6 ALAPOHJARAKENTEIDEN KOSTEUS- JA HOMEVAURIOT SUOMESSA 88
6.1.3 Vauriotapausten analysointi
2 7,7 - museo
kirjasto
ot 3 11,5
sä 26 100
Rivital Yhteen
6.1.3 Vauriotapausten analysointi Erä k
lämmö puuttuv
jolloin aen tiivistymisriskin tai
yksittäisen rakenneosan, yleensä lattiapinnoitteen alapinnan, kriittisen kosteus
ilmenty vaihdet Toinen
sijoittaminen 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
asenne
rakenn isvaiheessa ja mahdollisen vesivahingon sattuessa alaspäin
ja y lku estää rakenteen kuivumisen
mo kuivum laattaan alapuol Useissa
ei 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. Höyrynsu
lempiin 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 tu
o
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 8 27,6
Yhteensä 29 100
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.
Tutkituiss mukaisesti
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.
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 hj
sala Suo
huomio iden valinnassa pinta-alaltaan suurissa alapohjissa, jois
rak 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. Se
ta
Rakennuspohja on salaojitettava veden kapillaarivirtauks
pohjavedenpinnan pitämiseksi riittävällä etäisyydellä lattiasta tai ryömintätilan sekä maahan imeytyvien pintavesi
materiaalista. Salaojit vettä hyvin läp stä tasarakeise seulotusta luonnonkiviaineksesta, sepel
jolla on sing materi
rasitukset.
Rakennuks muka
v
voidaan poiketa erityisestä syystä vähäisessä määrin. Lisäksi annetaan ohjeita, joiden mukaan alapohjan l
la
katkaiseva kerros kuten sepeli- tai pesty singelikerros. Ohjeen mukaan höyrynsulun tarve suunnitellaan tapauskohtaisesti ottaen huomioon betonilaatan kuivumismahdollisuus.
.2 Rakennusten v 7
RIL:n julkai m
o 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.
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 ohjeiss R
7.4 Rakennusten ja tonttialueiden kuivatus RIL 126-1979 akennusten ja tonttialueiden kuivatus–ohjeissa /29//
R
kuivatustarvetta 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
O
rakeisuuskäyräraja (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 läpäi o
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
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 siih
k
nousta 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.
GEO SAVI SILTTI HIEKKA SORA
100 0.00 0.002 0.006 0.02 0.074 0.125 0.25 0.5 1
7.1 Salaojituskerr 1 Käytettävän soran rak
pintaa 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 yl li
joista 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 0.074 0.125 0.25 0.5 1 2 4 8 16 32 64
LÄPÄISY %
06 2 4 8 16 32 64
80 70 60 50 40
20 10
0.002 0.0
1
2
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.
K
s aikissa rakennevaihtoehdoissa rakenteen alla on 200 mm:n koneellisesti tiivistetty alaojituskerros.
arsinaista lämmöneristystä käytetäänkin usein vain laatan reuna-alueella.”
iaan kapillaarisesti pyrkivän lämm
200 m istu, ei laatan alla tavallisesti käytettävällä muovikelmulla ole enää kosteudeneristyksen kannalta sanottavasti merkitystä, vaan epätas
epäed 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 latt
kosteuden 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 latti e
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 ala
ilman suhteellinen kosteus. Rakennuksen sisälämpötila riippuu raken käyt arkoituksesta, toimisto- ja asuinkäytössä olevan rakennuksen sisälämpö ty
käyttötarkoituksesta, k
sisäilman 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 v
lä
virtaavan 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 lä
u
lähelle 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 ole
a
maapohjan huokosilman suhteellisen kosteuden voidaan olettaa olevan RH 100%, koska:
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.
Yleisin
vesiputkissa. Osa laattaan vuotavasta vedestä valuu painovoimaisesti alempiin rakennekerroksiin ja maapohjaan, mikäli rakenteessa ei ole höyrynsulkua. Osa vedestä sito
vesihöyryn diffuusiona joko ylös- tai alaspäin riippuen rakenteen ylä- ja alapuolisista ves y
Ma
kosteut een kuivuminen
n mahdollista kaikissa olosuhteissa.
teu pitoisuutena maamateriaalin rakeisuudesta riippuen 0,5…2,0 paino-%
ta.
M
rakenteen 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.
3
putkivuodon 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
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
0
70 80 90 100 %
suhteellinen kosteus, RH
k
määritelty 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.
1,0 Riski
0,8
0,6
0,4
+20 oC
+0...8 oC
+0 oC
Homeen kasvun riski eri olosuhteissa
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 vähentäm potentiaalina ovat alapohjarakenteen ylä- ja alapuole
Vesihöyryn osapaineista rakenteen alapuolinen osapaine on enemmä yläpuolinen osapaine riippuen ensisijaisesti alapohjarakenteen lämm Mitä lämpimämpi alapohjarakenteen lämpötila on, sitä suurempi
vesihöyryn osapaine ja siten rakenteen eri puolilla oleva potentiaaliero ja diffuusiovirta.
Maapohjan lämmetessä rakenteen eri puolilla olevat vesihöyryn osapaineet muodostuvat sellaisiksi, että diffuusiovirta rakenteessa on m
sisätilaan.
Ruotsalaistutkimusten /14/ mukaan maanvaraisessa alapohjarakentee lämmöneristettä niin paljon, että eristeen eri puolille muodostuu 2…3 °C läm Lämmöneristeen paksuuden valintaan ja alapohjan lämm
tarkistamiseen voi käyttää apuna kuvan 8.2 käyrästöä /14/.
U0
1,0 L = rakennuksen pituus (m)
0,9 B = rakennuksen levys (m)
T = lämpötila maassa, eris 0,8 T0= ulkolämpötila (oC), vuoden keskiarvo
U0 = dimensioton lämpötila (0 < U0 > 1) rakennuksen keskellä = (Tj - T0) / (T1 - T0)
d = ekvivalentti maan paksuus (m) = (d i λ) /λ i
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
2,7 d/B
0,1
sim. 15x10 m rakennus, sisälämpötila +20 0C, lämmöne Maan läm
j teen alapinnassa (oC)
E risteen paksuus 100 mm i 0,039 W/m20C.
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 k
P
suhteelline kosteus kasvaa diffuusiopotentiaalin eli ve
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 kenteen alapinnassa 65
60
Maapohjan lämpötila, oC
Suhteellinen kosteus RH (%)
55 50
12 14 16 18 20 22 24
pintara
Zpinta= 180 *109 m2 s Pa/kg
Zpinta= 50 *109 m2 s Pa/kg
Z = 20 *109 m2 s Pa/kg
pintarakenteen alapinnan suhteelliseen kosteuteen
pinta
Lämmöneristeen vesihöyrynläpäisevyyden vaikutus
Polystyreenieriste Mineraalivillaeriste Vesihöyrynvastusten suhde n. 1:70
Suhteellinen kosteus RH (%) pintarakenteen alapinnassa
12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 Pohjamaan lämpötila (oC)
95
AP 201: tasausbetoni 20 betonilaatta 150 polystyreeni 70 (l= 0,037) AP 204: betonilaatta 80 lämpöeristäm AP 205: betonilaatta 80 polystyreeni 50 (l= 0,041) AP 206: betonilaatta 18 kevytsora 150 m
Pintarakenteen alapinnan kosteus eri rakenteilla kun pintarakenteen vesihöyrynvastus 180*109 m2 s Pa/kg
(1333*103 s/m)
100
Pintarakenteen alapinnan kosteus eri rakenteilla kun pintarakenteen vesihöyrynvastus 50*109 m2 s Pa/kg
(370*103 s/m)
eellnteu akenteen alapinsa
18 19 20 21 22 23 24
Kuva 8.4 Pintarakenteen vesihöyrynvastuksen vaikutus pintarakenteen alapinnan suhteelliseen kosteuteen erilaisilla alapohjatyypeillä maanpohjan
8.5
Erä m erityist kosteus
itseens hjarakenteessa
per a luo
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 alapo
usl atan päälle asennetaan tuuletusrako, josta kostean ilman poisto hoidetaan joko nnollisesti tai koneellisella poistolla.
Suht pintar
Pohjamaan lämpötila (oC)
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.
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.