen ..............................................16 3.2 Veden siirtymismuotoja eri faaseissa..........................................................16 3.2.1 Diffuusio .................................................................................................16 3.2.2 Kapillaarinen kosteuden siirtyminen.......................................................17 3.2.3 Yhtäaikainen diffuusio ja kapillaarinen liike ..........................................18 3.2.4 Veden painovoimainen siirtyminen ........................................................18 3.2.5 Haihtuminen ja kosteuskonvektio ...........................................................19

3.3 Maan ominaislämpökapasiteetti ja lämmönjohtavuus ....................................19 3.3.1 Maan ominaislämpökapasiteetti..............................................................19 3.3.2 Maan lämmönjohtavuus..........................................................................21

3.4 Maanvastaisen alapohjarakenteen alapuolisen maan kosteusolosuhteet.........21 3.4.1 Täyttö- ja salaojitusmateriaalien vesipitoisuus .......................................21 3.4.2 Alapohjarakenteiden läpi tuleva kosteus.................................................27 3.4.3 Rakenteiden läpi tuleva kapillaarinen kosteus ........................................27 3.4.4 Alapohjarakenteen läpi diffuusiolla tuleva kosteus ................................28

4 MAANVASTAISTEN ALAPOHJARAKENTEIDEN KOSTEUS- JA LÄMPÖKÄYTTÄYTYMINEN.................................................................................... 30

4.1 Maanvarainen alapohja stationääritilassa........................................................30 4.1.1 Betonilaatan ja pinnoitteen vesihöyrynläpäisevyyden vaikutus alapohjarakenteen kosteustasapainoon....................................................................32 4.1.2 Sisäilman suhteellisen kosteuden ja pinnoitteen vesihöyrynläpäisevyyden vaikutus alapohjarakenteen kosteustasapainoon.....................................................35 4.1.3 Eristemateriaalin ja pinnoitteen vesihöyrynläpäisevyyden vaikutus alapohjarakenteen kosteustasapainoon....................................................................40

4.2 Tuuletettu maanvastainen alapohja stationääritilassa .....................................43 4.2.1 Tuuletettu lattiarakenne..................................................................................43 4.2.2 Tuuletetun lattiarakenteen mitoitusperiaatteet ..............................................45

5 SEURANTAMITTAUKSET................................................................................. 49 5.1 Omakotitalo Järvenpää....................................................................................49

5.1.1 Instrumentoinnit ......................................................................................51 5.1.1 Seurantamittausten tulokset ....................................................................55

4

5.2 Rivitalo Pappila............................................................................................... 60 5.1.2 Instrumentoinnit ...................................................................................... 62 5.2.3 Seurantamittausten tulokset .................................................................... 63

5.3 Toimistorakennus Hervanta ............................................................................ 69 5.3.1 Instrumentoinnit ...................................................................................... 71 5.3.2 Seurantamittausten tulokset .................................................................... 73

5.4 Seurantamittausten tarkastelu ......................................................................... 77 5.4.1 Mittaustarkkuuden arviointi.................................................................... 77 5.4.2 Tulosten tarkastelu .................................................................................. 78

6 ALAPOHJARAKENTEIDEN KOSTEUS- JA HOMEVAURIOT SUOMESSA 88 6.1 Maanvaraisten alapohjarakenteiden vauriotapaukset...................................... 88

6.1.1 Maanvaraisten alapohjarakenteiden kosteusvaurioiden luokittelu ......... 88 6.1.2 Tutkitut vauriotapaukset ......................................................................... 89 6.1.3 Vauriotapausten analysointi.................................................................... 89

7 ALAPOHJARAKENTEITA SUOMESSA SÄÄTELEVÄT NORMIT JA OHJEET 91

7.1 Rakennusmääräyskokoelman osa C2 (Kosteus. Määräykset ja ohjeet 1998.) 91 7.2 Rakennusten veden- ja kosteudeneristysohjeet RIL 107-2000 ....................... 91 7.3 Pohjarakennusohjeet RIL 121-1988................................................................ 92 7.4 Rakennusten ja tonttialueiden kuivatus RIL 126-1979................................... 92 7.5 RT-kortiston mallit.......................................................................................... 93 7.6 Muiden ohjeistojen maanvaraisia lattiarakenteita käsittelevät ohjeet............. 94

8 MAANVASTAISILLE ALAPOHJARAKENTEILLE ASETETTAVAT KOSTEUSTEKNISET VAATIMUKSET..................................................................... 95

8.1 Rakenteellinen toimivuus................................................................................ 95 8.1.1 Lämpö- ja kosteusteknisen mitoituksen reunaehdot ............................... 95 8.1.2 Rakenteen lämpötila- ja kosteusolosuhteet eri rakennusvaiheissa.......... 96 8.1.3 Rakenteille sallitut kosteusolosuhteet ..................................................... 97

8.2 Lämmöneristävyys .......................................................................................... 98 8.3 Höyrynsulku.................................................................................................... 99 8.4 Pinnoitteen vesihöyrynläpäisevyys ................................................................. 99 8.5 Tuuletetun alapohjarakenteen ilmanvaihto ................................................... 101

LÄHDELUETTELO.................................................................................................... 105 LIITTEET .................................................................................................................... 107

5

1 JOHDANTO Tämä tutkimus on osa Tampereen teknillisen korkeakoulun Talonrakennustekniikan ja Pohja- ja maarakennustekniikan laboratorioissa vuosina 1999 – 2002 tehtyä tutkimussarjaa, jonka tarkoituksena oli selvittää alapohjarakenteiden lämpö- ja kosteusteknistä toimintaa yhdessä liittyvien tavanomaisten täyttö- ja salaojakerrosten kanssa sekä määritellä pohjamaan maanvastaisille alapohjarakenteille aiheuttamaa kosteusrasitusta. Tutkimuksen taustalla ovat lukuisat maanvastaisissa alapohjissa havaitut kosteusvauriot, joita KTM:n tutkimuksen mukaan on löydetty jopa 25 % kerros- ja pientaloista. Kuntaliiton tutkimuksessa mukaan toimisto-, opetus- ja terveydenhoitorakennuksissa kosteus- ja homevaurioiden tärkeimmät kosteuden lähteet ovat sade, lumi, katto- ja valumavedet (40%) sekä maakosteus (29%) ja eniten vaurioita on alapohjissa (26%) ja vesikatossa (26%) sekä sokkeleissa (14%). Vaurioita tutkittaessa on käynyt selvästi ilmi, että alapohjarakenteet eivät kosteus- ja lämpöteknisesti toimi suunnitellulla tavalla. Alapohjarakenteiden ympäristöolosuhteissa tapahtuvia muutoksia ei juurikaan oteta huomioon, mikäli alapohjien kosteusteknistä suunnittelua tehdään lainkaan. Massiivisten betonilaattojen rakennuskosteuden hidas kuivuminen, muutokset sisäilman lämpö- ja kosteusolosuhteissa sekä lämmitetyn rakennuksen aiheuttama maapohjan lämpeneminen voivat aiheuttaa yllättäviä muutoksia alapohjan kosteustoiminnassa, mikäli alapohjarakenteita ei ole kosteusteknisesti oikein suunniteltu. Kosteuden kulkeutumismekanismit alapohjarakenteissa ja niiden läpi ovat moninaiset. Kosteuden sitoutumis- ja siirtymismekanistit riippuvat suuresti rakenteen lämpötilakentästä ja siitä syystä lämpötilaan ja kosteuteen liittyviä ilmiöitä tulee tarkastella yhdessä. Perinteisesti huomioidun pystysuuntaisen kapillaarisen nousun lisäksi on tarkasteltava myös vaakasuuntaisia kapillaarisia liikkeitä sekä veden kulkeutumista vesihöyrynä huokoisissa materiaaleissa. Salaojituskerros voi toimia moitteetta veden kapillaarisen nousun katkaisevana kerroksena, mutta ei estä vesihöyryn diffuusiovirtaa lämmenneestä maapohjasta kohti kuivempia sisätiloja. Veden kulkeutumismekanismeja ja kosteuslähteitä on maaperässä riittävästi pitämään maapohjan huokosilman suhteellisen kosteuden lähellä RH = 100 %. Tutkimussarjan aiemmassa osassa on määritelty laboratorio-olosuhteissa karkearakeisten maalajien käyttäytymistä materiaaleina tasapainokosteuskäyrien, kapillaarisuuden ja maamassan lämpötasapainon kannalta. Tässä tutkimusosassa tarkasteltiin alapohjarakenteen toimintaa kokonaisuutena ottaen huomioon muuttuvat ympäristöolosuhteet, rakennusaikainen rakennuskosteus ja lattiassa käytettyjen rakennekerrosten, lähinnä pinnoitemateriaalien vaikutukset rakenne poikkileikkauksen kosteustasapainoon. Alapohjarakenteiden lämpö- ja kosteusteknistä toimintaa tutkittiin teoreettisin laskelmin, kosteusvaurioraporttien pohjalta tehdyillä vauriokartoituksilla sekä pitkäaikaisilla koekohteissa suoritetuilla seurantamittauksilla.

6

2 MAANVASTAISTEN ALAPOHJARAKENTEIDEN LÄMPÖ- JA KOSTEUSOLOSUHTEET

Rakennusten maanvastaisten alapohjien, kuten muidenkin rakennusvaipan osien, kosteuslähteet liittyvät sen rajapintojen (ulko- ja sisäilma) olosuhteisiin ja niiden muutoksiin sekä rakenteiden sisäisiin kosteus- ja lämpötilaoloihin. Muutoksia näihin lämpö- ja kosteusolosuhteisiin aiheuttavat vuodenaikojen ja sään vaihtelut, tilojen ilmanvaihtomäärien ja lämpötilojen vuorokautiset ja vuosittaiset muutokset sekä rakenteisiin rakennusvaiheessa sitoutuneen kosteuden kuivuminen. Muista rakennusvaipan osista poiketen alapohjarakenteet ovat joko osittain tai kokonaan kosketuksissa luonnontilaisen kostean maan tai erillisen rakennetun maa-aineskerroksen, kuten salaojituskerroksen, kanssa. Tästä johtuen maanvastaisten alapohjarakenteiden ulkoiset kosteusrasitukset poikkeavat huomattavasti maanpinnan yläpuolisten rakennusvaipan osien rasituksista.

2.1 Ulkoiset kosteus- ja lämpötilarasitukset Alapohjien ulkoiset kosteusrasitukset ovat sidoksissa ulkoilman, sisäilman sekä maan lämpötiloihin ja kosteuksiin.

2.1.1 Ulkoilman lämpötila ja kosteus Ulkoilman olosuhteet, etenkin lämpötila vaikuttaa maanvaraisen alapohjan olosuhteisiin varsinkin rakennuksen reuna-alueella. Ulkoilman kosteus vaikuttaa välillisesti maanvaraisen alapohjan olosuhteisiin sisäilman kosteuden kautta. Ulkoilman lämpötilan ja suhteellisen kosteuden osalta keskimääräisiä tietoja eräillä suomalaisilla paikkakunnilla ajanjaksolta 1961 – 1990 on esitetty taulukossa 2.1 /35/. Taulukosta voidaan todeta, että korkein keskilämpötila on heinäkuussa, ero maan pohjoisen ja etelän (Sodankylän ja Helsingin) maksimi lämpötilassa on noin 3 ˚C. Vastaavasti alin keskilämpötila on tammikuussa, jolloin Helsingin ja Sodankylän välinen lämpötilaero ja 10 ˚C. Huomattavaa on, että ulkoilman suhteellinen kosteus, RH ei vaihtele paljoakaan vuodenaikojen mukaan, sitä vastoin ilman vesihöyrypitoisuus vaihtelee suurestikin. Ulkoilman kosteus on suurin kesällä heinä-elokuussa, heinäkuussa ilman vesihöyrypitoisuus on yli 2 g/m3 enemmän kuin muulloin.

2.1.2 Sisäilman lämpötila ja kosteus Sisäilman lämpötilaan ja kosteuteen vaikuttavat mm. rakennuksen käyttötarkoitus, rakennuksen tiiviys, lämmöneristys ja ilmanvaihto. Sisäilman tekniset tavoitearvot lämpötilan osalta on esitetty taulukossa 2.2 /32/. Lämpöolojen tavoitearvoja käytetään sisäilmaston tavoitetason määrittelyssä rakennushankkeen suunnittelussa. Tavoitearvot koskevat huonetilan oleskeluvyöhykettä. Oleskeluvyöhyke alkaa yleensä lattiasta ja ulottuu 1.8 metrin korkeuteen sekä 0.6 metrin päähän seinistä.

7

Taulukko 2.1 Ulkoilman keskimääräinen kuukausittainen lämpötila ja kosteus ajanjaksolla 1961 – 1990 /35/.

I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII

Hel

sink

i

T [oC] RH [%] p [Pa]

υ [g/m3]

-5.7 85

331 2,68

-5.7 84

327 2.65

-2.1 82 426 3.41

3.1 75 576 4.52

9.7 67

811 6.21

15.0 68

1161 8.74

17.0 73

1415 10.6

15.7 78

1393 10.46

11.1 82

1088 8.30

6.4 83

803 6.23

1.4 86 583 4.61

-2.9 86

420 3.37

Turk

u


υ [g/m3

-6.0 89

337 2.74

-6.2 87

324 2.64

-2.6 82 410 3.29

3.0 75 572 4.49

9.8 66

804 6.16

14.9 64

1086 8.18

16.5 71

1334 9.99

15.2 76

1315 9.89

10.3 83

1045 8.00

5.7 86

793 6.17

0.6 89 569 4.51

-3.6 90

416 3.34

Laht

i


υ [g/m3]

-8.4 87

268 2.20

-8.2 85

267 2.18

-3.6 81 374 3.01

2.6 75 555 4.37

9.8 67

816 6.25

14.7 67

1123 8.46

16.3 73

1355 10.15

14.5 80

1324 9.98

9.3 86

1013 7.78

4.5 87

738 5.76

-0.7 90 522 4.15

-5.5 89

352 2.85

Jyvä

skyl

ä


υ [g/m3]

-10.0 88

234 1.94

-9.5 87

243 2.00

-4.7 81 342 2.76

1.3 73 491 3.88

8.7 65

735 5.66

14.1 65

1048 7.91

16.3 73

1355 10.15

14.5 80

1324 9.98

9.3 86

1013 7.78

4.5 87

738 5.76

-0.7 90 522 4.15

-5.5 89

352 2.85

Vaa

sa


υ [g/m3]

-7.8 88

286 2.34

-7.8 87

283 2.31

-3.9 84 379 3.05

1.7 77 534 4.21

8.3 69

760 5.85

13.7 67

1053 7.96

15.7 73

1304 9.79

13.9 79

1258 9.50

9.2 84 983 7.55

4.6 87

743 5.80

-0.9 90 513 4.09

-5.5 89

352 2.85

Lapp

eenr

anta


υ [g/m3]

-9.4 88

248 2.04

-8.8 87

259 2.12

-3.8 82 373 3.00

2.3 73 529 4.16

9.8 64

780 5.97

14.8 65

1096 8.26

16.7 70

1332 9.97

14.8 77

1299 9.79

9.5 84

1003 7.69

4.2 87

722 5.64

-1.2 91 507 4.05

-6.2 90

336 2.73

Oul

u


υ [g/m3]

-11.1 86

206 1.71

-10.4 85

218 1.81

-5.8 82 316 2.57

0.5 74 470 3.72

7.5 67

699 5.40

13.5 65

1009 7.63

16.0 70

1274 9.56

13.7 77

1210 9.15

8.4 82 909 7.00

3.0 85

648 5.08

-3.1 88 423 3.40

-8.2 88

276 2.26

Joen

suu


υ [g/m3]

-11.6 87

200 1.65

-10.7 85

212 1.76

-5.4 82 327 2.65

0.7 73 470 3.72

8.3 64

705 5.43

14.2 65

1055 7.96

16.4 70

1307 9.76

14.0 78

1250 9.44

8.6 84 944 7.27

3.2 86

665 5.22

-2.7 90 447 3.58

-8.2 89

279 2.29

Soda

nkyl

ä


υ [g/m3]

-15.1 85

138 1.16

-13.6 84

158 1.33

-8.5 80 244 2.00

-2.1 72 374 3.00

5.0 66

579 4.51

11.6 65 892 6.79

14.1 69

1113 8.40

11.2 77

1029 7.85

5.9 84 785 6.10

-0.2 87

524 4.16

-7.4 89 299 2.45

-13.1 86

170 1.42

8

Taulukossa 2.2 tavoitearvot on jaettu sisäilmastoluokkien mukaisesti kolmeen osaan. S1: Yksilöllinen sisäilmasto

- Tilan sisäilman laatu on erittäin hyvä ja lämpöolot ovat viihtyisät kesällä ja talvella. Tilan käyttäjä pystyy yksilöllisesti hallitsemaan lämpöoloja ja tarvittaessa parantamaan sisäilman laatua tehostamalla ilmanvaihtoa. Lämpöolot ja ilman laatu täyttävät pääsääntöisesti myös loppukäyttäjien erityisvaatimukset, esim. vanhusväestöä, allergikot, hengityselinsairaat.

S2: Hyvä sisäilmasto

- Tilan sisäilman laatu on hyvä ja lämpöolot vedottomat. Kesän kuumimpina päivinä lämpötila nousee viihtyisän tason yläpuolelle.

S3: Tyydyttävä sisäilmasto

- Tilan sisäilman laatu ja lämpöolot täyttävät säännösten tarkoittamat vähimmäisvaatimukset. Ilma saattaa ajoittain tuntua tunkkaiselta ja vedon tunnetta saattaa esiintyä. Ylilämpeneminen on yleistä kuumina kesäpäivinä.

Taulukko 2.2 Lämpöolojen tavoitearvot

Yksikkö Sisäilmastoluokka Enimmäisarvot S1 S2 S3

Huonelämpötila * Talvi oC Kesä *** Huonelämpötilan tilapäinen poikkeama oC Asetusarvosta ** Lämpötilaero pystysuunnassa oC Lattian pintalämpötila oC Ilman nopeus Talvi (20oC) m/s Talvi (21oC) m/s Ilman nopeus Kesä (24oC) m/s Ilman suhteellinen kosteus Talvi %

(21-22)* 20-22 20-23 (23-24)* 23-26 22-27 (35) ± 0.5 ± 1 ± 2 2 3 4 19-29 19-29 17-31 0.13 0.16 0.19 0.14 0.17 0.20 0.20 0.25 0.30 25 – 45 - -

* S1 –luokassa huonelämpötilan on oltava tila/huoneistokohtaisesti aseteltavissa välillä 20 – 24 oC, jos samassa huoneessa on useita henkilöitä, käytetään huonelämpötilan perustasona talvella 21 – 22 oC ja kesällä 23 – 24 oC. ** Lämpötilan asetusarvon tulee olla kohdassa ”huonelämpötila” mainituissa rajoissa *** Huonelämpötila ei saa missään ulkoilmaolosuhteissa olla yli +35°C. Kun ulkoilman lämpötila on alle + 15°C, huonelämpötila ei saa olla yli +27°C. Sisäilman kosteuteen vaikuttavat mm. ulkoilman kosteuspitoisuus, huoneen tai huoneiston käyttötarkoitus, sisällä kehitetyn kosteuden määrä, ilmanvaihdon suuruus, rakennusaineiden kyky sitoa ja luovuttaa kosteutta, rakenteiden kautta poistuva kosteusvirta sekä rakenteiden kuivuessa vapautuva kosteus. Sisäilman vesihöyrypitoisuus voidaan esittää seuraavasti:

VnG

us ⋅+= υυ (2.1)

υs = sisäilman vesihöyrypitoisuus [g/m3]

9

υu = ulkoilman vesihöyrypitoisuus [g/m3] G = kosteuden tuotto sisällä [g/h] n = ilman vaihtuvuus aikayksikössä [1/h] V = tarkasteltavan tilan tilavuus [m3]. Rakennukset voidaan jakaa sisäilmaan tapahtuvan kosteuden tuoton perusteella esimerkiksi seuraavasti:

- tavalliset asuintilat, kosteuslisä ulkoilmaan verrattuna käyttötavan mukaan 3 – 4 g/m3 h - toimisto- ja muut julkiset tilat 2 – 3 g/m3 h - teollisuudessa kosteuslisä voi olla yli 6 g/m3 h.

2.1.3 Maan lämpötila ja kosteus Pintaveden pääasiallinen lähde on sade, jonka vuotuinen sademäärä Suomessa on keskimäärin 600 mm eli 0.6 m3/m2. Osa maakerrosten läpi painovoimaisesti huuhtoutuvista sade- ja pintavesistä jää maakerroksiin adsorption ja kapillaarivoimien vaikutuksesta samalla, kun kapillaarivoimat siirtävät vettä usein pitkiäkin matkoja vapaan veden lähteistä, kuten pohja- tai orsivesivarastojen pinnasta ympäristöön. Kuukausittaiset keskimääräiset sademäärät ajanjaksolta 1961–1990 Jyväskylän, Sodankylän ja Helsingin olosuhteissa on esitetty kuvassa 2.1. /37/.

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

tammi helmi maalis huhti touko kesä heinä elo syys loka marras joulu

Sade

mää

rä [m

m]

JyväskyläHelsinkiSodankylä

Kuva 2.1 Kuukausittaiset keskimääräiset sademäärät ajanjaksolta 1961-1990 Jyväskylän, Sodankylän ja Helsingin olosuhteissa /37/

Alapohjan lähelle kulkeutuvan pintaveden määrään vaikuttavat sademäärän lisäksi maaston muodot, rakennuksen sijainti maastossa, kasvillisuus ja maan pintamateriaalit. Noin 30 % sadannasta virtaa pintavetenä laskuojiin, jokiin, järviin tai mereen ja suurin

10

osa, noin 50 %, haihtuu takaisin ilmaan suoraan maan pinnalta. Vain osa vapaasta pintavedestä, noin 20 %, painuu syvemmälle maakerroksiin vajo- eli gravitaatiovetenä. Gravitaatiovesi voi liikkua maassa vapaasti painovoiman vaikutuksesta. Osa vajovedestä haihtuu syvemmältä huokosista ennen pohjaveden pinnan saavuttamista ja osa kulkeutuu salaojituskerroksen ja salaojien mukana pois alapohjarakenteen mikrokierron piiristä. Vajovesivyöhykkeellä oleva sitoutumaton vesi on vajoamassa alaspäin, mutta vettä voi myös esiintyä höyrynä, kapillaarivetenä ja adsorptiovetenä. Pohjavesi, sen määrä ja pinnan korkeusasema määräytyvät pohjavesialtaaseen tulevan ja siitä poistuvan veden määrien erotuksena. Pohjaveden poistuma on jatkuvaa veden painovoimaista virtaamista pohjaveden pinnan alapuolisista purkautumiskohdista avovesistöihin tai suoalueille. Pohjavesialtaaseen tulevan veden määrä sen sijaan on riippuvainen sademäärästä ja edelleen pohjaveden saavuttavan vajoveden määrästä. Pohjaveden muodostumisen ja purkautumisen eriaikaisuudesta johtuen pohjaveden korkeus vaihtelee vuodenaikojen, sääolosuhteiden ja maaperän laadun mukaan. Alimmillaan pohjavesi on talven päättyessä, kun routa on kuukausien ajan estänyt veden imeytymisen pohjavedeksi. Korkeimmillaan pohjavesi on heti roudan sulamisen jälkeen. Pohjavesivyöhykkeellä maan huokostila on kokonaan vedellä kyllästynyt. Vedellä kyllästynyttä maata voi olla myös pohjaveden pinnan yläpuolella kapillaarivyöhykkeessä, jonka huokostilassa on pohjavedestä kapillaarivoimien vaikutuksesta noussutta vettä. Vapaan veden lähteestä, esimerkiksi pohja- tai orsiveden pinnasta, vesi pyrkii huokoisessa materiaalissa siirtymään toisiinsa kytkettyjen huokosten muodostamassa putkistoverkossa kapillaarivoimien vaikutuksesta, joiden suuruus riippuu veden ja aineen ominaisuuksista sekä kosteuspitoisuudesta. Kapillaarista siirtymistä vastustavat viskositeetti ja painovoima. Pohjaveden pinnasta nousevan kapillaariveden kohoaminen jatkuu tasoon, jossa nousun aiheuttavat kapillaarivoimat ja sitä vastustava painovoima ovat tasapainossa. Kapillaaristen voimien maan huokossysteemiin sitomaa vettä kutsutaan kapillaarivedeksi ja sen nousukorkeutta vapaan veden pinnasta kapillaariseksi nousukorkeudeksi (vrt. 3.1.2).

2.2 Sisäiset kosteus- ja lämpötilarasitukset Rakennuskosteus Eräs merkittävimmistä alapohjarakenteiden kosteuslähteistä lyhyellä aikavälillä rakentamisen jälkeen on paikalla valettujen betonirakenteiden rakennuskosteus. Tavalliset rakennebetonit sisältävät paljon seosvettä, minkä vuoksi näistä betoneista valettujen rakenteiden kuivumisaika on nykyisiä rakentamisaikatauluja ajatellen melko pitkä. Betonin kuivumiseen on kiinnitettävä erityistä huomiota niissä rakenteissa, joissa kuivuminen pääsee tapahtumaan pääasiassa vain yhteen suuntaan, kuten liittolaatat ja maanvaraiset laatat. Betonin suhteellisella kosteudella tarkoitetaan betonin huokosten ilmatilan suhteellista kosteutta. Huokoisena materiaalina betoni pyrkii tasapainokosteuteen ympäröivän ilman kanssa. Tasapainokosteus riippuu betonin ominaisuuksista, kuten vesisementtisuhteesta, huokosrakenteesta, hydrataatioasteesta ja iästä, sekä vallitsevasta lämpötilasta. Normaalin lattiabetonin vesisementtisuhde on 0.7…0.9. Tällainen betoni sisältää massan valmistusvaiheessa vettä noin 180…200 l/m3. Betonin suhteellinen kosteuspitoisuus on tällöin RH = 100 %. Rakenteesta laatan kuivuessa poistuvan veden määrä vaihtelee riippuen siitä, miten alkuperäinen vesimäärä sitoutuu eri

11

betonilaatuihin. Osa vedestä sitoutuu kemiallisesti sementin hydratoituessa. Osa vedestä sitoutuu fysikaalisesti adsorptiolla ja kapillaarisesti betonin huokosrakenteeseen. Fysikaalisesti sitoutuvan veden määrä riippuu ympäristön lämpö- ja kosteusolosuhteista. Loput alkuperäisestä seosvedestä on rakennuskosteutta, jonka pitää haihtua betonista, ennen kuin rakenne saavuttaa tasapainokosteuden ympäristönsä kanssa. Tämä haihtuva vesimäärä voi olla jopa kymmeniä litroja yhdessä kuutiometrissä betonia. Kuvassa 2.2 on esitetty kolmen eri lujuusluokan betonilaadun teoreettiset kosteusjakaumat 90 % suhteellisessa kosteudessa, kun alkuperäinen seosvesimäärä on 180 l/m3 /21/. Taulukossa 2.3 on esitetty jälkihoidon, rakennepaksuuden ja kuivumisolosuhteiden vaikutus erilaatuisten betonien kuivumisaikoihin.

45

101

34

57

108

15

79

101

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

Kost

eusm

äärä

[l/m

3 ]

K25 K40 K70

haihdutettava kosteus, jotta RH90%tasapainokosteuspitoisuus 90% RH:ssakemiallisesti sitoutunut vesi

Kuva 2.2 Kosteuden jakautuminen teoreettisesti 90 % suhteellisessa kosteudessa eri lujuusluokan betoneissa, kun alkuperäinen vesimäärä on 180 l/m3.

12

Taulukko 2.3 Jälkihoidon, rakennepaksuuden ja kuivumisolosuhteiden vaikutus erilaatuisten juuri valettujen betonien kuivumiseen.

Muuttuja Betoni 1 vss 0.7

Betoni 2 vss 0.6

Betoni 3 vss 0.5

Jälkihoito: 1 vrk muotissa 14 vrk vedessä 28 vrk muovikalvo 14 vrk vedessä+ 14 vrk muovikalvo 28 vrk vedessä

0,7 × 1,0 × 0,8 ×

1,0 × 1,3 ×

0,5 × 0,9 × 0,7 ×

1,0 × 1,3 ×

0,5 × 0,8 × 0,5 ×

1,0 × 1,0 ×

Rakennepaksuus: 10 cm 15 cm 18 cm 20 cm 25 cm

0,4 × 0,7 × 1,0 × 1,2 × 1,8 ×

0,4 × 0,8 × 1,0 × 1,1 × 1,5 ×

0,4 × 0,8 × 1,0 × 1,1 × 1,4 ×

Kuivumisilmasto: RH=35% RH=60% T=18oC T=30oC

0,8 – 0,9 ×

1,0 × 1,0 ×

0,6 – 0,7 ×

0,8 – 0,9 ×

1,0 × 1,0 ×

0,6 – 0,7 ×

0,8 – 0,9 ×

1,0 × 1,0 ×

0,6 – 0,7 ×

13

3 HUOKOISEN MATERIAALIN LÄMPÖ- JA KOSTEUSTASAPAINO

3.1 Veden sitoutuminen Alapohjarakenteen eri rakennemateriaalit, mukaan lukien maa ovat fysikaalisesti huokoisia materiaaleja, johon kosteus voi sitoutua:

• Hygroskooppisesti • Kapillaarisesti • Kemiallisesti • Osmoottisesti

3.1.1 Hygroskooppinen sitoutuminen Huokoinen materiaali voi ottaa kosteutta suoraan ilmasta. Sitoutuvan veden määrä riippuu materiaalista. Hygroskooppinen kosteuden sitoutuminen aiheutuu aineen huokosissa vaikuttavista vetovoimista, jotka vetävät ilman vesimolekyylejä huokosten pintaan ohueksi vesikerrokseksi /22/. Ilman kosteuden lisääntyessä molekyylikerroksen paksuus kasvaa ja vastaavasti ilman kosteuden vähentyessä molekyylikerros ohenee. Vesimolekyylit sitoutuvat aineeseen joko adsorptiolla tai kapillaarikondenssilla /1/. Pienillä suhteellisen kosteuden arvoilla adsorptio on hallitseva ja suurilla suhteellisen kosteuden arvoilla kapillaarikondenssi on hallitseva. Hygroskooppinen tasapainokosteus

Aine saavuttaa tasapainon, tietyn vesipitoisuuden (w) ympäristönsä kanssa. Tasapaino riippuu lämpötilasta ja suhteellisesta kosteudesta. Aineen tiettyä lämpötilaa vastaava tasapainokosteuskäyrä (kuva 3.1), sorptiokäyrä voidaan määrittää muuttamalla ympäristön suhteellista kosteutta ja pitämällä lämpötila vakiona. Lähdettäessä kuivasta materiaalista saadaan kastumisen tasapainokäyrä, absorptiokäyrä ja vastaavasti lähdettäessä kyllästetystä materiaalista saadaan kuivumisen tasapainokäyrä, desorptiokäyrä. Tasapainokosteuskäyrässä absorptiolla ymmärretään yleensä sekä adsorptiota ja kapillaarikondenssia. Eri aineilla hygroskooppinen kosteus vaihtelee huomattavasti (esim. puu n. 150 kg/m3 ja tiili n. 30 kg/m3).

Tasapainokosteuskäyrästä (kuva 3.1) voidaan erottaa kolme vaihetta veden sitoutumismekanismin perusteella. Ensimmäisessä vaiheessa alhaisella suhteellisella kosteudella yksittäiset vesimolekyylit sitoutuvat aineen pinnalle vetovoimien vaikutuksesta (käyrä jyrkkä). Seuraavassa vaiheessa vesimolekyyliryhmien adsorptio on hallitseva. Kolmannessa vaiheessa suhteellinen kosteus on niin suuri, että meniskien muodostuminen laajemmassa määrin on mahdollista ja veden sitoutuminen tapahtuu pääasiassa kapillaarikondenssilla (jyrkkä käyrä).

14

(kg/m )3

0 50 (%)

Ain

een

kost

eusp

itois

uus

Desorptio

Absorptio Suhteellinenkosteus

100

Kuva 3.1 Tasapainokosteuskäyrä.

Kastumisella ja kuivumisella on yleensä erilainen tasapainokosteuskäyrä, tätä ilmiötä kutsutaan hystereesiksi. Sen syitä ei tunneta tarkoin, mutta sen arvellaan osittain johtuvan:

• Kostuvan aineen huokosiin jää ilmaa, joiden poistuminen veteen liukenemalla on hidasta.

• Aineen huokosten muodot ovat sellaisia, että kuivuminen tapahtuu kostumista merkittävästi pienemmässä ilman kosteudessa.

• Tasapainokosteuksien mittauksissa käytetään liian lyhyitä tasaantumisaikoja.

Tasapainokosteuskäyrän tangentti määrittelee materiaalin kosteuskapasiteetin (ξ). Aineen kosteuskapasiteetti on suuri jos pieni suhteellisen kosteuden muutos aikaansaa suuren vesipitoisuuden muutoksen.

Kuten edellä on esitetty materiaalin tasapainokosteuskäyrä riippuu lämpötilasta. Rakennusaineille määritellyt tasapainokosteuskäyrät on yleensä määritelty +20 °C:ssa. Fukt handbok:n /22/ mukaan tavallisilla rakennusmateriaaleilla tasapainokosteuskäyrät lämpötila-alueilla +20...+50 °C eivät eroa toisistaan merkittävästi.

3.1.2 Kapillaarinen sitoutuminen Kapillaarisuus muodostuu molekyylien välisistä vetovoimista eli molekyylien kemiallisista potentiaaleista. Huokoisen materiaalin huokosia voidaan pitää joukkona kapillaariputkia. Maassa kapillaariputkina toimivat rakeiden väliset huokoset. Maalajeissa huokoskanavien läpimitta tavallisesti kasvaa raekoon kasvaessa. Kapillaarisuuteen raekoon lisäksi vaikuttavat myös maalajien kerrostuminen, tiiviysaste ja lämpötila. Jos kaikkien materiaalin sisältämien kapillaarihuokosten säde on vakio r, kapillaarinen nousukorkeus h on vakio riippumatta vallitsevasta kosteuspitoisuudesta. Todellisissa materiaaleissa kapillaariputkien säde ja eri putkien kytkeytyminen toisiinsa vaihtelee huomattavasti. Avoimessa rakenteessa, jossa kaikki huokoset ovat vapaasti kosketuksissa vesilähteen eli vapaan veden pinnan kanssa kaikki tietyn säteen omaavat ja sitä pienemmät kapillaariputket ovat täynnä nestettä tietylle putken säteestä riippuvalle korkeudelle saakka.

15

Kapillaarinen tasapainokosteus Kapillaariseksi tasapainokosteudeksi kutsutaan sitä kosteutta, jonka huokoinen materiaali saavuttaa ollessaan yhteydessä vapaaseen vedenpintaan. Aineen kapillaarinen tasapainokosteus (w) ilmaistaan tavallisesti kapillaarisen nousukorkeuden tai huokosalipaineen funktiona (kuva 3.2).

Ain

een

kost

eusp

itois

uus

Desorptio

Absorptio

Kapillaarinennousukorkeus (m)

Aineen kosteuspitoisuus

H

uoko

salip

aine

Absorptio

Desorptio

Kuva 3.2 Kapillaarisen tasapainokosteuden esittäminen.

Kapillaariseen kastumiskäyrään (kapillaarinen absorptio) liittyy voimakas hystereesi ilmiö. Tämä johtuu monimutkaisen kapillaariverkoston kytkeytymisestä toisiinsa ja kapillaarihuokoskäytävien säteen muutoksista. Alunperin kuivassa näytteessä ei ole yhtenäistä vesikalvoa huokosverkoston seinämien pinnalla, mikä estää kosteuden kulkeutumisen mikrohuokosiin, jotka muutoin olisivat täyttyneet. Kosteuspotentiaali pyrkii tasaantumaan huokosverkoston sisällä, jolloin huokosiin voi jäädä ilmaa. Ilman liukeneminen veteen on sitä hitaampaa mitä suurempi ilmarakkula huokoseen on jäänyt. Lisäksi kapillaarinen nousukorkeus on suoraan verrannollinen kostumiskulman kosiniin (cosθ), johon voi liittyä voimakas hystereesi ilmiö. Kapillaarinen kuivumiskäyrä (kapillaarinen desorptio) toteutuu, mikäli alunperin vedellä kyllästyneen materiaalin tai rakenteen annetaan kuivua siten, että sen huokosverkoston alapää on kosketuksissa vesilähteeseen. Yksittäisen kyllästyneen kapillaariputken tapauksessa veden pinta laskee tasolle, joka vastaa huokosalipaineen (pc) ja hydrostaattisen paineen tasapainotilaa. Huokoisessa materiaalissa kapillaarisen kuivumisen yhteydessä ohuisiin huokostiehyisiin pintajännityksen ja muodostuvan huokosalipaineen vaikutuksesta jää nestettä. Huokoset, jotka pidättävät tätä ns. jäännös- eli residuaalikosteutta eivät osallistu nesteen kuljettamiseen. Kapillaarivoimien lisäksi myös muut voimat pidättävät vettä yhtenäisten vallien ja seinämien läheisyydessä, kuten osmoosi ja adsorptio. Kapillaaristen voimien ja adsorption välillä on oleellinen ero. Adsorptio tapahtuu kaasun ja kiinteän aineen välillä, kun taas kapillaariset voimat liittyvät nesteen ja kiinteän aineen väliseen sidokseen. Maamekaniikassa kaikki nämä voimat käsitellään kuitenkin yleensä samana ilmiönä. Yhtenäisen vesivaipan katkettua huokosten seinämien kuivuessa mikrohuokosiin jäänyt jäännöskosteus voi poistua vain haihtumalla. Kuvan 3.2 mukaisesti kapillaarisen absorption ja desorption käyrät poikkeavat selvästi toisistaan. Kapillaarista nousua säätelevät suuret huokoset, jolloin kosteuden nousua

16

rajoittaa suurimman kapillaarihuokosen huokosen säde r, kun taas kuivumista säätelevät pienet mikrohuokoset ja niihin jäävä jäännöskosteus. Kostumis- ja kuivumiskäyrien eroon liittyen olisi syytä tutkia erilaisia välitiloja, joissa osittain kostea näyte jätetään kuivumaan tai kapillaarisen nousun annetaan tapahtua osittain kosteaan näytteeseen.

3.1.3 Kemiallinen ja osmoottinen sitoutuminen Kemiallisesti sitoutunut vesi on joko ioni- tai molekyylisidoksella sitoutunutta. Sidosenergia on hyvin suuri muihin sidosmuotoihin verrattuna, kuten esimerkiksi kidevedellä. Kemiallisesti sitoutunut vesi katsotaan olevan osa materiaalia eikä sitä oteta yleensä huomioon kosteusteknisissä tarkasteluissa. Osmoottinen sidos johtuu diffuusiosta puoliläpäisevän kalvon läpi ja tästä syntyvästä ns. osmoottisesta paineesta. Tämä kosteuden sitoutumismuoto esiintyy yleisesti eloperäisissä aineissa, joiden solukalvo on puoliläpäisevä ja aineissa on vesiliukoisia komponentteja.

3.2 Veden siirtymismuotoja eri faaseissa

3.2.1 Diffuusio Diffuusiossa höyrystyneet vesimolekyylit siirtyvät korkeammasta konsentraatiosta alhaisempaan. Diffuusiossa potentiaalina on siis vesihöyrypitoisuuksien ero, joka voidaan ilmoittaa joko kosteuserona tai osapaine-erona.

Mikäli huokoset eivät sisällä vettä ja niiden koko on suurempi kuin vesimolekyylin keskimääräinen vapaa matka, voidaan vesihöyryn massavirta pinta-alaa kohti laskea kaavasta (3.1) (Fick’n ensimmäisen lain sovellus) /22/:

dxdpg pδ−= (3.1)

Kaavassa 3.5 potentiaalina on osapaine-ero. Mikäli potentiaalina käytetään kosteuseroa, kaava tulee muotoon (3.2) /22/:

dxdvg vδ−= (3.2)

Vesihöyryn läpäisevyysarvojen δv ja δp välillä vallitsee yhteys (3.3) /22/:

δv = 461,4 (273 + t) δp (3.3)

Stationääritilasssa (kosteusvirta ei ole ajasta riippuva) kosteusvirran g kaava (3.4) yksinkertaistuu muotoon (Kaava 3.4):

v

v Lvv

Lvvg

δδ 1212 −

=−

= (3.4)

jossa v2 ja v1 ovat kosteuspitoisuudet rakenteen eri puolilla.

Termiä L/δv = Zv nimitetään vesihöyrynvastukseksi.

17

Epästationääritilassa (kosteusvirta on ajasta riippuva) kosteusvirran kaava (3.1) voidaan esittää muodossa (kaava 3.5) /22/:

dxdwDg w−= (3.5

missä Dw on kosteusdiffusiteetti, joka voidaan laskea kaavasta (3.6) tai (3.7) /22/:

dwdvD vw δ= (3.6)

ξδ )(TvD sv

w = , (3.7)

missä ξ on kosteuskapasiteetti, (dw/dx)

Epästationääritilan kosteusvirran kaava ratkaistaan yleensä käyttäen numeerisia menetelmiä.

Lähteen /15/ mukaan yleisesti oletetaan, että maassa kosteuden liike nesteenä on vallitseva ja siksi vesihöyryn diffuusion vaikutukset maassa jätetään usein huomioonottamatta.

3.2.2 Kapillaarinen kosteuden siirtyminen Vapaan veden lähteestä, esimerkiksi pohja- tai orsiveden pinnasta, vesi pyrkii huokoisessa materiaalissa siirtymään toisiinsa kytkettyjen huokosten muodostamassa putkistoverkossa kapillaarivoimien vaikutuksesta, joiden suuruus riippuu veden ja aineen ominaisuuksista sekä kosteuspitoisuudesta. Kapillaarista siirtymistä vastustavat kitkavoimat ja painovoima. Pohjaveden pinnasta nousevan kapillaariveden kohoaminen jatkuu tasoon, jossa kohonneeseen vesimassaan kohdistuvat kapillaarivoimat ovat tasapainossa. Kapillaaristen voimien maan huokossysteemiin sitomaa vettä kutsutaan kapillaarivedeksi ja sen nousukorkeutta vapaan veden pinnasta kapillaariseksi nousukorkeudeksi.

Kapillaarista siirtymistä voidaan myös kuvata Darcyn lailla, jossa potentiaalina on huokosalipaine, pc. Darcyn lain mukaan kosteuden siirtyessä nesteenä kosteusvirta on (3.8) /22/:

dxdpkg c

η= [kg/m2 s], (3.8)

missä η on viskositeetti ja k permeabiliteetti (kg/m). Huokosalipaine pc on kapillaaripaineen pcap vastaluku (Pc= - P cap).

Permeabiliteetti riippuu huokosalipaineesta pc, joka edelleen riippuu kosteuspitoisuudesta w. Siten kaava (3.8) voidaan kirjoittaa muodossa, jossa potentiaalina on kosteuspitoisuus ja kaava saa saman muodon kuin diffuusiotapauksessa kaava (3.1).

Kapillaarista kosteuden siirtymistä voidaan arvioida olettamalla kostuva alue täysin kyllästyneeksi liikkuvaksi rajapinnaksi, jolloin märän rintaman etenemänopeus aineessa on (3.9):

18

(3.9) tBx ⋅=

missä x [m] on rintaman tunkeutumissyvyys ja B [m/√s] kokeellisesti määritetty tunkeutumiskerroin. Kertoimen B arvo riippuu faasirajan meniskin muodosta, pintajännityksestä, kosketuskulmasta ja nesteen viskositeetista. Koska faasirajan muoto on riippuvainen vesipitoisuudesta, tunkeutumiskerroin on myös materiaalin vesipitoisuuden funktio.

Olettamalla kapillaarinen nousu täysin kyllästyneen rintaman etenemäksi maamassassa, absorboituneen veden kokonaismäärä W [kg/m2] voidaan antaa kaavalla:

(3.10) tAW ⋅=

EDCCAP dvdvdv

missä imeytymiskerroin A [kg/(m2√s)] on myös kokeellisesti määritettävä kerroin.

3.2.3 Yhtäaikainen diffuusio ja kapillaarinen liike Yhtäaikainen diffuusio ja kapillaarinen liike voidaan laskea periaatteessa yhdistämällä kosteusvirtojen yhtälöt. Teoreettisissa tarkasteluissa ja laskelmissa vesipitoisuuden muutosgradientti dv huokoisessa materiaalissa voidaan jakaa kahteen osaan: kapillaarisista voimista johtuvaan kosteuden lisääntymiseen δCAP ja haihtumis-, diffuusio ja kondensaatiokierrosta johtuvaan kosteuspitoisuuden kasvuun eli hygroskooppiseen kosteuden lisääntymiseen δEDC (evaporation – diffusion – condensation) /24, 25/

(3.11) +=

Hkv ∆⋅=

Nämä kaksi kosteuspitoisuuden kasvugradienttia johtuvat eri mekanismeista, joten ne voidaan määrittää erikseen niin numeerisessa mallinnuksessa kuin koetilanteessakin. Alueella, jossa kosteus on kriittistä kosteutta alempi otetaan huomioon vain diffuusio ja vastaavasti alueella, jossa kosteus on kriittistä kosteutta suurempi otetaan huomioon vain kapillaarinen liike.

3.2.4 Veden painovoimainen siirtyminen Vedenläpäisevyys kuvaa nesteen virtausta painovoimaisesti tietyssä huokoisessa aineessa. Aineen rae- ja huokoskoostumus sekä rakeiden ja huokosten muoto vaikuttavat vedenläpäisevyyteen. Lisäksi vedenläpäisevyyteen vaikuttavat nesteen ominaisuudet: ominaispaino ja dynaaminen viskositeetti. Veden painovoimaista siirtymistä täysin vedellä kyllästetyssä maassa ja laminaarisen virtauksen alueella kuvaa Darcyn laki (Kaava 3.12) /26/:

, (3.12)

missä v on veden nopeus [m/s], k on vedenläpäisevyys [m/s] ja ∆H on hydraulinen gradientti [m/s].

Maalajien vedenläpäisevyysarvoja on esitetty taulukossa 3.1. /26/

19

Taulukko 3.1 Vedenläpäisevyyden arvoja.

Maalaji Vedenläpäisevyys k [m/s] Sora 10-1 ... 10-3 Hiekka 10-2 ... 10-6 Siltti 10-5 ... 10-9 Savi < 10-9

3.2.5 Haihtuminen ja kosteuskonvektio Materiaalin pinnasta tapahtuva haihtuminen voidaan laskea kaavan 3.13 mukaan.

( )ipg ννβ −= (3.13)

ii

ko

cραβ = , (3.14)

G =

missä

αko on konvektion lämmönsiirtokerroin ρ i = ilman tiheys = 1,2 kg/m3 c i = ilman ominaislämpö = 1010 J/kg ºC ν p on pinnan vesihöyrypitoisuus ν i on ilman vesihöyrypitoisuus [g/m3]

42 tko ∆⋅≈α

vR

, missä ∆t on pinnan ja ilman lämpötilaero.

Konvektiossa vesihöyry siirtyy ilmavirran mukana. Ilmavirtausten syntymiseen tarvitaan rakenteen eri puolille erilaiset ilman kokonaispaineet. Ilmanpaine-eroja aiheuttavat mm. tuuli, lämpötilaerot ja ilmanvaihtojärjestelmän puhaltimet. Ilmavirran liikkuessa lämpimästä kylmempään vesihöyry kondensoituu eli tiivistyy. Vastaavasti ilmavirran liikkuessa kylmästä lämpimämpään rakenne kuivuu. Kosteuden konvektiota voi tapahtua raoissa, rei’issä sekä huokoisessa materiaalissa. Reikien ja rakojen kautta tapahtuva kosteuden konvektio on merkityksellinen verrattuna huokoisissa materiaaleissa tapahtuvaan konvektioon. Konvektion kosteusvirta lasketaan kaavasta (3.15) /3/:

(3.15)

missä G on kosteusvirta [kg/s), v kosteuspitoisuus [kg/m3 ] ja R ilmavirta [m3/s].

3.3 Maan ominaislämpökapasiteetti ja lämmönjohtavuus

3.3.1 Maan ominaislämpökapasiteetti Kaikkien maan perusmineraalien tiheys ρ ≈ 2650 kg/m3 ja ominaislämpökapasiteetti Cp

≈ 755 J/kg K ovat lähellä toisiaan. Veden tiheys on alle puolet mineraalien tiheydestä ρw = 1000 kg/m3, mutta sen ominaislämpökapasiteetti on yli kaksinkertainen mineraaleihin verrattuna. Koska ilman tiheys on vain noin 1/1000-osa veden tiheydestä, se jätetään

20

huomioimatta maan ominaislämpöä määritettäessä. Maamateriaalin ominaislämpökapasiteetti on maan eri osatekijöiden tilavuusosilla painotettu summa:

wwss CfCfC ⋅+⋅=

wwmm CfCfCfC ⋅+

(3.16)

missä C = maamateriaalin ominaislämpökapasiteetti fs = maan mineraalien tilavuusosakerroin Cs = maan mineraalien ominaislämpökapasiteetti fw = maassa olevan veden tilavuusosakerroin Cw = veden ominaislämpökapasiteetti. Luonnontilaisessa maassa kiinteä aine muodostuu mineraalien lisäksi orgaanisesta materiaalista, jolloin kaava (3.16) voidaan esittää muodossa (3.17):

⋅+⋅= 00

awm fff −=+ 1

(3.17)

missä fo on orgaanisen materiaalin tilavuusosakerroin ja Co vastaava ominaislämpökapasiteetti. Taulukossa 3.2 on esitetty maan tyypillisempien mineraalien, veden ja ilman lämpöparametrien arvoja lämpötilassa T = 300 K. Tilavuusosakerrointen summa kaavassa (3.18) on

(3.18)

missä fa = ilman tilavuusosa maan huokosissa. Tyypillisissä mineraalimaalajeissa kiinteän aineen tilavuusosakerroin fm vaihtelee välillä 0.45...0.65 ja maamassan kokonaisominaislämpökapasiteetti kuivan maan arvosta C =1 MJ/m3K täysin kyllästyneen maan arvoon C = 3 MJ/m3K.

Taulukko 3.2 Maan tyypillisempien mineraalien, veden ja ilman lämpöparametrien arvoja lämpötilassa T = 300 K.

Aine Tiheys Ominaislämpökapasiteetti Lämmönjohtavuus Terminen diffuusiokerroin

ρ [kg/m3] Cp [J / kg • K] k [W / m • K] α × 10-6 [m2 / s]

Graniitti 2630 775 2.79 1.37 × 10-6

Kvartsiitti 2640 1105 5.38 1.80 × 10-6

Kvartsi 2660 755 8.8 4.38 × 10-6

Orgaaninen aines

∼1300 ∼ 1923 0.25 0.10 × 10-6

Vesi 1000 4200 0.598 0.15 × 10-6

Jää 920 2065 2.2 1.16 × 10-6

Ilma 1.16 1000 0.025 22.6 × 10-6

21

3.3.2 Maan lämmönjohtavuus Maan lämmönjohtavuus λ, toisin kuin sen ominaislämpökapasiteetti, riippuu voimakkaasti maan huokosissa olevasta ilmamäärästä. Ilma on veteen ja etenkin mineraalirakeisiin nähden lämmöneriste, joten korkea ilman tilavuusosakerroin pienentää merkittävästi maan lämmönjohtavuutta. Maan ominaislämpökapasiteetti voi muuttua huokosissa olevan vesimäärän kasvaessa kolmin- tai nelinkertaiseksi, mutta samalla maan lämmönjohtavuus voi kasvaa yli satakertaiseksi. Maan lämmönjohtavuus on myös riippuvainen kiinteän ainesosan rakeiden koosta, muodosta ja jakautumisesta maamassassa. Maan ominaislämmönjohtavuutta on arvioitu kaavan (3.19) avulla tapauksissa, joissa maassa on edustettuna kaikki kolme osatekijää: mineraalirakeet, vesi ja ilma. Maa voidaan nyt otaksua kontinuumiksi vesimassaksi, johon ilma ja kiinteät partikkelit ovat sekoittuneet.

aassw

aaasssww

ffffff

k⋅+⋅+

⋅⋅+⋅⋅+⋅=

κκλκλκλ

(3.19)

missä λw, λa ja λs ovat veden, ilman ja kiinteiden partikkelien lämmönjohtavuudet, κs maan kiinteän aineen tilavuusosan lämpötilagradientin suhde veden lämpötilagradienttiin ja vastaavasti κa ilman lämpötilagradientin suhde veden lämpötilagradienttiin. Terminen diffuusiokerroin α [m2/s] on massan lämmönjohtavuudesta ja lämpökapasiteetista riippuva kerroin, joka määrittää aineen lämmönjohtokyvyn suhteessa sen kykyyn varastoida energiaa (3.20):

(3.20) pc⋅

=ρ

λα

Suuren termisen diffuusiokertoimen omaavat materiaalit reagoivat nopeasti lämpötilanmuutoksiin ympäristössään. Mitä pienempi terminen diffuusiokerroin materiaalilla on, sitä kauemmin kestää tasapainotilan saavuttaminen lämpötilamuutosten yhteydessä.

3.4 Maanvastaisen alapohjarakenteen alapuolisen maan kosteusolosuhteet

3.4.1 Täyttö- ja salaojitusmateriaalien vesipitoisuus Karkearakeisten täyttö- ja salaojakerrosten vesipitoisuutta kartoitettiin tutkimussarjan ensimmäisessä osassa /20./ laboratoriokokein sekä kapillaarisen että hygroskooppisen tasapainokosteuden selvittämiseksi eri tyyppisissä maalajeissa. Määrittämällä karkeasti eri tavoin maakerroksissa kulkeutuvan ja niihin varastoituvan veden määrät voidaan vauriokohteiden vesipitoisuusmittausten perusteella arvioida kosteusongelmaan johtaneita syitä ja edelleen kohdentaa korjaustoimenpiteet oikein. Lisäksi ’normaalissa’

22

tilanteessa alapohjarakenteisiin kohdistuvan kosteusrasituksen tunteminen on välttämätön reunaehto rakenteiden toimivalle kosteusmitoitukselle.

Tutkittavina täyttö- ja salaojamateriaaleina olivat kuvan 3.3 rakeisuuskäyrien mukaiset rakeiset maalajit hiekkamoreenista sepeliin. Taulukkoon 3.3 on koottu tutkittujen materiaalien rakeisuusominaisuudet ja huokosluvut.

GEO SAVI SILTTI HIEKKA SORA

100

90

80

70

60

50

40

30

20

10

%

0.0006 0.002 0.006 0.02 32 0.074 0.125 0.25 0.5 1 2 4 8 16 64

LÄPÄ

ISY

%

0.0006 0.002 0.006 0.02 32 0.074 0.125 0.25 0.5 1 2 4 8 16 64

A

BC D

E

F

Kuva 3.3 Tutkittujen hiekkojen, sorien ja sepelien rakeisuuskäyrät. a – 1- luokan salaojasora, b – 2 -luokan salaojasora c – filleri, d – karkea hiekka

e – sepeli, f - hiekkamoreeni

Taulukko 3.3 Tutkittujen hiekkojen, sorien, sepelin ja hiekkamoreenin rakeisuusominaisuudet.

Maalaji < 0.074 [%] d10 [mm]

d20 [mm]

d60 [mm] d10/d60 e

A – 1 lk salaojasora

0 1.3 1.5 3.2 0.41 0,38

B – 2 lk salaojasora

1.3 0.6 1.1 2.8 0.39 0,31

C – filleri 5.5 0.08 0.125 0.22 0.57 0,38 D – karkea hiekka 0.3 0.6 0.75 1.6 0.47 0,35 E – sepeli 0.4 4.1 4.6 6.5 0.71 0,43 F – hiekkamoreeni

15 0.038 0.125 4.0 0.03 0,21

Hygroskooppinen tasapainokosteus Maan hygroskooppisesti sitoutuvan kosteuden määrä on huomattavasti vähäisempää kuin kapillaarisesti sitoutuvan, perinteisesti maamekaniikassa hygroskooppinen kosteus jätetäänkin yleensä huomioimatta. Maanvastaisen alapohjarakenteen toiminnan kannalta

23

rakenteen alapuolisen täyttö- ja salaojakerroksen hygroskooppisella kosteudelle on kuitenkin suuri merkitys.

Maalajien hygroskooppista tasapainokosteuskäyttäytymistä on tutkittu vähän. Maa-aineksen tasapainokosteuteen vaikuttaa mm:

• rakeisuus ja ominaispinta-ala • materiaalien epäpuhtaudet: ruoste, suolat

• mineraalikoostumus, jolla ei merkitystä suomalaisilla maalajeilla. Tutkituille materiaaleille saatiin kuvan 3.4 mukaiset hygroskooppiset tasapainokosteuskäyrät. Kaikille muille materiaaleille paitsi moreenilla ja karkealla hiekalla hygroskooppinen tasapainokosteus materiaalin kastuessa RH 100%:ssa oli alle 0.5 paino-%. Moreenille hygroskooppinen tasapainokosteus oli suurin, noin 0,8 paino-%. On huomattava, että kuvan käyrät määrittelevät, kuinka paljon materiaaliin sitoutuu vettä kun kuivan materiaalin annetaan kastua. Märän materiaalin annettua kuivua määritellyt tasapainokosteuden olivat hystereesi-ilmiön vuoksi jonkin verran suurempia.

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Suhteellinen kosteus RH (%)

Kos

teus

pito

isuu

s (p

aino

-%)

KARKEA HIEKKA

MOREENI

SORA II

SORA I

SEPELI

FILLERI

Kuva 3.4 Tutkittujen materiaalien tasapainokosteuskäyrät Lähteessä /31/ on määritelty tasapainokosteuksia täyttösoralle ja silttimoreenille +20 °C:ssa. Lisäksi samojen maalajien kosteus on määritelty -18° C:ssa ja noin 90%:n suhteellisessa kosteudessa. Kokeiden mukaan täyttösoran tasapainokosteus oli noin 0,2 paino-%:a ja silttimoreenin noin 0,5 paino%:a RH 100%:ssa eli 8...10 kg/m3. Liki samansuuruisia tasapainokosteuden arvoja on saatu myös -18° C:ssa ja noin RH 90%:ssa. Laboratoriokokeiden perusteella voidaan todeta, että tavanomaisilla täyttö- ja salaojitusmateriaaleilla, kuten salaojitussorat, hiekat, moreeni ja murske hygroskooppinen tasapainokosteus materiaalin kastuessa RH = 100% suhteellisessa kosteudessa on alle 2 paino-% materiaalin kuivapainosta. Hienojakoisilla materiaaleilla (hieno hiekka, moreeni) noin 3 paino-%:n kosteuspitoisuuksia voidaan pitää

24

hygroskooppisena kosteutena, kun kostean materiaalin annetaan kuivua tasapainokosteuteensa. Maanvaraisen alapohjarakenteen kosteusteknisen toimivuuden tarkastelussa voidaan lähtökohtana pitää, että rakenteen alapuolisen maa-aineksen huokosten suhteellinen kosteus on RH 100%. Tätä voidaan perustella seuraavasti:

• Rakennusaikana täyttökerrosten maa-aines on hyvin kosteaa (RH 100%) ja sen ainoa mahdollinen kuivumissuunta on alaspäin, jossa pohjamaan luonnollinen vesipitoisuus on yleensä hyvin korkea ja kuivuminen on näin ollen lähes mahdotonta.

• Maa-aines on huokosverkostonsa kautta yhteydessä pohjaveteen. • Kapillaarivoimat, erityisesti vaakasuuntainen kapillaarinen veden

kulkeutuminen voi ajoittain kuljettaa lisää kosteutta kerrokseen. Kapillaarivesi

Hygroskooppista tasapainokosteutta merkittävämpi kosteustekijä maapohjassa on veden kapillaarinen liike. Kapillaarisesti pysty- tai vaakasuuntaan kulkeutuvan ja kerroksiin varastoituvan veden määrä voi olla huomattava, mikäli salaojitus- tai täyttökerros sisältää liian paljon hienoainesta. Kapillaarista kosteuden siirtymistä erilaisissa maalajeissa vaakasuunnassa ei ole paljoakaan tutkittu. Näyttöä rakennuksen täyttösorassa tapahtuvasta vaakasuuntaisesta kapillaarisesta kosteuden siirtymisestä on esitetty lähteessä /14/. Harderup on tutkinut rakennuksen kuivatusjärjestelmän toimivuutta asettamalla mittausputkia rakennuksen ympärille ja keskelle. Rankkasateen jälkeen n. 2 päivän kuluttua rakennuksen keskellä olevan mittausputken vedenpinta oli noussut ja vasta n. 1 kuukauden kuluttua vedenpinta oli palautunut ’normaalille’ tasolle.

Tehtyjen kokeiden ja kirjallisuuden perusteella kerrosten vesipitoisuus riippuu sekä materiaalin kapillaarisista ominaisuuksista että etäisyydestä pohjaveden pinnan tasosta tai muusta vapaan veden lähteestä. Karkearakeisille maalajeille tehtyjen kokeiden perusteella materiaalin rakeisuus ja etenkin rakeiden muodostamien huokosten ja huokosverkoston laatu ja määrä ratkaisevat kulkeutuvan veden määrän, kulkunopeuden ja nousutason. Tasarakeisessa fillerikerroksessa myös huokosverkosto on homogeeninen ja kapillaarisesti nousevan veden määrä on korkea aina nousukorkeuden ylärajalle asti. Tutkitussa fillerissä kapillaarisesti nousevan veden määrä oli yli 300 kg/m3 /20/ ja nousukorkeus yli 0,40 m vapaan veden pinnasta. Hiekkamoreenissa nousevan veden määrä oli vain puolet fillerin nostamasta vesimäärästä (kuva 3.5). Tämä johtuu moreenin selvästi filleriä pienemmästä huokosluvusta: huokosverkostoon ei yksinkertaisesti mahdu samaa absoluuttista määrää vettä kuin karkearakeisemmalla fillerillä. Hiekkamoreenin kapillaarinen nousukorkeus sen sijaan on huomattavasti suurempi johtuen hienorakeisemmasta materiaalista hienosyisemmästä huokosverkostosta. Kapillaarivoimien vaakasuuntaan kuljettama vesimäärä riippuu kapillaarisen nousukorkeuden tavoin materiaalin rakeisuudesta ja etäisyydestä vesilähteeseen. Kapillaarisen liikkeen edellytyksenä on materiaalin riittävä hienoainespitoisuus. Lisäksi kaikkien tutkittujen materiaalien osalta havaittiin selvä yhteys materiaalin huokosluvun ja kapillaarivoimien vaakasuuntaan kuljettaman vesimäärän välillä.

25

Tasarakeisen fillerin vaakasuuntaan kuljettama vesimäärä oli vielä 0,60 m etäisyydellä vesilähteestä w = 200 kg/m3. Tarkastellun yhden metrin pituisen maanäytteen matkalla vesilähteestä etenevän vesirintaman etenemänopeus oli tasainen 0,35 m/h. Sen sijaan hiekkamoreeni näytteessä rintaman eteneminen hidastui selvästi pienempien huokosten aiheuttaman virtausvastuksen seurauksena etäisyyden kasvaessa vesilähteeseen. Hiekkamoreenin kuljettama vesimäärä oli myös huomattavasti fillerin vastaavaa pienempi, alle 150 kg/m3. Vaakasuuntaista kapillaarisuutta tutkittiin kapillaarisen rintaman etenemänopeuden ja siirtyvän vesimäärän suhteen. Hiekoilla ja II luokan salaojasoralla ei kapillaarisessa etenemänopeudessa havaittu suuria eroja. Rintaman etenemänopeus koko tutkitun 1 m pituisen näytteen päähän asti oli noin 0,35 m/h. Hiekkamoreenissa, jossa veden liikettä hidastaa oleellisesti pienten huokosten aiheuttama virtausvastus, rintaman eteneminen hidastuu etäisyyden funktiona vesilähteestä. Veden vaakasuuntainen liike moreenissa oli selvästi hitaampaa kuin karkeampirakeisissa materiaaleissa. Samoin siirtyvän veden määrä oli pienempi johtuen moreenin pienemmästä huokosluvusta (kuva 3.5). Kaikkien materiaalien osalta havaittiin selvä yhteys materiaalin huokosluvun ja vaakasuuntaisesti kapillaarivoimien vaikutuksesta siirtyvän veden määrän välillä.

Kapillaarisesti nousevan veden määrä

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

0100200300400500600

Vesimäärä [kg/m3]

Etäi

syys

poh

jave

den

pinn

asta

[m]filleri

karkea hiekkahiekkamoreeni2 lk salaojasora

Kuva 3.5 Tutkittujen materiaalien pohjaveden pinnasta kapillaarisesti nostama vesimäärä korkeustason funktiona.

26

Vaakasuuntainen kapillaarisuus, vesimäärä

0

50

100

150

200

250

300

350

0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7Etäisyys vesilähteestä [m]

Vesi

mää

rä [

kg/m

3 ]

2lk salaojasorafillerikarkea hiekkahiekkamoreeni

Kuva 3.6 Tutkittujen hiekkojen, II luokan salaojasoran ja hiekkamoreenin vaakasuuntainen kapillaarisuuden kuljettama vesimäärä.

Taulukkoon 3.4 on kerätty kapillaarivoimien karkearakeisissa maalajeissa kuljettamia vesimääriä ja mitattuja kapillaarisia nousukorkeuksia. Kapillaarista nousua määrittävät vesimäärät on mitattu 0,20 m korkeudelta vapaan veden pinnasta ja vaakasuuntaista kulkeutumista määrittävät lukemat 0,60 m etäisyydellä vesilähteestä. Taulukko 3.4 Kapillaaristen voimien karkearakeisissa maalajeissa kuljettamia

vesimääriä pysty- ja vaakasuunnassa, mitattu kapillaarinen nousukorkeus ja materiaalien huokosluvut.

Pystysuunta Vaakasuunta Maalaji Huokosluku e w20 [kg/m3] hp [m] w60 [kg/m3]

Sepeli 0.43 0 0 0 1 lk salaojasora 0.38 0 0 0 Filleri 0.37 343 0.5 202 Karkea hiekka 0.35 192 0.2 126 2 lk salaojasora 0.31 145 0.5 57 Hiekkamoreeni 0.21 110 > 0.7 169

Pohjavesi

Pohjaveden pinnan alapuolella huokostilan oletetaan olevan täysin vedellä kyllästynyttä. Taulukossa 3.5 on esitetty tutkittujen materiaalien vesipitoisuudet pohjaveden pinnan alapuolella laskettuna määritettyjen huokoslukujen perusteella.

27

Taulukko 3.5 Tutkittujen täyttö- ja salaojitusmateriaalien vesipitoisuudet pohjaveden pinnan alapuolella laskettuna määritettyjen huokoslukujen perusteella.

Vesipitoisuus Maalaji Huokosluku e w [kg/m3]

Sepeli 0.43 338 1 lk salaojasora 0.38 313 Filleri 0.37 296 Karkea hiekka 0.35 273 2 lk salaojasora 0.31 243 Hiekkamoreeni 0.21 175

3.4.2 Alapohjarakenteiden läpi tuleva kosteus Tutkimuksessa /4/ on tutkittu erilaisten maanvaraisen alapohjarakenteiden kuivumisnopeutta noin 16 kuukauden ajan. Tutkimuksessa on määritelty koekappaleista poistuvan kosteuden määrä 30%:n suhteellisessa kosteudessa ja +23 ˚C:n lämpötilassa. Koesarjassa on vertailtu laatan alapuolisen maa-aineksen ja höyrynsulun vaikutusta kosteusvirtaan (kuva 3.7). Kuvasta voidaan todeta, että sorakerros toimii jonkinlaisena kosteusvirtaa hidastavana kerroksena.

Kuva 3.7 Laatan alapuolisen materiaalin vaikutus kosteusvirtaan.

Kost

eusv

irta,

g/m

2 s

w/c= 0,70

Maata vasten

Maa+sorakerros

Maa+höyrynsulku

Maa+sorakerros+höyrynsulku

0,0016

0,0012

0,0008

0,0004

3.4.3 Rakenteiden läpi tuleva kapillaarinen kosteus Alapohjarakenne voi olla kapillaarisessa yhteydessä pohjavedenpinnan tai kostean maapohjan kanssa. Rakenteeseen maasta nousevan veden nopeus voidaan laskea kaavalla 3.22.

mdBg

2=

2 4 6 8 10 12 14 16Aika, kk

[kg/m2 s] missä d= laatan paksuus (kaava 3.22)

Betonin kapillaarisuuteen liittyviä m- ja B–arvoja on esitetty taulukossa 3.6.

28

Taulukko 3.6 Betonin m- ja B–arvoja, RH = 90 % /3/.

Betoni B [kg/m2 √s] m [s/m2] K20 (w/c=0,8) 0,050 (max)...0,021 (RH90%) 6*106 K25 (w/c=0,7) 0,028 (max)...0,012 (RH90%) 17*106 K30 (w/c=0,6) 0,019 (max)...0,007 (RH90%) 31*106 K40 (w/c=0,5) 0,013 (max)...0,005 (RH90%) 48*106

Erityyppisten ja paksuisten betonilaattojen yläpintaan nouseva maksimaalinen kosteusvirta tapauksessa, jossa pohjavedenpinta on betonilaatan alapinnassa on laskettu kuvassa 3.9. Käytännössä pohjavedenpinta on yleensä paljon alempana ja kapillaarisen kosteuden on ensin noustava kapillaarisesti täyttö- ja salaojituskerrokseen ja siitä vasta laattaan. Tässä tapauksessa kapillaarisesti nouseva kosteusvirta voi olla jopa vähemmän kuin puolet kuvan 3.9 arvoista.

Betonilaatan läpi kapillaarisesti nousevan kosteusvirran enimmäisarvot

Kuva 3.8 Betonilaatan läpi nousevan kosteusvirran enimmäisarvot. Betonilaatan paksuus ,mm

100 150 200

K40X X X X X X X X X

mdBg

2=

XK20K25K30

50

0,25

0,20

0,15

0,10

0,05

0

X

Kost

eusv

irta,

g/m

2 s

3.4.4 Alapohjarakenteen läpi diffuusiolla tuleva kosteus

Maanvaraisen alapohjarakenteen läpi kulkeutuvia diffuusiovirtoja määritettäessä voidaan perustapauksena pitää lämpöeristämätöntä, pinnoittamatonta betonilaattaa, joka on alapinnasta yhteydessä kostean maan kanssa (RH=100%). Diffuusiovirran suuruus riippuu maan lämpötilasta, sisäilman lämpötilasta ja suhteellisesta kosteudesta sekä betonilaatan vesihöyrynläpäisevyysominaisuuksista ja paksuudesta. Kuvassa 3.9 on määritelty diffuusiovirta 80 mm paksun betonilaatan läpi kahdessa sisäilman suhteellisessa kosteudessa (RH 25% ja 50%) ja kahdella betonin vesihöyrynläpäisevyysarvolla pohjamaan lämpötilan vaihdellessa 12…24 ºC.

29

Kuva 3.9 Diffuusiolla betonilaatan läpi nousevan kosteuden enimmäisarvoja.

0,00016

0,00014

0,00012

0,00010

0,00008

0,00006

0,00004

0,00002

0

Kos

teus

virt

a, g

/m 2 s

Diffuusiovirta 80 mm betonilaatassa eri betonin vesihöyrynläpäisevyyksillä ja sisäilman RH:ssa

12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

Pohjamaan lämpötila (oC)

Sisäilman RH 25% Sisäilman RH 50%

dp=5*10-12 kg/m s Pa

dp=2*10-12 kg/m s Pa

30

4 MAANVASTAISTEN ALAPOHJARAKENTEIDEN KOSTEUS- JA LÄMPÖKÄYTTÄYTYMINEN

Maanvastaisten alapohjarakenteiden kosteuskäyttäytymistä tarkasteltiin laskennallisesti stationääritilassa. Tarkasteluissa käsiteltiin eri tyyppisiä alapohjarakenteita ja niiden toimintaa rakennekerrosten parametriarvojen ja ympäristöolosuhteiden vaihdellessa tapauksessa, jossa rakenteessa siirtyy vesihöyryä diffuusiolla. Stationääritarkasteluissa varioitavina parametreina olivat eristeen, betonin ja lattian pinnoitemateriaalin vesihöyrynläpäisevyys sekä sisäilman suhteellinen kosteus ja pohjamaan lämpötila. Lisäksi tutkittiin yleisesti käytössä olevan korjausmenetelmän eli ns. tuuletetun maanvaraisen alapohjan teoreettista lämpö- ja kosteuskäyttäytymistä diffuusion ja kapillaarisen kosteuden siirtymisen tapauksissa.

4.1 Maanvarainen alapohja stationääritilassa Stationäärisessä tarkastelussa oletetaan, että lämpövuo ja kosteusvirta eivät ole ajasta riippuvia, jolloin pohjarakenteen lämpötila- ja kosteustasapainojakauma voidaan laskea luvun 3.1 kaavoilla, kun tarkasteltavan rakenneleikkauksen raja-arvot ja tarvittavat materiaaliparametrit tunnetaan. Laskelmissa on oletettu, että kyllästyskosteus riippuu lineaarisesti lämpötilasta vaikka tosiasiassa riippuvuus on epälineaarinen. Alapohjarakenteilla staattisen tarkastelun raja-arvoina ovat sisäilman lämpötila ts ja suhteellinen kosteus RHs sekä pohjamaan huokosilman suhteellinen kosteus RHu ja maamassan lämpötila tu. Kaikissa tarkasteluissa yhtenä muuttujana on pidetty pohjamaan lämpötilaa vaihteluvälillä tu = +12 ... +24 oC huokosilman suhteellisen kosteuden ollessa RHu = 100 %. Erillisenä tarkasteluna on tutkittu sisäilman suhteellisen kosteuden vaikutusta muodostuviin tasapainotiloihin. Sisäilman ja rakenteen yläpinnan lämpötila pidettiin vakiona ts = +19 oC.

Rakennemateriaaleihin liittyvinä lämpötila- ja kosteusparametreina käytettiin taulukon 4.1 mukaisia keskimääräisiä arvoja. Suluissa on esitetty variointilaskelmissa käytetyt ääriarvot. Kaikissa laskelmissa tutkittiin lisäksi pinnoitteen vesihöyrynvastuksen vaikutusta muodostuviin tasapainokäyriin.

Taulukko 4.1 Laskelmissa käytetyt materiaaliarvot /3/.

Materiaali Lämmönjohtavuus λ

[W/m °C]

Vesihöyrynläpäisevyys δp

× 10-12 [kg/m s Pa]

Vesihöyrynvastus Zp=d/δp

× 109 [m2 s Pa/kg] Betoni 1,5 2,0* (1,5…5**) - Lämmöneriste solupolystyreeni

0,041 1,2 (1,2…7) -

Lämmöneriste solupolystyreeni

0,037 1,2 -

Lämmöneriste mineraalivilla

0,041 85 -

Kevytsora 0,12 20 - Puu 0,14 1,0 - Muovikalvo, 0.2mm - - 450 Sitkeä suojapaperi - - 2 Suodatinkangas - - 2 *K30, RH 93%, ** arvo 5× 10-12 vastaa usean vuoden vanhaa, vesisementtisuhteen 0,4 betonia

31

Tutkittavina rakennepoikkileikkauksina olivat RT–kortiston alapohjaleikkaukset AP 201, AP 204, AP 205 ja AP 206 /30/. Tarkasteltujen alapohjatyyppien kerrosmateriaalit ja -vahvuudet on esitetty kuvassa 4.1.

-

AP 201 - tasausbetoni 20 mm - betonilaatta 150 mm - solupolystyreeni 70 mm - pohjamaa

AP 204 - betonilaatta 80 mm - sitkeä suojapaperi - pohjamaa

AP 205 - betonilaatta 80 mm - solupolystyreeni 50(/100) mm - sitkeä suojapaperi - pohjamaa

AP 206 - betonilaatta 80 mm - kevytsora 150(/250) mm - suodatinkangas tai sitkeä suojapaperi - pohjamaa

+

+

-

+S S S

-

+

S S S S

Kuva 4.1 Staattisen tilan laskennoissa tarkastellut alapohjaleikkaukset.

Kuvan 4.1 rakennekerrosten lisäksi kaikissa tutkituissa tapauksissa laatta oli pinnoitettu jollakin pinnoitemateriaalilla, jonka vesihöyrynvastus vaihteli välillä Zp ~ 20 ... 180 × 109 m2⋅s⋅Pa/kg. Tarkasteluissa alapohjan kosteustasapainoa tutkittiin erityisesti pinnoitteen kestävyyden kannalta. Tiiviin pinnoitteen alapinnan suhteellinen kosteus on yleensä kriittinen rakenteen toiminnan kannalta maapohjan lämmetessä. Pinnoitteen alapinnan suhteellisen kosteuden tulisi olla alle RH < 75…85%, riippuen käytettyjen pinnoitemateriaalien, erityisesti liimojen kosteudenkestävyydestä. Yleisesti rajana pidetään arvoa RH = 75%, koska tätä suuremmissa suhteellisissa kosteuksissa homekasvu voi olla mahdollista.

32

Laskelmilla pyrittiin selvittämään, millaiset vesihöyrynläpäisevyysominaisuudet omaavat lattiapinnoitteet sopivat tutkituille alapohjatyypeille, kun rakenteen alapuolinen maapohja lämpenee. Tarkasteluissa tutkittiin tasapainotilanteen lämpötila-, kyllästyspaine- ja vesihöyryn osapainejakaumia ja tarkasteltiin käytetyn pinnoitteen alapinnan suhteellista kosteutta maapohjan lämpötilan muuttuessa.

4.1.1 Betonilaatan ja pinnoitteen vesihöyrynläpäisevyyden vaikutus alapohjarakenteen kosteustasapainoon

Betonilaatan ja pinnoitteen vesihöyrynläpäisevyyden vaikutusta alapohjarakenteen kosteustasapainoon tutkittiin varioimalla betonilaatan vesihöyrynläpäisevyyttä välillä δp~ 1,5...5,0 × 10-12 kg/m⋅s⋅Pa. Betonin vesihöyrynläpäisevyysarvo 1,5× 10-12 kg/m⋅s⋅Pa vastaa K30-betonia RH 55%:ssa ja arvo 5,0× 10-12 kg/m⋅s⋅Pa vanhaa vesisementtisuhteen 0,4 betonia RH 80…90%:ssa. Pinnoitteen vesihöyryvastuksen vaihteluväli oli Zp~50...180 × 109 m2⋅s⋅Pa/kg. Vesihöyrynvastuksen arvo 50×109 m2⋅s⋅Pa/kg on lähellä linoleum-maton vesihöyrynvastusta ja arvo 180×109 m2⋅s⋅Pa/kg vastaa julkisen tilan muovimaton vesihöyrynvastusta. Kaikilla tutkituilla alapohjatyypeillä laskettiin 4 parametrien variointitapausta a – d alla olevan luettelon mukaisesti. Muut materiaalien lämpötila- ja kosteusparametrit olivat taulukon 4.1 mukaisia. Variointitapaukset: a: betonin vesihöyrynläpäisevyys δp = 1,5 × 10-12 kg/m⋅s⋅Pa

pinnoitteen vesihöyrynvastus Zp = 50 × 109 m2⋅s⋅Pa/kg

b: betonin vesihöyrynläpäisevyys δp = 5,0 × 10-12 kg/m⋅s⋅Pa pinnoitteen vesihöyrynvastus Zp = 50 × 109 m2⋅s⋅Pa/kg c: betonin vesihöyrynläpäisevyys δp = 1,5 × 10-12 kg/m⋅s⋅Pa pinnoitteen vesihöyrynvastus Zp = 180 × 109 m2⋅s⋅Pa/kg

d: betonin vesihöyrynläpäisevyys δp = 5,0 × 10-12 kg/m⋅s⋅Pa pinnoitteen vesihöyrynvastus Zp = 180 × 109 m2⋅s⋅Pa/kg

Raja-arvot: sisäilma ts = +19 ºC, RHs = 50 %. pohjamaa tu ~ +12 ... +24 ºC, RHu = 100 %.

Tulosten vertailussa pinnoitteen alapinnan suhteellisen kosteuden mitoittavaksi raja-arvoksi on otettu RH = 75 %. Kuvissa 4.2 … 4.5 käyrät on katkaistu lämpötilassa, jossa johonkin rakenteen pisteeseen tiivistyi vettä. Tavallisesti tämä piste oli jossakin eristeen alueella. Tiivistymisen jälkeen rakenteen yli suoritettu staattinen diffuusiotarkastelu ei enää pidä paikkaansa.

33

AP 201:

Kuva 4.2 Betonilaatan vesihöyrynläpäisevyyden vaikutus pinnoitteen alapinnan suhteelliseen kosteuteen. Alapohjatyyppi AP 201.

AP 204:

100

90

80

70

60

50

40

30

20

10

012 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

Betonilaatan vesihöyrynläpäisevyyden vaikutus pinnoitteen alapinnan kosteuspitoisuuteen

AP 204

Pohjamaan lämpötila t [oC]

Pinn

oitte

en a

lapi

nnan

suh

teel

linen

kos

teus

RH

[%]

Zp = 180 * 109 m2 s Pa/kgZp = 50 * 109 m2 s Pa/kg

alueen alaraja δp = 1,5 * 10-12 kg/m×s×Paalueen yläraja: δp = 5,0 * 10-12 kg/m×s×Pa

lattiapinnoitteen vesihöyrynvastus:

betonilaatan vesihöyrynläpäisevyys:

100

90

80

70

60

50

40

30

20

10

012 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24


AP 201


Pinn

oitte

en a

lapi

nnan

suh

teel

linen

kos

teus

RH

[ %]


alueen alaraja δp = 1,5 * 10-12 kg/m×s×Paalueen yläraja: δp = 5,0 * 10-12 kg/m×s×Pa




34

AP 205:


12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24Pohjamaan lämpötila t [oC]


alueen yläraja: δp = 5,0 * 10-12 kg/m×s×Pa



alueen alaraja δp = 1,5 * 10-12 kg/m×s×Pa

100

90

80

70

60

50

40

30

20

10

0


AP 205

Pinn

oitte

en a

lapi

nnan

suh

teel

linen

kos

teus

RH

[ %]

AP 206:

100

90

80

70

60

50

40

30

20

10

012 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24


AP 206


Pinn

oitte

en a

lapi

nnan

suh

teel

linen

kos

teus

RH

[%]


alueen yläraja: δp = 5,0 * 10-12 kg/m×s×Pa



alueen alaraja δp = 1,5 * 10-12 kg/m×s×Pa


35

4.1.2 Sisäilman suhteellisen kosteuden ja pinnoitteen vesihöyrynläpäisevyyden vaikutus alapohjarakenteen kosteustasapainoon

Sisäilman suhteellisen kosteuden vaikutusta alapohjarakenteen kosteustasapainoon tutkittiin varioimalla sisäilman suhteellista kosteutta välillä RHs ~ 25 ... 50 %. Pinnoitteen vesihöyryvastuksen vaihteluväli oli Zp ~ 20 ...180 m2⋅s⋅Pa/kg. Kaikilla tutkituilla alapohjatyypeillä laskettiin 12 parametrien variointitapausta a – l alla olevan luettelon mukaisesti. Muut materiaalien lämpötila- ja kosteusparametrit olivat taulukon 4.1 mukaisia. Variointitapaukset: a ja i: sisäilman suhteellinen kosteus RHs = 25 % tai RHs = 50 %


b ja j: sisäilman suhteellinen kosteus RHs = 25 % tai RHs = 50 % pinnoitteen vesihöyrynvastus Zp = 30 × 109 m2⋅s⋅Pa/kg

c ja k: sisäilman suhteellinen kosteus RHs = 25 % tai RHs = 50 % pinnoitteen vesihöyrynvastus Zp = 50 × 109 m2⋅s⋅Pa/kg

d ja l: sisäilman suhteellinen kosteus RHs = 25 % tai RHs = 50 % pinnoitteen vesihöyrynvastus Zp = 75 × 109 m2⋅s⋅Pa/kg

e ja m: sisäilman suhteellinen kosteus RHs = 25 % tai RHs = 50 % pinnoitteen vesihöyrynvastus Zp = 100 × 109 m2⋅s⋅Pa/kg

f ja n: sisäilman suhteellinen kosteus RHs = 25 % tai RHs = 50 % pinnoitteen vesihöyrynvastus Zp = 125 × 109 m2⋅s⋅Pa/kg

g ja o: sisäilman suhteellinen kosteus RHs = 25 % tai RHs = 50 % pinnoitteen vesihöyrynvastus Zp = 150 × 109 m2⋅s⋅Pa/kg

h ja p: sisäilman suhteellinen kosteus RHs = 25 % tai RHs = 50 % pinnoitteen vesihöyrynvastus Zp = 180 × 109 m2⋅s⋅Pa/kg

Raja-arvot: sisäilma ts = +19 ºC, RHs = 25 tai 50 %. pohjamaa tu ~ +12 ... +24 ºC, RHu = 100 %.

Sisäilman kosteuspitoisuuden kasvu nostaa suhteellista kosteutta myös pinnoitteen alapinnassa. Sisäilman kosteuden variointivälillä maapohjan kriittinen lämpötila oli tu=+18 oC, kun sisäilman RHs = 50 %. Kuivemmalla sisäilmalla RHs = 25 % kriittinen lämpötila nousi tu=+21oC. Alemmissa lämpötiloissa RH:n raja-arvoa pinnoitteen alapinnalla tai kastepistettä rakenteen sisällä ei saavutettu missään tutkitussa kombinaatiossa. Pinnoitteen vesihöyrynvastuksen laskennallinen raja-arvo staattisessa tilanteessa oli Zp=50 × 109 m2⋅s⋅Pa/kg. Tätä läpäisevämmillä pinnoitteilla ei kosteuspitoisuus pinnoitteen alla noussut missään tapauksessa yli mitoitusarvon. Sisäilman kosteuden laskiessa huomattavasti tiiviimmätkin pinnoitteet toimivat riskittömästi. Kun sisäilman RHs = 25 % pinnoitteen vesihöyrynvastuksen raja-arvo oli Zp = 125 × 109 m2⋅s⋅Pa/kg.

36

AP 201:

uva 4.6 Sisäilman suhteellisen kosteuden ja pinnoitteen vesihöyrynvastuksen vaikutus pinnoitteen alapinnan suhteelliseen kosteuteen. Alapohjatyyppi AP 201.

K

AP 201: RHs = 50 %

50

55

60

65

70

75

80

85

90

95

100

12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

Pohjamaan lämpötila tu [oC]

Pinn

oitte

en a

lapi

nnan

suh

teel

linen

ko

steu

s RH

[%]

p Zp=180o Zp=150n Zp=125m Zp=100l Zp=75k Zp=50j Zp=30i Zp=20

a)

b)

100

90

80

70

60

50

40

30

20

10

012 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

Zp = 180 * 109 m2 s Pa/kg

Sisäilman suhteellisen kosteuden vaikutus pinnoitteen alapinnan kosteuspitoisuuteen

AP 201


Pinn

oitte

en a

lapi

nnan

suh

teel

linen

kos

teus

RH

[%]

RHs = 25 %

RHs = 50 %

Zp = 50 * 109 m2 s Pa/kg

37

AP 204:

Pinn

oitte

en a

lapi

nnan

suh

teel

linen

Pinn

oitte

en a

lapi

nnan

suh

teel

linen

kos

teus

K

AP 204: RHs = 50 %

50

55

60

65

70

75

80

85

90

95

100

12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24


kost

euR

%p Zp=180o Zp=150n Zp=125m Zp=100l Zp=75k Zp=50j Zp=30i Zp=20

a)]

H [

s

100

90

80

70

60

50

40

30

20

10

0


RH

[%]

b)

uva 4

12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

Zp = 180 * 109 m2 s Pa/kg

AP 204


RHs = 25 %

RHs = 50 %

Zp = 50 * 109 m2 s Pa/kg

.7 Sisäilman suhteellisen kosteuden ja pinnoitteen vesihöyrynvastuksen vaikutus pinnoitteen alapinnan suhteelliseen kosteuteen. Alapohjatyyppi AP 204.

38

AP 205:

Kuva 4.8 Sisäilman suhteellisen kosteuden ja pinnoitteen vesihöyrynvastuksen vaikutus pinnoitteen alapinnan suhteelliseen kosteuteen. Alapohjatyyppi AP 205.

AP 205: RHs = 50 %

12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24



50

55

60

65

70

75

80

85

90

95

100

Pinn

oitte

en a

lapi

nnan

suh

teel

linen

ko

steu

s RH

[%]

a)

b)

13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

Zp = 180 * 109 m2 s Pa/kg


AP 205


RHs = 25 %

RHs = 50 %

Zp = 50 * 109 m2 s Pa/kg

100

90

80

70

60

50

40

30

20

10

012

Pinn

oitte

en a

lapi

nnan

suh

teel

linen

kos

teus

RH

[ %]

39

RH 206:

AP 206: RHs = 50 %Pi

nnoi

tteen

ala

pinn

an s

uhte

ellin

en

kost

eus

RH [%

]

K

Pinn

oitte

en a

lapi

nnan

suh

teel

linen

kos

teus

a)

50

55

60

65

70

75

80

85

90

95

00

12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24



b)

1


uva 4.9 Sisäilman suhteellisen kosteuden ja pinnoitteen vesihöyrynvastuksen

100

90

80

70

60

50

40

30

20

10

012 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

Zp = 180 * 109 m2 s Pa/kg

AP 206


RH

[%]

RHs = 25 %

RHs = 50 %

Zp = 50 * 109 m2 s Pa/kg

vaikutus pinnoitteen alapinnan suhteelliseen kosteuteen. Alapohjatyyppi AP 206.

40 40

pohjamaa tu ~ +12 ... +24 ºC, RHu = 100 %.

Tämän lisäksi tutkittiin miten solupolystyreenin eristepaksuus, he = 50…150 mm, vesihöyrynläpäisevyys δp=1,2 ×10-12 kg/m⋅s⋅Pa, vaikuttaa rakenteen kosteustasapainoon alapohjarakenteessa AP205.

4.1.3 Eristemateriaalin ja pinnoitteen vesihöyrynläpäisevyyden vaikutus alapohjarakenteen kosteustasapainoon

ristemateriaalin vaikutusta alapohjarakenteen kosteustasapainoon tutkittiin laskemalla ri alapohjatyypit sekä pienen vesihöyrynläpäisevyyden omaavalla (solupolystyreeni) ttä suuren vesihöyrynläpäisevyyden omaavalla (mineraalivilla) eristeellä. Lisäksi arioitiin solupolystyreenieristeen kerrospaksuutta. Pinnoitteen vesihöyryvastuksen aihteluväli oli Zp ~ 20 ...180 m2⋅s⋅Pa/kg.

lapohjatyypeillä AP 201 ja AP 205 laskettiin molemmilla kuusi eristeen ariointitapausta a – f alla olevan taulukon mukaisesti. Muut materiaalien lämpötila- ja osteusparametrit olivat taulukon 3.1 mukaisia.

ariointitapaukset: a: eristeen vesihöyrynläpäisevyys δp = 1,2 × 10-12 kg/m⋅s⋅Pa (polystyreeni) eristeen lämmönjohtavuus λ = 0,037 W/m⋅oC


b: eristeen vesihöyrynläpäisevyys δp = 85 × 10-12 kg/m⋅s⋅Pa (mineraalivilla) eristeen lämmönjohtavuus λ = 0,041 W/m⋅oC pinnoitteen vesihöyrynvastus Zp = 20 × 109 m2⋅s⋅Pa/kg

Eeevv Avk V

c: eristeen vesihöyrynläpäisevyys δp = 1,2 × 10-12 kg/m⋅s⋅Pa (polystyreeni) eristeen lämmönjohtavuus λ = 0,037 W/m⋅oC


d: eristeen vesihöyrynläpäisevyys δp = 85 × 10-12 kg/m⋅s⋅Pa (mineraalivilla) eristeen lämmönjohtavuus λ = 0,041 W/m⋅oC


e: eristeen vesihöyrynläpäisevyys δp = 1,2 × 10-12 kg/m⋅s⋅Pa (polystyreeni) eristeen lämmönjohtavuus λ = 0,037 W/m⋅oC


f: eristeen vesihöyrynläpäisevyys δp = 85 × 10-12 kg/m⋅s⋅Pa (mineraalivilla) eristeen lämmönjohtavuus λ = 0,041 W/m⋅oC

pinnoitteen vesihöyrynvastus Zp = 180 × 109 m2⋅s⋅Pa/kg Raja-arvot: sisäilma ts = +19 ºC, RHs = 50 %.

41

Kuva 4. AP 201

50

60

70 cba

20

30

.10 Eristeen ja lattiapinnoitteen vesihöyrynläpäisevyyden vaikutus pinnoitteen alapinnan suhteelliseen kosteuteen

0 12 13 14 15 16 17 18 19 20

Kuva 4.11 Eristeen ja lattiapinnoitteen vesihöyrynläpäisevyyden vaikutus pinnoitteen alapinnan suhteelliseen kosteuteen. AP 203.

Eristeen vaikutus pinnoitteen alapinnan suhteelliseen kosteuteenAP 205

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

21 22 23 24


Pinn

oitt

een

alap

innn

a su

htee

lline

n ko

steu

s R

H [%

]

fedcba

Eristeen vaikutus pinnoitteen alapinnan suhteelliseen kosteuteenAP 201

0

10

40

8

90

12 21 22 23 24

Pinn

oitte

en a

lapi

nnna

suh

teel

linen

ko

steu

s R

H [%

]fed

0

13 14 15 16 17 18 19 20


42

Kuvista 4.10 ja 4.11 voidaan todeta, että käytettäessä eristettä, jonka esihöyrynläpäisevyys on pieni, pinnoitteen alapinnan suhteellinen kosteus on 2…4% lhaisempi kuin suuren vesihöyrynläpäisevyyden omaavalla eristeellä. Lisäksi jalämpötila, jossa rakenteen eristekerrokseen alkaa tiivistyä kosteutta on alhaisempi

äytettäessä suuren vesihöyrynläpäisevyyden omaavaa eristettä. Tämä näkyy selvimmin P 205:n variaatioissa, joissa pinnoitteen vesihöyrynvastus on pieni.

Eristeen paksuuden ja pinnoitteen vesihöyrynläpäisevyyden vaikutus pinnoitteen alapinnan suhteelliseen kosteuteen

50

60

70

80

90

100

a eus

RH

[%]

varakA n

lline

ee

uht

n s

inna

p

40

n al

kost

Zp=180 no

it

in

P

Kuva 4.12 Eristeen paksuuden ja lattiapinnoitteen vesihöyrynläpäisevyyden vaikutus pinnoitteen alapinnan suhteelliseen kosteuteen. Alapohjatyyppi AP 205.

uvasta 4.12 voidaan todeta, että eristepaksuuden kaksinkertaistaminen alentaa innoitteen alapinnan suhteellista kosteutta keskimäärin 5%-yksikköä. ämmöneristyksen lisäämisellä on kuitenkin suurempi merkitys rakenteen osteustekniseen toimintaan siltä kannalta, että eristeen paksuntaminen vähentää aahan johtuvaa lämpövuota ja siten maapohjan lämpenemistä.

0

10

20

30

12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24


tee

Zp=180, 50mm eristettä, 100mm eristettä

Zp=180, 150mm eristettäZp=50, 50mm eristettäZp=50, 100mm eristettäZp=20, 50mm eristettäZp=20, 100mm eristettä

KpLkm

43

4.2 Tuuletettu maanvastainen alapohja stationääritilassa Seuraavassa tarkastellaan erään yleisesti käytetyn kosteusvaurioituneen alapohjarakenteen korjausmenetelmän, lattiarakenteen tuulettamisen teoreettista

osteusteknistä toimintaa.

Tuuletusraon ilman sisään ja ulosottoaukot voidaan sijoittaa eri tavoilla (Kuva 4.14), jolloin rakenteeseen muodostuu teoreettisesti erilainen ilmavuo /14/. Vaihtoehdossa a ilmaa otetaan rakoon rakenteen kolmelta sivulta ja neljännen sivun keskellä on poispuhallus. Vaihtoehdossa b ilmaa otetaan rakenteen nurkista ja rakenteen keskellä on poispuhallus. Vaihtoehdossa c ilma otetaan sisään yhdeltä sivulta ja poistetaan vastakkaiselta sivulta sisäilmaan. Kuvassa 4.14c esitetään muodostuva ilmavuo, mikäli rakenteen ne sivut, joissa ei ole ilman sisäänottoa tai poistoa eivät ole ilmanpitäviä.

k

4.2.1 Tuuletettu lattiarakenne osteusvaurioituneiden maanvastaisten alapohjarakenteiden eräs korjausmenetelmä on aurioituneen laatan päälle asennettava uusi tuuletettu lattiarakenne, kuva 4.13. enetelmässä vanhan laatan päälle pintarakenteen poistamisen jälkeen tehdään uletusrako esimerkiksi muototeräksellä, profiloidulla muovilevyllä, koolauksella,

epelillä, kevytsoralla tai geokomposiitilla, jonka päälle rakennetaan uusi lattiarakenne ykällä rakennuslevyllä. Uuden lattiapinnoitteen valinnalle ja sen esihöyrynläpäisevyysominaisuuksille ei ole rajoituksia. Rakenteen tuuletus järjestetään ko luonnollisena ilmanvaihtona sisäilmaan tai poispuhalluksella ilmaraosta

simerkiksi rakennuksen poistoilmakanavaan. Rakennetta suunniteltaessa on otettava uomioon:

• uuden rakenteen optimikorkeus (huomioitava esimerkiksi kuinka paljon ovien toiminta sallii lattiakorkeuden nostamista)

• tuuletusraon jatkuvuus esimerkiksi väliseinien kohdalla (rei’itys)

• uuden lattiarakenteen ääneneristävyysominaisuudet.

KvMtusjävjoeh

Kuva 4.13 Periaatekuva alapohjarakenteen korjausmenetelmästä, laatan päälle asennetaan uusi lattiarakenne. Tuuletusvaihtoehtoja.

44

. b. c.

liitoksia, periaatekuva.

Mitoitusehtona sa liikkuvan ilman steus saavuta kyllästys- tai kriittistä kosteuspitoisuutta, jossa homekasvu ilmaraossa

a

Kuva 4.14 Ilmaraon tuuletustapoja. Lattiarakenteen liitoksissa ympäröiviin seinärakenteisiin käytetään erilaisia ratkaisuja riippuen siitä, otetaanko/poistetaanko ilmaa liitoksen kautta vai tuleeko liitoksen olla ilmatiivis. Periaatekuvia seinä- ja poistoilmaputken liitoksista on esitetty kuvassa 4.15.

Kuva 4.15 Tuuletetun lattiarakenteen seinä- ja poistoilmaputken

Poistoputki

Ilmaraossa liikkuva ilma sitoo itseensä alapuolisesta laatasta haihtuvaa kosteutta. rakenteen suunnitellulle toiminnalle on, ettei ilmaraos

koon mahdollista. Tarvittava tuuletusilman määrä riippuu ilmaraon suhteellisesta kosteudesta ja lämpötilasta, tuuletusilman lähtötilanteen suhteellisesta kosteudesta ja lämpötilasta sekä pohjamaan lämpötilasta ja alapohjarakenteen kosteustuotosta. Rakenteen toimintaa on tutkittu Ruotsissa /14/. Rakenteissa tuuletettavana rakenteena käytetään yleensä vesihöyryntiivistä rakennetta. Mittausten mukaan tuulettamalla maanvaraisen laatan yläpintaa voidaan laatan yläpinnan kosteuspitoisuutta alentaa,

TiivisteTiiviste

Jalkalista (reikiä)

45

mutta se ei vaikuta laatan kosteuteen kovinkaan syvälle, mikäli laatan alapinta on osketuksissa vapaan veden kanssa.

idaan sa alapohjarakenne toimivaksi tapauksissa, joissa alapohjan

u

een mitoitusperiaatteet

a

k Menetelmällä vo adakosteustuottoa (kapillaarinen nousu, mtai käytännöllisesti m

4.2.2 Tuuletetun lattiarakent Tuuletusraossa (Kuva kosteusmäärä saadaan k

aapohjanilla tavoilla alentaa.

4.16), jonka korkeus on avan 4.1 mukaan /22/:

lämpeneminen) ei voida taloudellisesti

b, leveys d ja pituus l, kulkeva

( )0vvRG −⋅= [kg/s] (4.1)

3

, kaava saa m

aa

missä R= b d u = ilmavirta [m /s] ja u = ilman nopeus raossa.

Laskettaessa tuuletusraossa leveysyksikköä (d = 1 m) kohti kulkevaa kosteusmäärääuodon (Kaava 4.2) /22/:

( ) ( )0aa vvl

ub −⋅⋅ [kg/m2 s] (

avirran suuruus voidaan laskea kaavalla 4.3 /22/:

lPbA ∆

=η12

2

[m3/s] (

araon ala = b d, b on ilmaraon korkeus, d ilmaraon leveys ja l ilmP on paine-ero ja η ilman viskositeetti [Ns/m2] (kuva 4.19).

va0

v_Z

u vab

x

g = 4.2)

Tuuletusraon ilm

Qa 4.3)

missä A on ilm araon pituus. ∆

uva 4.16 Ilmaraon mitoituksessa käytettävät määritelmät.

l

K

Harderupin /14/ mittausten mukaan tuuletetussa ilmaraossa paine laskee 1…2 Pa/m. Oletettaessa, että lämpötila ilmaraossa on muuttumaton, voidaan laskea ilmaraon ilman suhteellinen kosteus kaavalla 4.4 /22/.

( ) xkaa evvvv −

−− −−= 0 [g/m3] (4.4) 3

kosteus [g/m ]

missä va = ilmaraon ilman suhteellinen kosteus [g/m ]

v- = alapohjarakenteen (betonilaatan) alla olevan maan suhteellinen 3

46

v 0a = ilmarakoon otettavan ilman suhteellinen kosteus [g/m3] (suurin kesällä)

k = 1/b u Z = d/Q Z a

x = etäisyys ilman sisäänottokohdasta

maraon ilman suhteellinen kosteus rajoitetaan mitoituksessa yleensä alle RH 75%.

u = ilman keskimääräinen nopeus (m/s) = Qa /A

Z = alapohjarakenteen (betonilaatan) vesihöyrynvastus [s/m]

IlKaavasta 4.4 takaisin johtaen voidaan laskea tarvittava ilmavirran suuruus (4.5).

( avv −− −ln (4.5)

avvZ

−−ln

)

n korkeus (4.6).

a

dxQ =

(0 ) ( )

Kaavasta 3.3 takaisin johtaen voidaan laskea tarvittava ilmarao

an mitoittaa tuulettuvan alapohjarakenteen tuuletukseen

312

dPlQb a

∆=

η (4.6)

Kaavan 4.5 avulla voidatarvittava ilmamäärä. Esimerkkinä tarkastellaan laajaa lämpöeristämätöntä maanvaraista

en kosteus on Rh = 00 % an lämpötila vastaa huoneilman lämpötilaa Ts = +20°C ja

kosteus 3

Lattianaukolle ja betonilaatan vesihöyrynläpäisevyys δp = 6,76⋅ 10-7 kg/m·s·Pa. Jos ilmaraossa

ta ja betonilaatan aatan alapuolella

pohjam °, on tarvittava tuuletusilm

ti suurempi kuin pillaarisessa yhteydessä

isesti kosteutta ilmaraon ilm

(3.22). Ilmarakoon pitää kohdassa 3.4.3

betonilaattaa, jonka alapuolella pohjamaan huokosilman suhteellin1 . Tuuletusraon ilm

pitoisuus lähtöti tuuletuskanavan

lanteessa huoneilman kosteuspitoisuutta v = 12 g/m (RH≈69%). kokonaispituus on x = 20 metriä sisäänottoaukosta poistoilma-

liikkuvan ilman suhteellinen kosteus poistoilma-aukon luona ei saa ylittää raja-arvoa Rh = 75 %, on vaadittava tuuletusilman määrä pohjamaan lämpötilaspaksuudesta riippuen kuvan 4.17 mukainen. Lämpöeristämättömän l

aan lämpötila on käytännössä laatan lämpötilan tasolla eli T = 20amäärä käytännössä tasolla Q = 20 … 30 m3/h.

Kapillaarisesti nousevan kosteuden määrä voi olla huomattavasdiffuusiolla tapauksessa, jossa alapohjarakenne on kakosteuslähteen kanssa. Tapauksessa, jossa ilmarakoon nousee kapillaar

avirta voidaan määritellä samalla kaavalla (4.3) kuin diffuusiotapauksessa, kun kapillaarinen kosteusvirta on määritelty kohdan 3.4.3 kaavallanousevan kosteuden määrän enimmäisarvoina voidaan kapillaaritarkasteluissa määriteltyjä arvoja (kuva 4.18).

47

uletetun alapohjarakenteen 20 metrin pituisessa tuuletuskanavassa betonilaatan paksuuden ja pohjamaan lämpötilan funktiona. Pohjamaan Rh = 100 % ja ilma

0,5

19 20 21 22maan lämpötila

0

1

1,5

2

2,5

3

3,5

4

4,5

5

16 17 18Pohja

Ilmav

irta

(m3 /h

)80 mm laatta100 mm laatta120 mm laatta

Kuva 4.17 Tarvittava tuuletusmäärä eristämättömän ja tu

raon ja tuuletusilman lämpötila Ts = 20°C, v = 12 g/m3.

Kuva 4.18 Kapillaarisesta ilmarakoon nousevan kosteuden enimmäisarvot betonilaadun ja laatan paksuuden muuttuessa.

Betonilaatan paksuus ,mm

50 100 150 200

Kost

eusv

irta,

g/m

2 s

0,25

0,20

0,15

0,10

0,05

0

XK20K25K30K40

mdBg

2=

X X X X X X X X

Betonilaatan läpi kapillaarisesti nousevan kosteusvirran enimmäisarvot

X X

48

simerkiksi ilmaraon suhteellinen kosteus tapauksessa, jossa 80 mm betonilaatta on apillaariyhteydessä vaihtelee kuvan 4.19 mukaan. Kuvasta nähdään, että 10 mm maraon korkeus on riittävä muilla betonilaaduilla kuin K20, jolla turvallinen5%:n ilmaraon suhteellinen kosteus saavutetaan n. 13 mm korkuisella ilmaraolla.

100

95

90

85

80

75

70

kost

eus,

RH

(%)

XK20K25K30K40

X

XX

X X X X X X

Ilmaraon suhteellinen kosteus (%),80 mm betonilaatta kapillaariyhteydessä

Ekil alle

uva 4.19 Ilmaraon suhteellinen kosteus, 80 mm betonilaatta kapillaariyhteydessä

vedenpintaan.

Kuva 4.20 Betonilaadun ja betonilaatan paksuuden (kapillaarivastuksen) vaikutus

ilmaraon suhteelliseen kosteuteen

7

n llin

ete

eon

suh

Ilmar

a

2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 65

Ilmaraon korkeus ,mm

K

Betonilaadun ja betonilaatan paksuuden vaikutus ilmaraon suhteelliseen kosteuteen on esitetty kuvassa 4.20.

100

95

90

85

80

XK20, laatta 50 mmK40, laatta 50 mmK20, laatta 200 mmK40, laatta 200 mmX

X

Ilmaraon suhteellinen kosteus (%) betonilaatan paksuuden ja kapillaarivastuksen muuttuessa

75

lmar ko X X X X X X X

2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

70

65

Iao

n su

htee

llinen

st

eus,

RH

(%)

Ilmaraon korkeus ,mm

X

49

5 SEURANTAMITTAUKSET Maanvastaisten alapohjien lämpö- ja kosteuskäyttäytymistä on edellä tarkasteltu liittyvien materiaalien osalta laboratoriossa määritettyinä tasapainokosteuskäyrinä sekä laskennallisesti rakenteiden kokonaiskäyttäytymisen kannalta stationääritilassa.

ristöolosuhteissa voidaan seurataan pitkäaikaisesti

ja kosteuskenttien

ea uudisrakennuskohdetta uksissa seurattiin täyttökerrosten

steutta ja lämpötilaa sekä an lämpö- ja

alapuolisten täyttökerrosten isajankohtaan ja rakennusten

ahdollisuuksien ntamisajankohtaan. Yksi kohteista oli

ja ista edusti

ärvenpäässä kesän ja syksyn 2001 aikana rakennettu omakotitalo, jossa käytettiin

002 ja lämmityskausi alkoi keväällä 2002.

n salaojitus- ja täyttökerroksen lämpötila- ja vesipitoisuus sekä atan ja eristekerrosten suhteellinen kosteus ja lämpötila. Kohteiden instrumentoinnit ja

pöperustus.

tan sisään önjaon

iitä

tureilla.

n kaltaiset. e =

Rakenteiden todellinen käyttäytyminen muuttuvissa ympätodentaa varmasti vain kenttämittauksilla koekohteissa, joissaperuslaatan alapuolisten rakenne- ja täyttökerrosten lämpötila-kehittymistä. Tässä tutkimuksessa seurattiin pitkäaikaisena seurantana kolmTampereen ja Järvenpään alueilla vuosien 2001 ja 2002 aikana. Mittamaanvastaisen laatan alapuolisten täyttökerrosten lämpötiloja,vesipitoisuutta sekä eriste- ja laattarakenteiden suhteellista koniiden muutoksia suhteessa laatan, sisäilman ja ulkoilmkosteusolosuhteisiin. Erityistä huomiota kiinnitettiin laatan lämpötiloihin ja niiden kehittymiseen suhteessa rakentamlämmityksen aloittamiseen. Mittauskohteiden valinnassa pyrittiin mrajoissa kiinnittämään huomiota rakerivitalorakennus, jonka rakennusvaihe ajoittui loppusyksyyn ja talveen 2001 – 2002,

ssa rakennuksen lämmitys aloitettiin helmikuussa 2002. KesärakentamjoJlämmitysjärjestelmänä ilmakiertoista lattialämmitystä. Kolmas kohde oli toimistorakennus Tampereen Hervannassa, jonka rakennuskausi kesti yli koko talven 2 Kaikissa mittauskohteissa instrumentoinnit olivat saman kaltaisia. Mitattavina suureina

livat laatan alapuoliseolaolosuhteet on käyty yksityiskohtaisesti läpi luvuissa 5.1 – 5.3.

5.1 Omakotitalo Järvenpää Omakotitalo Järvenpään lämmitysjärjestelmänä oli ns. Legalett–lämRakennuksen perustusratkaisuna on maanvarainen laatan alapuolelta ja reuna-alueilta lämmöneristetty betonilaatta. Lattialämmitysjärjestelmä koostuu betonilaavaletusta ilmakanavistosta, puhaltimen sisältävästä lämmityslaitteesta ja lämmsäätölaitteesta. Lämmitysjärjestelmän ollessa toiminnassa puhallin kierrättäälämmityslaitteessa lämmitettyä ilmaa kanavistossa, jolloin lämpö leviää betoniin ja sedelleen lämmittää huoneilmaa. Lämmitystä ohjataan huoneilman lämpötila-an Omakotitalo Torpan pohjapiirros ja alapohjarakenteen leikkaus on esitetty kuvassa 5.1 Alapohjan rakenneleikkaukset kaikissa mittauspisteissä olivat samaBetonilaatan paksuus oli hl = 190 mm, alapuolisen polystyreenieristyksen vahvuus h200 mm ja mursketäyttökerroksen paksuus hm = 300 mm.

50

Kuva 5.1 Omakotitalo Järvenpään pohjapiirros ja maanvaraisen alapohjalaatan leikkauskuva.

Anturien asennuksen yhteydessä omakotitalo Järvenpään laatan alapuolisesta täyttömurskeesta otettiin näytteet, joiden avulla kalibroitiin vesipitoisuuden mittauksissa

ttiin murskeen rakeisuuskäyrä (kuva 5.2).

Kuva 5.2. Omakotitalo Järvenpään täyttömurskeen rakeisuuskäyrä.

käytetyt PTC –anturit ja joista määrite


1

9

8

7

6

5

4

3

2

1

0006 0.002 0.006 0.02 32 0.074 0.125 0.25 0.5 1 2 4 8 16 64

LÄPÄ

ISY

%

00

0

0

0

0

%

0.0006 0.002 0.006 0.02 32 0.074 0.125 0.25 0.5 1 2 4 8 16 64

0

0

0

0

0

0.

51

5.1.1 Instrumentoinnit Rakennusvaiheessa alkukesällä 2001 maanvaraisen betonilaatan alapuoliseen täyttömurskekerrokseen, eristekerrokseen ja betonilaattaan asennettiin lämpötila- ja PTC–antureita mittaamaan kerrosten lämpötilajakaumaa ja kosteusmuutoksia. Lisäksi yhteen mittauspisteeseen askarteluhuoneessa asennettiin laattaan ja eristekerrokseen lämpötila- ja RH–antureita mittaamaan laatan ja eristekerroksen lämpötilaa ja suhteellista kosteutta. Samasta pisteestä mitattiin myös huonetilan sisäilman kosteutta ja lämpötilaa. Kolme mittauspistettä valittiin kolmesta lämmönjakopiiristä kuvan 5.3 mukaisesti. Olohuoneen ja varaston mittauspisteissä mitattiin betonilaatan, eristekerroksen ja täyttömurskeen lämpötiloja sekä täytön vesipitoisuuksia. Askarteluhuoneen mittauspisteessä mitattiin edellisten lisäksi laatan ja huoneilman suhteellista kosteutta ja lämpötilaa. Lisäksi mitattiin ulkoilman suhteellista kosteutta ja lämpötilaa askarteluhuoneen ulkoseinän läpi vedetyllä lämpötila– RH–anturilla. Täyttökerroksen vesipitoisuutta mitattiin PTC–antureilla, jotka kalibroitiin täyttömateriaalille ennen antureiden asennusta. Anturit asennettiin rakennekerroksiin sähköputkissa yhdessä kalibroitujen lämpötila-antureiden kanssa ennen laatan valua. Alapohjalaatta valettiin 26.6.2001 ja ensimmäiset mittaukset kohteessa tehtiin 29.6.2001. Askarteluhuoneen lattian lämpötila- Rh–antureille tehtiin vain varaukset ennen laatan valua ja kalibroidut anturit asennettiin paikoilleen vasta automaattisen mittauslaitteiston käyttöönoton myötä 17.12.2001. Lämmityskausi omakotitalo Torpassa alkoi viikolla 36 vuonna 2001.

Automaattinen mittauslaitteisto käsitti HP 34970A data-loggerin ja tiedonkeruuseen ja ohj

Mittausyksikk 0*600*800 mm lukolliseen sähkökaappiin omakotitalon

01 ja 9.9.2001. Automaattien mittauslaitteisto asennettiin kohteeseen 17.12.2001, jonka

jälkeen mittausdataa on saatu kaikista kohteen pisteistä 3 kertaa päivässä 8 tunnin välein

mittausten aukseen käytetyn kannettavan tietokoneen sekä tarvittavat kaapeloinnit. ö sijoitettiin 20

askarteluhuoneeseen, jossa myös yksi mittauspiste sijaitsi. Yksittäisiä mittauksia kohteessa suoritettiin 29.6.2001, 15.8.2001, 30.8.202

muutamia laitteiston kaatumisesta johtuneita lyhyitä taukoja lukuunottamatta. Omakotitalo Järvenpään kolmen mittauspisteen anturit ja niiden sijainnit rakenteessa on kerätty kuviin 5.4 ja 5.5 sekä taulukkoihin 5.1-5.3. Mittareiden korkeusasemat on annettu betonilaatan alapinnan mukaan, jolloin laatan alapinnan korkeusasema oli ± 0 cm. Rakenteiden sisään upotettujen mittausantureiden lisäksi mitattiin jatkuvana mittauksena askarteluhuoneen sisäilman suhteellista kosteutta ja lämpötilaa sekä ulkoilman suhteellista kosteutta ja lämpötilaa askarteluhuoneen ulkoseinän läpi johdetulla lämpötila-kosteus –anturilla.

52

Kuva 5.3 Omakotitalo Järvenpään pohjalaatan lämmityspiirit ja kolme mittauspistettä: olohuone, varasto ja askarteluhuone.

Taulukko 5.1 Omakotitalo Järvenpään olohuoneen mittauspisteeseen asennetut anturit ja niiden korkeusasemat rakenteessa. Alapohjalaatan alapinta = ± 0 cm

Mittauspiste: Olohuone Anturin mitattava korkeusasema rakenne- anturityyppinumero suure [cm] kerros JOT1 lämpötila +2 laatta T JOT2 lämpötila -8 eriste T JOT3 lämpötila -16 eriste T JOW4 vesipitoisuus -21 murske PTC JOT6 lämpötila -42 murske T JOW6 vesipitoisuus -42 murske PTC

53

uspisteiden

t anturit ja ± 0 cm

Kuva 5.4 Omakotitalo Järvenpään olohuoneen ja varaston mittaanturien sijainnit rakennekerroksissa.

Taulukko 5.2 Omakotitalo Järvenpään varaston mittauspisteeseen asennetuniiden korkeusasemat rakenteessa. Alapohjalaatan alapinta =

Mittauspiste: Varasto Anturin numero

mitattava suure

korkeusasema[cm]

rakennekerros

anturityyppi

JVT1 lämpötila +5 laatta T JVW1 vesipitoisuus +5 laatta PTC JVT2 lämpötila -3 eriste T

vesipitoisuus -3 eriste PTCJVW2 JVT3 lämpötila -13 eriste T JVW3 vesipitoisuus -13 eriste PTC JVW4 vesipitoisuus -21 murske PTC JVT6 lämpötila -38 murske T

vesipitoisuus -38 murske PTC JVW6

54

Taulukko 5.3 Omakotitalo Järvenpään askarteluhuoneen mittauspisteeseen asennetut anturit ja niiden korkeusasemat ra± 0 cm

Mittauspiste: Askarteluhuone

kenteessa. Alapohjalaatan alapinta =

rakennekerros

anturityyppi

laatta HT/T laatta HT/T laatta HT/T laatta HT/T eriste HT/T laatta HT/T

Anturin numero

mitattava suure

korkeusasema[cm]

JAT1 lämpötila JARH1 suht. kosteus JAT2 lämpötila JARH2 suht. kosteus JAT3 lämpötila JAT4 lämpötila +4 JJAW4 vesipitoisuus +4 laatta PTC AT5 lämpötila -4 eriste T

JAW5 vesipitoisuus -4 eriste PTC lämpötila -14 eJAT6 riste T

JAW6 vesipitoisuus -14 eriste PTC JAW7 vesipitoisuus -21 murske PTC JAT8 lämpötila -40 murske T JAW8 vesipitoisuus -40 murske PTC

uva 5.5 Omakotitalo Järvenpään askarteluhuoneen mittauspisteen mittausanturien sijainnit rakennekerroksissa.

K

55

5.1.1 Seu

002

talo Järven uk läm lta alettiin an valun äkuun lopussa 2001. Mittauksia suoritettiin pisteittäin n puoliv lloin automaattinen uslaitteisto voitiin asentaa en. Tau on ottu alap täyttö esta mitatut suudet y tausten talven 20 2002 mta mittau

ko 5.4 Oma Järvenp alapoh täyttöm sta mitatut ves .6.200 10.1.2002

spiste

sipitoisuu o -%] Päivä

rantamittausten tulokset

Mittausjakso 17.12.2001 – 6.9.2 Omakoti

aatpä ttaän mi set a jan lapoh p jaötilan kosteuden osa

pohjal jälkeen kesjoulukuu

seäliin asti, jolu .4

mittakohtee kkoon 5 ko ohjan murskevesipitoiseuratuis

ksittäisten mitspisteistä.

ja 01 – ittausjaksojen ajalta

Tauluk kotitalo ään jan urskee

ipitoisuudet 29 1 ... . Mittauja –taso

Ve s [painmäärä

29.6.2001 15.8.2001 30.8.2001 29.9.2001 10.1.2002 Olohuone

5,9 % % ,6 % % 4,6 % % ,9 % %

Askarteluhuone

-41 cm 5,6 5 5,8 5,1 % -21 cm 4,9 4 4,6 2,8 %

-40 cm 5,8 % 5,8 % 6,1 % 6,0 % 5,5 %

tä mitatut alapohjan

Kuva 5.6 Omakotitalo Järvenpään alapohjan lämpötilan muutokset olohuoneen mittauspisteessä 17.12.2001... 25.10.2002.

Kuvassa 5.6 on esitetty olohuoneen mittauspisteeslämpötilamuutokset välillä 17.12.2001 ... 25.10.2002.

21,023,025,027,029,031,0 tammi helmi maalis huhti touko kesä heinä el

15,0

5,07,09,0

11,013,0

17,019,0

Kuukausi 2001 -2002

Läm

pötil

a T

[o C]

Laatta eriste -8 cmeriste -16 cm täyttömurske -42 cm

o syys loka

56

uva 5.7 Omakotitalo Järvenpään alapohjan täyttömurskeen vesipitoisuus painoprosentteina olohuoneen mittauspisteessä 29.6.2001 ... 27.11.2002.

enteen lämmitysjärjestelmästä htuen talvi- ja kevätkaudella 2001 – 2002 varsin korkea, keskimäärin +26°C. Tästä

].

%

3,0

4,0

oisu

us [p

aino

-

esip

it

Olohuone -21cm

1,0V

.20 9.29

.17

.12.2 20 2

14. 7.3

.2002

5.6.20

02 02

25.10

.2002

7.9.20

27.11

2002

ittaus mää

.

M päivä rä

m 0,0

2,0

5,0

6,0

7,0

29.6

0120

01 001

10.1.

02.20

02

2

Olohuone -41 c

K

lohuoneen mittauspisteessä laatan lämpötila oli rakO

jojohtuen myös laatan alapuolisen täyttömurskeen lämpötila oli 200 cm eristekerroksesta

uolimatta koko talvikauden noin +14°C. Huhtikuussa 2002 laatan lämpötila laski noin Celsius-astetta ja samalla laski myös täyttömurskeen lämpötila, mutta vain puolen steen verran. Tämä tilanne säilyi koko kesäkauden 2002. Laatan osittaisen mmityksen jälleen alettua elokuussa 2002 myös täyttösoran lämpötila nousi nopeasti

yli +14 celsius-asteen. Täyttömurskeen vesipitoisuutta tarkkailtiin kahdessa mittauspisteessä, tasoilla –21 cm laatan alapinnasta laskettuna lähellä eristeen alapintaa sekä tasolla –41 cm, joka oli noin 10 cm pohjamaan pinnan tason yläpuolella (kuva 5.7). Mittausten alkaessa noin 1 viikko laatan valamisen jälkeen kesällä 2001 murskeen kosteuspitoisuus oli varsin korkea, 4,5 – 6 painoprosenttia. Talven 2001-2002 aikana ylemmän mittauspisteen vesipitoisuus alkoi selvästi laskea 2,5 – 3 painoprosentin tasolle. Samalla myös lemman pisteen vesipitoisuus aleni hieman mutta vain noin 1 % verran tasolle 5ainoprosenttia. Keväällä roudan ja lumien sulaessa näkyi selvästi vesipitoisuuden ohoaminen täyttömurskeessa. Maaliskuun lopussa 2002 alemman mittauspisteen esipitoisuus oli kohonnut noin 1 % ja ylemmän 0,5 %. Harvinaisen kuivan kesän ittaan täyttömurske eristeen alapinnassa kuivui tasaisesti lähelle 1 painoprosenttia,

joka vastaa murskeen hygroskooppista tasapainokosteutta Rh = 100%. Lähellä ohjamaan pintaa täyttömurskeen vesipitoisuus pysyi myös kesän ajan korkeana, vaikka

h5alä

apkvm

pselvää kosteuspitoisuuden laskua olikin havaittavissa.

57

Kuvassa 5.8 on askarteluhuoneen mittauspisteestä mitatut alapohjan mpötilamuutokset talvella 2002.

0,02,04,06,08,0

10,012,014,016,018,020,022,024,026,028,030,032,034,036,0

Läm

pötil

a T

[o C]

Sisälämpötila +10 cm laatta -14 cm, eriste alap. -40 cm, täyttömurske

tammi helmi maalis huhti touko kesä heinä elo syysjoulu loka marras

lä

Kuukausi 2001 - 2002

tömurskeen kosteuspitoisuus askarteluhuoneen mittauspisteessä mittausjaksolla 29.6.2000…26.5.2002.

Kuva 5.8 Omakotitalo Järvenpään alapohjan lämpötilamuutokset askarteluhuoneen mittauspisteessä 17.12.2001 ... 27.11.2002.

5,0

6,0

7,0

o-%

]

n

Kuva 5.9 Omakotitalo Järvenpään alapohjan täyt

0,0

1,0

2,0

3,0

4,0

29.6.2001 15.8.2002 30.8.2002 29.9.2001 10.1.2002 29.3.2002 26.5.2002

Päivämäärä

Vesi

pito

isuu

s [p

ai

-41 cm

58

Askarteluhuoneen mittauspisteessä seurattiin alapohjarakenneleikkauksen lämpötilojen lisäksi myös tilan sisä- ja ulkoilman lämpötilaa, sekä laatan, sisä- ja ulkoilmanilman

n jälkeen assa

pötilan

ttuihin

atan pötilan

ki

ilman kesän

sauhteellista kosteutta. Askarteluhuone pysyi koko talvikauden 2001 – 2002 osittain voinna ulkoilmaan lähinnä yläpohjan eristeiden ja höyrynsulun osittaisen puuttumisen kia, mikä näkyi myös mittaustuloksissa. Lisäksi askarteluhuoneen lämmityspiiri ei iminut samalla teholla kuin rakennuksen asutun osan lämmitys (olohuone) ja laatan

lämpötila jäi selvästi olohuoneen laatasta mitattuja lämpötiloja alemmaksi.

attialämmityksen takia laatan lämpötila on lämmityskaudella useita asteita huoneilmaa korkeampi, varsinkin kun tilan ulkovaipan eristys on puutteellista ja kylmä ulkoilma iilensi sisäilmaa. Huhtikuussa sisäilman lämpötilakeskiarvo on jo kohonnut laatan mpötilan tasolle, vaikka ulkoilman voimakkaat lämpötilamuutokset näkyvätkin yhä

elvästi sisäilman lämpötiloissa keväällä 2002. Kesäkuukausina lämmityksen ollessa uljettuna mitatun sisälämpötilan keskiarvo sanelee lähes suoraan laatan lämpötilan.

uoden 2001 lopulla lämmitys oli voimakasta laatan kuivattamisen takia, ja tällöin myös pohjamaa lämpeni selvästi yli 12 Celsius-asteen. Alkuvuonna 2002 lämmitystaso

li selvästi alempi ja täyttösoran lämpötila laski useilla asteilla noin +8°C asteeseen. ilanne muuttui keväällä laatan lämpötilakeskiarvon hitaasti noustessa, jolloin myös yttömurskeen lämpötila alkoi selvästi nousta. Loppukesällä, epätavallisen lämpimän ja uivan kesän jälkeen laatan lämpötila oli noin +22°C –astetta ja täyttömurskeen mpötila 20 cm eristeen alapinnan alapuolella +14,3°C.

Täyttömurskeen vesipitoisuus lähellä pohjamaan pintaa (-41 cm) oli samalla tasolla uin olohuoneen mittauspisteessäkin. Olohuoneen mittauspisteestä poiketen kosteuden aihtelut olivat kuitenkin vähäisempiä ja syksyn sateiden vaikutus vesipitoisuuden

tato

L

vläss V

oTtäklä

kvnostajana alapohjassa oli selvästi näkyvissä. Murskekerroksen vesipitoisuus väheni hieman talven aikana, noin 0,5 %, mutta roudan ja lumen sulaminen maaliskuussa 2002

suuden mittausjakson maksimilukemaan, noin 6,1 %. Tämnosti vesipitoi äerroksen vesipitoisuus kuitenkin nopeasti putosi vajaaseen 5 %:iin muutamuukaudessa.

skarteluhuoneen laatan ja sisä- ja ulkoilman suhteellisen kosteuden ja lämuutoksia on kirjattu kuvaan 5.10. Laatta on pinnoittamatta. Laatan alaosissa tasolla +5

m mitatut suhteelliset kosteudet olivat läpi koko mittausjakson yli Rh = 93 %.isäilman suhteellinen kosteus tai laatan lämpötila ei juurikaan vaikuttanut kirjakemiin. Sen sijaan laatan yläosissa sisäilman suhteellisella kosteudella ja lampötilalla oli selvä vaikutus mitattuihin kosteuspitoisuuksiin. Laatan lämllessa korkeimmillaan helmi- maaliskuussa laatan yläosan suhteellinen kosteus lashelle Rh = 50 %. Lämmityksen pienentyessä keväällä laatan suhteellinen kosteus ohosi noin 5% ja kesä-elokuussa tilan lämmityksen päättyessä kokonaan laatan uhteellinen oli jo yli Rh = 70 %. Tähän vaikuttaa osaltaan myös tilan sisäuhteellisen kosteuden nousu lämmityskauden arvosta Rh = 30 % eskimääräiseen lukemaan Rh = 60 %.

kk AmcSluläoläkssk

59

60,070,080,090,0

100,0110,0

10,020,030,040,050,0

Kuukausi 2001 - 2002

Sisälämpötila T - Laatta +10 cm T - Laatta +5 cmRH - Sisäilma RH - Laatta +5 cm

0,0

Läm

pötil

a T

[o C]

Suht

eelli

nen

kost

eus

RH

[%]

Kuva 5.10 Omakotitalo Järvenpään askarteluhuoneen mittauspisteen laatan

lämpötilojen ja suhteellisten kosteuksien muutokset tasoilla +5 cm ja +10 cm.

60

5.2 Rivitalo Pappila

ivitalorakennus Tampereen Pappilassa edusti tavanomaista alapohjaratkaisua, jossa oli oin 1 metrin korkuinen harkkomuurattu perusmuurisokkeli täytettynä tiivistetyllä oramurskeella. Hl = 80 mm paksun maanvaraisen laatan lämmöneristeenä oli he = 50 m solupolystyreenilevy. Rakennekerrokset ja materiaalien teoreettiset lämpö- ja

osteusparametrit on käyty läpi taulukossa 5.5. Instrumentoinnit suoritettiin kennuksen päätyhuoneistoon ja tietojenkeräysyksikkö lämpökeskukseen kuvan 5.12

ohjapiirroksen mukaisesti.

aulukko 5.5 Rivitalo Pappilan maanvaraisen alapohjalaatan rakennekerrokset ja liittyvät lämpö- ja kosteusparametrit.

k

kork

eus

h [m

]

kuiv

atih

eys

ρ d

[kg/

m3 ]

omin

aisl

ämpö

-ka

pasi

teet

ti c p

[J/

kg K

]

läm

mön

joht

avuu

s

λ [W

/m K

]

vesi

höyr

ynlä

-pä

isev

yys

δ

p *10

-12

[kg/

m s

Pa]

etonilaatta 0,08

Rnsmkrap

T

os

Ra

enne

kerr

B 2400 880 1.4 6.6 Eriste 0,05 16 1210 0.04 20.2

0,50 2000 690 0.8 5.7 Täyttömurske

Kuva 5.11 Rivitalo Pappilan perustusleikkaus.

61

xxxxx

1000 lämpökesku

olohuones

makuuhuone

kylpyhuone

8

600

500

Kuva 5.12 Rivitalo Pappilan instrumentoidun päätyhuoneiston pohjapiirros, mittauspisteet ja alapohjan rakenneleikkaus.

SILTTI HIEKKA SORA

0.002 0.006 0.02 32 0.074 0.125 0.25 0.5 1 2 4 8 16

0.002 0.006 0.02 32 0.074 0.125 0.25 0.5 1 2 4 8 16

uskäyrä.

GEO SAVI

100

90

80

70

60

50

40

30

20

10

%

0.0006 64

LÄPÄ

ISY

%

0.0006 64

Kuva 5.13 Rivitalo Pappilan täyttösoran rakeisu

62

5.1.2 Instrumentoinnit

rroksen läm n laatan valua

nturien sijainnit rakennekerroksissa.

Taulukko 5.6 en asennetut anturit ja niiden korkeusasemat rakenteessa. Alapohjalaatan alapinta = ± 0 cm

Rakennusvaiheessa loppukesällä 2001 rivitalo Pappilan täyttökerrokseen asennettiin kolmeen pisteeseen lämpötila- ja PTC-antureita mittaamaan täyttöke

pötilajakaumaa ja vesipitoisuuden muutoksia. Anturit asennettiin ennetäyttösorakerrokseen kuvan 5.14 mukaisiin korkeusasemiin.

Kuva 5.14 Rivitalo Pappilan mittauspisteiden vesipitoisuus- ja kosteusa

Rivitalo Pappilan olohuoneen mittauspisteese

Mittauspiste: Olohuone Anturin numero

mitattava suure

korkeusasema[cm]

rakennekerros

anturityyppi

POT1 lämpötila -10 täyttö T POW1 vesipitoisuus -10 täyttö PTC POT2 lämpötila -20 täyttö T POW2 vesipitoisuus -20 täyttö PTC POT3 lämpötila -30 täyttö T POW4 vesipitoisuus -35 täyttö PTC POW5 vesipitoisuus -45 täyttö PTC POT6 lämpötila -55 täyttö T POW6 vesipitoisuus -55 täyttö PTC

63

Tau makuuhuoneen mittauspisteeseen asennetut anturit ja niiden korkeusasemat rakenteessa. Alapohjalaatan alapinta = ± 0 cm

lukko 5.7 Rivitalo Pappilan

Mittauspiste: Makuuhuone Anturin numero

mitattava suure

korkeusasema[cm]

rakennekerros

anturityyppi

PMT1 lämpötila -10 täyttö T PMW1 vesipitoisuus -10 täyttö PTC PMT2 lämpötila -20 täyttö T

vesipitoisuus -20 täyttö PMT3 lämpötila -30 täyttö

vesipitoisuus -45 täyttö PMT6 lämpötila -55 täyttö

vesipitoisuus -55 täyttö

Rivitalo Pappilan kylpyhuoneen mittauspisteeseen asennetut anturit ja niiden korkeusasemat rakenteessa. Alapohjalaatan alapinta =

: Kylpyhuone mitattava

suure korkeusasema

[cm] rakennekerros

anturityyppi

PKT1 lämpötila -10 täyttö

PMW2 PTC T

PMW5 PTC T

PMW6 PTC

Taulukko 5.8 ± 0 cm

MittauspisteAnturin numero

T PP

KW1 vesipitoisuus -10 täyttö PTC KT2 lämpötila -20 täyttö T

PKW2 vesipitoisuus -20 täyttö PTC lämpötila -30 PKT3 täyttö T

PKW4 vesipitoisuus -35 täyttö PTC PKW5 vesipitoisuus -45 täyttö PTC PKT6 lämpötila -55 täyttö T

vesipitoisuus -55 täyttö PTC PKW6

5.2.3 Seuran ulokse

jakso 6.2 .10.2002

Pappil ausi a helmikuu 2. Läh teessa alapohjan aan lä lähellä nollaa tai nollan alapuolella kaikissa isteissä täytt n lämpö kehit n lämmityksen

etkestä uvissa , 5.17 ja 5.19 ja täyttösoran vesipitoisuudet amalla aikajaksossa kuvissa 5.16, 5.18 ja 5.20.

ta tmittausten t Mittaus .2002 ... 20 Rivitalo an lämmitysk

m lkoi ssa 200 tötilan

täyttöm pötila oli jopa mittausploitush

. Alapohjan on esitetty k

ösora5.15

tilojen tymineas

64

5 Lämmityksen täyttökerroksen lämp hin oloh mittauspisteessä. Mittausjakso vä 02 ... 20 002.

Kuva 5.16 Alapohjan täyttökerroksen vesipitoisuuksien muutokset olohuoneen mittauspisteessä välillä 6.2.2002 – 20.10.2002.

Kuva 5.1 aloitt n vaikutus ja vaikutusnopeus alapohjan amiseötiloi uoneen

lillä 6.2.20 .10.2

0,0

6.2.20

02

6.4.20

02

21.5.

2002

8.6.20

02

1.8.20

02

18.9.

2002

20.10

.2002

Päiväm

0,5Ve

1,0

1,5

2,0

5

,0

5

äärä

sipi

tois

uus

[pa 2,i

3

no-%

3,

]

-55 cm POW6 -45 cm POW5 -35 cm POW4 -20 cm POW2 - 10 cm POW1

0,0

5,0

0

25,0

Kuukausi 2002

o

10,0

15, T [

20,0

Läm

pötil

aC

]

-55 cm -20 cm -10 cm

helmi huhti kesä elo loka joulu

65

ivitalo Pappilan lämmityskauden alkaessa helmikuussa 2002 täyttösoran lämpötila oli intaosissa alle 0-rajan ja noin 0,5 metrin syvyydellä eristeen pinnasta noin +2 °C stetta. Lämmitys aloitettiin työmaalämmityksenä puhaltimilla, mikä näkyy selvästi ohjamaan lämpötilan voimakkaana vaihteluna riippuen siitä, millä voimakkuudella ja iten pitkinä jaksoina yläpuolista tilaa on ajankohtana lämmitetty (kuva 5.15).ämmityksen jaksottaisuudesta huolimatta havaittiin olohuoneen mittauspisteessäitattujen alapohjan lämpötilojen voimakas ja nopea nousu yli kymmenellä asteella

ahdessa kuukaudessa lämpötilaan +12°C. Samaan aikaan mitatut vesipitoisuudet yttökerroksessa laskivat vajaalla prosentilla alapohjan vesipitoisuuden ollessahtötilanteessa noin 1,5– 2,5 painoprosenttia.

äyttökerroksen lämpötila jatkoi kohoamistaan hitaasti koko alkukevään 2002. Touko-esäkuun vaihteessa rakennuksen sisäilman lämpötila kohosi selvästi kun rakennus tettiin käyttöön ja lämpötila säädettiin asukkaiden toivomuksia vastaavaksi. Tästä htuva alapohjan lämpötilan jyrkkä nousu on selvästi havaittavissa olohuoneen ittauspisteessä kuvan 5.15 mukaisesti. Täyttösoran lämpötila jatkoi nousuaan koko

kesäkauden 2002 ja tasaantui lopulta noin +18,5°C -asteeseen syyskuun alussakennuksen lämmityskauden jälleen alettua. Samaan aikaan täyttösoran vesipitoisuus

n laskenut keskimäärin 1 painoprosenttiyksikön tasolle (kuva 5.16). Vesipitoisuus osk a

Rpa

Makuuhuoneelämpötilakäytt isen jälkeen saman suuntaista koko

atan pohjan alalla. Kuvan 5.17 mukaisesti pisteessä on kuitenkin havaittavissa selvä mpötilagradientti mittauspisteiden välillä puolen metrin syvyydessä olevan lämpötila-

pmLmktälä Tkojom

raovastaa hygr ooppista tasap inokosteutta RH=100%:ssa.

n ja kylpyhuoneen mittauspisteen seurannan perusteella alapohjan äytyminen oli lämmityksen aloittam

laläanturi näyttäessä huhtikuun alussa noin +11,5°C-astetta ja eristeen alapuolisen anturin kolme ja puoli astetta korkeampaa lukemaa +14°C. Tämä johtuu mittauspisteen sijainnista lähellä rakennuksen ulkonurkkaa (kuva 5.12), mikä aiheuttaa voimakkaan lämpögradientin alapohjakerrosten läpi ympäröivään kylmään maamassaan. Makuuhuoneen mittauspisteen lähtötilanteen vesipitoisuus oli mittausten mukaan jonkin verran korkeampi kuin olohuoneen mittauspisteessä, noin 3 painoprosenttia. Täyttösoran lämpiäminen jatkui makuuhuoneen mittauspisteessä samalla tavoin kuin olohuoneessakin ja päätyi lopulta kerroksen yläosissa samaan tasaantumisarvoon kuin olohuoneenkin pisteessäkin, +18,5°C. Kerroksen vesipitoisuus putosi samassa aikajaksossa saman verran kuin olohuoneen pisteessäkin, vaikka touko–kesäkuun mittausten välillä useimmilla mittaustasoilla havaittiin lievää vesipitoisuuden kasvua. Lisäksi vesipitoisuus näyttää tasaantuneen kahteen painoprosenttiin loppukesän ja syksyn 2002 aikana.

66

Kuva 5.17 Lämmityksen aloittamisen vaikutus ja vaikutusnopeus alapohjan täyttökerroksen lämpötiloihin makuuhuoneen mittauspisteessä. Mittausjakso välillä 6.2.2002 ... 3.12.2002.

Kuva 5.18 Alapohjan täyttökerroksen vesipitoisuuksien muutokset makuuhuoneen mittauspisteessä välillä 6.2.2002 – 3.12.2002.

0,0

0,5

2,5

6.2.20

02

6.4.20

02

21.5.

2002

8.6.20

02

1.8.20

02

18.9.

2002

20.10

.2002

3.12.2

002

Päivämäärä

Vesi

pito

isuu

s [p

aino

-%

1,0

1,5

2,0

3,0

3,5

] -35 cm -20 cm

0,0

5,0

10,0

Läm

p

15,0

20,0

25,0la

T [o C

]

Kuukausi 2002

öti

-10 cm -20 cm -55 cm

helmi huhti kesä elo loka joulu

67

,0

,0

,0

Kuva 5.19 Lämmityksen aloittamisen vaikutus ja vaikutusnopeus alapohjan täyttösoran lämpötilaan kylpyhuoneen mittauspisteessä. Mittausjakso välillä 6.2.2002 - 3.12.2002.

0

5,0

10,0

15,0

20

25

Kuukausi 2002

-10 cm -20 cm -55 cm

tammi helmi maalis huhti touko kesä heinä elo syys loka marras joulu

Läm

pötil

a T

[o C]

uva 5.20 Alapohjan täyttökerroksen vesipitoisuuksien muutokset kylpyhuoneen mittauspisteessä välillä 6.2.2002 – 3.12.2002.

,0

,0

2,0

3,0

4,0

5,0

6,0

7,0

,0

6.2.2002 6.4.2002 21.5.2002 8.6.2002 30.8.2002 18.9.2002 20.10.2002 3.12.2002

Päivämäärä

Vesi

pito

isuu

s [p

aino

-%] .

-55 cm -10 cm

8

1 0

K

68

ylpyhuoneen mittauspisteessä pohjamaan lämpötila lähtötilanteessa oli noin +2°C-stetta. Rakennuksen lämmityskauden alkaminen ja sisäilma lämpötilamuutokset

näkyvät samalla tavoin kuin kahdessa muussakin mittauspisteessä. Kylpyhuoneessa oli uitenkin sähkövastuksin toimiva lattialämmitys, jonka vaikutus on selvästi nähtävissä yttökerroksen lämpötiloissa. Maaliskuun alkuun asti täyttökerroksen lämpötilakehitys

vastasi muun laatan lämpötilakehitystä, mutta tämän jälkeen laatan lattialämmitys on ytketty päälle ja sen vaikutus täyttökerroksen lämpötilan nousuun on selvä. Huhtikuun kesäkuun puolivälin välisellä aikajaksolla täytön yläpinnan lämpötila nousi kuudella

steella +19°C-asteeseen. Heinäkuun vaihteen pienen notkahduksen jälkeen täytön mpötila kääntyi uudelleen nousuun, kunnes se syyskuun alussa oli tasaantunut +22°C–

steen tasolle. Elokuun lopussa kylpyhuoneen lattialämmitys oli kytketty pois päältä, lloin täyttökerrosten lämpötila alkoi nopeasti laskea.

äyttökerroksen kosteuspitoisuus oli kerroksen pintaosia lukuunottamatta jo htötilanteessa selvästi muuta seurattua laatanosaa korkeampi, keskimäärin 5 ainoprosenttia. Kerroksen voimakas lämpeneminen vaikutti myös kerroksen uivumiseen vesipitoisuuden aletessa mittausjaksolla noin 2 painoprosenttia. oppusyksyllä 2002 kerrosten vesipitoisuus näyttää vakiintuneen keskimäärin 4 ainoprosenttiin. Aivan eristekerroksen alapuolella missä täytön lämpötila nousi hyvin orkealle vesipitoisuus on laskenut lähelle yhtä painoprosenttia. Täytön alemmissa

Ka

ktä

kjaaläajo

TläpkLpkkerroksissa on jälleen havaittavissa lievää kostumista keväällä huhti–toukokuun

aikana. mittausjakson

69

5.3 Toimistorakennus Hervanta Koekohde Hervannassa oli runkosyvyydeltään 15 metriä ja 35 metriä pitkä vanhan toimistorakennuksen yhteyteen rakennettu lisäsiipi, jonka rakennustyöt ajoittuivat syksyyn ja talveen 2001-2002. Varsinainen lämmityskausi rakennuksessa alkoi vasta keväällä 2002. Rakennus on perustettu kalliopohjalle täytölle ja mahdolliset vesipitoisuuksien muutokset täyttösorassa ovat pinta- ja valumavesien aiheuttamia. Alapohja instrumentoitiin kolmesta kohdasta siiven keskikohdalta kuvan 5.21 mukaisesti. Alapohjaleikkaus on esitetty kuvassa 5.21 ja instrumentoinnin yksityiskohtaisempi erittely kappaleessa 5.3.1.

80 mm betonilaatta50/ 100 mm eristekerros

200 / 1000 mm salaojitussora

yleistäyttö

sitkeä rakennuspaperi

Kuva 5.21 Toimistorakennuksen pohjapiirros ja kolmen mittauspisteen sijainnit alapohjassa.

mittauspiste 1 mittauspiste 2

mittauspiste 3

70

Mittauspiste 3 sijaitsi lähellä ulkoseinäanturaa alueella, jossa salaojituskerroksen 2 metrin kaistalla oli 100 mm lämmöneristys

uun lattiapinnan 50 mm sijasta. Mittauspisteet 1 ja 2 olivat lattian keskialueella, jossa paksuus oli yli metrin. Samoin ulkoseinillämyleistäytön päällä oli 200 mm kerros salaojitussoraa (kuva 5.22). Alapohjan rakennekerrokset ja liittyvät lämpö- ja kosteusparametrit on esitetty taulukossa 5.9. GEO SAVI SILTTI HIEKKA SORA

100

90

80

%

0.0006 0.002 0.006 0.02 0.074 0.125 0.25 0.5 1 2 4 8 16

Kuva 5.22 Toimistorakennus Hervannan täyttösoran rakeisuuskäyrä.

40

30

20

10

0.0006 0.002 0.006 0.02 0.074 0.125 0.25 0.5 1 2 4 8

70

60

50

3216 64

LÄPÄ

ISY

%

32 64

Taulukko 5.9 Toimistorakennus Hervannan maanvaraisen alapohjalaatan rakennekerrokset ja liittyvät lämpö- ja kosteusparametrit.

Rak

enne

kerr

os

kork

eus

h [m

]

kuiv

atih

eys

ρ d

[kg/

m3 ]

omin

aisl

ämpö

-ka

pasi

teet

ti c p

[J/

kg K

]

läm

mön

joht

avuu

s

λ [W

/m K

]

vesi

höyr

ynlä

-pä

isev

yys

δ

p *10

-12

[kg/

m s

Pa]

Betonilaatta 0,08 2400 880 1.4 6.6 Eriste - keskellä - 2 m kaista ulkoseinillä

0,05

0,10

16

1210

0.04

20.2

Salaojitussora - keskellä - ulkoseinillä

0,20 1,00

2000

690

0.8

5.7

71

5.3.1 Instrumentoinnit Toimistorakennus Hervannan alapohjan alle asennettiin ennen alapohjan valua kolmeen pisteeseen salaojituskerroksen ja alapohjatäytön lämpötilaa ja vesipitoisuutta mittaavat anturit kuvan 5.23 mukaisiin korkeusasemiin. Yksittäisten mittauspisteitten antureiden orkeusasemat on lueteltu taulukoissa 5.10 – 5.12.

Toimistorakennus Hervannan mittauspisteiden vesipitoisuus- ja steusanturien sijainnit alapohjan rakennekerroks

k

Kuva 5.23 ko issa

72

Taulukko 5.10 Toimistorakennus Hervannan mittauspisteeseen 1 asennetut anturit ja niiden korkeusasemat rakenteessa. Alapohjalaatan alapinta = ± 0 cm

Mittauspiste: Mittauspiste1 Anturin numero

mitattava suure

korkeusasema[cm]

rakennekerros

anturityyppi

1T1 lämpötila -10 salaoH jitussora T H1W1 vesipitoisuus -10 salaojitussora PTC H1T2 lämpötila -20 salaojitussora T H1W2 vesipitoisuus -20 salaojitussora PTC

vesipitoisuus -30 täyttö PTC vesipitoisuus -35 täyttö PTC vesipitoisuus -45 täyttö PTC vesipitoisuus -55 täyttö PTC

11 Toimistorakennus Hervannan mittauspisteeseen 2 asennetuniiden korkeusasemat rakenteessa. Alapohjalaatan alapinta =

: Mittauspiste2 mitattava

suure korkeusasema


anturityyppi

H1T1 lämpötila -10 salaojitussora T vesipitoisuus -10 salaojitussora PTC

H1T2 lämpötila -20 salaojitussora T vesipitoisuus -20 salaojitussora PTC vesipitoisuus -30 täyttö PTC

H1T4 lämpötila -40 täyttö T vesipitoisuus -40 täyttö PTC vesipitoisuus -50 täyttö PTC vesipitoisuus -60 täyttö PTC

12 Toimistorakennus Hervannan mittauspisteeseen 3 asennetuniiden korkeusasemat rakenteessa. Alapohjalaatan alapinta =

: Mittauspiste3 mitattava

suure korkeusasema


anturityyppi



H1W3H1W4H1W5H1W6

Taulukko 5. t anturit ja ± 0 cm


H1W1

H1W2H1W3

H1W4H1W5H1W6

Taulukko 5. t anturit ja ± 0 cm


H3W1

H3W2H3W3 vesipitoisuus -35 täyttö PTC

vesipitoisuus -40 täyttö PTCH3W4 H3W5 vesipitoisuus -50 täyttö PTC H3T6 lämpötila -60 täyttö T H3W6 vesipitoisuus -60 täyttö PTC

73

5.3.2 Seurantamittausten tulokset

t yhtäja t mittaukset toimistorake sa mitattiin touko-kesäkuussa Mittausjak 23.10.2 tulok ittauspisteessä alapohjan lojen o etty k sa 5. uvis 7 on esitetty isteen ikkau sekä huoneilman (ATK-tila)

la ja Rh alla mi jaksol

isteissä va ) tä läm tyminen on untaista on kes alun teesta onnut +18.5°C–

n. Täy ojituskerroksen ma on melko tasainen aeron k an ja a n väli Cels etta. Alapohjan kennele pötilajakauma on nähtävissä kuvassa 5.25 pisteessä 2. lämpötila on koko kesäka ollu +20 tetta ja seuraa n lämp tuneita toksia. M iste sijaitsee pienessä ATK–jossa lu aitteid kia on ilm pötila pysyy melko korkeana raken ivasta jäähdytyksestä huolimatta. Lisäksi sisäilman

piste oli nisistä s kesän 2002 lähellä mittauskaappia ja siellä tietoko saltaan nosti mitatun pisteen läm

leistasoa korkeammaksi. Syyskuun puolivälissä sisäilman mittauspiste siirrettiin aivan atan yläpintaan, jolloin ilman ja laatan lämpötilaeroksi vakiintui noin ∆T = 1.4 °C.

Kesä ja syksy 2002 Ensimmäise ksoise nnukses2002. son 4.6. – 002 set kolmesta mlämpöti

spsalta on esitl ile

uvas 24 – 5.26. K sa 5.2mittau aattapoikk ksen yläpuolisen lämpöti –jakauma sam ttaus la.

20

10,0

,0

,0

,0

,0

,0

18,0

19,0

,0

Kuukausi 2002

11

12

13Lä

14p

15

ötil

16,0

a T

[

17,0o C]

m

-10 cm H1T4 -20 cm H1T3

k inä lo s loka marrasesä he e yys

Kuva 5.24 Mittauspisteen 1 salaojitussoran ja täyttökerroksen lämpötilajakauman kehitys mittausjaksolla 4.6. – 23.10.2002.

Mittausp

su1 kuja 2 ( t 5.2 5.254 ja

ä nyt tösoran pötilakäyttäy

saman . Lämpötila kuu noin +16°C–as kohasteesee

ilttö- ja salaer n

lämpötilajakaulämpöt roksen pin laosa llä ollessa 1-2 iu sts-akoko ra ikkauksen lämLaatan sisäilma

uden muu

t hi yli eman ittausp

°C–asötilassa tapah

tilassa, kuisien sähköl en ta an lämmuualla nuksessa toimmittaus asennustek yistäolevaa netta, joka o pötasoa rakennuksen yla

74

Kuva 5.25 Mittauspisteen 2 alapohjan rakenneleikkauksen lämpötilajakauma mittausvälillä 4.6. – 23.10.2002.

Laatan lämpötila on tasainen kaikissa mittaustasoissa ja eristekerros aiheuttaaleikkauksessa keskimäärin 2 asteen lämpötilagradientin täyttökerroksen pinnan ja laatanvälille. Kuvassa 5.27 on esitetty samaisen rakenneleikkauksen laatan ja huoneilman suhteellisia kosteuksia seuratulla mittausjaksolla. Eristeen alapinnassa mitatut

10

12

14

16

18

20

Kuukausi 2002

Läm

pöt Laatta yläp

Laatta alap

Eriste alaosa

-20 cm H2T2

-40 cm H2T4

kesä heinä elo syys loka marras

t

puolivälin läm uudet ovat samoin pysyneet elko tasaisina koko mittausjakson ajan laatan yläpinnan ollessa kosteudessa Rh = 65%

22

34

ila

suhteelliset kosteudet ovat koko mittausjakson ajan pysyneet Rh = 95% tasolla. Nopealämpötilan kohoamiset alentavat mitattuja arvoja, kuten elokuun lopun ja syyskuun

pöpiikit osoittavat. Laatan kosteuspitoismja alaosan Rh = 80%. Pinnoittamisen vaikutusta laatan kosteuspitoisuuden muutoksiin ei kuvaajasta nähdä, koska tilan lattiamatto asennettiin huomattavasti ennen jatkuvien mittausten aloittamista. Pisteessä 3 (kuva 5.26) noin tasolla –30 cm oli maamassassa jokin tunnistamaton lämpölähde, joka nosti maakerroksen lämpötilan lähelle +25C°-astetta. Syksyllä maakerrosten lämpötila tasaantui vastaamaan muiden mittauspisteiden tuloksia.

32

24

26

28

30

T [o C

]

Sisäilma

75

10,0

11,0

12,0

13,0

14,0

15,0

16,0

17,0

18,0

19,0

20,0

21,0

Kuukausi 2002

Läm

pötil

a T

[o C]

-10 cm H3T1 -60 cm H3T6


Kuva 5.26 Mittauspisteen 3 salaojitussoran lämpötilajakauman kehitys

Kuva 5.37 Mittauspisteen 2 laatan ja sisäilman suhteellisen kosteuden muutokset aikavälillä 4.6. – 23.10.2002.

mittausvälillä 4.6. – 20.9.2002.

40,0

60,0

80,0

100,0

lline

n ko

steu

s R

h [%

] Sisäilma Laatan yläpLaatan keskiosa Eristeen alap

20,0

uhte

e

S

0,0

120,0

Kuukausi 2002


76

itatut

Kuvassa 5.28 on esitetty kolmesta toimistorakennus Hervannan mittauspisteestä mtäyttökerroksen vesipitoisuudet mittausjaksolla 4.6. – 23.10.2002.

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

3,5

4,0

Vesi

pito

isuu

s w

[pa

ino-

%]

Mittauspiste 1: -45 cm H1W5 Mittauspiste 1: -35 cm Mittauspiste 3: -35 cm H3W3 Mittauspiste 3 : -50 cm H3W5

kesä heinä elo syys loka

Kuva 5.28 Kolmen mittauspisteen täyttökerroksista mitatut vesipitoisuudet mittausjaksolla 4.6. – 23.10.2002.

Mittausten perusteella täyttö- ja salaojituskerrosten vesipitoisuudet ovat koko kesäkauden 2002 pysyneet 1 – 3 paino-% välillä. Mittauspisteen 2 täyttösoran kuivuminen on selvästi nähtävissä mittaustuloksissa. Pisteen 2 mittausanturien kosketuspinta-ala ympäröivän maamassan kanssa oli pienempi kuin muissa tämän tutkimuksen antureissa, koska mittalaitteessa käytettiin pienempiä PTC-antureita. Pienemmästä pinta-alasta johtuen mittausdatassa on havaittavissa selvästi suurempi hystereesi kuin muissa antureissa, koska pienemmän mittausalan vesipitoisuudet tilanteessa, jossa kosteus maamassan huokosissa hygroskooppisella alueella koko ajan tiivistyy ja haihtuu rakeiden pinnoilta diffuusiovirran kuivattaessa massaa vaihtelevat

uomattavasti enemmän kuin suuremmalla pinta-alalla keskimäärin.

yyskuun alkupuolella rakennuksen piharakentamisen ja vähäisten sateiden takia osteuspitoisuuksissa on havaittavissa selvä nousu koko pohjalaatan alueella.

Kuukausi 2002

H1W4Mittauspiste 2: -10 cm H2W1 Mittauspiste 2: -60 cm H2W6

0,0

0,5

h Sk

77

5.4 Seurantamittausten tarkastelu

ittaustulosten, myös

lapää suljettiin suodatinkankaalla. Kalibroidut anturit asennettiin putkiin jatkuvan

lämpöeristykse a muovitulpalla. Lisäksi putken pää inetöitiin paksulla kerroksella silikonia, jota tarvittaessa täydennettiin. Putkien

aikissa mittauslaitteissa havaittiin aika-ajoin selviä virhelukemia johtuen laitteiston

ukossa. Kokonaisuutena mittausmenetelmät ja -järjestelmät toimivat riittävän otettavasti ja antoivat riittävän tarkkoja tuloksia alapohjarakenteiden kosteus- ja

lämpökäyttäytymisen kartoittamiseksi pitkäaikaisessa seurannassa.

Seurantamittauksia on seuraavassa tarkasteltu paitsi kirjattujen mmittausmenetelmien tarkkuuden ja suoritettujen numeeristen vertailulaskentojen kautta ekä stationääri- että muuttuvassa tilanteessa. Numeerisena menetelmänä muuttuvassa lanteessa käytettiin lähinnä 1D -differenssimenetelmää.

5.4.1 Mittaustarkkuuden arviointi

eurantamittaukset suoritettiin alapohjan alle ennen laatan valua asennetuilla lämpötila-ntureilla, jotka asennusta varten oli juotettu hartsilla tavallisen 16 mm sähköputken isään. Anturit eivät olleet suoraan kosketuksissa maahan ja hartsin ja muoviputken iheuttama viive mitatuissa nopeissa lämpötilamuutoksissa on havaittavissa tuloksissa. iive on kuitenkin pieni eikä vaikuta pitkäaikaisiin keskiarvoihin. Lämpötila-antureiden ittaustarkkuutena voidaan pitää ± 0.5°C –astetta.

aamassan vesipitoisuutta mitattiin tätä tutkimussarjaa varten kehitetyllä PTC–mpövastukseen perustuvalla mittalaitteella, jotka oli asennettu lämpötila-antureiden anssa samoihin mittausputkiin /20/. Anturit olivat putken kylkiin tehtyjen reikien autta suoraan kosketuksissa ympäröivään maamassaan. Ennen asentamista anturit alibroitiin täyttökerroksena käytetyn massan vesipitoisuuksille 0 – 20 paino-prosenttia. enetelmä perustuu kuitenkin ympäröivän massan lämmönjohtavuuteen, mikä riippuu

aitsi massan vesipitoisuudesta myös sen tiiviysasteesta ja lämpötilasta. ämpötilavaikutus pyrittiin eliminoimaan tuloksista jälkikäteen suoritetulla anturin mpötilakalibroinnilla, mutta massan tiiviysasteen vaihtelut ovat ainakin joissain loksissa vielä nähtävissä. PTC–anturin mittaustarkkuudeksi voidaan huolellisen

alibroinnin jälkeen olettaa ±1 %.

aatan ja eristekerroksen suhteellista kosteutta ja lämpötilaa mitattiin HT/T–antureilla. aatan ja eristekerrosten sisään asennettiin ennen laatan valua sähköputket, joiden

sti

SasaVm MläkkkMpLlätuk LLaseurannan alkaessa, jolloin putken yläpää anturin johtojen ympäriltä suljettiin

n muodostavalla huokoskumilla jshuolellisesta tulppaamisesta huolimatta mitatuissa suhteellisissa kosteuksissa havaittiin aika-ajoin selvää ’valskaamista’ yläpuolisen huoneilman kanssa, joka kuitenkin yleensä tasaantui silikonitulpan eläessä lämpötilan ja kosteuden vaihdellessa mittaustilassa. Nämä selvät piikit mittausdatassa on pyritty eliminoimaan ja keskittymään pitempiaikaisiin mittauskeskiarvoihin. Lämpötilalukemissa putkien vuoto ei näy yhtä voimakkaana, vaan niiden mittaustarkkuus ja reagointinopeus laatan lämpötilamuutoksiin oli selvästi nopeampi ja terävämpi kuin hartsilla juotetuilla antureilla. Mittaustarkkuutena lämpötila-antureilla voidaan pitää ± 0.2°C –astetta ja Rh –antureilla ± 2 %. Ksyöttöjännitteen muutoksista tai muista sähköisen mittausjärjestelmän häiriötekijöistä. Nämä oli kuitenkin helppo tunnistaa ja poistaa yksittäisinä poikkeamina mittausdatan jolu

78

5.4.2 Tulosten tarkastelu Täyttökerrosten lämpötila Seurantamittauskohteissa kiinnitettiin erityistä huomiota rakennuksen lämmityksen vaikutukseen alapohjan alapuolisten täyttökerrosten lämpötilakehitykseen. Rivitalo Pappilan kohteessa rakennuksen lämmityskausi alkoi keskitalvella 2002, jolloin lähtötilanteessa maakerrosten lämpötila oli paikoitellen alle 0 ºC–astetta. Läm ten lämpötila nousi noin 4 viikossa

aaliskuun lopun tasapainotilanteeseen +13°C, joka vastasi siiloista rakennusaikaista

i selvä eriytyminen. Automaattisen atterilämmityskauden alkaessa olohuoneen mittauspisteen lämpötila nousi nopeasti

5.29.

mityksen alettua helmikuun alussa täyttökerrosmsisälämpötilaa. Alapohjan eristyksenä oli 50 mm styrox-levy, myös lattialämmitetyssä laatan osassa. Tasapainotila saavutettiin melko nopeasti siitäkin huolimatta, että osa täyttökerroksesta oli jäässä lämmityksen alkaessa. Varsinaisen normaalin kesälämmityskauden alkaessa asukkaiden muuttaessa asuntoon kesäkuun alussa täyttökerroksen lämpötila nousi edelleen ja vaihteli välillä 18 - 20°C. Lokakuussa 2002 mittauspisteiden lämpötilakäyttäytymisessä tapahtup+20°C-asteeseen, samalla kun lämpötilat makuuhuoneen ja kylpyhuoneen mittauspisteissä alkoivat laskea. Selitys johtunee lämmitysradiaattoreiden säätöasetuksista ja siitä, että kylpyhuoneen lattialämmitys oli kytkettynä pois päältä. Makuuhuoneen lämpötilajakaumaan vaikutti selvästi myös ilmojen kylmeneminen syyskuun puolivälin jälkeen. Syyskaudella asunto oli ilmeisesti asumaton, koska lämpötiloja tasaavia säätöjä ei oltu tehty. Lattialämmitys nosti selvästi täyttökerroksen lämpötiloja suhteessa muualta rakennuksesta mitattuihin arvoihin. Kylpyhuoneen mittauspisteessä täytön yläosan lämpötila oli kesän 2002 jopa yli 22°C kun se esimerkiksi keskellä laattaa sijaitsevassa olohuoneen mittauspisteessä oli noin 19°C. Kohde Pappilan kolmen mittauspisteen täyttökerroksen yläpinnasta mitatut lämpötilakäyrät on esitetty kuvassa

Kuva 5.29 Rivitalo Pappilan täyttökerroksen lämpötilakehitys kolmessa seuratussa mittauspisteessä.

-5

o

0

5

10

15

20

25

Läm

pötil

a T

[C]

Kuukausi 2002

Kylpyhuone -10 cmOlohuone -10 cmMakuuhuone -10 cm

tammi helmi maalis huhti touko kesä heinä elo syys loka marras

79

Om sällä 2001 ja rakennus oli osittain lämmitetty asuttu jo saman vuoden syksyllä. Rakennuksen lämmitysjärjestelmänä käytettiin

isua, jossa massiivisen (hl = 190 mm) paikalla

yivät koko

aan ällä.

ia isten

u

akotitalo Järvenpään laatta valettiin kejailmalämmitteistä lattialämmitysratkavaletun laatan alla oli he = 200 mm eristekerros. Rakennuksen asutusta osasta olohuoneen mittauspisteestä mitatut täyttömurskeen lämpötilat pysmittausjakson (2001 – 2002) ajan lähes muuttumattomana välillä +14 - +15°C. Kesäkaudella 2002 pohjamaan lämpötila viileni lähelle +14°C lattialämmityksen tehon ollessa alimmillaan ja osittain kytkettynä pois päältä. Syksyllä 2002 lämmityskauden alettua lämpötila kuitenkin nousi nopeasti +15°C. Askarteluhuoneen tiloissa varsinainen yhtenäisempi lämmityskausi alkoi vasta syystalvella 2001. Tämä, samoin kuin mittauspisteen sijainti lähellä ulkoseinälinjaa näkyy selvästi alapohjan lämpötiloissa, jotka alkoivat nousta vasta keväällä 2002. Alimmillaan täytön lämpötila oli helmikuussa, hieman yli +8°C, joka kuitenkin kesän mittaan nousi yli +14°C-asteeseen (kuva 5.30). 6,0

8,0

10,0

12,0

14,0

16,0joulu tammi helmi maalis huhti touko kesä heinä elo syys loka

Kuva 5.30 Omakotitalo Järvenpään täyttökerrosten lämpötilakehitys kahdessa seuratussa mittauspisteessä.

makotitalo Järvenpään Olohuoneen mittauspisteen laatan ja pohjammpötilajakaumaa mallinnettiin yksiulotteisella differenssimenetelmittausjaksona käytettiin lyhyttä kolmen vuorokauden jaksoa syyskuun puolivälissä

002, jolloin talvilämmityskausi rakennuksessa alkoi ja laatan lämpötila nousi erittäin opeasti noin 4 asteen verran. Mallinnuksessa käytettiin taulukon 5.13 mukaiseskimääräisiä’ materiaaliparametreja sekä laatan että pohjamaan term

minaisuuksien kuvaamisessa. Kuvassa 5.31 on esitetty kaaviokuva mallin rakenteesta

0,0

2,0

4,0

Kuukausi 2001 -2002

Lä

Olohuone - täyttömurske -42 cm Askarteluhuone - täyttömurske -40 cm

mpö

tila

T [o C

]

OläM2n’koja liittyvistä f nktioista.

80

Taulukko 5.13 Omakotitalo Järvenpään maanvaraisen alapohjalaatan rakennekerrokset ja liittyvät lämpö- ja kosteusparametrit.

Rakennekerros ko

rkeu

s h

[m]

kuiv

atih

eys

ρ d

[kg/

m3 ]

omin

aisl

ämpö

-ka

pasi

teet

ti c p

[J/

kg K

]

läm

mön

joht

a-vu

us

λ [W

/m K

]

vesi

höyr

ynlä

-pä

isev

yys

δ

p *10

-2

[kg/

m s

Pa]

Betonilaatta 0,19 2400 880 1.4 6.6 Eriste 0,20 16 1210 0.04 20.2

Täyttömurske 0,30 2000 690 0.8 5.7

Differenssi approksimaatio 1-ulotteiselle lämmönjohtumiselle muuttuvissa olosuhteissa

( ) ( ) 1

0211

0 21 TFoTTFoT iii ⋅⋅−++⋅=+

21

2 ≤∆

∆=

xtFo α

r : 21

1

3

3

1

1

3

⋅=

−−

αα

kk

TTTT

r

r

0 1

2

r

Tkuorma = tunnettu

3

Tmaa = vakio

Kuva 5.31 Yksiulotteisen differenssiapproksimaation kaavio ja käytetyt funktiot.

Kuvassa 5.32 on esitetty yksiulotteisen differentiaalimallinnuksen tulokset, kun laatan syöttölämpötilana on pidetty syyskuun puolivälissä 2002 mitattua 3 vrk pituista jaksoa. Pohjamaan lämpötilana täyttökerroksen alapinnassa tasolla – 50 cm pidettiin vakioarvoa

14oC. Parametrien lik+ imääräisyydestä huolimatta eristekerroksen ja pohjamaan mpötilamuutokset mitattuihin arvoihin verrattuna vastasivat erittäin hyvin toisiaan. ristekerroksen reagointi laatan lämpötilamuutokseen oli mittausten mukaan hieman

läE

81

nopeampaa kuin suoritetussa laskennassa, eli eristekerroksen todellinen terminen ieman suurempi kuin laskennoissa käytetty vakioarvo. diffuusiokerroin on h Lisäksi

skentatason – 42 cm murskekerroksen lämpötila nousi mittauksissa hieman jakson ppua kohden, mitä laskennoissa ei päässyt tapahtumaan, koska mallinnuksen raja-

rvona täyttökerrokse pinnassa pidettiin vakiolä +1

laloa n ala mpötilaa 4oC.

Kuva 5.32 Omakotitalo Järvenpään olohuoneen mittauspisteen numeerinen mallinnus. Seurantajakson pituus 3 vrk lämmityskauden alussa syyskuun puolivälissä 2002.

82

Toimistorakennus Hervannan mittausjakso oli lyhyempi kuin muiden kohteiden johtuen rakennuksen myöhäisestä valmistumisesta keväällä 2002. Rakennuksessa on 80 mm laatan alapuolella 50 mm eristekerros. Uudisrakennuksessa on tehokas ilmastointi ja kesän 2002 aikana rakennuksen sisäilmaa jäähdytettiin suhteessa ulkoilman korkeisiin päivälämpötiloihin. Jäähdytyksen vaikutus on näkyvissä myös täyttökerroksesta mitatuissa lämpötilakäyristä. Pisteissä 1 ja 2 täytön lämpötila pysyi koko kesän uhteellisen matalana, kunnes elokuussa jäähdytys lopetettiin ja elokuun lopussa alkoi

svarsinainen lämmityskausi. Pisteessä 3 oli maamassassa noin syvyydellä –30 cm ylimääräinen lämpölähde, jonka toiminta ainakin hetkellisesti päättyi syyskuussa 2002 ja täyttökerrosten pintaosien lämpötila laski nopeasti muun rakennusosan lämpötilojen tasolle (kuva 5.33).

Kuva 5.33 Toimistorakennus Hervannan täyttökerroksen yläpinnan lämpötilakehitys kolmessa seuratussa mittauspisteessä.

10,011,012,013,014,015,016,017,018,019,020,021,022,0

Kuukausi 2002

Läm

pöila

T [

C]

-20 cm H1T3 -20 cm H2T2 -20 cm H3T2


o

83

Täyttökerrosten vesipitoisuus Järvenpään mursketäyttökerroksen vesipitoisuuksien mittauksia

tan valamisesta lähtien kesällä 2001. Kahden mOmakotitalo suoritettiin laa ittauspisteen tulokset on

ohjamaan pinnan yläpuolella vesipitoisuus olohuoneen mittauspisteessä säilyi

uva 5.34 Omakotitalo Järvenpään mursketäyttökerroksesta mitatut vesipitoisuudet mittausjaksolla 29.6.2001 – 25.10.2002.

esitetty kuvassa 5.34. Täyttömateriaalina käytetyssä murskeessa alle 1 mm rakeita oli seulottujen näyte-erien perusteella noin 25 % (kuva 5.2). Aiemmin suoritettujen tutkimusten perusteella /20/ 1 mm pienempien rakeiden osuus massasta tulisi olla alle 5 paino-%, jotta materiaali toimisi varmasti kapillaarikatkona alle 200 mm kerroksina. Täyttömateriaali on siis kapillaarista, mikä näkyy myös mittaustuloksissa. Täytön vesipitoisuus oli heti valun (6/2001) jälkeen noin 6 painoprosenttia lähellä pohjamaan pintaa ja eristekerroksen alapinnassakin noin 5,5 %. Syksyn 2001 aikana täytön ylemmät kerrokset kuivuivat noin 2 % tasolle, kunnes maaliskuun 2002 mittauksissa oli selvästi havaittavissa noin 0,5 painoprosentin nousu murskekerroksissa eristekerroksen alapuolella. Kuivan kesän ansiosta vesipitoisuus laski syksyyn 2002 mennessä lähelle 1 painoprosenttia. Psuhteellisen korkeana koko kesän 2002 (w ≈ 5 %). Askarteluhuoneen mittauspisteessä oli keväällä 2002 roudan ja lumen sulamisen aikoihin vesipitoisuus lähellä pohjamaan pintaa nousi noin 1 % , mutta painui jälleen alle 5 % kesäkuun alkuun mennessä.

0,0

1,0

2,0

3,0

4,0

5,0

6,0

7,0

1 1 1 1 01 2 2 2 2 02 02 02

Vesi

pito

isuu

s w

[pa

ino-

%].

Olohuone -21cm Olohuone -41 cm Askarteluhuone -41 cm

.2 .8.

200

30.8.

200

29.9.

200

1

20

1 17.12. 0.1

.200

4.2.20

0

27.3.

200

26.5.

200

.925

.10

Mittauspäivämäärä

5.6.20

7.20 .20

29.6

00

15

K

84

Rivitalo Pappilan kolmesta mittauspisteestä mitatut täyttökerrosten vesipitoisuudet on sitetty kuvassa 5.35. Laatta oli valettu syksyllä 2001. Täyttösoran rakeisuuskäyrä on sitetty kuvassa 5.13. Kerrosten vesipitoisuus vaihteli mittausjakson aikana välillä 1 – 5

li kylpyhuoneen mittauspisteen muita korkeammat

eepainoprosenttia. Huomattava ovesipitoisuuslukemat. Kylpyhuoneessa oli lattialämmitys ja lämpötilaseurannan perusteella alapohjan lämpötila oli useita asteita muita laatanosia korkeampi. Tästä huolimatta pisteestä mitattiin jatkuvasti selvästi muita laatanosia korkeampia vesipitoisuuslukemia aivan ylintä mittauspistettä lukuunottamatta. Kaikissa pisteissä lähellä eristekerrosta täytön yläosissa massa oli kuivunut lähelle hygroskooppista tasapainokosteutta, joka Rh = 100 % on noin 1 painoprosenttia tutkituilla karkearakeisilla materiaaleilla /20/. Loppukesällä 2002 kylpyhuoneen ja makuuhuoneen alimmissa mittauspisteissä on havaittavissa vähäistä vesipitoisuuden nousua. 6,0 4,0

5,0 Kylpyhuone -10 cm Kylpyhuone -55 cm

3 2 1 0

Kuva 5.35 Rivitalo Pappilan soratäyttökerroksista mitatut vesipitoisuudet mittausjaksolla 6.2.2002 – 20.10.2002.

oimistorakennus Hervannan kolmesta mittauspisteestä mitatut täyttösoran ja alaojituskerroksen vesipitoisuudet mittausjaksolta 4.6. – 23.10.2002 on esitetty kuvassa .28. Täyttösoran rakeisuuskäyrä on esitetty kuvassa 5.22. Alle 1 mm rakeiden osuus tkituissa näytteissä oli noin 30 % ja materiaali näin ollen selvästi kapillaarista. lkukesällä 2002 alkaneen mittausjakson aikana laatan reunaosilla mittauspisteissä 1 ja täyttökerrosten vesipitoisuudet olivat saavuttaneet tasapainotilan 1- 2 painoprosentin

,0

,0

,0

,0

6.2.20

02

6.4.20

02

21.5.

2002

8.6.20

02

30.8.

2002

18.9.

2002

20.10

.2002

Mittauspäivämäärä

Vesi

pito

isuu

s w

[pa

ino-

%] . Makuuhuone -10 cm Makuuhuone -55 cm

Olohuone -20 cm Olohuone -35 cm

Ts5tuA3

85

välillä. Sen jaan keskellä laattaa mittauspisteessä 2 kerrokset olivat selvästi vielä esän aikana vesipitoisuus laski keskimä

sikuivumassa. K ärin 1 paino-% lähelle muiden

ittasupisteiden lukemia eli 1,5 painoprosenttiin.

seurattiin skarteluhuoneen mittauspisteessä (kuva 5.36). Mittausjakson alkaessa laatan lämpötila idettiin korkeana (Tl ≈ 28°C) laatan kuivattamisen takia aina maaliskuun loppupuolelle

m Syyskuun puolivälissä 2002 on havaittavissa selvä nousu mitatuissa vesipitoisuuksissa, voimakkaimpina pisteissä 1 ja 2. Mittauspisteen 1 alemmilla mittaustasoilla vesipitoisuus on noussut nopeasti noin 2 painoprosentilla ja lähellä eristeen alapintaa samassa pisteessä noin 0,5 painoprosenttia. Vaikutus on nähtävissä myös keskellä laattaa, joskin selvästi vaimeampana vesipitoisuuden noustessa pisteessä 2 samaan aikaan noin 0,25 painoprosenttia. Pisteen 3 nousu syyskuun puolivälin jälkeen on ollut vähäisempää mutta silti selvästi havaittavissa. Rakenneleikkausten lämpötila- ja kosteusjakaumat Kaikissa mittauskohteissa yhden mittauspisteen kohdalle oli laattaan ja eristekerroksiin asennettu lämpötilaa ja suhteellista kosteutta mittaavat anturisarjat 3 – 4 tasoon tutkitussa rakenneleikkauksessa. Lisäksi mitattiin mittauspisteen sisälämpötilaa.

makotitalo Järvenpään laatan lämpö- ja kosteuskäyttäytymistä OApsaakka (kuva 5.8). Sisäilman ja laatan lämpötilaero oli tänä aikana jopa 10 astetta, koska

yhteydessä ulkoilmaan osittain eristämättömän läpohjan kautta. Samasta syystä sisäilman suhteellinen kosteus oli koko talvikauden

Olosuhteiden laattaa kuivattava vaikutus oli kas, koska tilan lattiaa ei koko mittausjakson aikana oltu pinnoitettu millään

valla. Laatan yläpinnan suhteellinen kosteus laskikin alkuvuoden aikana alle Rh =

,0

,0

,0

,0

,0

,0

70,0

,0

90,0

0,0

Suht

eelli

nen

kost

eus

RH

[%]

RH - SisäilmaRH - Laatta +10 cmRH - Laatta +5 cm

huonetila oli vielä talvella 2002yerittäin alhainen, keskimäärin Rh = 25 %. erittäin tehota50%. 10 80

60

50 40

30 20

10

0,0

Kuukausi 2002tammi helmi maalis huhti touko kesä heinä elo syys loka

Kuva 5.36 Omakotitalo Järvenpään laatan suhteellisen kosteuden muutokset mittausjaksolla 1.1.2002 – 20.10.2002.

86

Keväällä laatan lämmitystehon ja lämpötilan laskiessa laatan yläpinnan kosteuspitoisuus nousi kuitenkin noin 1 kuukaudessa keksimäärin Rh = 70 %. Samaan aikaan huonetilan suhteellinen kosteus nousi lähelle Rh = 55 %. Massiivisen laatan (hl = 190 mm) alapinnassa hieman eristekerroksen yläpuolella laatan suhteellinen kosteus pysyi kuitenkin tasolla Rh = 95 % ilman mainittavampia vaihteluita kosteustasossa. Rivitalo Pappilan alapohjaleikkausta tarkasteltiin lämpökeskuksen mittauspisteessä.

inen kosteus alkoi pudota. Laatta on siis inakin mittaustasollaan saavuttanut tasapainokosteuden ja noudattaa eristeen alapinnan

Keskuksen sisäilman lämpötila pysyy ympäri vuoden erittäin lämpimänä (Ts ≈ 30°C) ja myös laatasta mitatut lämpötilat ovat verrattain korkeita. Sisäilman suhteellinen kosteus vaihteli mittausjakson aikana välillä Rh = 20 – 40 %, kuvat 5.37 ja 5.38. Eristeen alapinnasta mitattu suhteellinen kosteus oli koko mittausjakson ajan Rh > 95%. Sen sijaan pinnoittamattoman laatan kosteuspitoisuus alkoi syksyn 2002 aikana laskea samaan aikaan kun sisäilmasta mitattu suhteellaja sisäilman välistä tasapainokäyrää. 20,0

25,0

30,0

35,0

40,0

45,0

Kuva 5.37 Rivitalo Pappilan lämpökeskuksen lattian lämpötilat seurantajaksolla

6.2. – 20.10.2002.

0,0

5,0

10,0

15,0

Kuukausi 2002

Läm

SisälämpötilaLaattaEristeen alapinta


pötil

a T

[o C]

87

Toimistorakennus Hervannan laattaan asennetut mittausanturit olivat laatan keskiosassa ä 2. Kuvien 5.26 ja 5.28 mukaisesti laamittauspisteess tta on jo mittausjakson alkaessa

saavuttanut tasapainokosteuden. Sisäilman kosteuspitoisuuden muutokset näkyvät selvästi myös laatan ja eristeen alaosan mittauspisteissä. Kosteusjakauma noudattaa tasaista laatan ja eristekerroksen vesihöyrynläpäisevyyksien suhteessa muuttuvaa käyrää, joiden raja-arvoina ovat sisäilman noin Rh = 40 % ja eristeen alapinnan tasolta mitattu Rh > 90 %.

100,0110,0

Eristeen alapintaLaattaSisäil

60,070,080,090,0

Kuva 5.38 Rivitalo Pappilan lämpökeskuksen lattian suhteelliset kosteudet seurantajaksolla 6.2. – 20.10.2002.

0,010,020,030,040,0

Kuukausi 2002

Suht

eelli

nen


ma

50,0 kos

teus

Rh

[%]

88

6 ALAPOHJARAKENTEIDEN KOSTEUS- JA HOMEVAURIOT SUOMESSA

6.1 Maanvaraisten alapohjarakenteiden vauriotapaukset Seuraavassa esitellään lyhyesti eri lähteistä koottuja maanvaraisten alapohjarakenteiden osteusongelmia käsitteleviä Case-tapauksia tavoitteena löytää joitakin

• Suunn

Rakenne tai materiaaliyhdistelmä on toimimaton kyseisissä olosuhteissa (rasituksissa). Rakenne voi olla rakentamisajan ohjeiden mukainen, mutta nykytietämyksen mukaan rakenne ei ole toimiva. Tyypillisiä virheitä ovat kapillaarikatkon puuttuminen, salaojituksen puuttuminen ja väärä höyrynsulun paikka rakenteessa.

• Rakentamiseen liittyvät syyt Rakentamisessa ei ole noudatettu suunnitelmia tai rakennusohjeita. Alapohjarakenteissa tyypillisin rakennusvirhe on rakenteen liian aikainen pinnoittaminen ennen kuin rakenne on ehtinyt kuivua.

• Korjaamiseen liittyvät syyt Rakenne on korjattu tietämättä ongelmien syitä ja aiheutettu usein siten lisää uusia, mahdollisesti laajempiakin vaurioita. Korjausvirheenä voidaan pitää myös sitä, että rakennuksen tai tilan käyttötarkoitusta muutetaan tekemällä korjaustöitä ilman että rakenteiden toimivuutta uudessa tilanteessa tarkasteltaisiin kokonaisuutena. Tyypillisiä tällaisia virheitä ovat vanhojen varastokäyttöön

ksäännönmukaisuuksia liittyen vaurioiden syntymiseen ja aiheuttajiin. Jotkin Case-

pauksista ovat sellaisia, joissa ei ole maanvaraisissa alapohjarakenteissa havaittu osteusongelmia, vaan ne on tutkittu samalla kun koko rakennuksen vauriokartoitus on hty tai kartoituksen tilaaja on halunnut selvittää maanvaraisen alapohjarakenteen osteustilan sen toiminnan riskien kartoittamiseksi. Näistä tapauksista on saatu rvokasta tietoa erilaisten maanvaraisten alapohjarakenteiden ’normaalista’ lämpötila- kosteuskentästä.

ase-tapauksista on saatu kosteusvauriokartoitusraportit, joiden pohjalta kustakin pauksesta on laadittu vauriokortti (liite 1). Vauriokortissa esitetään mahdollisimman rkasti saadun aineiston pohjalta tutkitun rakennuksen yleistiedot, kuten ikä, äyttötarkoitus, koko, korjaushistoria, tutkittu alapohjarakenne ja sen rakennekerrokset, hdyt lämpötila- ja kosteustutkimukset tuloksineen sekä todennäköisin vaurion

iheuttaja.

osteusvauriotapausten analysointia vaikeuttaa yleisesti vaurioluokittelun puute. osteusvauriot voivat johtua useista erilaisista rakenteellisista, olosuhde- ym. syistä. ästä syystä aluksi esitelläänkin kehitetty yleinen alapohjarakenteiden vaurioluokittelu, ta käytetään apuna Case-tapausten analysoinnissa.

6.1.1 Maanvaraisten alapohjarakenteiden kosteusvaurioiden luokittelu

taktekaja Ctataktea KKTjo

Alapohjarakenteissa kosteusvaurioita yleisimmät aiheuttavat syyt voidaan jaotella seuraavasti:

itteluun liittyvät syyt

89

tarkoitettujen kellaritilojen ottaminen asuinkäyttöön tai esimerkiksi

• Kunnossapitoon ja olosuhteisiin liittyvät syyt a johtaneet liiallisiin,

rakenteiden kosteudensietokyvyn ylittäviin rasituksiin tai kunnossapidon laiminlyönnistä johtuva lisääntynyt kosteusrasitus. Tyypillisiä odottamattomia

lärakennuksia, sairaaloita yms. Tämä johtunee osaltaan siitä, että tkitut vauriotapaukset on saatu kaupunkien kiinteistöistä vastaavilta organisaatioilta

. Tutkitut kosteusvauriotapaukset.

Tapauksia

luokkatiloiksi.

Odottamattomista olosuhteista aiheutunut vaurio, jotk

vaurioita aiheuttavat erilaiset putkivuodot ja tulipalojen sammutusvedet sekä myös runsas veden käyttö siivotessa. Yleisiä kunnossapitovirheitä ovat salaojien toimimattomuus ja sadevesiviemäröinnin toimimattomuus.

6.1.2 Tutkitut vauriotapaukset Suurin osa tutkituista vauriotapauksista (Taulukko 6.1) on julkisia rakennuksia, kouluja, päiväkoteja, myymätutai kosteusvauriokartoituksia pääasiassa julkisille tahoille tekeviltä tutkimuslaitoksista ja yrityksiltä. Osaltaan syynä voi olla myös, että pientaloissa alapohjien kosteusvauriot ovat jossakin määrin harvinaisempia kuin julkisissa, pinta-alaltaan suurissa rakennuksissa.

Taulukko 6.1

kpl % Päiväkodit 4 15,4 Muut terv.huolto- ja sos.rakennukset 2 7,7 Urheilu- ja kuntoilu-rakennukset 2 7,7 Opetusrakennukset 11 42,3 Teollisuusrakennukset 1 3,8 Myymälärakennukset 1 3,8 Muut rakennukset:

-

2 7,7 - museo

kirjasto ot 3 11,5 sä 26 100

RivitalYhteen

6.1.3 Vauriotapausten analysointi Erä klämmöpuuttuvjolloin aen tiivistymisriskin tai yksittäisen rakenneosan, yleensä lattiapinnoitteen alapinnan, kriittisen kosteusilmentyvaihdet Toinensijoittaminen väärään paikkaan. Nykyisin alapohjarakenteeseen ei suositella

s eskeisimmistä rakenteellisista syistä, joka aiheuttaa kosteusvauriota on neristeen puuttuminen. Puutteellinen lämmöneristävyydeltään riittämätön tai a lämmöneriste aiheuttaa alapohjarakenteen alapuolisen maan lämpenemistä, ylöspäin suuntautuva diffuusiovirta kasvaa aiheutt

pitoisuuden ylittymisriskin. Näissä tapauksissa tyypillisimmillään ongelmia on nyt korjausten ja saneerausten yhteydessä, joissa läpäisevämpi pinnoite on tu tiiviimpään.

selkeä rakenteellinen kosteusvaurioita aiheuttava syy on höyrynsulun

90

asennerakenn isvaiheessa ja mahdollisen vesivahingon sattuessa alaspäin ja y lku estää rakenteen kuivumisen mokuivumlaattaanalapuol Useissaei mu leva kosteusrasitus muodostuu kapillaarisesti vetenä nousevasta kosteudesta yhdistettynä useissa tap esihöyryn diffuusioon.

ttavaksi lainkaan höyrynsulkua, koska rakenteen kosteusvirta vaihtelee ollen uskosteuden poistum

leensä tasapainopainovaiheessa ylöspäin. Höyrynsulempiin suuntiin ja tapauksissa joissa myös pintarakenne on tiivis rakenne ei pääse

aan lainkaan. Erityisen ongelmallinen höyrynsulku on tapauksessa, jossa pääsee vettä esimerkiksi putkivuodon seurauksena. Mikäli rakenteeseen laatan elle on asennettu höyrynsulku, vuotovesi jää höyrynsulun päälle.

vauriotapauksissa alapohjarakenteen täyttö-, salaojitus- tai kapillaarikatkokerros dosta kunnollista kapillaarikatkoa, jolloin maasta tuo

auksissa kosteasta maasta nousevaan v Useissa tutkituissa case–tapauksissa pohjamaan kosteustuottoa lisää rakennusta ympäröivän salaojituksen puutteellisuus tai heikko toimivuus.

Taulukko 6.2 Vauriotapausten alapohjarakenteiden yleisimmät rakenteelliset puutteet. Useissa tapauksissa useita puutteita.

Rakenteellinen puute Tapauksia, lkm Tapauksia, % Lämmöneristeen puuttuminen tai liian vähän

10 34,5

Kapillaarikatkon (sorastus) puuttuminen 11 37,9 Höyrynsulku rakenteessa 27,6 8 Yhteensä 100 29 Alapohjarakenteiden kosteusvaurioiden yleisimmät aiheuttajat tutkituissa

vauriotapauksista on nähtävissä useitakin todennäköisiä iheuttajia, jotka yh sä ov ylittäneet rakenteen

n. Mikä todennäköisistä ongelman aiheuttajista on merkittävin on ma

a vauriotapauksissa todennäköiset vaurion aiheuttajat jaoteltuna luvun 6.1.1 :

0% vauriotapauksista. Yleensä rakenne on

toimimaton nykytietämyksen mukaan tai rakenne ei vastaa suunnitelmia.

vauriotapauksissa Suurimmassa osassa kosteusongelmien a des at kosteudensietokyvy

hdotonta arvioida.

Tutkituissmukaisesti

o Suunnitteluun liittyvät syyt: noin 8

o Rakentamiseen liittyvät syyt: noin 15% vauriotapauksista. Yleensä rakenne on pinnoitettu liian aikaisin.

o Korjaamiseen liittyvät syyt: noin 35% vauriotapauksista. Yleensä rakenne on korjattu tietämättä ongelmien syitä ja aiheutettu uusia vaurioita.

o Kunnossapitoon ja olosuhteisiin liittyvät syyt: noin 30% vauriotapauksista. Tyypillisiä ovat erilaiset putkivuodot ja salaojituksen toimimattomuus.

91

7 ALAPOHJARAKENTEITA SUOMESSA SÄÄTELEVÄT NORMIT JA OHJEET

Seuraavaan on koottu lyhyesti keskeisimmät maanvaraisiin alapohjarakenteisiin liittyvät tällä hetkellä voimassa olevat määräykset ja ohjeet eri lähteistä.

7.1 Rakennusmääräyskokoelman osa C2 (Kosteus. Määräykset ja ohjeet 1998.)

n lisäksi rakenteen on rvittaessa kyettävä kuivumaan haittaa aiheuttamatta.

en katkaisemiseksi ja

maanpinnasta en johtamiseksi pois perustusten vierestä ja rakennuksen alta. Lisäksi annetaan ohjeita salaojituskerroksena käytettävästä

uskerros voidaan tehdä äisevä sta istä, pestystä elistä tai muusta aalista,

vastaavat vedenläpäisevyysominaisuudet ja joka kestää asennus- ja käyttöolojen

en maanvastaisen lattian yläpinnan tulee C2:n määräyksen an olla ähintään 0,3 m rakennuksen ulkopuolella olevan maanpinnan yläpuolella. Tästä

ämmöneristys sijoitetaan kokonaan tai pääosin pohjalaatan alle ja ttiarakenteen alle levitetään vähintään 0,2 m paksu kosteuden kapillaarisen nousun

eden- ja kosteudeneristysohjeet RIL 107-2000

semat rakennusten veden- ja kosteudeneristysohjeet /27 sisältävät C2:n ääräykset ja sitä täydentävät suositukset. Julkaisussa annetaan esimerkiksi

hjsala Suohuomio iden valinnassa pinta-alaltaan suurissa alapohjissa, joisrak Maanvaraisissa lattioissa suositellaan käytettäväksi salaojituskerroksen ja betonilaatan välissä läm

Rakennusmääräyskokoelman osan C2 /33/ mukaan rakenteet on tehtävä siten, ettei sisäisistä ja ulkoisista kosteuslähteistä peräisin oleva vesihöyry, vesi tai lumi haitallisesti tunkeudu rakenteisiin ja rakennuksen sisätiloihin. Seta Rakennuspohja on salaojitettava veden kapillaarivirtaukspohjavedenpinnan pitämiseksi riittävällä etäisyydellä lattiasta tai ryömintätilan

sekä maahan imeytyvien pintavesi

materiaalista. Salaojit vettä hyvin läp stä tasarakeiseseulotusta luonnonkiviaineksesta, sepeljolla on

sing materi

rasitukset. Rakennuks mukavvoidaan poiketa erityisestä syystä vähäisessä määrin. Lisäksi annetaan ohjeita, joiden mukaan alapohjan llakatkaiseva kerros kuten sepeli- tai pesty singelikerros. Ohjeen mukaan höyrynsulun tarve suunnitellaan tapauskohtaisesti ottaen huomioon betonilaatan kuivumismahdollisuus.

.2 Rakennusten v7 RIL:n julkaimo eita/suosituksia rakennuspaikan salaojituksesta: salaojituskerroksista ja

ojaputkien sijainnista.

situsten mukaan vesihöyryn kulkeutumisen mahdollisuus maapohjasta ylöspäin on itava lattian pintarakente

sa maapohjan lämpötila on lähellä maanvaraisen betonilaatan lämpötilaa ja ennuksissa, joissa maanvaraisen laatan alla kulkee lämpöputkia.

möneristettä kauttaaltaan koko alapohjan alueella.

92

7.3 nnusohjeet RIL 121-1988

uksen tiloihin keräydy vettä eikä alapohjarakenteisiin tai muihin vastaaviin rakenteisiin synny kosteusvaurioita. Rak a

IL 126: Rakennusten ja tonttialueiden kuivatus.

käsitellään sekä rakennuspohjan

jat niitä ympäröivine rakenteineen tarvittaessa pumppausta ja painejohtoa apuna käyttäen

sisäilman kosteudesta ja tiivistymisestä tai sisäisistä kosteuslähteistä aiheutuvien kosteushaittojen torjuminen) toimenpiteitä.

hjeessa esitetään salaojitusmateriaaleina käytettävät ohjealueiden 1 ja 2 soran

sevää.

ksuuden olla vähintään 200 mm. Pohjamaa salaojituskerroksen alla tasoitetaan ja tehdään salaojiin päin kaltevaksi pääpiirtein kaltevuuteen 1:100.

Pohjarake

Pohjarakennusohjeiden /28/ rakennuspohjan pysyvää kuivatusta käsittelevän osan mukaan rakennuspohja on pidettävä kuivana siten, ettei rakenn

ennuspaikan salaojituksen suunnittelu ja rakentaminen esitetään tarkemmin ohjeissR

7.4 Rakennusten ja tonttialueiden kuivatus RIL 126-1979

akennusten ja tonttialueiden kuivatus–ohjeissa /29// Rkuivatustarvetta että salaojituskerroksessa käytettävien materiaalien laatuvaatimuksia. Rakennuspohjan kuivanapitämiseen esitetään seuraavat vaihtoehtoiset menettelytavat tai niiden yhdistelmä: • Ei mitään kuivatustoimenpiteitä • Sorakerros maanvaraisen lattian alle katkaisemassa pohjaveden kapillaarinen

nousu • Salao

• Vesien kokoaminen läpäisevien sora- tai sepelikerrosten avulla kaivoihin tai muihin vedenkeräyslaitteisiin

• Vedenpaineen eristys. Kuivatustoimenpiteillä voidaan vain säädellä maassa ja maan pinnalla liikkuvan veden kulkua ja katkaista kapillaarinousu, joiden lisäksi tarvitaan erilaisia rakenteellisia (esimerkiksi ulko- ja

Orakeisuuskäyräraja (kuva 7.1). Ohjeen mukaan maanvaraisten lattioiden alle ja perusmuurin tai sokkelipalkin vierellä välittömään kosketukseen ja yhteyteen salaojaputkiston kanssa tehdään salaojituskerros. Salaojituskerroksen tehtävänä on koota ja johtaa vedet salaojaputkistoon. Salaojituskerros voidaan jättää pois jos maaperä

n erittäin hyvin vettä läpäio Ohjeen mukaan salaojituskerroksen tehtävänä on myös katkaista kapillaarinen veden nousu. Salaojituskerroksen on siksi oltava paksumpi kuin materiaalin kapillaarinen nousukorkeus. Lisäksi on korkeutta varattava riittävästi veden virtaukselle salaojiin päin. Maanvaraisen lattian alla tulee salaojituskerroksen pa

93

Kuvassa 7.1 on esitetty ohjeen /29/ antamat ohjealueet salaojituskerroksen materiaalin rakeisuudelle. Ohjeen mukaan ohjealueen 1 soraa tulee käyttää silloin, kun

jit en kertyvä vesi salaojiin sekä lisäksi atkaista kapillaarinen vedennousu, eli silloin, kun pohjavesi ainakin ajoittain saattaa

Kuva oksen rakeisuusalueet.

eisuuskäyrän tulee kulkea tällä alueella, jos pohjaveden

2.0 mm, 90 % läpäisy välillä 3 ... 12 mm.

eisimpiä asuin-, toimisto-, ike- ja teollisuusrakennusten alapohjarakenteita. Kantavia alapohjarakenteita on 6,

70 mm solupolystyreeni (λn=0,037 W/mK) • 50 mm solupolystyreeni, reuna-alueella 100 mm (λ =0,041 W/mK)

salao uskerroksen tehtävänä on johtaa siihknousta kerrokseen tai sivuilta voi virrata runsaasti vettä täyttökerroksiin. Ohjealueen 2 soraa voidaan käyttää silloin, kun pohjavesi on selvästi kuivatustason alapuolella eikä suuria vesimääriä ole odotettavissa.


100 0.00 0.002 0.006 0.02 0.074 0.125 0.25 0.5 1

7.1 Salaojituskerr

1 Käytettävän soran rakpintaa lasketaan tai vettä saattaa runsaasti virrata sivuilta täyttökerroksiin. Alle 1 mm rakeita saa olla korkeintaan 5 %.

2 Normaalitapauksissa pohjaveden pinnan yläpuolella salaojituskerroksessa käytettävän materiaalin rakeisuusalue. 10 % läpäisy välillä 0.5 ...

7.5 RT-kortiston mallit Rakennustietosäätiön ohjetiedosto /30/ esittelee erilaisia yllijoista 4 on laatan alapuolisella lämmöneristeellä eristetty, 1 laatan yläpuolisella eristetty ja 1 lämpöeristämätön. Laatan yläpuolisella lämmöneristeellä eristetty on pien- ja rivitaloihin tarkoitettu puulattia. Lämmöneristeenä laatan alla voidaan käyttää:

•

n

• 150 mm kevytsora (ks-31), reuna-alueella 250 mm.

9%0

30

0.0006 06 0.02 32 0.074 0.125 0.25 0.5 1 2 4 8 16 64

LÄPÄ

ISY

%

06 32 2 4 8 16 64

80

70

60

50

40

20

10

0.002 0.0

1

2

94

Pintarakenteen valinnasta lämpöeristettyihin alapohjiin on annettu seuraava huomautus: ”Mikäli pintamateriaali on vesihöyryntiivis, on betonin rakennekosteuden oltava poistunut ennen pintamateriaalin asennusta. Enimmäiskosteuspitoisuudet pintamateriaalin valmistajan ohjeiden mukaan.” Huomautusta ei ole lämpöeristämättömässä alapohjarakenteessa. Ks

aikissa rakennevaihtoehdoissa rakenteen alla on 200 mm:n koneellisesti tiivistetty alaojituskerros.

arsinaista lämmöneristystä käytetäänkin usein vain laatan reuna-alueella.”

iaan kapillaarisesti pyrkivän

lämm200 m istu, ei laatan alla tavallisesti käytettävällä muovikelmulla ole enää kosteudeneristyksen kannalta sanottavasti merkitystä, vaan

epätasepäed ttian pinnoite tai pintamateriaali on tiivis, suositellaan äytettäväksi lattian alla lämmöneristystä ja esim. sitkeätä suojapaperia.”

abetonin kosteuden enimmäisarvot päällystettäessä

rilaisilla materiaaleilla.

7.6 Muiden ohjeistojen maanvaraisia lattiarakenteita käsittelevät ohjeet

Betonilattiat 2000 /2/ Betonilattioiden luokittelua, suunnittelua, rakentamista ja päällystämistä käsittelevässä ohjeessa esitetään maanvaraisista laatoista kaksi perustyyppiä: Maanvarainen laatta (lämpöeristämätön) sora-alustalla, jolloin pinnoitteena ei käytetä tiivistä pinnoitetta ja lämpöeristetty maanvarainen laatta sora-alustalla, jossa tiivistä pinnoitetta käytettäessä ei laatan alle asenneta muovikelmua. Lämmöneristyksestä maanvaraisessa laatassa esitetään seuraavaa: ”Lämpöteknisesti lämpöeristys voidaan sijoittaa joko laatan ylä- tai alapuolelle, mutta kosteustekninen toiminta puoltaa selvästi alapuolista lämmöneristystä. Laajoilla lattiapinnoilla v

Kosteudeneristyksestä esitetään seuraavaa: ”Maaperästä lattkosteuden kulku katkaistaan betonilaatan alapuolisella sorakerroksella tai

öneristeellä. Lattian alla olevan salaojituskerroksen paksuuden tulee olla vähintään m. Kun kapillaarinen yhteys on katka

käyttötarkoitus on vähentää laatan ja sen alustan välistä kitkaa. Laatan hidastuneen ja aisen kuivumisen kannalta tiivis muovikalvo laatan alla on suorastaan ullinen. Jos maanvaraisen la

k

Ohjeessa esitetään myös lattie

95

8 MAANVASTAISILLE ALAPOHJARAKENTEILLE ASETETTAVAT

8.1.1 Lämpö- ja kosteusteknisen mitoituksen reunaehdot

pohjarakenteen yläpinnassa vallitsevat rakennuksen sisälämpötila ja nuksen

töt tila on ypillisesti +19…+22 °C. Sisäilman suhteellinen kosteus riippuu tilan

ympäröivän ulkoilman suhteellisesta kosteudesta, tilan osteustuotosta ja ilmanvaihdon tehokkuudesta. Toimisto- ja asuinrakennusten

aikuttaa ulkolämpötila. Maanvaraisen alapohjan mpötilaan vaikuttaa ensisijaisesti rakennuksen lämpötila ja alapohjarakenteen läpi

mpötila on sein +12…15 °C. Lämpöeristämättömissä alapohjissa maapohjan lämpötila voi nousta

va kosteus on lapohjarakenteen toimivuuden tarkastelussa ensisijalla. Alapohjarakenteen alla olevan

• Rakennusaikana maa-aines on hyvinkin kosteaa (RH 100%) ja sen ainoa mahdollinen kuivumissuunta on alaspäin, jossa on kosteuskyllästynyttä maata (kuivuminen lähes mahdotonta).

• Rakenteessa oleva rakennusaikainen kosteus poistuu osin maa-ainekseen (maa-aineksen läpi).

• Maa-aines on huokosverkostonsa kautta yhteydessä pohjaveteen.

• Kapillaarivoimat, erityisesti vaakasuuntainen kapillaarinen veden kulkeutuminen voi ajoittain kuljettaa lisää kosteutta kerrokseen.

KOSTEUSTEKNISET VAATIMUKSET

8.1 Rakenteellinen toimivuus

Maanvaraisen alailman suhteellinen kosteus. Rakennuksen sisälämpötila riippuu rakenkäyt arkoituksesta, toimisto- ja asuinkäytössä olevan rakennuksen sisälämpötykäyttötarkoituksesta, ksisäilman suhteellinen kosteus vaihtelee normaalisti RH 25…60%, ollen suurin kesällä. Maanvaraisen alapohjarakenteen alapuoli on kosketuksissa kostean maan kanssa. Syvällä olevan häiriintymättömän maan lämpötila on lähellä pohjaveden lämpötilaa, +5…7 °C. Pintamaan lämpötilaan vlävirtaavan lämpövuon suuruus. Lämpövuo on sitä suurempi mitä pienempi on alapohjarakenteen lämmönvastus. Alapohjan läpi virtaava lämpövuo lämmittää rakenteen alapuolista maata aina jonkin verran. Tavanomaisissa lämpöeristetyissä rakenteissa, joissa eristepaksuus 50...100 mm, alapuolisen pohjamaan läulähelle sisäilman lämpötilaa. Maanpohjan lämpötilan nousua voi kasvattaa myös maassa kulkevat lämpöeristämättömät putket. Maanvaraisen alapohjarakenteen lämpö- ja kosteusteknisissä tarkasteluissa maanpohjan lämpötilaksi tulisi olettaa vähintään +15°C. Sen lisäksi pitäisi tutkia kuinka tätä korkeampi lämpötila (+16…+19 °C) vaikuttaa rakenteen toimivuuteen. Maanvaraisten alapohjarakenteiden kosteusteknisessä suunnittelussa tulee lähtökohtana olla, että rakenne on suunniteltu ja rakennettu siten, ettei maasta voi kapillaarisesti nousta kosteutta rakenteeseen. Siten maapohjassa vesihöyrymuodossa oleamaapohjan huokosilman suhteellisen kosteuden voidaan olettaa olevan RH 100%, koska:

96

Hygroskooppinen tasapainokosteus RH 100%:n suhteellisessa kosteudessa tarkoittaa kos s :n kosteut

8.1.2 Rakenteen lämpötila- ja kosteusolosuhteet eri rakennusvaiheissa

aanvaraisen alapohjarakenteen lämpö- ja kosteustekninen toiminta vaihtelee suuresti

. Vauriotilanne: rakenteeseen kohdistuu ylimääräinen kosteusrasitus, esimerkiksi

osia.

rynvastuksista. Yleisinvesiputkissa. Osa laattaan vuotavasta vedestä valuu painovoimaisesti alempiin rakennekerroksiin ja maapohjaan, mikäli rakenteessa ei ole höyrynsulkua. Osa vedestä sitovesihöyryn diffuusiona joko ylös- tai alaspäin riippuen rakenteen ylä- ja alapuolisista ves y Makosteut een kuivuminen n mahdollista kaikissa olosuhteissa.

teu pitoisuutena maamateriaalin rakeisuudesta riippuen 0,5…2,0 paino-%ta.

Mrakenteen elinkaaren aikana. Lämpö- ja kosteusteknisessä suunnittelussa täytyy tarkastella ainakin seuraavia tilanteita:

1. Rakenteen kuivumisvaihe: rakenteesta poistuu rakennusaikaista kosteutta ja kosteuslähde on rakenteen sisällä.

2. Käyttötila: rakenteessa ovat tasaiset lämpötila- ja kosteusolosuhteet ja kosteusrasitus riippuu rakennetta ympäröivistä lämpö- ja kosteusolosuhteista.

3putkivuodon seurauksena.

Rakenteen kuivumisvaiheen alussa ennen kuin rakenne on pinnoitettu rakenteesta poistuu ylimääräistä vettä, rakennuskosteutta alempiin materiaalikerroksiin ja maapohjaan painovoiman vaikutuksesta, mikäli rakenteessa ei ole höyrynsulkua ja vesihöyrynä haihtumalla ylöspäin ja diffuusiolla alaspäin. Riippuen pinnoitteen vesihöyrynvastuksesta pinnoittamisen jälkeen ylöspäin tapahtuva haihtuminen pienenee tai lähes kokonaan loppuu. Tällöin rakenteen kuivuminen jatkuu alaspäin. Vähitellen rakenteen painovoimainen kuivuminen lakkaa vapaan veden loppuessa. Riippuen maapohjan lämpötilasta rakentamisajankohtana ja rakenteen lämmönvastuksesta rakenteen alapuolinen maapohja alkaa lämmetä, jolloin vesihöyryn diffuusion suunta muuttuu alhaalta ylöspäin. Rakenteen kosteuden tasaantumisvaihe riippuu rakenteen eri puolilla vaikuttavista olosuhteista, rakennevalinnoista ja poistuvan kosteuden määrästä ja kestää yleensä useita vu Tyypillisesti tilanteessa, jossa maanvarainen alapohjarakenne on saavuttanut lämpötila- ja kosteustasapainonsa maapohjan lämpötila on niin korkea, että maapohjan vesihöyryn osapaine on suurempi kuin sisäilman vesihöyryn osapaine. Tällöin vesihöyryn diffuusion suunta on alhaalta ylöspäin. Rakenteen kosteustekninen toiminta tässä tilanteessa riippuu vesihöyryn osapaineiden erosta, rakennevalinnoista ja rakenneosien vesihöy

vauriotilanne maanvaraisissa alapohjissa on putkivuoto laatassa kulkevissa

utuu rakenteisiin ja huokosilman RH nousee 100%, josta se poistuu pikkuhiljaa

ihö ryn osapaineista ja rakenneosien diffuusiovastuksista.

anvarainen alapohjarakenne tulee olla sellainen, että rakenteeseen ei tiivisty ta tai rakenneosien kriittinen kosteuspitoisuus ei ylity sekä rakent

o

97

8.1.3 Rakenteille sallitut kosteusolosuhteet Rakennusmateriaaleissa homeen kasvun alkamisriski riippuu materiaalin

osteuspitoisuudesta, suhteellisesta kosteudesta RH ja lämpötilasta kuvan 8.1 mukaisesti /22/.

lähes 100%:n suhteellinen kosteus on merkki osteusvauriosta ja se vaatisi korjaustoimia. Tarkempia kriittisen kosteuden arvoja on

steuspitoisuuksia /13/.

k

Kuva 8.1 Homeen kasvun riski eri olosuhteissa /22/.

Määriteltäessä maanvaraisen rakenteen rakenneosien kriittisiä kosteuspitoisuuksia tulee ottaa huomioon myös mikä on rakenteen ’normaali’ kosteuspitoisuus ja onko kriittisen kosteuspitoisuuden ylittymisellä ja siihen mahdollisesti liittyvällä homekasvulla vaikutusta rakennuksen sisäilmaan. Yleisin väärä tulkinta on, että maanvaraisen alla olevan maapohjan korkea,

0,2

070 80 90 100 % suhteellinen kosteus, RH

kmääritelty lattiapinnoitemateriaaleille pinnoittamisvaiheessa (taulukko 8.1) /13/. Arvot on määritelty lattian pinnoittamiskriteereiksi, mutta niitä voidaan pitää myös ohjeellisina kriittisinä kosteuspitoisuuksina kosteusteknisessä suunnittelussa ja korjausten suunnittelussa.

Taulukko 8.1 Lattiapinnoitemateriaaleille määriteltyjä kriittisiä ko

Materiaali Kriittinen kosteuspitoisuus, RH %

Puu ja puupohjaiset materiaalit 80% Muovimatot, joiden alapinnalla homeenkasvu mahdollista

80%

Liimatut lattiapäällysteet: - pitkäaikainen (yli 6 kk) kosteusrasitus

90%

- lyhytaikainen kosteusrasitus 95% Korkkilaatat 80 Tasoitteet*, kosteussulut, keraamiset laatat lähes 100%

*Pinnoittamiskriteeri tasoitteille lähes 100%, kriittinen kosteuspitoisuus vaihtelee materiaaleittain suuresti 80…lähes 100%, alhaisin orgaanisilla tasoitteilla.

1,0Riski

0,8

0,6

0,4

+20 oC+0...8 oC

+0 oC

Homeen kasvun riski eri olosuhteissa

98

8.2 Lämmöneristävyys

Maanvaraisen alapohjan lämmöneristyksen alkuperäinen tehtävä on vähentää rakennuksesta maahan johtuvaa lämpöenergiavirtaa ja siten rakennuksen lämmitysenergian kulutusta. Kosteusteknisesti lämmöneristyksellä on myös toinen

inen. Vesihöyryn diffuusion n vesihöyryn osapaine-ero.

n kuin rakenteen öneristävyydestä. on maapohjan

aapohjasta ylöspäin

ssa tulee olla pötilaero.

öneristyksen riittävyyden

K valintakäyrästö.

tärkeä tehtävä: vesihöyryn diffuusiovirran vähentämpotentiaalina ovat alapohjarakenteen ylä- ja alapuoleVesihöyryn osapaineista rakenteen alapuolinen osapaine on enemmäyläpuolinen osapaine riippuen ensisijaisesti alapohjarakenteen lämmMitä lämpimämpi alapohjarakenteen lämpötila on, sitä suurempivesihöyryn osapaine ja siten rakenteen eri puolilla oleva potentiaaliero ja diffuusiovirta. Maapohjan lämmetessä rakenteen eri puolilla olevat vesihöyryn osapaineet muodostuvat sellaisiksi, että diffuusiovirta rakenteessa on msisätilaan. Ruotsalaistutkimusten /14/ mukaan maanvaraisessa alapohjarakenteelämmöneristettä niin paljon, että eristeen eri puolille muodostuu 2…3 °C lämLämmöneristeen paksuuden valintaan ja alapohjan lämmtarkistamiseen voi käyttää apuna kuvan 8.2 käyrästöä /14/.

U0

1,0 L = rakennuksen pituus (m)

0,9B = rakennuksen levys (m)T = lämpötila maassa, eris

0,8

0,7

0,6

0,5

0,4

0,3

L/B= 8

L/B= 1,5 L/B= 2,0

L/B= 1,0

T1 = sisälämpötila (oC), vuoden keskiarvoT0= ulkolämpötila (oC), vuoden keskiarvoU0 = dimensioton lämpötila (0 < U0 > 1) rakennuksen keskellä = (Tj - T0) / (T1 - T0)d = ekvivalentti maan paksuus (m) = (d i λ) /λ i d i= eristeen paksuus ja λ i = eristeen lämmönjohtavuus λ = maan lämmönjohtavuus (W/m oC)Ri = sisäilman ja maan välinen lämmönvastus (m2 oC/W) = n d i / λ i

0,2

uva 8.2. Alapohjan lämmöneristyksen

0 0,3 0,6 0,9 0

1,2 1,5 1,8 2,1 2,4 3,0 d/B

2,7

0,1

sim. 15x10 m rakennus, sisälämpötila +20 0C, lämmöne Maan läm

ja λ =

L/B= 15 /10=1,5 d 0,1*1,5) /0,039 = 3,85 m d/B=3,85/1,0=3,85 > ∆T=(1-0,055)*(20-8)= 5,4 0C

j teen alapinnassa (oC)

E risteen paksuus 100 mm i 0,039 W/m2 0C. mönjohtavuus λ=1,5W/m2 0C. =( käyrästöstä U0=0,055

∆T= (1 - U0)*(T1 - T0)

99

Optimaalinen lämmöneristyspaksuus:

alle.

Maanvaraisen alapohjarakenteen kosteustekniikan kannalta olisi parempi jo

osteutta tai pintarakenteen tai kiinnitysmateriaalin kriittinen kosteuspitoisuus ylittyy. intamateriaalin merkitys rakenteen toiminnalle on suuri. Pinnoitteen alapinnan

n sihöyryn osapaine-eron

Suomen Rakentamismääräyskokoelman osan C3 /33/ määräyksen mukaan maata vasten olevan alapohjan lämmönläpäisykerroin, U-arvo 6 metrin levyisellä reuna-alueella ei saa ylittää 0,36 (W/m2 K). Uusissa C3-määräyksissä raja-arvo tulee olemaan 0,25. Kyseinen lämmönläpäisykerroin saavutetaan keskimäärin 100 mm polystyreenikerroksella (λ=0,041 W/m °C). Tämä määräys perustuu energiankulutuksen minimoimiseen lämpövuota pienentämällä. Energiankulutuksen kannalta rakennuksen keskialueelle ei tarvita lämmöneristettä, koska siellä lämpövuo eli pohjamaan lämpötilan ja sisälämpötilan ero on pienempi. Rakenteen kosteusteknisen käyttäytymisen kannalta juuri tämä pieni lämpötilaero on epäedullinen. Rakenteen vesihöyryn diffuusiokäyttäytymisen kannalta lämmöneriste tulee asentaa kauttaaltaan peruslaatan Suomen Rakentamismääräyskokoelman osan C2 /33/ ohjeen mukaan lämmöneristys tulee sijoittaa kokonaan tai pääosin pohjalaatan alle. Tällöin pohjalaatan olosuhteet ovat lämpimämmät ja kuivemmat kuin jos lämmöneriste olisi pohjalaatan yläpuolella.

lämmöneristeellä olisi hyvän lämmöneristävyyden lisäksi myös pieni vesihöyrynläpäisevyys. Tällöin pohjalaatan kosteusolosuhteet ovat kuivemmat, samoin lämpötila on lähempänä sisälämpötilaa. Jos tarkastellaan tavanomaista betonilaatan alapuolelta lämpöeristettyä rakennetta varioiden lämmöneristysmateriaalia voidaan todeta kuvan 8.3 mukaisesti, että polystyreenieristeisen alapohjarakenteen pintarakenteen alapinnan suhteellinen kosteus on 5…10 %-yksikköä alhaisempi kuin mineraalivillaeristeisen. Molemmilla eristeillä on sama lämmönvastus, mutta polystyreenin vesihöyrynvastus on noin 70-kertainen verrattuna mineraalivillan vesihöyrynvastukseen. Lisäksi polystyreenieristeisessä rakenteessa rajalämpötila, jossa eristeeseen alkaa tiivistyä kosteutta on korkeampi, läpäisevillä pintarakenteilla n. 5 ºC ja tiiviillä pintarakenteella n. 1 ºC korkeampi.

8.3 Höyrynsulku

Koska maanvaraisen alapohjarakenteen kosteusvirran suunta vaihtelee rakenteen elinkaaren (rakennusvaihe, käyttötila ja mahdollinen vauriotila) aikana alapohjarakenteeseen ei tule asentaa höyrynsulku mihinkään kohtaan.

8.4 Pinnoitteen vesihöyrynläpäisevyys

Yleisimmin maanvaraisen alapohjarakenteen kosteusvauriot ilmenevät pintarakenteen irtoamisena, kuplimisena tai värimuutoksina kun pintarakenteen alapintaan tiivistyy kPsuhteelline kosteus kasvaa diffuusiopotentiaalin eli ve

100

kasvaessa. Samoin pinnoitteen alapinnan suhteellinen kosteus kasvaa pinnoitteen esihöyrynläpäisevyyden pienentyessä.

evyydet yleisimmillä alapohjarakenteilla

Tarkasteltaessa erilaisten RT-ohjekorttien mukaisten alapohjarakenteiden osteuskäyttäytymistä läpäisevillä ja tiiviillä pinnoitteilla voidaan todeta (Kuva 8.4):

• lämpöeristetyt alapohjat (AP 201, AP 205 ja AP 206): tiiviillä pinnoitteella rajalämpötila, jossa rakenteisiin alkaa tiivistyä kosteutta tai pintarakenteen

ä kriittisen kosteuden (RH 85%) on noin +19 ºC. Läpäisevillä pintarakenteilla rajalämpötila on korkeampi.

v

Kuva 8.3. Lämmöneristeen vesihöyrynläpäisevyyden vaikutus alapohjarakenteen kosteusolosuhteisiin.

Pintarakenteet voidaan vesihöyrynläpäisevyysominaisuuksiensa mukaan jakaa karkeasti läpäiseviin pinnoitteisiin ja tiiviisiin pinnoitteisiin. Läpäiseviä pinnoitteita ovat sellaiset, joiden vesihöyrynvastus on keskimäärin 50 *109 m2sPa/kg (alle 400* 103 s/m). Tiiviinä voidaan pitää pinnoitteita, joiden vesihöyrynvastus on keskimäärin 150…180*109 m2sPa/kg (1100…1400 103 s/m).

Optimaaliset pinnoitteen vesihöyrynläpäis

k

• lämpöeristetyt alapohjat (AP 201, AP 205 ja AP 206): mitä enemmän on eristettä eli mitä suurempi on lämmönvastus sitä alhaisempi on pintarakenteen alapinnan suhteellinen kosteus.

alapinnan suhteellinen kosteus ylittä

• lämpöeristämätön alapohja (AP 204): rakenne toimii eli pintarakenteen alapinnan suhteellinen kosteus ei ylitä kriittistä kosteutta vain käytettäessä läpäiseviä pintarakenteita.

100 95 90 85 80 75 70 65ke

ntee

n al

apin

nass

a

60

Maapohjan lämpötila, oC

Suht

eelli

nen

kost

eus

RH

(%)

55 50

12 14 16 18 20 22 24

pint

ara

Zpinta= 180 *109 m2 s Pa/kgZpinta= 50 *109 m2 s Pa/kg

Z = 20 *109 m2 s Pa/kg

pintarakenteen alapinnan suhteelliseen kosteuteen

pinta

Lämmöneristeen vesihöyrynläpäisevyyden vaikutus

Polystyreenieriste Mineraalivillaeriste

Vesihöyrynvastustensuhde n. 1:70

101

Suht

eelli

nen

kost

eus

RH

(%)

pint

arak

ente

en a

lapi

nnas

sa

12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24


95

90

85

80

75

70

65

60

55

50

100

X

AP 201: tasausbetoni 20 betonilaatta 150 polystyreeni 70 (l= 0,037)AP 204: betonilaatta 80 lämpöeristämAP 205: betonilaatta 80 polystyreeni 50 (l= 0,041)AP 206: betonilaatta 18 kevytsora 150 m (l= 0,12)

X

XX

XXXX

XX

Pintarakenteen alapinnan kosteus eri rakenteilla kunpintarakenteen vesihöyrynvastus 180*109 m2 s Pa/kg

(1333*103 s/m)

100

Pintarakenteen alapinnan kosteus eri rakenteilla kunpintarakenteen vesihöyrynvastus 50*109 m2 s Pa/kg

(370*103 s/m)ee

lln

teu

aken

teen

ala

pin

sa

18 19 20 21 22 23 24

95

85

80

75

70

mm, mm

mm

mmätön mmmm

0 mmm

Kuva 8.4 Pintarakenteen vesihöyrynvastuksen vaikutus pintarakenteen alapinnan suhteelliseen kosteuteen erilaisilla alapohjatyypeillä maanpohjan

8.5

Erä merityistkosteusitseens hjarakenteessa per aluo

lämpötilan kohotessa.

Tuuletetun alapohjarakenteen ilmanvaihto

s aanvaraisen alapohjarakenteen lämpö- ja kosteustekniseltä toiminnaltaan apaus on tuuletettava alapohjarakenne. Yleisimmin rakennetta käytetään vaurioituneen rakenteen korjausmenetelmänä. Ilmaraossa liikkuva ilma sitoo

ä alapuolisesta laatasta diffuntoituvaa kosteutta. Tuuletetussa alapousl atan päälle asennetaan tuuletusrako, josta kostean ilman poisto hoidetaan joko nnollisesti tai koneellisella poistolla.

Suht

pint

ar

12 13 14 15 16 17

65

60

55

50

X

ine

kos

s R

H (

nas 90 X AP 201

AP 204

AP 205

AP 206

X

X

X

X

%)


102

Tuuletusrako rakenteeseen voidaan tehdä useilla rakenneratkaisuilla, yleisimmin

käytettyjä ovat: • erikoisvalmistettu matto (muovia) • profiilipelti tai teräksiset korotusrangat • puukoolaus • geokomposiitti • huokoinen materiaali kuten sepeli, kevytsora, yms.

Jotta rakenne toimii suunnitellulla tavalla, mitoitusehtona on, ettei ilmaraossa liikkuvan ilman kosteus saavuta kyllästyskosteuspitoisuutta tai kriittistä kosteuspitoisuutta, jossa ilmaraossa voi alkaa kasvaa homeita. Ilmaraon korkeus riippuu ilmarakoon alapuolelta diffuntoituvasta kosteuspitoisuudesta, ilmaraossa kulkevan ilman eli yleensä sisäilman suhteellisesta kosteudesta ja ilmaraon pituudesta. Ilmaraossa vaadittava ilmavirta riippuu ilmaraon suhteellisesta kosteudesta ja lämpötilasta, sisäilman suhteellisesta kosteudesta ja lämpötilasta sekä ulkoilman lämpötilasta. Mitoitettaessa tuuletusrakoa tuuletusraon ilman suhteellinen kosteus tulee rajoittaa RH 75%, tuolloin ei ilmaraossa ole missään tapauksessa homeen kasvun vaaraa.

Kuvan 8.5 mukaan ilmaraon korkeudeksi riittää useissa normaalitapauksissa melko pieni korkeus, alle 10 mm. Kuvan laskelmissa on alapohjarakenteeksi oletettu 80…120 mm betonilaatta, jonka vesihöyrynläpäisevyys on vastaa hyvin tavanomaista betonia. Ilmaraon pituudeksi on oletettu joko 10 m tai 20 m. Tuuletusrakoon otettavan sisäilman kosteuspitoisuudeksi on oletettu 12 g/m3, mikä vastaa noin suhteellista kosteutta RH 69% lämpötilassa +20 ºC. Mitoittavaksi raja-arvoksi on valittu, ettei tuuletusraon ilman suhteellinen kosteus saa ylittää RH 75%.

103

Tarvittava ilmaraon ko lmaraon pituus 10 m, sisäänotettavan ilman v=12 g/m3 (+20 oC,

Kuva 8.5 Tuuletusraon tarvittava korkeus esimerkkitapauksessa.

0225033504

16 17 18 19

80 mm laatta100 mm laatta120 mm laatta

Tarvittava ilmaraon korkeus,ilmaraon pituus 20 m, sisäänotettavan ilman v=12 g/m3 (+20 oC, RH n.69%)

0,0025

0,003

0,0035

0,004

0,0045

0,005

0,0055

0,006

0,0065

6 17 18 19 20 21 22

Maapohjan lämpötila T [oC]

Ilmar

aon

kork

eus

(m)


rkeus,i

0,00,00

0,00,00

0,00,0045

0,0050,0055

0,006

20 21 22Maapohjan lämpötila T [oC]

Ilmar

aon

kork

eus

(m)

RH n.69%)

1

104

Kuvassa 8.6 on määritelty vastaavasti ilmaraossa tarvittava ilmavirran määrä. uuletusraon pituuden kaksinkertaistuessa, kaksinkertaistuu vastaavasti tarvittava

Kuva 8.6. Tuuletusraossa tarvittava ilmavirta esimerkkitapauksessa.

Tilmaraon tuuletus.

Tuuletusraossa tarvittava ilmavirta,ilmaraon pituus 10m, sisäänotettavan ilman ν=12 g/m3 (+20 oC, RH n.69%)

0

0,5

1

1,5

2

2,5

Ilmav

irta

(m3 /h

)


Maapohjan lämpötila T [ C]

Tuuletusraossa tarvittava ilmavirta, ilmaraon pituus 20m, sisäänotettavan ilman ν=12 g/m3 (+20 oC, RH n,69%)

00,5

11,5

22,5

33,5

44,5

5

Ilmav

irta

(m3 /h

)


16 17 18 19 20 21 22

Maapohjan lämpötila T [oC]

16 17 18 19 20 21 22o

105

LÄHDELUETTELO 1 Absetz, I., Viljanen, M. 1985. Kapillaarinen kosteuden siirtyminen rakenteissa.

Teknillinen korkeakoulu, Rakennetekniikan laitos. Julkaisu/Report 75. Espoo 1985.

2 Betonilattiat 2000. BY 45, BLY 7. Suomen Betoniyhdistys ry. Suomen Betonilattiayhdistys ry.

Björkholtz, D. 1997. Lämpö ja kosteus, rakennusfysiikka. 2. painos. Rakennustieto Oy. 150 s.

Brewer, H. W. 1965. Moisture migration – Concrete slab-on-ground construction. Portland Cement Association. Bulletin D89. 24 s

Building Regulations 2000. SI 2000/2531: Approved Document C: Site preparation and resistance to moisture. Department for transport, Local Government and Regions. 24 s.

CP 102:1973. Code of Practice for Protection of buildings against water from the ground. British Standards Institution, 1973. ISBN: 0 580 07671 7. 27 s.

DIN 18 195. Bauwerksabdichtungen. Abdichtungen gegen Bodenfeuchtigkeit. Bemessung and Ausfuhrung.

DIN 4095. Baugraund. Dränung zum Schutz baulicher Anlagen. Planung, Bemessung and Ausfuhrung.

Drenering. Fuktsikring av bygninger. Byggforskserien. Byggdetaljer 514.221. 1998. Norges byggforskninginstitut. Oslo. 8 s.

0 Fukt i grundkonstuktioner. Byggnadsstyrelssens informationer T:136. 1991. Byggnadsstyrelssen. 42 s.

3

4

5

6

7

8

9

1

11 Golv – etasjeskiller. Industrigolv av betong på grunnen. 1991. Byggforskserien. Byggdetalje A 522.117. Norges byggforskninginstitutt. Oslo. 8 s.

2 Golv – etasjeskiller. Kjellergolv av betong. 1988. Byggforskserien. Byggdetalje A 522.111. Norges byggforskninginstitutt. Oslo. 6 s.

13 Harderup, Lars-Erik. 1993. Golv på mark. Fuktsäkerhet I byggnader. Byggforskningsrådet. T17:1993. Stocholm. 68 s.

4 Harderup. L-E. 1991. Concrete slab on the ground and moisture control. Verification of some methods to improve the moisture conditions in the foundation. Lund Institute of Technology. Doctoral dissertation. 174 s.

5 Hillel, Daniel. 1971. Soil and Water. Physical Principles and Processes. New York. 288 s.

16 International Building Code 2000. International Code Council, 2000. ISBN # 1-892395-25-8. 756 s.

7 International Energy Conservation Code 2000. International Code Council, 2000.

8 International Residential Code Code 2000. International Code Council, 2000. ISBN # 1-892395-17-7. 566 s.

9 Kosteus- ja homevaurioiden määrä ja syyt kuntien julkisissa rakennuksissa. 2000. Suomen kuntaliitto. 79 s.

0 Leivo, V. Rantala, J. Maanvaraisten alapohjarakenteiden kosteuskäyttäytyminen. TTKK, Talonrakennustekniikka 2000. 124 s.

1 Merikallio, T., Lumme P. Betonin kosteuden hallinta. Kestävä kivitalo –projekti.

1

1

1

1

1

1

2

2Suomen Betonitieto Oy. ISBN 952-5075-01-X. Forssan Kirjapaino Oy. Forssa, 1997. 31 s.

106

22 Nevander L. E., Elmarsson B. Fukt Handbok. AB Svensk Byggtjäst och khoolm 1994.

3 NRC-CNRC. National Building Code of Canada 1995. Canadian Comission on Building and Fire Codes. Institute for research in Construction IRC. 571 s.

No. 127. Helsinki. VTT OFFSETPAINO

25 h, A. R. H. 1975. Capillary pressure as a function of

es No. 129. Helsinki. VTT OFFSETPAINO 1975

26 informationblad

27 y. 211 s.

29 men

30 hjarakenteita. Rakennustietosäätiö, ohjetiedosto.

31 nen M. Maanvastaisten rakenteiden kosteuskentän

itos. Julkaisut/Report 95. Espoo

32 isäilmayhdistys. Espoo. SIY Raportti 5. 2000. 32 s.

, SBN 1980.

s. Helsinki. 148 s.

37

författarna, Stoc2

24 Palosaari, S. M. 1975. A method for the prediction of the capillary gradient coefficient in wetted porous materials. Acta polytechnica Scandinavia. Chemistry Including Metallurgy Series 1975 552/1. 18 s. Palosaari, S. M., Cornismoisture content in porous materials. Acta Polytechnica Scandinavia. Chemistry Including Nucleanics Seri553/8. 31 s. Permeabilitet och kapillaritet. 1972. Byggforskningens B7:1972. Svensk Byggtjänst. Stockholm. RIL 107-2000. Rakennusten veden ja kosteudeneristysohjeet. Suomen Rakennusinsinöörien liitto RIL r

28 RIL 121-1988. Pohjarakennusohjeet. Suomen Rakennusinsinöörien liitto RIL ry. RIL 126-1979. Rakennusten ja tonttialueiden kuivatus. SuoRakennusinsinöörien liitto RIL ry. RT 83-10444. 1991. Alapo1991, 17 s. Sandberg R., Pohjola A., Viljalaskenta hygroskooppisella alueella ja aineominaisuuksien mittaaminen. Teknillinen korkeakoulu. Rakennetekniikan la1987. Sisäilmastoluokitus 2000. S

33 Suomen rakentamismääräyskokoelma, osa C2. Kosteus. Määräykset ja ohjeet 1998. Ympäristöministeriö, asunto- ja rakennusosasto. 11 s.

34 Swedish Building Code. 1980. Building Structures, Components and Installation. Extracts from the Swedish Building Code

35 Tilastoja Suomen ilmastosta 1961-1990. Liite Suomen Meteorologiseen vuosikirjaan, nide 90, osa 1-1990. Ilmatieteen laito

36 Trechsel, Heinz, R. (editor). 1994. Moisture control in buildings. American Society for Testing and Materials (ASTM). 485 s. www.fmi.fi/saa/tilastot_98.htm, 15.3.2002.

107

LIITT

Vaurio

EET

kortit 13 s.

Alapohjarakenne, materiaalit ja olosuhteet:

-

+ Muovimatto tai maali

Betoni 60 ... 100 mmStyrox, reuna-alue 150 mm,keskialue 100 mm

Pohjamaa hiekkaa

CASE 1

o muovimatto tai maali o betonilaatta 100 mm (60 … 100 mm) o reuna-alueella 150 mm lämmöneristys styroksia ja keskialueella 100 mm o pohjamaa hiekkaa

Rakennus on 10 vuotta vanha terveysasema, rakennettu harjanteen laelle, pohjavesi syvällä. Rakenne nykyohjeiden mukainen muuten, paitsi salaojituskerros puuttuu.

Havaitut vauriot:

Ensimmäisen käyttövuoden aikana ollut noin 20 kertaa viemäriverkoston tukkeutumia, jolloin viemärivettä on noussut useaan otteeseen lattialle. Havaittu kosteus - ja homeongelmia maanvaraisen lattian keskiosalla, josta aiemmin mitattu kohonneita laatan RH- luke mia. Hiekkatäytöstä on mitattu myös kohonneita mikrobipitoisuuksia?.

Tutkimus- ja mittaustulokset:

Rakenteesta on mitattu terästangon sisällä olevalla termolangalla lämpötilat 10 mittauspisteestä kolmelta eri syvyydeltä (100 mm, 500 mm ja 1000 mm lattiapi nnan tasosta). Lisäksi 100 mm syvyydeltä laatan alapinnasta on mitattu Vaisalan kosteusmittarilla suhteelliset kosteudet. Osassa mittauspisteistä laatan pintamateriaali oli poistettu aiemmin (laatta päässyt kuivumaan).

Syvyys 100 mm: lämpötila: 15,0 … 22,1 °C, RH: 52,2 … 84,7% Syvyys 500 mm: lämpötila: 13,5 … 19,8 °C Syvyys 1000 mm: lämpötila: 12,9 … 19,9 °C

Rakenteesta otetuista betoni- ja hiekkanäytteistä on määritetty kosteuspitoisuudet p-%. Betoni: kosteuspitoisuus: 1,9 … 3,4 % (hygrosk.), suuremmat arvot keskialueella Hiekka: kosteuspitoisuus, pinnassa (lämmöneristeen alla): 1,0 … 2,5 % (hygrosk.) pohjalla (500 … 600 mm): 1,1 … 4,3% (hygrosk.)

Vaurioiden todennäköisin aiheuttaja: Rakenne on kastunut viemärivu odoista eikä ole päässyt kuivumaan. Lisäksi maapohjan lämpenemisestä aiheutuu diffuusiota.

K1 TTKK Talonrakennustekniikka / Pohja - ja maarakenteet

Maanvastaisten alapohjarakenteiden vauriokortti



Vaurioiden todennäköisin aiheuttaja: Vaurioita voi aiheuttaa maapohjan lämpenemisestä johtuva diffuusio jos rakenteeseen vaihdetaan huonommin vesihöyryä läpäisevä pintamateriaalia kuin lautalattia.


-

+CASE 2

LautalattiaPurueriste 150 mm + puukannakkeet

Betoni 60 ... 80 mm

Kevytbetoni 80 ... 100 mm

Pohjamaa hiekkaa

o lautalattia o puukannakkeet + purueriste 150 mm o betonilaatta 60 ... 80 mm o kevytbetoni 80 ... 1000 mm o hiekka

Koulurakennuksen liikuntasali. Vastaa periaatteessa voimassa olevaa RT AP 207.

Havaitut vauriot: Rakenteessa ei ole havaittu erityisiä vaurioita, rakenteen kunto ja olosuhteet haluttiin selvittää. Tutkimus- ja mittaustulokset:

Rakenteesta on mitattu yhteensä 12 poratusta mittauspisteestä eri syvyyksiltä (150 … 2000 mm) lämpötilat ja lisäksi viidessä mittauspisteessä on mitattu 150 mm syvyydeltä suhteellinen kosteus. Alhaisimmat lämpötilalukemat on saatu mittauspisteistä, jotka ovat rajoittuneet tilaan, joka on ollut lämmittämättömänä koko lämmityskauden.

Syvyys 150 … 200 mm: lämpötila: 12,3 … 21,8 °C, RH: 55,0 … 86,8 % Syvyys 650 … 1000 mm: lämpötila: 12,7 … 21,7 °C Syvyys 1250 … 2000 mm: lämpötila: 13,5 … 19,0 °C

Hiekkakerroksen yläosasta otetun näytteen kosteuspitoisuus on ollut 2,8 paino-% (hygroskooppisella alueella) ja betonilaatasta otetun näytteen kosteuspitoisuus 0,4 paino-% (hygroskooppisella alueella).


Maanvastaisten alapohjar akenteiden vauriokortti

Vaurioiden todennäköisin aiheuttaja: Kapillaarinen kosteuden nouseminen rakenteeseen. Todennäköisesti suhteellisen korkealla oleva pohjavedenpinta estää maapohjan lämpenemisen, mikä muuten olisi riski lämmöneristämättömässä alapohjassa.


-

+ MuovimattoBetoni 100 mm

Kuumabitumisively

Betoni 60 mm

Hiekkaa

CASE 3

o muovimatto o betoni 100 mm o kuumabetonisively o betonilaatta 60 mm o hiekka

Koulurakennuskompleksi, joka muodostuu kolmesta 1951, 1954 ja 1961 rakennetusta rakennuksesta. Maapohjassa paksuna kerroksena kapillaarista savea/hiesua ja rakennuspaikalla hyvin vetisiä kohtia. Ko. kaksoislaattarakenne ei ole hyväksyttävä.

Havaitut vauriot: Tutkimus- ja mittaustulokset:

Eri rakennuksista on mitattu alapohjarakenteista lämpötiloja. Rakennuksissa on tehty useita mittauksia vuosina 1996 ja 1997. Lämpötila n. 1 m syvyydessä: 15,6 °C … 17,7 °C, RH n. 350 mm syvyydellä 95,4%. Rakennus 3 (1961 rakennettu): lämpötila laatan alapinnassa 15,7 … 19,3 °C lämpötila n. 1 m syvyydessä ja pohjavedenpinnan taso: 12,9 °C /ei mitattu

13,7 °C /pvp. 600 mm 18,5 °C/ei hav. pvp.



Vaurioiden todennäköisin aiheuttaja: Maasta kapillaarisesti ja diffuusiolla nouseva k osteus liuottaa kalkkikiven mineraaleja, jotka saostuvat laatan pintakäsittelyyn. Ongelma lähinnä ulkonäöllinen. Ongelmia saattaa muodostua jos pintamateriaaliksi vaihdetaan huonosti vesihöyryä läpäisevä pinnoite.


-

+CASE 4 Kalkkikivilaatat

Tasausbetoni Betoni 100 mm

Bitumipaperi + kylmäbitumisively

EPS 50 mm

Täyttösora 120 ... 200 mm

2-kertainen rakennusmuovi

o kalkkikivilaatta o tasauslaasti o betonilaatta 100 mm o bitumipaperi + kylmäbitumisively o lämmöneriste EPS 50 mm o soratäyttö 120 ... 200 mm o 2-kertainen rakennusmuovi o tasaussora o pohjamaa

Museon maanalaiset kellaritilat ovat 1980-luvulta. Rakenne ei ole hyväksyttävä.

Havaitut vauriot:

Laatoissa havaittu värimuutoksia. Tutkimus- ja mittaustulokset:

Rakenteesta on mitattu 3:sta tutkimuskohdasta betonilaatan yläosan lämpötila ja suhteellinen kosteus sekä 0,9 … 1,3 m syvyydeltä maapohjan lämpötila. Vastaavista kohdista on teht y pohjavedenpinnan seurantamittaukset, joiden mukaan pvp on suhteellisen lähellä lattiarakennetta. Betonilaatta: lämpötila: 19,7 … 19,8 °C, RH: 67 … 84,3 % Maa: lämpötila: 12,6 … 16,0 °C, korkein lämpöt. mitattu kohdasta, jossa pvp alhaalla Pohjavedenpinta: 400 … 1000 mm lattiatasosta, kausittainen tason vaihtelu vähäistä. Tutkimuskohdista soratäytöstä otettujen näytteiden kapillaariset nousukorkeudet olivat 300…370 mm.



Vaurioiden todennäköisin aiheuttaja: Diffuusiolla maasta nouseva kosteus maapohjan lämpenemisen vuoksi. Kapillaarinen nousu epätodennäköistä rakennuspaikan ja pohjavedenpinnan sijainnin vuoksi.

Alapohjarakenne, materiaalit ja olosuhtee t:

-

+CASE 5

o lattiapinnoite (Hovilaatta tai kokokumilaatta) o betonilaatta o pohjamaa

Yli 20 vuotta vanha, saneerattu huomattavan suuri (60 x 100 m2) koulurakennus. Saneerauksen yhteydessä osaa rakennusta korotettiin, jolloin osa lattiapinnoista oli saderasitukselle alttiina useita kuukausia. Rakennuspaikasta johtuen (soraharju) maanvaraisista lattioista puuttuu kapillaarisen nousun katkaiseva sorastus, lämmöneristeet ja salaojitus, rakenne ei hyväksyttävä.

Havaitut vauriot:

Rakennuksessa oli tehty saneer austöitä, joissa osaan rakennusta tehtiin 2.kerros (lattiarakenne saderasitukselle alttiina kuukausia) ja kaikki lattiapinnoitteet uusittiin. Pian (alle vuosi) saneerauksen jälkeen lattiapinnoitteet alkoivat vaurioitua.


Maapohjan lämpötila on mitattu yhteensä 9:stä mittauspisteestä. Lisäksi avauskuopista on otettu 7 maalajinäytettä silmämääräisesti kolmesta eri tyyppisestä hiekkakerroksesta. Näistä näytteistä on määritelty kosteuspitoisuudet (paino -%) ja kapillaarinen nousukorkeus.

Pohjamaa, 900 … 1100 mm syvyys: lämpötila: 18,6 … 22,5 °C Pohjamaa, 1500 … 2000 mm syvyys: lämpötila: 15,4 … 21,5 °C Hiekkakerros: kosteuspitoisuus: 1,7 … 3,0 % (hygrosk.),

kapillaarinen nousukorkeus 500…820 mm Pohjamaa: kosteuspitoisuus: 1,5 … 5,3% (hygrosk.),

näytteenottosyvyydet 400 … 1300 mm



Vaurioiden todennäköisin aiheuttaja: Kapillaarisesti ja diffuusiolla maasta nouseva kosteus.


-

+

S S S S

CASE 6 ('Yläkellari')Vinyylilaatat 2 kerrosta magnesiamassaa

Betoni 70 mm

Bitumisively

Betoni 90 mm

Kivinen hiekkatäyttö 500 mm

o vinyylilaatta o 2 kerrosta magnesiamassaa o betonilaatta 70 mm o bitumisively o betonilaatta 90 mm o kivinen hiekkatäyttö 500 mm o kova pohjamaa (moreeni)

Kirjastorakennuksen osittain maanpinnan tasolla ja osittain alapuolella olevan ’yläkellarin’ lattiarakenne. Ko. kaksoislaattarakenne ei ole hyväksyttävä.

Havaitut vauriot: Lattialaatat olivat irti alustastaan laajalla alueella ja magnesiamassakerrokset olivat paikoin turvonneet ja muodostaneet jopa n. 5 cm kohoumia. Tutkimus- ja mittaustulokset:

’Yläkellarin’ hiekkatäytöstä on määritelty kosteuspitoisuus ja kapillaarimetrillä kapillaarinen nousukorkeus. Pohjamaasta on lisäksi mitattu n. 700 mm syvyydeltä lämpötila. Hiekkatäyttö: kosteuspitoisuus: 5,88 … 6,11 paino-% (kapillaarista kosteutta),

kapillaarinen nousukorkeus: 0,19 … 0,20 m Pohjamaa, 700 mm syvyys: lämpötila: 19,2 … 19,8 °C



Vaurioiden todennäköisin aiheuttaja: Maapohjan lämpenemisestä aiheutuva diffuusio.


-

+ MuovivinyylilaatatBetoni 100 mmm

Soratäyttö (hiekkainen sora)

2-kertainen rakennusmuovi

CASE 7

o muovilaatat o betonilaatta 100 mm o 2-kertainen rakennusmuovi o sorainen hiekkatäyttö

Rakenne ei ole nykyisten ohjeiden mukainen.

Havaitut vauriot:

20 vuotta vanhan market-rakennuksen maanvaraisen betonilaatan pintarakenteet on jouduttu uusimaan, jonka jälkeen havaittu laattojen irtoamista.


Sisäilman suhteellinen kosteus on ollut alhainen, 20 … 30%. Alustäytöstä on määritelty kosteuspitoisuus ja maasta n. 1100 mm syvyyteen asti on mitattu lämpötila . Lisäksi sekä betonilaatan että välittömästi laatan alla olevan soran huokosilman suhteellista kosteutta on mitattu Vaisalan mitta -anturilla. Sorakerroksen suhteellinen kosteus oli ollut mittausalueen ulkopuolella, yli 100%, betonilaatan suhteellinen kost eus oli ollut yli 90%. Täyttömaa, n. 100 mm syvyydeltä: kosteuspitoisuus: 2,0 … 3,4 paino-% (hygrosk.). Täyttömaa, 200 mm syvyys: lämpötila: 20,3 … 21,2 °C Täyttömaa, 400 mm syvyys: lämpötila: 19,2 … 20,8 °C Täyttömaa, 600 mm syvyys: lämpötila: 19,6 … 20,6 °C Täyttömaa, 800 mm syvyys: lämpötila: 20,2 … 20,5 °C Täyttömaa, 1100 mm syvyys: lämpötila: 20,2 … 21,1 °C



Vaurioiden todennäköisin aiheuttaja: Korkea pohjavedenpinta ja kapillaarisesti vettä kuljettava täyttömateriaali.


+ Bitumisively (rikkinäinen)Betoni 60 mm

Hiekkatäyttö 40...160 mm

CASE 8

o bitumisively (rikkinäinen) o betonilaatta 60 mm o hiekkatäyttö, 40…160 mm (osassa kahta eri materiaalia) o pohjamaa, hienojakoista savea/silttiä

Rakenne vastaa lähinnä RT AP 204, puuttuu salaojituskerros.

Havaitut vauriot:

Luokkatila on poistettu käytöstä kosteusvaurioiden vuoksi. Tutkimus- ja mittaustulokset:

Aiemmin tehdyissä pohjavedenpinnan mittauksissa on todettu, että pohjavedenpinta on lähes jatkuvasti betonilaatan alapinnan tasalla. Kahdesta tutkimusreiästä on määritelty maapohjan lämpötila ja rei’istä otetuista maanäytteistä materiaalin kosteuspitoisuus. Mittaustulokset: Koereikä 1: n. 700 mm syvyydeltä: lämpötila 13,7 °C. Visuaalisesti havainnoiden maapohja kuivaa n. 750 mm syvyydelle Koereikä 2: n. 1000 mm syvyydeltä: lämpötila 18,1 °C. Visuaalisesti havainnoiden maapohja kuivaa n. 350 mm syvyydelle



Vaurioiden todennäköisin aiheuttaja: Lämmöneristyksen puuttumises ta aiheutunut maapohjan lämpeneminen aiheuttaa diffuusiota rakenteeseen ja maapohjasta nousee kapillaarisesti kosteutta rakenteeseen. Lisäksi salaojitus ei ole toiminut ja lattioille on tulvinut vettä.


+CASE 9

Ponttilauta

Illmatila 200 mm, koolaus + ristikoolaus

Betoni

Kermi tms.

Hiekkaa ja kiviä

o ponttilauta, 30 mm o kermi tms. askelääneneristys o koolaus 100 mm, korotuspalat 40 mm, ristikoolaus 50 mm, ilmatila n. 200 mm o betoni, 15…200 mm o hiekkaa ja kiviä, paikoin n. 10 cm irti betonikerroksesta

Havaitut vauriot: Koulun kellarikerroksen sein ä- ja puulattiarakenteessa home - ja kosteusongelmia, tiloissa hajuongelmia. Aiemmin on uusittu salaojituksia ja vuotavia viemäreitä, ongelmat eivät ole kuitenkaan poistuneet. Tutkimuksia laajennettiin viereisiin tiloihin, joissa 150…2000 mm betonilaatan pä ällä muovimatto, muovilaatat tai maalaus. Koko puulattia betonilaattoineen puretaan ja tehdään uusi lämpöeristetty betonilaatta+puulattia.


Lämpötila- ja kosteusmittauksia on tehty puulattiasta kahdesta koereiästä kahdella erimittauskerralla, ensimmäinen mittauskerta on suoritettu rankkasateista johtuvan tulvatilanteen jälkeen. Sisäilman suhteellinen kosteus on mittaushetkellä ollut 26,5…42,5%, korkein lukema ensimmäisellä mittauskerralla. Lämpötila - ja RH -mittaustulokset: Lat tian alta ilmatilasta : lämpötila: 17,4… 17,9 °C, RH: 80,4…88%. Koereiän pohjalta, n. 400 mm syvyydeltä: lämpötila: 15,4…16,2 °C, RH: 98,2…95,8% Muista tiloista tehdyt kosteusmittaukset:

Tila 1 (muovimatto) T (ºC) RH (%) Tila 2 (muovilaatta) T (ºC) RH (%) Tila 3 (maali) T (ºC) RH (%) Maton alla Tasoite 20 mm syvyydellä 50 mm syvyydellä 120 mm s yv y y d e l l ä Maaperä (250 mm) Sisäilma

18,2…18,8 17,8…18,0 17,7…18,1 17,7…1 7,9 17,5…17,8 17,9 …19,2

79,0…96,1 95,4…98,8 100 99,1…99,8 100 99,7…100 47,5 …5 4 ,9

Laatan alla Betonin pinta 20 mm syvyydellä 50 mm syvyydellä 120 mm syvyydellä Maaperä (250 mm) Sisäilma

17,5…18,2 16,6…17,1 16,6…16,8 16,3…16,9 16,2…16,7 1 6 , 8 …18,2

82,5…93,0 86 ,5…89,0 98,0…98,6 98,3…100 98,3…100 91,8…100 40,5 …58,0

Betonin pinta 20 mm syvyydellä 50 mm syvyydellä 120 mm syvyydellä Maaperä (250 mm) Sisäi lma

16,3…17,4 15,8…18,6 15,5 …17,0 15,3 … 16,9 16,2…17,2

72,1…78,3 80,8…83,9 93,9..95,6 96,7 …100 100 42,8…42,9



Vaurioiden todennäköisin aiheuttaja: viemärivuodot + salaojituksen toimimattomuus.


-

+ MuovimattoBetoni 60 mm

Bitumisively

Pohjalaatta, betonia

CASE 10

Täyttö, hiekkaa

o muovimatto o pintalaatta, betonia 60 mm o täyttö, osassa aluetta hiekkaa o bitumisively o pohjalaatta

Rakenne ei ole nykytietämyksen mukaan hyväksyttävä.

Havaitut vauriot:

Koulun lattian muovimatto kupruilee, kohteessa esiintynyt myös voimakasta viemärinhajua. Pari vuotta tehdyssä salaojien kuvauksessa todettu salaojituksen olevan melko ylhäällä.


Sisäilman suhteellinen kosteus on ollut mittaushetkellä RH 25…29% ja lämpötila 16…17,5 °C. Rakenteen lämpötila ja suhteellinen ko steus on mitattu kahdelta eri alueelta, joissa pintakosteusmittarin mukaan kohonneita kosteuspitoisuuksia. Lämpötila- ja kosteusmittausten tulokset: Alue 1: Pintalaatta, n. 30…50 mm syvyydeltä: lämpötila: 17,3…17,7 °C, RH 28…30 %. Pintalaatta, n. 55 mm syv yydeltä: lämpötila: 14,8 °C, RH 82 %. Alue 2: Pintalaatta, n. 40 mm syvyydeltä: lämpötila: 17,6…21,5°C, RH 83…93% Pintalaatta, n. 50 mm syvyydeltä: lämpötila: 15,0 °C, RH 89 %. Täyttökerros: lämpötila: 21,4 °C, RH 81 % (?).

K11 TTKK Talonrakennustekniikka / Poh ja- ja maarakenteet


Vaurioiden todennäköisin aiheuttaja: Huoneessa 3 täyttösora mahdollisesti kapillaarista. Maapohja on lämmennyt laatan lämmöneristeen puuttuessa, josta aiheutuu diffuusiota.


-

+CASE 11

Muovimatto Betoni 120 ... 300 mm

Kevytsoraa tai soraa

o muovimatto o betonilaatta 120…300 mm o kevytsoraa tai soraa

Havaitut vauriot: Luokkahuoneiden lattian matto ja sen liima on vaurioitunut ko steuden vaikutuksesta. Suoritettu useita mittauksia luokkahuoneessa 3 9 kk aikana. Viimeiset mittaukset tehty n. 11 viikon kuluttua pinnoitteiden poistamisesta ja lattian kuivatuksesta. Myös salaojituksia on uusittu.


1. Mittaus: Sisäilman suhteellinen kosteus on vaihdellut mittaushetkellä RH 38,8…43,6% ja lämpötila 20…21,5 ºC. Lämpötila - ja kosteusmittausten tulokset: Huone 1: (140…180 mm betonilaatta, kevytsora) Maton alla: lämpötila: 20,1 … 20,3 °C, RH: 56,5…59,4%. Kevytso ra: lämpötila: 20,2 … 20,5 °C, RH: 43,5…58,2%. Huone 2: (120…130 mm betonilaatta, kevytsora) Maton alla: lämpötila: 20,0 … 19,8 °C, RH: 56,7…60,3%. Kevytsora: lämpötila: 19,2 … 20,4 °C, RH: 49,6…73,4%. Huoneen 3 (200…300 mm betonilaatta, hienojakoinen sora) mittaukset:

Mittaus 1 Mittaus 2 Mittaus 3 Mittaus 4 Huone 3 T (ºC) RH (%) T (ºC) RH (%) T (ºC) RH (%) T (ºC) RH (%) Maton alla 20 mm syvyydeltä 50 mm syvyydeltä 80 mm syvyydeltä Sora Sisäilma

22,2…22,8 21,1 21,5

84,1…88,9 97,0…99,6 38,8

21,4…23,0 21,4…23,7 21,0…23,3 20,0…25,7 21,8

60,0…93,1 51,7…99,3 60,9…99,9 46,1…99,9 51,7

23,2…23,5 22,8…23,2 22,6…23,2 20,8…22,1 23,7

73,8…78,2 87,8…92,6 96,4…97,6 99,6…99,9 54,9

23,3…23,8 23,3…24,0 23,0…24,0 23,0..24,1 23,3

47,7…79,9 52,2…90,4 55,6…96,8 98,2…99,5 58,5



Vaurioiden todennäköisin aiheuttaja: Lattian tulviminen.


-

+CASE 12

MuovilaatatBetoni 80 mm

Leca-betoni 80 mm

Pohjamaa hiekkaa

Leca-sora 150 mm

Bitumisively

Muovikalvo

o muovilaatat o betonilaatta 80 mm o bitumisively o Leca-betoni 80 mm o Leca-sora 150 mm, mukana myös hiekkaa o muovikalvo o hiekkaa

Rakenne ei ole hyväksyttävä.

Havaitut vauriot:

Käsityösalin lattia oli tulvinut kesällä ja sitä oli kuivutettu. Koeaukosta oli havaittu, ettei lattiarakenne ollut piirustusten mukainen.


Koeaukosta otetusta Leca-betoninäytteestä määritelty suhteellinen kosteus (+20 °C:ssa) oli 70%. Leca-sorakerroksen lämpötila oli ollut +2 °C ja suhteellinen kosteus 98%.

K13 TTKK Talonrakennust ekniikka / Pohja- ja maarakenteet


Vaurioiden todennäköisin aiheuttaja: Maapohjan lämpenemisestä johtuva diffuusio.


-

+CASE 13

Pintamateriaali Betoni

o pintamateriaali o betonilaatta o ?

Rakenne ei ole nykyohjeiden mukainen.

Havaitut vauriot:

Kosteusongelmia koulurakennuksen kellarikerroksen maanvastaisessa lattiarakenteessa sekä maanvastaisessa ja osittain maanvastaisessa seinärakenteessa.


Rakenteisiin, joiden pintakosteusmittarilla mitattu kosteus oli ollut kohonnut on porattu reiät suhteellisen kosteuden määrittämiseksi. Lämpötila - ja kosteusmittausten tulokset: Tila 1: Pintalaatta: lämpötila: 16,8 … 20,8 °C (8 mittauksen ka. 19,2 °C), RH: 55,7…100% (8 mittauksen ka. 92,5%). Laatan alapinta: lämpötila: 15,6 … 19,6 °C (8 mittauksen ka. 18,0 °C), RH: 86,9…100% (8 mittauksen ka. 98,3%). Tila 2: Laatan yläosa: lämpötila: 16,6 … 18,2 °C (8 mittauksen ka. 17,4 °C), RH: 76,3…100% (8 mittauksen ka. 94,0%). Laatan alaosa: lämpötila: 15,7 … 17,9 °C (8 mittauksen ka. 17,0 °C), RH: 92,5…100% (8 mittauksen ka. 98,9%). Tila 3: Pintalaatta: lämpötila: 16,2 … 22,4 °C (12 mittauksen ka. 18,6 °C), RH: 48,4…100% (12 mittauksen ka. 76,2%). Laatan alapinta: lämpötila: 16,4 … 19,9 °C (12 mittauksen ka. 18,0 °C), RH: 49,0…100% (12 mittauksen ka. 91,5%).



Vaurioiden todennäköisin aiheuttaja: Mineraalivillaeristeisessä laatan osassa kapillaarinen kosteuden nousu mahdollinen.


-

+CASE 14

Maali Betoni

Kevytsora tai mineraalivilla

o maali o betonilaatta o Leca-sora/villa o betonilaatta

Havaitut vauriot:

1960-luvulla rakennettu, 1998 saneeratun veistoluokan lattiaan on ilmestynyt muutama kuukausi saneerauksen jälkeen halkeamia.


Mittaushetkellä sisäilman lämpötila oli vaihdellut 24…26 ºC ja suhteellinen kosteus RH 55…65%. Kosteusmittausten tulokset: Pintalaatta, n. 20…30 mm syvyydeltä: RH 68…87,6 %. Pintalaatta, n. 35…60 mm syvyydeltä: RH 70,4…95,9 %. Pintalaatta, n. 105 mm syvyydeltä: RH 70,3 %.

K15 TTKK Talonrakennustekniikka / Pohja- ja maarakenteet


Vaurioiden todennäköisin aiheuttaja: Lattiakanavissa oleva lahoava rakennusjäte yhdistettynä ilmanvaihdon (korvausilma) vääränlaiseen toimintaan.


-

+CASE 15

Muovilaatta Betoni 80 mm

Leca-betoni 150 ...200 mm

Muovikalvo

Juntattu sora

o muovilaatta o betonilaatta 80 mm o muovikelmu o Leca-betoni 150…200 mm o juntattu sora

Rakenne vastaa lähinnä RT AP 206 lukuun ottamatta muovikalvoa.

Havaitut vauriot:

Kohteen laajennusosan kahdessa luokassa, jotka olivat maanvaraisia oli huono, homemainen haju. Ryömintätilaisissa tiloissa ei oltu havaittu ongelmia.


Lattiarakenteen alla kulkee putkikanavia, joista löydettiin lahonnutta r akennusjätettä. Ilmanvaihtojärjestelmä imee kanavista korvausilmaa. Lämpötila- ja RH -mittaustulokset (mitattu ilmeisesti lattiarakenteen alta, leca -betonikerroksesta): Reikä 1: lämpötila: 17,5 °C, RH: 74,6%. Reikä 2: lämpötila: 17,8 °C, RH: 74,8%. Reikä 3: lämpötila: 21,2 °C, RH: 92,6%. Reikä 4: lämpötila: 22,5 °C, RH: 93,1%. Reikä 5: lämpötila: 21,4 °C, RH: 74,5%. Korkeimmat lämpötilat ja suhteelliset kosteuden on mitattu tilan keskialueelta.



Vaurioiden todennäköisin aiheuttaja: Putkivuoto.


-

+CASE 16

Muovimatto Betoni 50 mm

Lecasora 200 mm

Kosteuseristys

Betoni 160 mm

o muovimatto o betonilaatta 50 mm o kevytsora 200 mm o kosteuseristys o betonilaatta 160 mm o ?

Rakenne vastaa lähinnä RT AP 206 lukuun ottamatta muovikalvoa.

Havaitut vauriot:

Kohteen siivouskomeron lattiassa ja tiiliseinän alaosassa n. 400 mm korkeudelle kosteusvaurioita. Rakennuksessa on tehty laaja LVI -remontti 12 vuotta sitten.


Pintakosteusmittarilla lattia on ollut märkä ovenpielestä n.500 mm etäisyydelle. Ko. kohdassa on WC -tilojen vesijohtojen ja viemäreiden läpimenokohta rakennuksen alla kulkevaan putkitunneliin. Kevytsorakerroksen lämpötila - ja RH- mittaustulokset: Reikä 1: lämpötila: 18,8 °C, RH: 74,6%. Reikä 2: lämpötila: 20,4 °C, RH: 98,2%. Reikä 3: lämpötila: 21,9 °C, RH: 99,5%. Reikä 4: lämpötila: 17,1 °C, RH: 72,8%. Mittareiät 2 ja 3 siivouskomeron vaurioalueelta, muut viereisistä tiloista.



Vaurioiden todennäköisin aiheuttaja: Alapohjassa 2 on mahdollisesti putkivuoto. Korjatut betonilattiat on mahdollisesti pinnoitettu liian kosteana liiman kosteudensietokyvyn ylittävissä olosuhteissa.


Alapohja 1:

• linoleum • 12 mm vaneri • 30 mm vanha lankku+ 280 mm koolaus

(kuitulevyn paloja, pahvia, yms.) • vedeneriste • betonilaatta • hiekka

Alapohja 2: • linoleum • 60 mm betoni • 100 mm styrox-eriste • 90 mm tasaushiekka • vedeneriste • 70 mm betoni • hieno hiekka

Havaitut vauriot:

Lattiarakenteeseen oli päässyt yläkerran WC -tiloissa 1999 tapahtuneen putkivuoden seurauksena vettä, jolloin rakenteita oli kuivattu koneellisesti ja asennettu uudet linoleum-matot ja osaan Alapohjan 2 mukainen rakenne. Koko rakenn us on saneerattu muutama vuosi sitten muilta osin kuin alapohjarakenteiltaan.


Lämpötila- ja RH-mittaustulokset: Alapohja 1: Maton alla: lämpötila: 21,2…23,5 °C, RH: 38,4…78,3%. Eriste (koolaus): lämpötila: 19,3…20,6 °C, RH: 52,2…74,5%. Sisäilma: lämpötila: 23,1 °C, RH: 57,05%. Alapohja 2 : (ei ole kastunut putkivuodossa) Betonin pinta: RH: 90,4%. 10 mm syvyydellä: lämpötila: 21,7 °C, RH: 91,5%. 40 mm syvyydellä: lämpötila: 21,3 °C, RH: 92,5%. 10 mm syv. styroxissa: lämpötila: 21,0 °C, RH: 92,0%. 17,5 mm syv. styroxissa: lämpötila: 17,1 °C, RH: 95,8%. Vedeneristeen yläp. (hiekka): lämpötila: 16,9 °C, RH: 95,7%. Vedeneristeen alap. (betoni): lämpötila: 16,4 °C, RH: 96,9%. 500 mm syvyydellä (hiekka): lämpötila: 15,1 °C, RH: 98,6%. Sisäilma: lämpötila: 21,4 °C, RH: 65,0%.



Vaurioiden todennäköisin aiheuttaja: Vaatehuoneen ja makuuhuoneen 1 seinään ja lattiaan nousee kapillaarisesti kosteutta.


o sauvaparketti (tasoite) o betonilaatta 70 mm o Styrox-eriste 50/100 mm o maaperä

-

+Sauvaparketti (ja tasoite)

Betoni 70 mmStyrox, reuna-alue 100 mm,keskialue 50 mm

CASE 18

Havaitut vauriot:

2-kerroksisen 20 vuotta vanhan rivitalon päätyhuoneiston alakerran maanvastaisen seinässä on ollut n. 5 vuotta sitten salaojaputken tukkeutumisesta johtuva kosteusvaurio. Nyt vaatehuoneessa tunkkeista hajua ja jalkalista mikrobivaurioitunut.


Maanvastaisesta seinästä ja lattiasta on mitattu olosuhteet. Lämpötila - ja RH -mittaustulokset alapohjan osalta: Reikä 1 (vaatehuone, mv-seinän vierestä): sisäilma lämpötila: 20,3 °C, RH: 52,7%. 10…50 mm syvyydeltä lämpötila: 19,7…19,9 °C, RH: 88,6…95,6%. Reikä 2 (vaatehuone, keskempää lattiaa): sisäilma lämpötila: 20,7 °C, RH: 48,7%. 10…50 mm syvyydeltä lämpötila: 20,1…20,3 °C, RH: 66,3…81,3%. Reikä 3 (makuuhuone 1): sisäilma lämpötila: 18,9 °C, RH: 54,6%. 20…50 mm syvyydeltä lämpötila: 17,9…19,1 °C, RH: 74,6…91,2%. eristeen yläpinnassa lämpötila: 17,8 °C, RH: 91,9%. maaperässä lämpötila: 17,4 °C, RH: 93,3%. Reikä 4 (makuuhuone 2, keskempää lattiaa): sisäilma lämpötila: 20,6 °C, RH: 49,0%. 10…50 mm syvyydeltä lämpötila: 20,1…20,4 °C, RH: 48,3…56,7%. eristeen yläpinnassa lämpötila: 20,2 °C, RH: 76,2%. maaperässä lämpötila: 18,4 °C, RH: 97,5%. Reikä 5 (makuuhuone 2, keskempää lattiaa): sisäilma lämpötila: 20,7 °C, RH: 48,7%. 20…50 mm syvyydeltä lämpötila: 20,5…20,6 °C, RH: 48,5…62,5%. eristeen yläpinnassa lämpötila: 20,3 °C, RH: 97,9%. maaperässä lämpötila: 19,8 °C, RH: 100,0%. Myös vaatehuoneen ja makuuhuoneen 1 maanvastaisista ulkoseinistä mitattu kohonneita kosteuspitoisuuksia.



Vaurioiden todennäköisin aiheuttaja: Diffuusiolla maaperästä nouseva kosteus ja kapillaarisesti kantavia seiniä pitkin laattaan nouseva kosteus.


-

+Muovimatto, osassa betonipinta

Betoni 50 ...130 mmStyrox, reuna-alue 100 mm,keskialue 50 mm

CASE 19

o muovimatto, osassa betonipinta o betonilaatta 50…130 mm o Styrox-eriste 50/100 mm o maaperä

Havaitut vauriot:

Kohteen kellarikerroksessa mikrobikasvuun viittaavaa hajua ja seinäpinnassa kasvustoa. Sadevedet ohjautuvat rakennuksen seinustoille ja osin seinälle. Pintakosteusosoittimen mukaan kosteinta ulkoseinän tai kantavan seinän vierustoilla.


Lämpötila- ja RH -mittaustulokset (mitattu ilmeisesti lattiarakenteen alta, leca -betonikerroksesta): Muovimattopintaiset (3 mittapistettä): sisäilma lämpötila: 18,1…18,4 °C, RH: 37,6…41,8%. 20 mm syvyydeltä lämpötila: 17,6…18,7 °C, RH: 57,2…91,5%. 50 mm syvyydeltä lämpötila: 17,5…19,0 °C, RH: 86,6…92,8%. 90 mm syvyydeltä lämpötila: 17,2…18,8 °C, RH: 89,9...96,4%. maaperästä lämpötila: 18,1…18,4 °C, RH: 91,0…98,4%. Betonipintaiset (6 mittapistettä): sisäilma lämpötila: 14,3…17,9 °C, RH: 36,0…57,9%. 20 mm syvyydeltä lämpötila: 14,0…18,6 °C, RH: 64,9…88,5%. 50 mm syvyydeltä lämpötila: 16,0…18,6 °C, RH: 74,8…95,5%. 90 mm syvyydeltä lämpötila: 16,4…18,5 °C, RH: 95,2...98,5%. maaperästä lämpötila: 13,8…18,2 °C, RH: 97,0…98,9%.


Maanvastaisten alapohjarakenteid en vauriokortti



o muovimatto (vanhaa ja uutta), osassa

klinkkerilaatta o betonilaatta 45…85 mm o Styrox-eriste o täyttö

+CASE 20 Klinkkerilaatat/ muovimatto

Betoni 45...85 mm

Styrox-eriste

Havaitut vauriot:

Kohteen (päiväkoti) yhdessä huonee ssa mikrobivaurioon viittaavaa hajua, WC:ssä todennäköisesti putkivuoto. Huoneilma paikoitellen tunkkainen puutteellisesta ilmanvaihdosta johtuen.


Lämpötila- ja RH-mittaustulokset vaurioalueelta: Vanha matto (tiivis): 20 mm syvyydellä lämpötila: 16,6…18,2 °C, RH: 74,4…79,5%. 50 mm syvyydellä lämpötila: 16,9…18,0 °C, RH: 79,6…88,2%. eriste lämpötila: 16,6…17,7 °C, RH: 82,7…90,3%. maaperä lämpötila: 15,6…16,8 °C, RH: 92,2…99,9%. Uudempi matto: 20 mm syvyydellä lämpötila: 14,9 °C, RH: 87,7%. eriste lämpötila: 15,2 °C, RH: 93,5%. maaperä lämpötila: 14,8 °C, RH: 98,5%. Lämpötila- ja RH-mittaustulokset vaurioimattomalta alueelta: Vanha matto (tiivis): 20 mm syvyydellä lämpötila: 17,6 °C, RH: 55,5%. 50 mm syvyydellä lämpötila: 17,5 °C, RH: 65,5%. eriste lämpötila: 16,8 °C, RH: 69,2%. maaperä lämpötila: 13,5 °C, RH: 81,9%. Uudempi matto: 20 mm syvyydellä lämpötila: 16,5 °C, RH: 55,3%. 50 mm syvyydellä lämpötila: 16,4 °C, RH: 69,6%. eriste lämpötila: 16,4 °C, RH: 74,3%. maaperä lämpötila: 14,9 °C, RH: 87,0%.


Maanvastaisten a lapohjarakenteiden vauriokortti

Vaurioiden todennäköisin aiheuttaja: Kaikkien rakennusten alapohjarakenteiden kosteuspitoisuudet ovat normaaleja.

Alapohjarakenne, materiaalit ja olosuhteet: Rakennus 1 Rakennus 2 Rakennus 3 Rakennus 4 Pinnoite muovimatto/ -laatta muovimatto muovimatto/-laatta muovimatto/korkkilaatta Betoni 60…90 mm 80…130 mm 120…130 mm 60…100 mm Eriste styrox (kevytsora) styrox kevytsora styrox Maaperä Hienoa hiekkaa

Havaitut vauriot:

Kohde sisältää 4 päiväkotirakennusta. Kohteessa ei vaurioita tai vaurioepäilyjä, tilaaja halusi selvyyden maanvaraisten alapohjien kosteustilanteesta.


Lämpötila- ja RH-mittaustulokset vaurioalueelta: Rakennus 1 (6 mittapistettä): 20 mm syvyydellä lämpötila: 18,4…20,8 °C, RH: 42,8…66,7%. 40 mm syvyydellä lämpötila: 18,1…20,4 °C, RH: 56,7…75,8%. 60 mm syvyydellä lämpötila: 18,5…19,0 °C, RH: 71,7…80,1%. eriste lämpötila: 16,9…20,1 °C, RH: 61,9…78,9%. maaperä lämpötila: 13,3…17,6 °C, RH: 73,7…96,2%. Rakennus 2 (6 mittapistettä): 20 mm syvyydellä lämpötila: 16,1…20,1 °C, RH: 58,7…82,6%. 40 mm syvyydellä lämpötila: 16,0…20,1 °C, RH: 63,2…82,9%. 60 mm syvyydellä lämpötila: 16,0…19,7 °C, RH: 66,5…83,7%. eriste lämpötila: 16,2…19,6 °C, RH: 66,8…78,4%. maaperä lämpötila: 10,9…15,6 °C, RH:82,9…98,6%. Rakennus 3 (3 mittapistettä): 20 mm syvyydellä lämpötila: 15,6…18,4 °C, RH: 53,6…69,4%. 40 mm syvyydellä lämpötila: 15,5…18,0 °C, RH: 67,1…74,4%. 60 mm syvyydellä lämpötila: 15,8…18,3 °C, RH: 67,1…78,0%. 90 mm syvyydellä lämpötila: 15,5…18,2 °C, RH: 53,7…80,2%. kevytsora lämpötila: 14,6…17,9 °C, RH: 44,2…65,1%. Rakennus 4 (6 mittapistettä): 20 mm syvyydellä lämpötila: 17,9…19,9 °C, RH: 61,7…79,3%. 40 mm syvyydellä lämpötila: 17,6…17,9 °C, RH: 71,4…85,2%. 60 mm syvyydellä lämpötila: 17,9…20,1 °C, RH: 75,4…87,9%. eriste lämpötila: 16,9…18,0 °C, RH: 77,3…90,3%. maaperä lämpötila: 12,2…15,6 °C, RH: 85,8…99,4%.

K222

TTKK Talonrakennustekniikka / Pohja - ja maarakenteet


Vaurioiden todennäköisin aiheuttaja: Putkivuodoista ja rinteestä valuvasta sadevedestä johtuva liiallinen kosteusrasitus.


-

+CASE 22

Betoni 45...90 mm

Kevysora

Kallio ?

Klinkkerilaatat/ muovimatto

o muovimatto (tiivis), osassa klinkkerilaatta (pesuhuoneissa ja keittiössä) o betonilaatta 45…90 mm o kevytsora (pesu- ja pukuhuoneiden kohdalla) o kallio?

Havaitut vauriot:

Koulurakennuksessa vuodelta 1966 oli havaittu putkivuoto v uosi sitten. Ruokailutilan lattiamatto kupruilee ja maton alla havaittu mikrobivaurioon viittaavaa hajua. Rakennus sijaitsee rinteessä ja ylämpää valuu sadevesiä rakennuksen sivulle.


Lämpötila- ja RH-mittaustulokset: Pukuhuoneet (6 mittauspistettä): 20 mm syvyydellä lämpötila: 15,5…16,9 °C, RH: 71,3…96,6%. Leca-eriste lämpötila: 15,1…16,3 °C, RH: 84,9…97,9%. Käytävä (6 mittauspistettä): 20 mm syvyydellä lämpötila: 14,5…19,2 °C, RH: 45,6…95,5%. Leca-eriste lämpötila: 14,2…20,9 °C, RH: 38,3…90,2%. Ruokala (4 mittauspistettä): 20 mm syvyydellä lämpötila: 15,5…18,4 °C, RH: 56,2…89,3%. Leca-eriste lämpötila: 15,3…17,6 °C, RH: 53,8…90,8%.



Vaurioiden todennäköisin aiheuttaja: Maaperän lämpenemisestä johtuva ylöspäin suuntautuva diffuusio ja sisäpuolisen sadevesiviemäröinnin mahdollisten putkivuotojen lisäämä kosteusrasitus. Uusitulla lattian osalla maton vesihöyrynläpäisevyys liian pieni rasitukseen verrattuna, mahdollisesti pinnoitettu liian aikaisin eikä uusi pintavalu ole ehtinyt kuivua.


o muovimatto (erilaisia), osassa

klinkkerilaatta o betonilaatta 100…140 mm o Styrox-eriste o täyttö, paikoitellen painunut

-

+CASE 23 Klinkkerilaatat/ muovimatto

Betoni 100...140 mm

Styrox-eriste

Havaitut vauriot: Kohteen (päiväkoti, v. -75 rakennetun kerrostalon alakerta, ei suunniteltu ko. käyttöön) huoneissa mikrobivaurioon viittaavaa hajua, henkilökunta ja lapset oireilee. Yhdessä huoneessa putkivuoto ja kolmessa huoneessa katossa vuotokohta. Katon sadevesiä johdetaan sisäpuoliseen sadeve siviemäröintiin.


Lämpötila- ja RH-mittaustulokset vaurioalueelta: Vanha matto (läpäisevämpi): 20 mm syvyydellä lämpötila: 19,7 °C, RH: 39,9%. 60 mm syvyydellä lämpötila: 20,1 °C, RH: 59,3%. 120 mm syvyydellä lämpötila: 19,9 °C, RH: 65,7%. eriste lämpötila: 19,9 °C, RH: 75,9%. maaperä lämpötila: 18,8 °C, RH: 84,9%. Huone, jossa putkivuoto, uudempi matto (tiivis): 20 mm syvyydellä lämpötila: 18,4…19,9 °C, RH: 48,1…77,6%. 60 mm syvyydellä lämpötila: 18,6…19,9 °C, RH: 63 ,7…93,7%. 100…120 mm syvyydellä lämpötila: 18,3…20,0 °C, RH: 74,4…92,0%. eriste lämpötila: 18,1…19,8 °C, RH: 75,7…93,6%. maaperä lämpötila: 17,8…20,2 °C, RH: 74,1…64,1%. Uudempi matto (tiivis): 20 mm syvyydellä lämpötila: 16,7…20,2 °C, RH: 55,3…97,9%. 60 mm syvyydellä lämpötila: 17,1…20,2 °C, RH: 72,5…98,6%. eriste lämpötila: 17,0…19,8 °C, RH: 86,0…98,3%. maaperä lämpötila: 17,0…19,4 °C, RH: 88,3…99,9%.



Vaurioiden todennäköisin aiheuttaja: Pinnoitteiden irtoaminen ei todennäköisesti johdu kosteuspitoisuudesta vaan pinnoitteen tartunnan heikkoudesta.


-

+CASE 24 Maali + ohut epoksikerros

Betoni 150 mmStyrox-eriste reuna-alueella

o maalityyppinen pinnoite, jonka päällä ohut epoksikerros o betonilaatta 150 mm o lämmöneriste reuna-alueella (1,2 m) o tiivistetty sora

Havaitut vauriot: Noin 2 vuotta vanhan teollisuusrakennuksen lattian raskaimmin kuormitetuilla alueilla pinnoite irtoillut, paikattu epoksilla. Myös paikkaillut irtoilleet.


Lämpötila- ja RH-mittaustulokset: Lämpöeristetty osa (2 mittauspistettä): 20 mm syvyydellä lämpötila: 20,3…20,5 °C, RH: 82,0…85,0%. 50 mm syvyydellä lämpötila: 20,0…20,3 °C, RH: 88,0%. 100 mm syvyydellä lämpötila: 19,6…20,3 °C, RH: 91,0%. eriste: 170…190 mm syv. lämpötila: 19,3…20,1 °C, RH: 84,0%. maaperä: 330 mm syv. lämpötila: 16,6…17,0 °C, RH: 95,0%. maaperä: 470 mm syv. lämpötila: 15,8 °C, RH: 95,0%. Lämpöeristämätön osa (6 mittauspistettä): 20 mm syvyydellä lämpötila: 20,1…20,9 °C, RH: 80,0…85,0%. 50 mm syvyydellä lämpötila: 19,6…20,6 °C, RH: 82,0…90,0%. 100 mm syvyydellä lämpötila: 19,8…20,3 °C, RH: 91,0…95,0%. maaperä: 180…210 mm syv. lämpötila: 19,5…20,2 °C, RH: 94,0…97,0%. maaperä: 300…350 mm syv. lämpötila: 19,3…20,2 °C, RH: 93,0…96,0%. maaperä: 400…410 mm syv. lämpötila: 19,5…20,0 °C, RH: 95,0%. maaperä: 480…500 mm syv. lämpötila: 18,9…20,1 °C, RH: 94 ,0…95,0%. Sisäilman lämpötila mittaushetkellä 20,6…21,1 °C ja RH 65…69%.





o muovimatto (vanhaa ja uutta), osassa klinkkerilaatta o betonilaatta 45…85 mm o Styrox-eriste o täyttö

Havaitut vauriot: Kohteen (päiväkoti) yhdessä huoneessa mikrobivaurioon viittaavaa hajua, WC:ssä todennäköisesti putkivuoto. Huoneilma paikoitelle n tunkkainen puutteellisesta ilmanvaihdosta johtuen.


Lämpötila- ja RH-mittaustulokset vaurioalueelta: Vanha matto (tiivis): 20 mm syvyydellä lämpötila: 16,6…18,2 °C, RH: 74,4…79,5%. 50 mm syvyydellä lämpötila: 16,9…18,0 °C, RH: 79,6…88,2%. eriste lämpötila: 16,6…17,7 °C, RH: 82,7…90,3%. maaperä lämpötila: 15,6…16,8 °C, RH: 92,2…99,9%. Uudempi matto: 20 mm syvyydellä lämpötila: 14,9 °C, RH: 87,7%. eriste lämpötila: 15,2 °C, RH: 93,5%. maaperä lämpötila: 14,8 °C, RH: 98,5%. Lämpötila- ja RH-mittaustulokset vaurioimattomalta alueelta: Vanha matto (tiivis): 20 mm syvyydellä lämpötila: 17,6 °C, RH: 55,5%. 50 mm syvyydellä lämpötila: 17,5 °C, RH: 65,5%. eriste lämpötila: 16,8 °C, RH: 69,2%. maaperä lämpötila: 13,5 °C, RH: 81,9%. Uudempi matto: 20 mm syvyydellä lämpötila: 16,5 °C, RH: 55,3%. 50 mm syvyydellä lämpötila: 16,4 °C, RH: 69,6%. eriste lämpötila: 16,4 °C, RH: 74,3%. maaperä lämpötila: 14,9 °C, RH: 87,0%.

Julkaisun hinta: 34 € + alv 8 %Myynti: Tietokirjakauppa Juvenes/Julkaisumyynti, PL 553,

33101 Tampere, puh. (03) 3115 2351, faksi (03) 3115 2191

Korkeakoulunkatu 5, PL 600, 33101 TamperePuh. (03) 3115 4804Faksi (03) 3115 2811S.posti [email protected]

http://www.tut.fi

TALONRAKENNUS-TEKNIIKKATAMPEREEN TEKNILLINEN KORKEAKOULU

MAANVASTAISTEN ALAPOHJARAKENTEIDEN KOSTEUSTEKNINEN

TOIMIVUUS

Julkaisu on tutkimushankekokonaisuuden ’Alapohjarakenteiden kosteus-käyttäytyminen’ toisen tutkimusvaiheen loppuraportti. Tutkimus on tehtyTampereen teknillisen korkeakoulun Talonrakennustekniikan ja Pohja- jamaarakenteiden laboratorioiden yhteistyönä.

Julkaisun tavoitteena on määritellä maanvastaisten alapohjarakenteidenkosteusteknisessä suunnittelussa tarvittavat reunaehdot. Rakenteidenkosteusteknisessä suunnittelussa, kosteusteknisen toiminnanarvioinnissa ja korjaustoimenpiteiden suunnittelussa tarvitaan tietoamaanvastaisen rakenteen eri puolilla normaaliolosuhteissa vallitsevistalämpötila- ja kosteusolosuhteista Lisäksi julkaisussa on tarkasteltukosteusvaurioituneiden maanvastaisten alapohjarakenteidenkorjausmenetelmiä ja niiden kosteusteknistä toimivuutta.

Maanvastaisille alapohjarakenteille ympäröivästä maasta tulevia lämpö-ja kosteusrasituksia on määritelty sekä pitkäaikaisten kenttämittaustenavulla että teoreettisesti. Julkaisussa on suurehkoon määräänalapohjarakenteiden kosteusteknisiä selvityksiä perustuen arvioituyleisimpiä maanvastaisten alapohjarakenteiden kosteusongelmienaiheuttajia ja syntymekanismeja.

Documents

MAANVASTAISTEN ALAPOHJARAKENTEIDEN … · tampereen teknillinen julkaisu 120 talonrakennustekniikka korkeakoulu. virpi leivo – jukka rantala . maanvastaisten alapohjarakenteiden