Ilmanvaihdon ja painesuhteiden merkitys rakenteille ja sisäilman laadulle; kolme case tapausta
2. Case kohteet
2.3 Case 3: Rakennus 80-luvulta
Rakennuksessa erityispiirteenä on yläpohjarakenteessa olevan alkuperäisen Thermopol-höyrynsulkurakenteen puutteellinen toiminta. Rakennuksessa esiintyy yläpohjan epätiiveyden lisäksi muitakin epätiiviitä rakenneliittymiä, kuten ikkuna- ja ulkoseinärakenteiden liittymät, alapohjan- ja seinärakenteiden liittymät sekä ryömintätilaa vasten olevan alapohjan läpiviennit.
Koulu siirtyy väistötiloihin rakenteissa todettujen vaurioiden, epätiiviiden rakenteiden ja ilmanvaihtojärjestelmässä todettujen puutteiden korjauksen ajaksi.
3. Tutkimustulokset
Rakennuksien tutkimukset aloitettiin sisäilmaongelmiin yhdistetyn oireilun takia ja tässä esitetään kohdekohtaisesti tarkempien tutkimusten tuloksia.
3.1 Case 1
Lähtötietojen perusteella tutkimuksen kohteena olevassa koulurakennuksessa on esiintynyt vuosien varrella erilaisia sisäilmaan liitettyjä oireita. Useissa huoneissa on koettu maakellarin hajua. Korjaavina toimenpiteinä rakennuksessa on tehty painuneiden maanvaraisten lattioiden nostotöitä sekä ikkuna- ja ulkoseinärakenteiden liittymien tiivistyskorjauksia kesällä-syksyllä 2016.
3.1.1 Rakenteiden ongelmat
Tutkimustulosten, havaintojen ja näyteanalyysien perusteella merkittävimpänä sisäilman laatuun vaikuttavana haittatekijänä on sokkeli- ja ulkoseinärakenteiden lämmöneristeiden (toja-eriste) kosteus- ja mikrobivauriot. Rakenteisiin on etenkin ikkunoiden alapuolisille sokkeliosille muodostunut laajamittaisia mikrobivaurioita, joiden syynä on puutteellinen ulkopuolinen
kosteudenhallinta ja erityisesti epätiiviit ikkunoiden vesipellitysten liittymät. Sokkelihalkaisussa ei ole alkuperäisissä rakennepiirustuksissa esitettyä kosteudeneristystä. Ikkunoiden vanhoissa ikkunatilkkeissä (pellavarive) esiintyy korkeita PAH-yhdisteiden pitoisuuksia.
Kuva 1. Ikkunoiden vesipellitykset ovat vuotaneet ja betonisokkelissa esiintyy halkeamia, minkä johdosta ikkunan alla olevissa kiinnityspuissa esiintyy lahovaurioita. Peruskorjauksen yhteydessä on uudet ikkunat asennettu alkuperäisten karmien sisään. Alkuperäisten karmien tilkeväleissä on pellavarivettä, jonka PAH-yhdisteiden pitoisuudet ovat korkeita. PAH-yhdisteiden hajua on imeytynyt alkuperäisiin puuosiin.
Kuva 2. Ikkunoiden alapuolella ja sokkelihalkaisussa olevassa toja-eristeessä esiintyy selviä viitteitä materiaalin mikrobivaurioista. Toja-eristeen sisäpinnassa on rappaus.
Ulkovaipparakenteissa todettiin epätiiviitä rakenneliittymiä aistinvaraisesti ja
merkkiainekokeiden avulla. Epätiiviiden rakenneliittymien kautta on mm. ulkoseinän
mikrobivaurioituneista lämmöneristeistä mahdollista sekoittua ilmaa ja epäpuhtauksia sisäilmaan päin. Epätiiviitä rakenneliittymiä todettiin lisäksi mm. ulkoseinärakenteessa ikkunoiden
yläpuolella sekä kattoikkunoiden liittymissä, joiden kautta sisätilat ovat suoraan yhteydessä yläpohjarakenteiden lämmöneristeisiin.
3.1.2 Ilmanvaihdon ongelmat
Ilmanvaihtojärjestelmä oli saneerattu vuosituhannen vaihteessa. Ilmavirrat ovat
rakentamismääräysten minimitasoa, mutta eivät vastaa käyttäjien tarpeita. Tästä syystä järjestelmä tulisi uusia, vaikka koneet eivät vielä ole käyttöikänsä lopussa.
3.2 Case 2
Kohde oli peruskorjattu 90-luvun lopulla, korjauksia oli tehty mm. sisäilmaongelmien takia. Osa ongelmista oli saatu korjattua ja sisäilmaan liitetty oireilu oli vähentynyt huomattavasti.
Rakennuksen ryömintätila oli puhdistettu, asbesti oli poistettu ja maanvaraiset lattiarakenteet uusittu. Myös ilmanvaihtojärjestelmä oli uusittu peruskorjauksen yhteydessä ja luokkien ilmavirrat oli mitoitettu suurillekin opetusryhmille riittäviksi. Kattorakenne oli uusittu ja se oli edelleen erittäin hyvässä kunnossa.
Haasteeksi olivat jääneet orgaanisetmateriaalit, jotka olivat osittain tai kokonaan rakenteiden sisällä sekä kellaritiloissa.
3.2.1 Rakenteiden ongelmat
Alapohjarakenne osoittautui vuosien saatossa vaurioituneeksi. Lämmöneristeenä oli käytetty toja-levyä betonisen pintalaatan alla. Levy oli vaurioitunut ja poistaminen vaatii kaikkien lattioiden avaamista.
Osasta maata vasten olevista seinärakenteista löytyi bitumisivelyä, jossa oli raja-arvot ylittävä määrä PAH-yhdisteitä ja mikrobivaurioituneita kipsilevyjä. Myös ulkoseinärakenteista löytyi mikrobikasvustoa. Sokkelirakenteiden sisältä löytyi myös kerros korkkilevyä, joka on ajan kuluessa vaurioitunut kosteuden vaikutuksesta.
Liikuntasaumojen toteutus havaittiin puutteelliseksi. Saumoja ei oltu tiivistetty ja liikuntasaumaan oli jätetty kovalevyt, jotka olivat vaurioituneet.
Vaikka vauriot ovat rakenteille tyypillisiä oli epäpuhtauksien leviämisen estäminen sisätiloihin haastava toteuttaa.
Kuva 3. Toja-levy eristeenä lattian alla.
3.2.2 Ilmanvaihdon ongelmat
vaihtelivat huomattavasti päivän aikana rakennuksen käytön mukaan ja hallitsemattomia ilmavirtoja rakenteiden läpi esiintyi useissa paikoissa. Yöaikaan esiintyi tyypillisesti 10–15 Pa alipaineisuutta.
3.3 Case 3
Saatujen lähtötietojen perusteella koulurakennuksessa on vuosien varrella koettu sisäilman laatuun liitettyjä oireita ja erityisesti yksi luokkasiipi on koettu ongelmallisimmaksi alueeksi.
Kohteessa on tehty lukuisia kosteudenhallintaa parantavia toimenpiteitä, mm salaojien uusinta ja lisäykset, kattovesi- ja pihavesiviemäröintien uusinta ja ryömintätilojen puhdistukset,
vesikatteiden osittainen uusinta. Ongelmallisimmaksi koetussa luokkasiivessä on tehty lattiapinnoitekorjauksia ja rakenneliittymien tiiveyttä parantavia toimenpiteitä.
3.3.1 Rakenteiden ongelmat
Merkittävimpänä sisäilman laatuun vaikuttavana haittatekijänä ja rakenteiden toiminnan kannalta puutteena voidaan pitää yläpohjarakenteessa olevan alkuperäisen termopol-höyrynsulkurakenteen toimintaa. Yläpohja- ja ulkoseinärakenteiden yläosassa oleva levyrakenne ei ole ilma- tai
vesihöyrytiivis johtuen levyrakenteiden saumojen teippausten epätiiveydestä ja levyjen
toteutustavasta mm. rakenneliittymien kohdilla. Yläpohjassa sekä ulkoseinärakenteiden yläosassa olevien Thermopol -levyjen takapinnoille on muodostunut näkyvää, mikrobikasvustoon viittaavaa kasvustoa. Vaurioita todettiin kaikissa rakenneavauspisteissä.
Kuva 4. Yläpohjan rakennetyyppi. Termopol -höyrynsulkulevyjen liitosten teippaukset ja liittymät ulkoseinä- ja yläpohjarakenteisiin ovat epätiiviitä.
Termpol
Kuva 5. Termopol-levyn takapinnalla esiintyy mikrobikasvustoihin viittaavia tummentumia ja paikoin levyssä esiintyy mikrobivaurioita.
4. Johtopäätökset
Case tapauksissa esiteltiin näille rakennuksille tyypilliset ongelmat, jotka eivät rajoitu vain yhteen yksittäiseen tilaan, vaan kattavat koko rakennuksen. Edellä esitetyt rakenteisiin ja ilmanvaihtoon liittyvät ongelmat ovat todennettavissa tutkimuksissa.
Pelkästään rakenteissa todettujen kosteus- ja mikrobivaurioiden ja rakenteiden tiiveyden parantaminen voi vaatia mittavia rakenteiden purku- ja uudelleenrakennustoimenpiteitä.
Rakenteiden korjaus ja kaikkien sisäilman laatuun vaikuttavien haittatekijöiden poistaminen/
poissulkeminen voi joissain tapauksissa olla kustannuksiltaan lähes uudisrakennuksen kustannusten tasoinen.
5. Yhteenveto
Rakenteet ja ilmanvaihtojärjestelmän toiminta tutkittiin sisäilmaongelmaisissa kohteissa.
Rakenteiden ja ilmanvaihdon toiminasta löytyi ongelmia, jotka vaikuttivat rakennuksen sisäilmastoon.
Rakennuksissa käytettyjen rakenneratkaisujen epätiiveys, rakenteissa todetut vauriot sekä ilmanvaihtojärjestelmissä todetut puutteet huomioiden, muodostuu tutkittujen rakennusten korjausaste korkeaksi.
Korjauksissa tulee kiinnittää erityistä huomiota rakenteiden korjausmenetelmiin,
ilmanvaihtojärjestelmän toimintaan sekä järjestelmän säätöön, jotta rakennuksen painesuhteet ovat rakennukselle sopivia.
Lähdeluettelo
[1] Rakennuksen kosteus- ja sisäilmatekninen kuntotutkimus. Ympäristöopas 2016. Toim.
Pitkäranta, Miia. Ympäristöministeriö 2016. ISBN 978-952-11-4625-1
Rakennusmateriaalin ja rakenteen vaikutus mikrobilajistoon ja -pitoisuuteen
Helena Rintala1, Marja Hänninen1, Teemu Rintala2, Pinja Tegelberg1 ja Teija Meklin1
1Mikrobioni Oy, Kuopio
2Aalto Yliopisto, Tietotekniikan laitos
Tiivistelmä
Rakennusten kosteus- ja mikrobivaurioiden syyt ja syntymekanismit ovat moninaiset ja
mikrobilajistoon vaikuttavat useat tekijät. Tämän tutkimuksen tarkoituksena oli selvittää, kuinka paljon rakennusmateriaali ja se, mistä rakenteesta näyte on otettu, vaikuttavat mikrobilajistoon ja pitoisuuksiin.
Tutkimuksessa analysoitiin mikrobituloksia noin 6000 rakennusmateriaalinäytteestä, jotka oli lähetetty laboratorioon tutkittavaksi. Näytteistä oli analysoitu mikrobit suoraviljelymenetelmällä ja näytteet luokiteltiin annettujen tietojen perusteella materiaali- ja rakenneluokkiin tilastollisia analyysejä varten.
Tulosten perusteella mikrobien kokonaismäärät eri kasvatusalustoilla ja useiden lajien tai sukujen esiintymisfrekvenssit ja pesäkemäärät erosivat tilastollisesti merkitsevästi materiaalien ja
rakenteiden välillä. Lajistoa kokonaisuutena vertaavan Bray-Curtis dissimilariteetti-indeksin avulla havainnollistettu kuva näytteiden mikrobiologisista eroavaisuuksista osoitti, että rakenne ja materiaali eivät kuitenkaan yksinään ole mikrobilajistoon määräävästi vaikuttavia tekijöitä.
Jatkossa onkin tarkoitus selvittää tarkemmin indeksin perusteella erottuneiden näyteryhmien muita ominaisuuksia.
1. Johdanto
Asumisterveysasetuksen soveltamisohjeessa on esitetty toimenpiderajoja rakennusmateriaalien mikrobipitoisuuksille ja määrille. Ohjeen mukaan toimenpiderajoja ei voida soveltaa ulkoilman tai maaperän kanssa kosketuksissa olevan materiaalinäytteen tulostulkintaan. Toisaalta voidaan olettaa, että valveutuneet näytteenottajat ottavat näytteitä harvemmin esimerkiksi suorassa maaperäkontaktissa olevista materiaaleista, jolloin ohjeiden soveltamiselle ei pitäisi olla esteitä.
Mikrobien kasvuun vaikuttavat eniten kosteus, ravinteet ja lämpötila. Aikaisemmissa
tutkimuksissa on todettu mm. että orgaanisilla materiaaleilla, kuten puulla, havaitaan yleensä suurimmat mikrobipitoisuudet [1]. Niillä on mikrobeille helposti saatavilla olevaa ravintoa.
Toisaalta ajan mittaan, ilman puhdistusta, mille tahansa materiaalille kertyy orgaanista ainesta, jota mikrobit voivat hyödyntää ja mikrobikasvu on mahdollista, jos kosteutta riittää. Mikrobeilla on vaihteleva kyky sietää kuivuutta. Itiöitä muodostavat mikrobit, kuten homeet ja sädesienet, sietävät kosteuden vaihteluita ja kuivuutta itiöidensä avulla. Myös homelajien välillä on eroja.
Esimerkiksi Aspergillus ryhmä Restrictiin homeet sietävät erittäin kuivia olosuhteita. Lämpötila vaikuttaa enemmänkin kasvua hidastavasti silloin kun se ei ole mikrobille optimaalinen.
Mikrobien lähteinä rakennuksiin toimivat erityisesti ulkoilma, maaperä (jalkojen mukana kulkeutuva pöly ja rakenteiden suora kosketus ympäristöön) ja jossain määrin mikrobeja kulkeutuu myös mm. vaatteiden tai lemmikkieläinten mukana. Mikrobeja kertyy rakennuksiin
myös rakennuksen käyttäjien toimien seurauksena. Jos rakennustarvikkeita varastoidaan huolimattomasti, voi niihin kertyä mikrobistoa jo rakennusvaiheessa. Kun rakenteet kostuvat, mikrobikasvu alkaa. Lopulliseen lajistoon rakennusmateriaalilla vaikuttavat todennäköisesti kosteusvaurion syntytapa, itse materiaali, kosteusolosuhteet ja niiden vaihtelu ajan myötä, rakenne, rakenteen ikä, jne. Kosteus näytteenottohetkellä ei kuitenkaan välttämättä korreloi todettujen mikrobipitoisuuksien kanssa [2].