Hannu Kiukkonen
Betonisandwich-seinien lisäeristykset ja niiden kosteustekninen toiminta 1960–70-lukujen kerrostaloissa
Diplomityö
Tarkastajat: professori Ralf Lindberg ja RI, KTM Mikko Rajaniemi
Tarkastajat ja aihe hyväksytty:
Rakennetun ympäristön tiedekuntaneuvoston kokouksessa 6. lokakuuta 2010
ALKUSANAT
Tämä työ on tehty Tampereen teknillisessä yliopistossa opinnäytetyönä kesän ja syksyn 2010 aikana. Tutkimuksen rahoittajana on toiminut Tampereen teknillisen yliopiston tukisäätiö.
Diplomityöni ohjaajana sekä tarkastajana on toiminut Ralf Lindberg, jota haluan kiittää kaikista saamistani neuvoista ja ohjeista sekä mielenkiintoisen aiheen ideoinnista. Suuri kiitos kuuluu myös Insinööritoimisto Controlteam Oy:n Mikko Rajaniemelle, joka toimi työni toisena tarkastajana ja antoi arvokkaita neuvoja.
Suurimmat kiitokseni osoitan perheelleni saamastani tuesta opiskelujeni varrella.
Jyväskylässä, maaliskuussa 2011
Hannu Kiukkonen
Tiivistelmä
TAMPEREEN TEKNILLINEN YLIOPISTO Rakennustekniikan koulutusohjelma
KIUKKONEN, HANNU: Betonisandwich-seinien lisäeristäminen ja niiden kosteustekninen toiminta 1960–70-lukujen kerrostaloissa.
Diplomityö, 110 s.
Maaliskuu 2011
Pääaine: Rakennesuunnittelu
Työn tarkastajat: professori Ralf Lindberg ja KTM, RI Mikko Rajaniemi
Avainsanat: Betonisandwich-seinä, lisäeristäminen, kosteustekninen toiminta, lisäeristysratkaisut
Tämän tutkimuksen päätavoitteena on selvittää lisäeristysrakenteiden teknistä toteutusta ja betonisandwich-seinien ulkopuolisten lisäeristysrakenteiden kosteusteknistä toimintaa, kun eristetyyppi ja -paksuus sekä ympäristöolosuhteet vaihtelevat. Kosteustekniset laskut on suoritettu käsintehdyillä diffuusiotarkasteluilla ja WUFI-ohjelmistolla. Lisäksi tutkimusaineistona on käytetty kotimaista lähdekirjallisuutta.
Tutkimus osoittaa, että kosteusteknisesti parhaiten toimii tuulettuva rakenne, jossa lisäeristeenä käytetään mineraalivillaa. Lisäeristysrakenteiden kosteustekninen toiminta paranee, kun eristepaksuutta lisätään, sillä tällöin vanhan ulkokuoren ja eristetilan olosuhteet lähenevät sisäilman olosuhteita. Kun eristepaksuutta lisätään, vanhat rakenteet kuivuvat nopeammin ja vanhan ulkokuoren vaurioituminen hidastuu tai parhaimmassa tapauksessa jopa pysähtyy.
Polyuretaani toimii lisäeristeenä, mutta suurin osa rakenteen lämmönsiirtovastuksesta on kuitenkin muodostuttava polyuretaanilisäeristyskerroksen vastuksesta, jolloin vanhan rakenteen lämpötila- ja kosteusolot ovat lähellä sisäilman arvoja. Lisäksi polyuretaanin suuren vesihöyrynvastuksen vuoksi vanhan ulkokuoren kosteuspitoisuus tulisi olla lisäeristystä tehdessä alhaisella tasolla. Tällöin betonisandwich-seinän vanhan eristetilan suhteellinen kosteus ei nouse homeriskilukemiin. Tuulettumattomat rappausrakenteet toimivat laskelmien perusteella kosteusteknisesti normaaliolosuhteissa, mutta rankasti saderasitetuilla julkisivuilla mineraalivillan käyttöä lisäeristeenä ei voi suositella. Lisäksi ohutrappauslaastien korkeahko vesihöyrynvastus voi aiheuttaa ongelmia, jos eristetilaan pääsee tiivistymään kosteutta tai sitä kulkeutuu halkeamien kautta.
Mineraalivillalla toteutetut tuuletetut lisäeristysrakenteet ovat osoittautuneet erittäin toimiviksi sekä laskemissa että käytännössä. Sen sijaan jos polyuretaania käytetään lisäeristeenä, rakenteen toimivuus on varmistettava laskelmin ja otettava huomioon muun muassa ulkokuoren alkukosteuspitoisuus.
Abstract
TAMPERE UNIVERSITY OF TECHNOLOGY Master’s Degree Programme in Civil Engineering
KIUKKONEN, HANNU: Additional insulations of concrete sandwich panels and moisture physical behaviour and technical solutions in the apartment houses built in the 1960´s and 70´s.
Master of Science Thesis, 110 pages March 2011
Major: Structural Engineering
Examiners: Professor Ralf Lindberg and MBA, Civil Engineer Mikko Rajaniemi
Keywords: concrete sandwich panel, additional insulation, moisture physical behaviour, additional insulation solutions
The aim of this study is to examine the technical solutions and the moisture physical behaviour of the external additional insulations in concrete sandwich panels, when insulation material and -thickness as well as weather conditions are changing. The physical moisture calculations have been completed using basic diffusion analysis and WUFI- software. In addition, Finnish literature has been used as research material.
This research shows that from the moisture physical point of view the best structure is structure, which has ventilation space and has mineral wool as additional insulation. The moisture physical behaviour of additional insulation structures improves when the thickness of the insulation is increased. This is due to the conditions in the old sandwich exterior and in the insulation space approaching indoor air conditions. If the thickness of the additional insulation is increased, the old structure also dries up faster and the degradation of the old exterior slows down. In the best case the degradation stops.
Polyurethane works as an additional insulation, but the largest part of the structure’s heat resistance should consist of the heat resistance of the polyurethane layer. This way the conditions in the old structure are close to the conditions of indoor air. In addition, due to the big water vapour resistance of polyurethane, the moisture content of the old exterior should be relatively low when additional insulation is installed. This makes sure that the relative humidity in the old insulation space will not be able to rise to the level where mould is able to grow.
According to calculations unventilated rendering structures done over insulation layer work moisture physically in normal conditions. However, problems appear if structures additionally insulated with mineral wool are exposed to harsh driving rain. Moreover, the high water vapour resistance of thin-coated rendering mortars might cause problems if moisture is able to condense in the insulation space or drift there through cracks.
Additional ventilated insulations executed with mineral wool and with ventilation space have been proven to work very well, both through calculations and in practice. Instead, if
the additional insulation is polyurethane, the moisture physical behavior of the structure must be checked using calculations. Moreover, attention must be paid to the moisture content of old exterior.
SISÄLLYS
1. JOHDANTO ...1
2. BETONISANDWICH-ELEMENTIN HISTORIAA...3
3. BETONISANDWICH-ELEMENTTIEN VAURIOITUMINEN ...6
3.1 Raudoitteiden korroosio...6
3.2 Betonin rapautuminen ...8
3.3 Kiinnitysten ja kannatusten vauriot...9
3.4 Kosteustekniset toimivuuspuutteet ...10
3.5 Muita teknisiä ongelmia...10
4. LISÄERISTYSSUUNNITTELUN LÄHTÖKOHDAT ...11
4.1 Kuntotutkimus...11
4.2 Omapainosta aiheutuvat kuormitukset vanhalle rakenteelle...11
4.3 Tuulikuorman aiheuttamat rasitukset...11
4.4 Iskukuorman aiheuttamat rasitukset...12
4.5 Muuta suunnittelussa huomioitavaa...13
4.5.1 Palomääräykset ...13
4.5.2 Terveydelle ja ympäristölle vaaralliset aineet...13
4.5.3 Vanhan seinän lisäkiinnitys...13
5. LISÄERISTYSRATKAISUT...15
5.1 Eristerappaus kolmikerrosrappauksena...16
5.1.1 Yleistä kolmikerrosrappauksesta ...16
5.1.2 Valmistelevat työt ...16
5.1.3 Käytettävät lämmöneristetuotteet ja niiden ominaisuudet ...17
5.1.4 Lämmöneristeiden kiinnitys...17
5.1.5 Rappausverkon asennus ...18
5.1.6 Pellitykset...18
5.1.7 Rappauslaastit ...19
5.1.8 Liikuntasaumat...20
5.1.9 Kosteustekninen toiminta...20
5.2 Eristerappaus ohutrappauksena...21
5.2.1 Yleistä ohutrappauksesta...21
5.2.2 Valmistelevat työt ...22
5.2.3 Käytettävät lämmöneristetuotteet ja niiden ominaisuudet ...22
5.2.4 Lämmöneristeiden kiinnitys...23
5.2.5 Pohjarappaus ja rappausverkko...23
5.2.6 Pinnoitus...24
5.2.7 Liikuntasaumat...24
5.2.8 Kosteustekninen toiminta...25
5.3 Levyverhous...26
5.3.1 Yleistä levyverhouskorjauksista...26
5.3.2 Valmistelevat työt ...26
5.3.3 Rankarakenne...27
5.3.4 Lisälämmöneristys ...29
5.3.5 Verhouslevyjen asennus ja kiinnitys...30
5.3.6 Kosteusteknisen toimivuuden varmistaminen...30
5.4 Kuorielementit ...32
5.4.1 Yleistä kuorielementtijulkisivuista...32
5.4.2 Lisälämmöneristys ...32
5.4.3 Kuorielementit...33
5.4.4 Kuorielementtien kannatus...34
5.4.5 Kosteustekninen toimivuus ...35
5.5 Kuorimuuraus...36
5.5.1 Yleistä kuorimuurauksesta ...36
5.5.2 Lisälämmöneristys ...37
5.5.3 Muuraussiteet ...38
5.5.4 Muuraus...38
5.5.5 Kuorimuurin kannatus...38
5.5.6 Raudoitus ja liikuntasaumat ...39
5.5.7 Kosteustekninen toimivuus ...40
6. BETONISANDWICH-SEINÄN LÄMPÖ- JA KOSTEUSTEKNISEN TOIMINNAN TEORIAA ...41
6.1 Lämpö ja lämmön siirtyminen ...41
6.1.1 Lämmön johtuminen ...41
6.1.2 Lämmön säteily...42
6.1.3 Lämmön konvektio ...43
6.2 Kosteus...45
6.2.1 Sade ...45
6.2.2 Ilman kosteus ...46
6.2.3 Rakennuskosteus ...48
6.2.4 Muut kosteusrasitukset...48
6.2.5 Olosuhdetekijöiden vaikutus...48
6.3 Kosteuden siirtyminen ulkoseinärakenteessa...49
6.3.1 Kapillaarinen siirtyminen...49
6.3.2 Painovoimainen siirtyminen...52
6.3.3 Diffuusio ...52
6.3.4 Vesihöyryn konvektio ...55
6.3.5 Kosteusdiffusiviteetti ...56
6.4 Kosteuden sitoutuminen...57
6.4.1 Tasapainokosteus ...58
6.5 Kosteuden tiivistyminen ja haihtuminen...59
6.5.1 Kosteuden tiivistyminen ja kertyminen seinärakenteisiin...59
6.5.2 Diffuusiovirran kondenssi...60
6.5.2 Konvektion kondenssi...63
6.5.3 Seinärakenteen kuivuminen ...63
7. KOSTEUSTEKNISET LASKELMAT ...66
7.1 Perinteinen diffuusiotarkastelu ...66
7.1.1 Alkuperäinen betonisandwich-rakenne...67
7.1.2 Lisäeristyksenä mineraalivilla ja tuulensuojalevy ...71
7.1.2 Lisäeristyksenä mineraalivilla ja tuulensuojalevy ...71
7.1.3 Lisäeristyksenä polystyreeni ...71
7.1.4 Lisäeristyksenä polyuretaani...71
7.1.3 Lisäeristyksenä polystyreeni ...72
7.1.4 Lisäeristyksenä polyuretaani...77
7.1.5 Yhteenveto diffuusiotarkastelun tuloksista ...81
7.2 WUFI-laskelmat...82
7.2.1 WUFI-laskelmissa käytetyt lähtöarvot...82
7.2.2 Laskelmissa käytetyt materiaaliarvot...84
7.3 Tutkitut lisäeristysratkaisut ja saadut tulokset ...86
7.3.1 Alkuperäinen betonisandwich-rakenne...87
7.3.2 Lisäeristyksenä mineraalivilla ja tuulensuojalevy ...88
7.3.3 Lisäeristyksenä polyuretaani...92
7.3.4 Lisäeristyksenä mineraalivilla ja kolmikerrosrappaus ...95
7.3.5 Lisäeristyksenä polystyreeni ja ohutrappaus...99
8. ESIMERKKIKOHDE, RYPYSUONTIE 51 ...104
9. YHTEENVETO JA PÄÄTELMÄT ...107
LÄHTEET...109
1. JOHDANTO
Suomalaiset kerrostalot ovat suurelta osin peräisin 1960–70-luvuilta. Tuolloin muuttoliike maalta kaupunkeihin synnytti valtavan asuntotarpeen, joka ratkaistiin pääasiassa rakentamalla kaupunkeihin elementtirakenteisia kerrostaloja. Usein julkisivuissa käytettiin betonisandwich-elementtejä, joiden lämmöneristepaksuudet olivat selvästi pienempiä verrattuna nykyisiin. Nyt, 2000-luvulla, tämä kerrostalomassa on tullut julkisivujen sekä parvekkeiden osalta peruskorjausvaiheeseen. Samaan aikaan valtio tukee energiatehokkuutta parantavaa korjausrakentamista esimerkiksi suhdanneluontoisin energia- avustuksin. Avustusta saa korkeintaan 15 prosenttia korjauksen hinnasta, kun korjauksella parannetaan rakennuksen energiatehokkuutta tai siirrytään käyttämään uusiutuvia energianlähteitä. Ulkoseinän lisäeristyskorjaukseen tätä tukea voi saada, jos ulkoseinän lisäeristeenä käytetään lämmönvastukseltaan vähintään 100 mm:n mineraalivillakerrosta vastaavaa eristemäärää.
Valtion tuet parantavat osaltaan lisäerityskorjauksen kannattavuutta, mutta silti nykyisillä energianhinnoilla ei hyväkuntoisen julkisivun lisäeristämiseen kannata ryhtyä pelkän energiansäästön tavoittelemiseksi. Kerrostaloissa julkisivupintojen läpi kulkevan energiavuon osuus on tyypillisesti noin 10–20 prosenttia koko rakennuksen energialaskusta, mikä tarkoittaa julkisivuneliötä kohden noin muutaman euron kustannusta vuodessa.
Lisäksi kun huomioidaan, että lisäeristyskorjausten kustannukset ovat noin 150–250 €/m2, voidaan helposti päätellä lisäeristyksen kannattamattomuus pelkän energiansäästön näkökulmasta. Tilanne on kuitenkin täysin toinen, jos julkisivupinnat ovat niin huonokuntoiset, että ne tarvitsevat joka tapauksessa uuden pinnoitteen. Tällöin julkisivun lisäeristys on kilpailukykyinen korjausratkaisu, jolla paremman lämmöneristyskyvyn lisäksi saadaan julkisivun vaurioituminen pysähtymään.
Alkujaan julkisivun lisäeristyksellä on pyritty vain pysäyttämään ulkokuoren vaurioituminen, jolloin eristeenä on käytetty noin 50 mm:n eristekerrosta. Nykyään lisäeristyspaksuudet ovat selkeästi suurempia. Energia-avustusvaatimukset edellyttävät vähintään 100 mm:n eristepaksuuden käyttöä. Jos pyritään passiivitason vaatimuksiin, joudutaan käyttämään jopa 250 mm:n lisäeristystä lämmöneristeestä riippuen.
Tapauskohtaisesti on tärkeää miettiä, mikä on sopiva lisäeristyksen paksuus. Lisäksi on muistettava, että kaikki lisäeristyssentit eivät ole energiamielessä yhtä arvokkaita.
Tässä diplomityössä olen perehtynyt betonisandwich-seinien ulkopuolisten lisäeristysratkaisujen kosteustekniseen toimintaan eristetyypin ja -paksuuden vaihdellessa.
Ulkoseinärakenteiden kosteusteknistä toimintaa tutkin WUFI-ohjelmistolla ja yksinkertaisilla diffuusiotarkasteluilla. Lisäksi esittelen eri lisäeristysratkaisuja ja niiden toteutusta.
Olen rajannut työni betonisandwich-seinien mineraalivillalla, polystyreenillä tai polyuretaanilla tehtäviin ulkopuolisiin lisäeristyksiin, joissa vanha ulkokuori jätetään uuden rakenteen alle. Tässä työssä en ota kantaa eristeiden mikrobi- tai homekasvustoihin.
Työn tavoitteena on selvittää lisäeristysrakenteiden kosteusteknistä toimintaa ja esitellä eri lisäeristysratkaisuja. Työ on tehty Insinööritoimisto Controlteam Oy:ssä, jossa korjausrakentamistoiminta laajenee jatkuvasti.
2. BETONISANDWICH-ELEMENTIN HISTORIAA
Betonisandwich-rakennetta käytettiin Suomessa ensimmäisen kerran 1950-luvun lopulla, jonka jälkeen sen käyttö yleistyi varsin nopeasti 1960–70-luvuilla, elementtirakentamisen nousukautena. Elementtirakentamisen kehityksestä huolimatta betonisandwich-rakenteen perustyyppi on pysynyt vuosikymmenten ajan varsin samana.
[2, s. 41]
Tyypillinen 1960–70-luvun betonisandwich-rakenne koostuu betonisesta sisä- ja ulkokuoresta sekä niiden välisestä lämmöneristekerroksesta. Ulkokuoren nimellispaksuus on noin 40–60 mm, kantavan sisäkuoren 150 mm ja ei-kantavan 70 mm. Yleensä rakennuksen päädyn elementit ovat kantavia, ja pitkien sivujen elementit vain itsensä kantavia, eli niin sanottuja ruutuelementtejä. [2, s. 41]
Lämmöneristysmateriaalina on käytetty mineraalivillaa, eli kivi- tai lasivillaa, jonka paksuus vaihtelee välillä 70–100 mm. 1960-luvulla yleisin paksuus oli 80 mm ja 1970-luvun alkupuolella 90 mm. Vuonna 1974 alettiin soveltaa tiukempia lämmöneristysvaatimuksia, ja eristepaksuus kasvoi 120 millimetriin. Eriste ei tavallisesti sisältänyt tuuletusta, poikkeuksena klinkkerilaattapintaiset elementit, joissa alettiin käyttää tuuletusuritusta 1970-luvun alkupuolelta lähtien. [11, s. 23]
Lämmöneristyksen ja sisäkuoren paksuus voi vaihdella huomattavasti jopa yhden elementin alueella. Lämmöneristeen- ja kuorien paksuuden suuri vaihtelu johtuu elementin tekotavasta, jossa betonisandwich-elementti on tehty muotissa vaakavaluna.
Valusuunta riippui elementin pintamateriaalista siten, että esimerkiksi harjattupintaiset elementit valettiin ulkokuori ylöspäin, kun taas laatta- ja pesubetonipintaisissa elementeissä ulkokuoren suunta oli alaspäin. Valusuunnalla on vaikutusta muun muassa betonipinnan laatuun, raudoitteiden sijaintiin, sekä jos eriste puristuu, myös eristepaksuuksiin. Lämmöneristekerroksen kokoonpuristuminen valuvaiheessa on ollut ongelma varsinkin niissä elementeissä, joissa sisäkuori on paksu.
Ensimmäiset ulkoseinäelementtien lämmöneristeelle asetettavat vaatimukset tulivat voimaan vuonna 1964, jolloin eristeeltä vaadittava puristuslujuus oli 2 kN/m2. Pesubetonipintaisissa elementeissä tämä ei ollut kuitenkaan riittävä, sillä esimerkiksi 150 mm paksun kantavan sisäkuoren paino on noin 3,6 kN/m2. 1960-luvun lopulla tuli markkinoille mineraalivillaeristelaatuja, joiden puristuslujuus 5 prosentin painumalla oli jopa 7 kN/m2. Vaatimukset eristeen puristuslujuudelle olivat kuitenkin tätä selvästi alhaisempia. Vuonna 1974 puristuslujuudeksi vaadittiin 3 kN/m2 ja vasta vuosien 1983 ja 1984 aikana vaatimus nousi oikealle tasolle arvoon 5 kN/m2. [11, s. 18-19], [13, s.
26-27]
Käytetty betonin lujuus on vaihdellut suuresti tehtaasta riippuen. Tavallinen suunnittelulujuus on ollut 1980-luvulle asti K20 tai K25. Lisähuokostusaineita betonin pakkasenkestävyyden parantamiseksi on käytetty systemaattisesti vasta 1970-luvun puolenvälin jälkeen, jolloin Suomen Betoniyhdistys julkaisi betonin säilyvyysohjeet, jossa huokostuksesta annettiin ohjeita. Vaatimus betonin pakkasenkestävyydelle annettiin vasta vuoden 1980 Betoninormissa.
Sandwich-elementin ulkokuoren raudoituksena on tavallisesti verkkoraudoitus, minkä lisäksi elementin reunoilla ja ikkunoiden pielissä on ns. pieliteräkset.
Raudoitteiden kohdalla suurimman ongelman aiheuttavat yleensä suuret sijaintipoikkeamat, sillä paikoitellen ulkokuoren raudoite voi olla aivan ulkopinnassa ja toisaalla taas eristettä vasten. Pääsääntöisesti voidaan todeta, että julkisivupinta alaspäin valetuissa elementeissä raudoite sijaitsee tyypillisesti lähellä ulkopintaa, ja julkisivupinta ylöspäin valetuissa elementeissä raudoite on lähellä lämmöneristeen pintaa. Elementin ulko- ja sisäkuoret sidottiin toisiinsa tyypillisesti teräksisillä sideansailla, jotka olivat ns. mustaa rautaa. Elementtirakentamisen alkuaikoina käytettiin myös erilaisia betonoituja, bitumoituja tai muulla tavoin suojattuja betoni- ja muototeräksiä ja kuparisiteitä. [13, s. 26-27], [2, s. 42]
Kuva 2.1. Sandwich-elementtien ulkokuorien kiinnitystapoja. [2, s. 42]
Elementit kiinnitettiin runkoon sisäkuorestaan, ja ulkokuoret saumattiin liikkeen sallivilla elastisilla saumausmassoilla. Sisäkuoren saumaamiseen käytettiin tyypillisesti betonia. Korjaussuunnittelun tai kuntotutkimuksien yhteydessä on hyvä pitää mielessä, että elementtirakentamisen alkuvuosina 1960-luvulla rakenteita ei välttämättä toteutettu työmaalla suunnitelmien mukaisesti. Myös kiinnikkeiden määrissä voi olla vaihtelua elementeittäin. [2, s. 42]
Elementin ulkokuoren pintatyyppejä on ollut varsin monia. 1960-luvun alkupuolella julkisivuelementtien ulkopinta oli lähes poikkeuksetta joko harjattu tai hierretty betonipinta, jota käytettiin joko sellaisenaan, maalattuna, ohutpinnoitettuna tai valkobetonipintaisena. Aluksi betonipintojen maalaamiseen käytettiin lateksimaaleja, mutta myöhemmin siirryttiin käyttämään orgaanisia liuotinohenteisia julkisivumaaleja
ja orgaanisia ohutpinnoitteita. Maalatut ja ohutpinnoitetut julkisivupinnat ovat osoittautuneet varsin ongelmallisiksi suuren huoltotarpeen vuoksi. 1960-luvun loppupuolella ja 1970-luvun alkupuolella pesubetonipintaiset valtasivat alaa ja tuolloin esimerkiksi Helsingin kaupungin asuinrakennustuotannosta noin puolet tehtiin pesubetonipintaisilla julkisivuilla. Näiden lisäksi tiililaattapintaisia ja klinkkerilaattapintaisia julkisivuja alettiin käyttää varsin yleisesti 1970-luvun jälkipuoliskolla. Klinkkerilaatat asettavat julkisivurakenteelle omat erityisvaatimuksensa, sillä niiden vesihöyrynläpäisevyys ja vedenimukyky ovat hyvin pieniä. Huonosta vesihöyrynläpäisevyydestä johtuen eristetilaan päässyt kosteus ei pääse poistumaan klinkkerilaattapinnan läpi, joten eristetilan ulkopintaan tarvitaan kosteuden poistumisen mahdollistavia tuuletusuria. [13, s. 27-28]
3. BETONISANDWICH-ELEMENTTIEN VAURIOITUMINEN
Betonisandwich-elementtien laadun- ja rasitustason vaihtelu on suurta, joten myös käyttöikä vaihtelee paljon. Suurimmat korjaustarpeet muodostuvat raudoitteiden korroosiosta ja betonin pakkasrapautumisesta, mutta myös ulkokuoren kiinnitykseen sisältyvät riskit sekä saumojen ja muiden yksityiskohtien huono toimivuus on otettava huomioon. Seuraavassa käsitellään tarkemmin betonisandwich-julkisivujen yleisimpiä vaurioita ja niiden syitä.
3.1 Raudoitteiden korroosio
Betonin raudoitteet ovat tavallisesti hyvin korroosiolta suojattuina. Betonin korkeasta alkalisuudesta johtuen terästen pinnalle muodostuu ohut oksidikalvo, joka estää sähkökemiallisen korroosion. Tämä suoja voidaan kuitenkin menettää betonin karbonatisoituessa tai kloridien päästessä raudoitusta ympäröivään betoniin. Riittävän paksu ja tiivis betonikerros suojaa teräksiä aggressiivisilta aineilta, kuten hapot ja kloridit, sekä vaikeuttaa karbonatisoitumisrintaman etenemistä raudoitteiden tasolle.
[1, s. 19]
Karbonatisoitumisessa betonissa tapahtuu neutraloitumisreaktioita, joiden seurauksena betonin huokosveden pH-arvo alenee. Juuri valetun betonin pH on noin 13–14, mutta karbonatisoitumisen seurauksena betonin pH alenee noin 8,5:een. Reaktiot aiheutuvat ilman hiilidioksidin tunkeutumisesta betoniin. Karbonatisoituminen etenee hiljalleen rintamana betonipinnasta alkaen. Karbonatisoitumisnopeuteen vaikuttaa lähinnä kolme tekijää:
• betonin ja betonipinnoitteen diffuusiovastus, joka estää hiilidioksidin tunkeutumista betoniin
• ympäröivän ilman hiilidioksidipitoisuus, joka on ulkobetonirakenteissa käytännössä vakio
• karbonatisoituvan aineen määrä.
Hiilidioksidin tunkeutumisnopeus betoniin riippuu betonin huokosrakenteesta ja kosteuspitoisuudesta. Halkeamat lisäävät hiilidioksidin tunkeutumista paikallisesti.
Karbonatisoitumisnopeus hidastuu karbonatisoitumisen edetessä syvemmälle rakenteeseen, sillä hiilidioksidin pääsy yhä syvemmällä sijaitsevalle karbonatisoitumisvyöhykkeelle vaikeutuu. Betonin kosteuspitoisuus vaikuttaa
karbonatisoitumiseen siten, että huokosverkoston täyttyessä vedellä hiilidioksidin tunkeutuminen betoniin vaikeutuu. Sadevesi hidastaa siten varsin hyvin karbonatisoitumista. Toisaalta hyvin kuivissa olosuhteissa karbonatisoituminen pysähtyy, koska reaktio tarvitsee tapahtuakseen vesiliuoksen. Käytännössä karbonatisoitumisnopeus vaihtelee varsin paljon jopa yhden elementinkin alueella, sillä karbonatisoitumisnopeuteen vaikuttavat varsin monet ja paljon vaihtelevat tekijät. [1, s.
21-22], [11, s. 57]
Betonissa oleva riittävän suuri kloridipitoisuus voi käynnistää betoniraudoitteiden korroosion, vaikka betoni ei olisikaan karbonatisoitunut.
Kloridipitoisuuden raja-arvona pidetään noin 0,03…0,07 painoprosenttia betonista.
Julkisivu- ja parveke-elementeissä on saatettu betonin lisäaineena käyttää kalsiumkloridia. Tällöin suolan määrä on moninkertainen haitalliseen arvoon nähden.
Klorideja voi päästä betoniin myös ulkoisista lähteistä, kuten tien suolauksesta ja tuulen kuljettamasta merivedestä. Kloridikorroosiolle on tyypillistä, että se on pistemäistä ja hyvin voimakasta. Tästä johtuen sen vaikutus rakenteen kantavuuteen voi olla kriittinen.
Kloridikorroosion pistemäisyydestä johtuen se voi edetä varsin pitkälle ennen kuin merkkejä näkyy päällepäin. Lisäksi kloridikorroosion korroosiotuotteet ovat liukoisempia betonin huokosveteen kuin karbonatisoitumisen aiheuttaman korroosion tapauksessa. Terästen korroosio on erittäin nopeaa, jos kyseessä on karbonatisoitumisen ja kloridien yhdessä aiheuttama korroosio. Tällöin betonissa tapahtuva karbonatisoituminen vapauttaa sementtikiveen sitoutunutta kloridia betonin huokosveteen, joka edesauttaa kloridikorroosiota. [1, s. 23-24], [11, s. 63-64]
Teräksen korroosionopeuteen vaikuttaa karbonatisoituneessa tai kloridipitoisessa betonissa pääasiassa viisi tekijää, jotka ovat:
• betonin huokosverkoston kosteuspitoisuus, joka vaikuttaa elektrolyytin määrään ja hapen saantiin
• rakenteen lämpötila, jonka nousu nopeuttaa korroosiota
• betonin kloridipitoisuus
• betonin tiiviys
• raudoitusten suojabetonipeitteen paksuus [11, s. 63-64]
Huokosverkoston kosteuspitoisuuden noustessa betonin sähkönjohtavuus kasvaa huomattavasti. Teräksen korroosion voidaan katsoa alkavan, kun suhteellinen kosteus ylittää 65–70 prosenttia. Jos suhteellinen kosteus nousee yli 80-85 prosentin, korroosionopeus kasvaa merkittävästi. Ulkoilmassa ja ulkobetonirakenteissa vallitsevat varsin usein olosuhteet, joissa korroosiota voi tapahtua. Ulkoilman kosteuspitoisuus on kuitenkin jatkuvassa muutoksessa, joten pelkästään sen perusteella ei voi arvioida betonirakenteen kosteustilaa. Betonirakenteen sisäiseen kosteuspitoisuuteen vaikuttavat useat eri tekijät, kuten esimerkiksi sadevesi, tuulen nopeus, auringon säteily ja käytetty pintakäsittely.
Korroosion seurauksena raudoituksen pinnasta liukenee korroosiotuotteita, mikä pienentää raudoituksen poikkileikkausalaa ja siten rakenteen kantavuutta.
Korroosiotuotteet vaativat huomattavasti alkuperäistä tilavuutta suuremman tilan, joten se aiheuttaa betonipinnan halkeilua ja lohkeilua sekä joissain tapauksissa myös sisäistä halkeilua. Kuvassa 3.1. on esitetty korroosion aiheuttamia vauriotyyppejä teräsbetonirakenteessa.
Kuva 3.1. Korroosion aiheuttamia vaurioita betonissa. [1 s. 20].
3.2 Betonin rapautuminen
Betoni voi rapautua pakkasrapautumisen, ettringiittireaktion tai alkalirunkoainereaktion johdosta. Pakkasrapautuminen on suomalaisissa betonijulkisivuissa ja parvekkeissa selvästi merkittävin rapautumisilmiö. Yksittäistapauksina muutkin rapautumisilmiöt ovat toki mahdollisia. Eri rapautumisilmiöiden aiheuttamat vauriot ovat päällepäin hyvin samankaltaisia, eikä niitä voi silmämääräisesti helposti tunnistaa. Yhdistävänä tekijänä ilmiöillä on korkea kosteusrasitus. [1, s. 27], [11, s. 65-66]
Betoni on huokoinen materiaali, johon voi imeytyä vettä jopa noin viidennes betonin tilavuudesta. Jäätyessään vesi laajenee noin 9 tilavuusprosenttia ja betonin ollessa riittävän kosteaa saattaa laajeneminen vaurioittaa betonia. Vaurioilta voidaan kuitenkin säästyä, jos betoni sisältää riittävästi ja riittävän lähellä toisiaan olevia suojahuokosia, johon veden jäätymisen aiheuttama hydraulinen paine voi purkautua.
Betoni ei myöskään voi rapautua, jos sen kosteuspitoisuus on tarpeeksi alhainen. Lisäksi betonin pakkasenkestävyyteen vaikuttaa betonin tiiviys ja lujuus. Julkisivuissa ja parvekkeissa ei ole systemaattisesti lisähuokostusta käytetty ennen vuotta 1976.
Tuolloin Suomen Betoniyhdistys julkaisi säilyvyysohjeen, jossa ohjeita betonin lisähuokostamisesta annettiin. Betonin laadun ohella pakkasvaurioiden syntymiseen vaikuttavat rasitusolosuhteet. Ulkoseinissä varsinkin elementtisaumojen vesitiiviys, räystäiden ja pellitysten toimivuus sekä kunto vaikuttavat betonin rasitustasoon. Vanhat betonirakenteet ovat kuitenkin saattaneet kestää sen pakkasrasituksen, jolle ne ovat altistuneet, jos niissä käytetty betoni on ollut riittävän lujaa ja kosteusrasitus on ollut riittävän pieni. Vanhoissa rakenteissa ei voida olla varmoja, onko rakenteiden kosteusrasitus lähellä rakenteen toimivuuden kannalta kriittistä tasoa. Siksi vanhan rakenteen kosteusrasitustasoa on alennettava. [11, s. 66]
Jos rapautuminen kuitenkin pääsee tapahtumaan, aiheuttaa se betoniin alkuvaiheessa sisäistä säröilyä, mutta pitkälle edetessään se voi ilmetä pinnan
säröilynä, betonirakenteen kaareutumisena ja betonin lohkeiluna. Säröt heikentävät betonin lujuutta ja nopeuttavat veden imeytymistä rakenteeseen. Jäätymis- sulamissyklien jatkuessa saattaa lopputuloksena olla betonin rapautuminen.
Rapautuminen heikentää betonin veto- ja puristuslujuutta sekä terästen tartuntaa, jolloin rakenteen kantavuus alenee. Rapautumisen vaikutus rakenteiden kantavuuteen ja turvallisuuteen on aina selvitettävä huolellisesti. [11, s. 70]
Kuva 3.2. Pakkasrapautumisesta johtuvaa halkeilua pesubetonissa. Kuva-ala on noin 6 mm x 5 mm. [1]
s.30
3.3 Kiinnitysten ja kannatusten vauriot
Elementtien kiinnityksissä ja kannatuksissa on käytetty erityisesti elementtirakentamisen alkuaikoina ratkaisuja, joiden pitkäaikaiskestävyys on myöhemmin todettu varsin puutteelliseksi.
Sandwich-elementin sisäkuoren kiinnikkeet ovat käytännössä sisäilmaoloissa, joten elementin kiinnitys rakennuksen runkoon on harvoin riskialtis. Sen sijaan sandwich- elementin ulkokuoren kiinnitys voi vaarantua pääasiassa seuraavilla tavoilla:
• Ulkokuoren pakkasrapautuminen heikentää ansaiden tai muiden kiinnikkeiden tartuntaa.
• Ruostuvasta teräksestä tehtyjen kiinnikkeiden korroosio eristetilan ankarissa olosuhteissa saattaa heikentää joko itse kiinnikettä tai kiinnikkeen tartuntaa ulkokuoreen.
• Ruostuvasta teräksestä tehdyn ansaspaarteen korroosio voi aktivoitua betonin karbonatisoitumisen johdosta.
Ruostumattomasta teräksestä tehdyt ansaat ovat pitkäikäisiä, jos niiden tartunta betonikuoriin säilyy. Ulkokuoren kiinnitys voi kuitenkin olla puutteellinen työvirheiden takia. Esimerkiksi ansaspaarteiden peitesyvyys voi olla liian pieni ja tartunta jompaankumpaan betonikuoreen voi olla puutteellinen tai kiinnikkeiden määrä voi olla liian pieni. [1, s. 36], [11. s. 72]
3.4 Kosteustekniset toimivuuspuutteet
Julkisivuun liittyy rakenteita ja kerroksia, joiden tehtävänä on hallita kosteuden kulkua.
Tällaisia ovat muun muassa:
• elementtien väliset saumat, kuten julkisivusaumat ja ikkuna- ja oviliitokset
• rakenteiden tuulettuvuuteen ja eristetilojen vedenpoistoon liittyvät rakenteet
• erilaiset pellitykset
• räystäsrakenteet
• betonipintojen maalaus- ja pinnoituskäsittelyt
Edellä mainituilla osien kunnolla ja toimivuudella on oleellinen merkitys rakenteiden kosteusrasitustasoon ja kuivumismahdollisuuksiin.
Julkisivujen tyypillisiä ongelmia ovat muun muassa erilaisten liitosten, kuten elementtisaumojen, ikkuna- ja räystäspellitysten, parveke- ja ikkunaliitosten heikko sadevedenpitävyys ja toisaalta puutteellinen vedenpoisto ja tuuletus. Saumojen vesitiiviydellä on oleellinen merkitys seinän kosteusrasituksessa. [1 s. 34]
3.5 Muita teknisiä ongelmia
Betonisandwich-elementtien muita teknisiä ongelmia ovat muun muassa klinkkerilaattojen irtoaminen, elementtien kaareutuminen ja halkeilu, puutteellinen lämmöneristyskyky, ilma- ja sadevesivuodot sisätiloihin, homekasvusto eristetilassa ja maalipintojen vaurioituminen.
Lisäksi korjaustarvetta betonirakenteissa aiheuttavat terveydelle ja ympäristölle vaaralliset aineet, kuten pinnoitteiden asbesti, eristeiden mikrobit, vanhojen vedeneristeiden PAH-yhdisteet sekä saumausmassojen PCB- ja lyijy-yhdisteet. [1, s.
37-45]
4. LISÄERISTYSSUUNNITTELUN LÄHTÖKOHDAT
4.1 Kuntotutkimus
Onnistuneen lisäeristyskorjauksen ensiaskel on vanhojen rakenteiden kunnon tutkiminen. Kuntotutkimuksen perusteella voidaan päätellä, mikä korjausvaihtoehto on teknisesti kohteeseen soveltuvista vaihtoehdoista taloudellisesti ja esteettisesti paras.
Seuraavassa on esitetty lisäeristyskorjauksen yhteydessä huomioon otettavia seikkoja.
4.2 Omapainosta aiheutuvat kuormitukset vanhalle rakenteelle Lisäeristyksen omapainon aiheuttama lisäkuormitus riippuu täysin valitusta ratkaisusta.
Eristerappausrakenteen omapaino riippuu lähinnä rappauskerroksen paksuudesta.
Ohutrappausrakenteen omapaino vaihtelee välillä 0,15–0,2 kN/m2 ja kolmikerrosrappauksen välillä 0,5–0,6 kN/m2.
Levyverhouksilla tehtävän lisäeristyksen omapainon aiheuttama kuormitus riippuu valitusta levyvaihtoehdosta vaihdellen välillä 0,1–0,6 kN/m2. Rakenteen tarkat omapainon lukuarvot ovat saatavilla tuotevalmistajilta. Levyverhousta käytettäessä rakenteen omapainoa on tarkasteltava, kun rakenteen kiinnitystä mitoitetaan ja vanhan seinärakenteen lisäkiinnitystä tarkastellaan.
Kuorielementtiulkoseinä voidaan tehdä itsensä kantavana tai ripustettuna.
Itsensä kantava seinä kannatetaan omilta perustuksiltaan. Ripustettu seinä kiinnitetään vanhan ulkokuoren läpi sisäkuoreen. Kuorielementtijulkisivuissa omapaino on otettava huomioon, kun rakenteen kiinnitystä ja perustuksia mitoitetaan. Kuorielementin omapaino on riippuvainen elementin paksuudesta. Esimerkiksi 90 mm:n paksuinen kuorielementti painaa noin 2,25 kN/m2.
Rakenteen omapaino riippuu käytettävän tiilen ominaisuuksista sekä työtekniikasta. Tiilijulkisivun omapaino vaihtelee tyypillisesti välillä 1,7 – 2,7 kN/m2. Tiilijulkisivuissa omapaino on otettava huomioon, kun kiinnityskonsoleita tai perustuksia mitoitetaan. [4, s. 6], [5, s. 6], [6, s. 6], [7 s. 5]
4.3 Tuulikuorman aiheuttamat rasitukset
Tuulikuorman suuruus riippuu rakennuksen korkeudesta, muodosta ja rakennuksen sijainnista. Tuulenpaineen mitoitusarvot saadaan Suomen rakentamismääräyskokoelman mukaisesti kuvasta 4.1.
Kuva 4.1. Tuulen nopeuspaine eri maastoluokissa [4, s. 6]
Tuulen imulle saadaan arvot rakennuksen koon ja muodon mukaan kuvan 4.2 perusteella.
Kuva 4.2. Tuulenpaineen muotokertoimet [4, s. 6]
4.4 Iskukuorman aiheuttamat rasitukset
Iskunkestävyyttä on syytä tarkastella lähinnä rakennuksen alaosissa sekä kulkuväylien läheisyydessä olevilla seinänosilla. Rappausrakenteiden iskunkestävyyttä voidaan pitää varsin heikkona, mutta niiden iskunkestoa voidaan parantaa jonkin verran paksuntamalla rappausta tai käyttämällä jäykempää eristettä. Levyverhouksien iskunkestävyys on paljolti riippuvainen käytetystä levyvaihtoehdosta. Paksuntamalla tai muokkaamalla profiilia tai tihentämällä rankarakenteen k-jakoa voidaan iskunkestävyyttä parantaa. Usein iskualttiille seinänosalle valitaan kuitenkin paremmin kolhuja kestävä tiilimuuraus tai kuorielementti. Ajoneuvoliikenteen aiheuttamia törmäyskuormia eivät nämäkään verhoukset kestä, vaan niihin on varauduttava suojarakenteilla, kuten kaiteilla.
4.5 Muuta suunnittelussa huomioitavaa
4.5.1 Palomääräykset
Julkisivukorjauksissa on otettava huomioon myös palomääräykset, jotka vaikuttavat muun muassa lämmöneristys- ja tuulensuojatuotteiden, rankarakenteen ja verhouslevyjen valintaan. Rakennuksen paloluokka ja eri luokkien asettamat vaatimukset selviävät Suomen rakentamismääräyskokoelman osasta E1.
Palomääräysten soveltamisesta käytäntöön päättää aina paikallinen paloviranomainen.
[4, s. 8]
4.5.2 Terveydelle ja ympäristölle vaaralliset aineet
Tavallisesti betonijulkisivuissa esiintyviä terveydelle ja ympäristölle vaarallisia aineita ovat pinnoitteiden sisältämä asbesti sekä saumausmassojen PCB- ja lyijy-yhdisteet.
Tämän lisäksi lämmöneristeissä saattaa esiintyä mikrobikasvustoa.
Asbesti on otettava huomioon pölyävissä työvaiheissa, jolloin ne on pääsääntöisesti tehtävä asbestityönä. Pölyäviä työvaiheita ovat tavallisesti erilaiset poraukset ja ulkokuoren pesu.
Saumausmassojen PCB- ja lyijy-yhdisteet tulisi poistaa mahdollisimman tehokkaasti. Poiston yhteydessä ei ole kuitenkaan tarpeen hioa elementtien reunoja, vaan esimerkiksi porakoneella tehtävä poisto on riittävä. Tavoitteena voidaan pitää, että rakenteeseen ei jää merkittäviä määriä näitä yhdisteitä.
Mikrobien esiintyminen betonisandwich-elementeissä on todettu varsin harvinaiseksi, eikä niiden löytymisen vuoksi ole välttämätöntä ryhtyä purkavaan korjaukseen. Vaihtoehtoisesti niiden aiheuttamat haitat sisäilmaan voidaan pienentää estämällä ilmavuodot rakenteen läpi ulkoilmasta sisäilmaan. Tämä tarkoittaa ulkoseinässä olevien epätiiviyskohtien, kuten elementtisaumojen ja ikkuna- ja oviliitosten, huolellista ulko- ja sisäpuolista tiivistämistä. Lisäksi tulee rakentaa uusi korvausilmareitistö käyttäen esimerkiksi raitisilmaventtiileitä tai ikkunarakenteeseen sijoitettavia tuloilmaventtiileitä. [4, s. 8]
4.5.3 Vanhan seinän lisäkiinnitys
Vanhan seinän lisäkiinnitystarve tulee selvittää aina tapauskohtaisesti. Seinä on lisäkiinnitettävä, jos sen kiinnitysvarmuus on heikentynyt. Kun lisäkiinnityksen tarpeellisuutta pohditaan, vanhan rakenteen kiinnitystapa tulee ottaa huomioon.
Levyverhousratkaisuissa voidaan rankarakennetta hyödyntää myös mahdollista lisäkiinnitystä mitoittaessa.
Betonisandwich-rakenteissa useimmiten käytettyä RST-ansaskiinnitys on erittäin varma kiinnitystapa. Tässäkin tapauksessa ulkokuoren kiinnitys voi vaarantua, jos ulkokuoren betoni on pahoin pakkasrapautunutta. Jos ulkokuoren kiinnitys on tehty ruostuvasta teräksestä, kuten terästangoista tai -kiskoista, on ulkokuori yleensä
lisäkiinnitettävä. Korroosio saattaa edetä hitaasti myös lisäeristyskorjauksen jälkeen, joten näissä tapauksissa lisäkiinnitys on aina suositeltava vaihtoehto. [5, s. 19]
Betonisandwich-elementtien ulkokuoret lisäkiinnitetään ulkokuoren läpi sisäkuoreen. Tavallisesti kiinnikkeinä käytetään kiila-, lyönti- tai kemiallisia ankkureita.
Kiinnikkeiden on oltava ruostumattomasta tai haponkestävästä teräksestä valmistettuja.
Käytettävillä kiinnikkeillä tulee olla voimassa oleva tuotehyväksyntä.
Kiinnikkeiden asennuksessa on huolehdittava siitä, että niiden käyttöohjeen mukainen asennussyvyys täyttyy. Usein kantamattomissa betonisandwich-seinissä sisäkuoren paksuus on liian pieni, että käyttöohjeen mukainen asennussyvyys täyttyisi.
Tällöin lisäkiinnitys on syytä tehdä rakennuksen välipohjiin tai kantaviin väliseiniin, jolloin saavutetaan riittävä ankkurointikapasiteetti. Asennuksessa on otettava huomioon elementin sisäkuoren paksuuden vaihtelu, joka voi olla jopa usean senttimetrin luokkaa.
Lisäksi kiinnikkeiden todellinen ankkurointikapasiteetti on aina selvitettävä kohdekohtaisesti tehtävillä vetokokeilla. [5, s. 20]
5. LISÄERISTYSRATKAISUT
Ulkokuoren lisäeristyskorjausta käytetään yleensä, kun korroosio- tai rapautumavaurioita on näkyvissä tai odotettavissa niin paljon, että paikkaus- ja pinnoitustyyppiset korjaukset eivät ole enää taloudellisesti järkeviä tai teknisesti mahdollisia. Lisäeristyskorjausta käytetään myös silloin, kun ulkokuoren kiinnikkeet ovat vaurioituneet tai vaurioitumassa. Julkisivun vaurioituneita osia ei yleensä ole tarpeen poistaa uuden rakenteen alta.
Rakennusten lisälämmöneristämistä voidaan perustella energiatalouden parantamisella, julkisivujen korjaustarpeella tai asumisviihtyvyyden lisäämisellä.
Lisälämmöneristeen ensisijainen tarkoitus on aiemmin ollut vanhan rakenteen suojaaminen lisävaurioilta, mutta nykyään myös lämmöneristykselliset seikat painavat vaakakupissa. Lisälämmöneristys parantaa rakennuksen energiataloutta ja asumisviihtyvyyttä, koska esimerkiksi vedontunne vähenee ulkokuoren tiiviyden parantuessa. Lisäeristämisen lämpötaloudellinen hyöty riippuu alkuperäisen rakenteen lämmöneristävyydestä.
Lisäeristyksellä saavutetaan lämmöneristyskyvyn parantumisen lisäksi myös muita hyötyjä. Kun vanha ulkokuori jää lisäeristeen alle, vaurioituminen pysähtyy tai ainakin hidastuu merkittävästi. Tämä perustuu lähinnä kosteusrasituksen alenemiseen ja lisälämmöneristeen aikaansaamaan lämpötilan nousuun vanhassa rakenteessa. Vanhan rakenteen lämpötilan nousu nopeuttaa myös rakenteen kuivumista ja rakenteen kuivuttua myös muiden vaurioiden eteneminen pysähtyy. Kosteusrasituksen alentuessa terästen korroosio hidastuu merkittävästi. Rakenteen kosteusrasituksen aleneminen ja lämpötilan nousu yhdessä pysäyttävät vanhan rakenteen pakkasrapautumisen käytännössä kokonaan.
Verhouskorjauksien yhteydessä korjattavaan rakennukseen kannattaa rakentaa räystäät, jos niitä ei ennestään ole. Räystäät vähentävät ulkokuoren saderasitusta merkittävästi.
Lisäeristyksellä saavutettava hyöty on riippuvainen myös korjauksen yhteydessä tehtävistä muista toimenpiteistä. Lisäeristämisen yhteydessä on aina tarkastettava ja korjattava rakennuksen lämmitysjärjestelmän säädöt vastaamaan uutta tilannetta sekä varmistettava ilmanvaihdon toimivuus.
Ulkokuoren lisäeristys voidaan toteuttaa joko tuuletettuna tai tuulettumattomana ratkaisuna. Molemmat ratkaisut on todettu oikein toteutettuina kosteusteknisesti toimiviksi sekä laboratorio-olosuhteissa että käytännössä.
Tuulettuvia rakenteita ovat erilaiset levyverhoukset, kuorimuuraus ja betoniset kuorielementit. Tuulettuvissa rakenteissa uuden verhousrakenteen ja lisälämmöneristeen
väliin päässyt kosteus poistuu rakenteesta tuuletusraon kautta. Kosteusteknisen toimivuuden edellytyksenä ovat toimiva ja yhtenäinen tuuletus sekä oikein toteutetut saumat ja liitokset. Hyvin toteutetut saumat ja liitokset estävät veden kulkeutumisen verhousrakenteen taakse sekä auttavat kosteuden poistumista rakenteesta.
Tuulettumattomia rakenteita ovat eristerappaukset, eli ohutrappaus ja kolmikerrosrappaus, joissa uusi pintarakenne tehdään yhtenäiseksi ja saumattomaksi.
Tällöin vesivuotoja ei pääse tapahtumaan. Lämmöneristeeseen kertynyt ylimääräinen kosteus pääsee poistumaan rakenteesta kuivumalla ulkokuoren läpi. Kosteusteknisen toimivuuden edellytyksenä on, että käytetyt eristeet ja laastit ovat riittävän vesihöyrynläpäiseviä sekä sauma- ja liitoskohdat kosteusteknisesti oikein toteutettuja.
5.1 Eristerappaus kolmikerrosrappauksena
5.1.1 Yleistä kolmikerrosrappauksesta
Kolmikerrosrappaus koostuu lämmöneristeen päälle tehdyistä rappauskerroksista, joita on käsitelty tarkemmin kohdassa 5.1.7. Kolmikerrosrappauksen tyypillinen kokonaispaksuus on noin 20-25 mm. Kolmikerrosrappaus muodostaa jäykän levymäisen rakenteen, joka on raudoitettu sinkityllä teräsverkolla. Rappausverkko on kiinnitetty lämmöneristeen läpi mekaanisin kiinnikkein rakennuksen runkoon. Rappaus liikkuu melko vapaasti lämmöneristeen päällä, joten rappaus määrää pääasiassa julkisivun liikkeet. Tästä johtuen kolmikerrosrappaus vaatii liikuntasaumoja. [4, s. 16]
Kuva 5.1. Periaatekuva kolmikerrosrappauksesta. [4, s.13]
5.1.2 Valmistelevat työt
Ennen lämmöneristyksen asennusta vanha alusta oikaistaan, koska rappauksella ei voida tasata suuria pinnan epätasaisuuksia. Oikaisuun voidaan käyttää rappauslaasteja tai erillisiä oikaisulaasteja. Jos alustan epätasaisuudet ovat suhteellisen pienellä alueella,
voidaan ne tasoittaa pehmeällä villalla. Lämmöneristeiden asennuksen jälkeenkin valmista pintaa on vielä mahdollista korjata eristeen pintaa hiomalla. Hiomisen jälkeen lämmöneristeen ulkopinta puhdistetaan irtonaisesta eristepölystä.
Korroosiovauriot, jotka sijaitsevat lisäeristyskerroksen ulkopuolella, esimerkiksi ikkunapielissä, tulisi paikata laastipaikkauksin. Kokonaan lisäeristeen alle jääviä korroosiovauriokohtia ei ole syytä paikata, sillä korroosiovauriokohdat jäävät yleensä sellaisiin olosuhteisiin, joissa korroosio ei enää etene. Vähäiset pakkasrapautuneet alueet eivät myöskään vaadi lisätoimia, jos ne jäävät lisäeristyksen alle. [4, s. 10]
5.1.3 Käytettävät lämmöneristetuotteet ja niiden ominaisuudet
Kolmikerrosrappauksessa lämmöneristeinä käytetään tyypillisesti mineraalivilloja, eli joko kivi- tai lasivillaa. Rappausalustana toimivina eristeinä käytetään erityisesti rappausalustoille kehitettyjä villalaatuja. Kolmikerrosrappauksen eristeinä voidaan käyttää puristuslujuudeltaan pehmeämpiä eristeitä kuin ohutrappauksessa.
Kolmikerrosrappaus on selvästi paksumpi kuin ohutrappaus, ja siten myös iskunkestävyydeltään vahvempi. Mineraalivilla-alustojen imu on tyypillisesti hyvin pieni, joten rappauslaastin tartunnan muodostumiseen on kiinnitettävä erityistä huomiota. Onkin suositeltavaa valita rappausalustaksi villalaatu, joka on jonkin verran imevä. [10, s. 99-100]
Eristeen teknisillä ominaisuuksilla on suuri rooli lopullisen rakenteen toiminnassa. Eristevalinnalla voidaan vaikuttaa muun muassa seuraaviin tekijöihin:
• lämmöneristävyyteen
• vesihöyryn läpäisevyyteen
• palo-ominaisuuksiin
• ääneneristysominaisuuksiin ja
• rappauksen iskunkestävyyteen.
5.1.4 Lämmöneristeiden kiinnitys
Kolmikerrosrappauksessa lämmöneristeet kiinnitetään aina mekaanisesti vanhaan julkisivupintaan. Kiinnikkeet valitaan kullekin rappausjärjestelmälle sopiviksi.
Metalliset kiinnikkeet koostuvat tyypillisesti ankkurointiosasta, haasta tai helasta sekä lukitussalvasta. Betonijulkisivuilla ankkurointi voidaan tehdä nailontulpilla, nauloilla, kiila- tai lyöntiankkureilla.
Kiinnikkeiden määrä tarkistetaan aina tapauskohtaisesti, sillä kiinnikkeiden minimimäärä riippuu kiinnikkeen ankkurointilujuudesta ja kuormituksesta. Kiinnikkeitä on tyypillisesti 3-6 kpl/m2 riippuen käytetystä rappausjärjestelmästä, kiinniketyypistä ja alustan lujuudesta. Kiinnikkeiden maksimiväli on noin 600 mm. Suunnittelijan on mitoitettava kiinnikemäärä niin, että ne kestävät verhouksen omapainon ja tuulikuorman. Kiinnikkeiden ankkurointilujuus on aina varmistettava kohdekohtaisesti tehtävillä vetokokeilla, joiden perusteella määritetään lopullinen kiinnikemäärä ja sijoittelu.
Suunnitelmissa esitetään kiinnikkeiden määrä ja sijoittelu ikkunoiden pielissä, nurkissa, liikuntasaumoissa sekä sokkeliliittymässä. [4, s. 15-16], [10, s. 99-101]
5.1.5 Rappausverkon asennus
Rappausverkko asennetaan lämmöneristeen kiinnikkeisiin lämmöneristeen kiinnityksen jälkeen. Verkon tarkoitus on vähentää rappauskerroksen halkeilua sekä varmistaa rappauksen kiinnipysyminen. Kolmikerrosrappauksessa käytetään yleisimmin kuumasinkittyä pistehitsaamalla koottua verkkoa. Verkon silmäkoko on tyypillisesti noin 20 millimetsiä ja langan vahvuus 1 millimetri. Rappausverkon asennus tulee tehdä huolellisesti siten, että rappausverkko jää irti eristeen pinnasta, jolloin se jää valmiissa rappauksessa kokonaan rappauslaastin sisään. Tämä saadaan varmistettua niin, että rappausverkko kiinnitetään riittävän tiheästi alustaan ja verkon ja alustan välissä käytetään välikettä. Verkko asennetaan kauttaaltaan rapattavalle julkisivupinnalle ja verkon limitykseksi suositellaan vähintään 100 mm. Aukkojen nurkissa käytetään lisäverkotusta halkeilun estämiseksi kuvan 5.2. mukaisesti. [4, s. 16]
Kuva 5.2. Aukkojen pielien lisäverkotus [4, s. 17]
5.1.6 Pellitykset
Kolmikerrosrappauksen pellitykset asennetaan ennen varsinaista rappaustyötä.
Pellityksissä on suositeltavaa käyttää rappausreunoja kuvan 5.3. mukaisesti. Pellitykset on syytä tehdä niin, että pellitys ei jää rappauksen alle eikä päälle. Jos pellitys on rappauksen alla, lämpöliikkeet rikkovat pellin päällä olevan rappauskerroksen. Toisaalta taas jos pellitys tulee rappauksen päälle, vesi pääsee tällöin kulkeutumaan pellin alle rappauspintaa pitkin. [4, s. 17]
Kuva 5.3. Pellitysten rappausreuna [4, s .17]
5.1.7 Rappauslaastit
Kolmikerrosrappauksessa on yleensä kolme eri rappauskerrosta: pohja-, täyttö- ja pintarappaus. Rappauksessa käytettävät laastit ovat tyypillisesti kalkkisementtilaasteja, joissa kalkin ja sementin suhteet vaihtelevat rappauskerroksen ja käytettävän järjestelmän mukaan.
Rappauslaastien valmistamisessa on noudatettava valmistajan ohjeita, sillä ohjeiden laiminlyönnillä on vaikutusta erityisesti laastin pitkäaikaiskestävyyteen, johon vaikuttavat esimerkiksi huokoisuus ja pakkasenkestävyys.
Myös rappaustyön aikaiset sekä sen jälkeiset olosuhteet vaikuttavat suuresti rappaustyön onnistumiseen ja rappauksen pitkäaikaiskestävyyteen. [4, s. 18]
5.1.7.1 Pohjarappaus
Pohjarappauksen paksuus on tavanomaisesti luokkaa 10 mm. Pohjarappaukseen käytetään kalkki-sementtilaasteja, jotka ovat tyypillisesti varsin kalkkipitoisia, vaihdellen seossuhteiden 20/80/500… 35/65/500 välillä riippuen käytettävästä tuotejärjestelmästä.
Pohjarappaus tehdään ruiskuttamalla siten, että rappausverkko peittyy kokonaan.
Tämän jälkeen laastin pinta oikaistaan laudalla. Rappaustyön jälkeen on tärkeää taata laastille oikeat kovettumisolosuhteet. Rappaus tulisi pitää kosteana 1–3 vuorokautta rappauksen jälkeen. [4, s. 18]
5.1.7.2 Täyttörappaus
Täyttörappaus tehdään riittävän kalkkipitoisilla kalkkisementtilaasteilla. Seossuhteet ovat tyypillisesti luokkaa 35/65/500. Täyttörappauksella voidaan tasoittaa jonkin verran alustan epätasaisuuksia. Tavallisesti täyttörappauskerroksen paksuus on noin 5–20 mm.
Pohjarappauksen tavoin myös täyttörappaus tehdään yleensä ruiskuttamalla.
Täyttörappaus tehdään kosteaan pintaan, joten tarvittaessa pohjarappaus on kasteltava mattakosteaksi ennen täyttörappaustyön aloitusta. Täyttörappauksen avulla ulkopinnasta tehdään ohjureiden avulla niin tasainen, että sopimuksen mukainen pinnantasaisuus saavutetaan. Tämän jälkeen täyttörappauksen pinta työstetään esimerkiksi sokalla, jolla
aikaansaadaan karkea tartuntapinta pintalaastille. Työstäminen vaatii kuitenkin huolellisuutta, ettei tartuntaa heikentävää sementtiliimakerrosta synny rappauskerroksen pintaan.
Rappaustyön jälkeen laastikerros on pidettävä kosteana sääolosuhteista riippuen 1–3 vuorokautta. Suunnitellut liikuntasaumat sahataan ennen pintarappausta, heti täyttörappauksen kovettumisen jälkeen. [4, s. 18]
5.1.7.3 Pintarappaus
Pintarappaus tehdään yleensä koneellisesti ruiskuttamalla, yhteen tai kahteen kertaan pintatyypistä riippuen, aikaisintaan 5 vuorokauden kuluttua täyttörappauksesta.
Pintarappaukseen käytetään tyypillisesti värillisiä kalkkisementtilaasteja, eli jalolaasteja.
Vaihtoehtoisesti pinta voidaan pinnoittaa kalkki-, kalkkisementti- tai silikaattimaaleilla.
Rappauksen jälkeen laasti tulee pitää kosteana 1–3 vuorokautta riippuen sääolosuhteista. [4, s. 18-19]
5.1.8 Liikuntasaumat
Lämmöneristeen päälle tehtävän kolmikerrosrappauksen lämpö- ja kosteusliikkeiden on voitava tapahtua vapaasti. Ilman riittävää määrää oikeinsijoiteltuja liikuntasaumoja rappauskerros halkeilee. Rappauksen liikuntasaumat sijoitetaan rakennuksen rungon liikuntasaumoihin, rakennuksen nurkkiin, rungon ulokkeiden kohdalle ja aukollisen seinäpinnan liittyessä umpinaiseen seinään. Näiden lisäksi liikuntasaumoja tulisi olla vähintään 12–15 metrin välein. [4, s. 22], [10, s. 107]
Liikuntasaumat tehdään sahaamalla rappaukseen täyttörappauksen jälkeen.
Sahaus ulotetaan koko rappauskerroksen läpi siten, että rappausverkko katkeaa koko liikuntasauman osalta. Liikuntasaumat jätetään yleensä avoimiksi, mutta ne voidaan tarvittaessa tiivistää paisuvalla saumanauhalla tai elastisella saumausmassalla. Elastista saumausmassaa käytettäessä on liikuntasauman leveys oltava niin suuri, että saumausmassa ei riko rappausta lämpö- ja kosteusliikkeiden seurauksena. Suositeltavin tiivistysvaihtoehto on kuitenkin paisuva saumanauha. Yleisesti liikuntasaumojen leveys tulisi olla vähintään 6 mm ja rakenteellisten liikuntasaumojen vähintään 10 mm. [4, s.
22], [10, s. 107]
5.1.9 Kosteustekninen toiminta
Eristerapatut julkisivut ovat tuulettumattomia rakenteita, joten niiden toimivuuden varmistamiseksi on rakenteeseen pääsevän kosteusmäärän oltava mahdollisimman vähäinen ja toisaalta rakenteeseen päässeen kosteuden pitää pystyä kuivumaan.
Liitoskohtien toimivuus on otettava huomioon suunnittelussa. Liitoskohtiin tulevat liikkeet on suunniteltava ja liitokset suojattava pellityksin, ettei kosteus pääse rakenteen sisään. Muita tärkeitä liitoksiin liittyviä asioita ovat pellitysten sijoittaminen, kallistukset, ulottumat, rakenteiden liittyminen rappauspintaan sekä erilaiset tiivistykset ja saumaukset.
Halkeamista rakenteisiin voi päästä suuriakin määriä sadevettä. Tavoitteena on, että rappauspinta halkeilisi vain hallitusti ja halkeamaleveydet olisivat pieniä, jolloin rakenteisiin pääsevän sadeveden määrä olisi mahdollisimman pieni. Keskeisiä tekijöitä halkeilun vähentämiseksi ovat liikuntasaumat ja rappauskerrosten paksuudet, lujuudet ja lujuussuhteet.
Rappauksen pinnoitetyyppi vaikuttaa merkittävästi rappauksen kastumiseen ja kuivumiseen. Tiivis pinnoite voi aiheuttaa vesikalvon muodostumisen julkisivun pintaan, jolloin sadevettä voi päästä kulkeutuman rappauksen halkeamista rakenteen sisään.
Yleisesti kolmikerrosrappaus on huokoinen ja pystyy pidättämään runsaasti vettä. Kovalla sateella huokostila saattaa kuitenkin täyttyä, jolloin rappauskerroksen pintaan muodostuu vesikalvo. Tällöin vettä voi kulkeutua halkeamista ja saumoista rappauksen taakse eristetilaan. Kuivuminen sateen loputtua on kuitenkin varsin nopeaa, koska kosteus voi poistua rakenteesta sekä vesihöyrynä että vetenä.
Kolmikerrosrappaus suunnitellaan siten, että rakenteeseen päässyt vesi pääsee sieltä hallitusti poistumaan. Kuivumisen kannalta tärkeitä ovat hyvin vesihöyryä läpäisevät pinnoitteet, rappauslaastit ja lämmöneristeet. Lämmöneristeistä EPS:llä on selvästi suurempi vesihöyrynvastus kuin mineraalivillalla, joten EPS:n kuivuminen diffuusiolla on hitaampaa kuin mineraalivillalla. [4, s. 7], [10, s. 104-106]
5.2 Eristerappaus ohutrappauksena
5.2.1 Yleistä ohutrappauksesta
Ohutrappaus koostuu lämmöneristeen päälle yhdellä tai kahdella eri laastilla tehdystä, yhtensä noin 5–10 mm paksusta rappauskerroksesta, joka koostuu tartunta- tai pohjarappauksesta sekä pintarappauksesta. Tyypillisesti ohutrappauksessa laasteina käytetään varsin polymeeripitoisia laasteja, jolloin tartunta alustaan saadaan varmemmaksi. [3, s. 13], [10, s. 101]
Kuva 5.4. Periaatekuva ohutrappauksella tehtävästä eristerappauksesta. [3, s. 13]
5.2.2 Valmistelevat työt
Ennen lämmöneristyksen asennusta vanha alusta oikaistaan, koska ohutrappaustekniikalla tehtävällä eristerappauksella ei voida tasata suuria pinnan epätasaisuuksia. Oikaisu voidaan toteuttaa rappauslaasteilla tai erillisillä oikaisulaasteilla. Tasoituksen jälkeen alustan epätasaisuutta on vielä mahdollista korjata lämmöneristeen ulkopintaa hiomalla, tai käytettäessä lämmöneristeenä EPS:ää voidaan sitä tasoittaa kuumalankaleikkurilla. Hiomisen jälkeen lämmöneristeen ulkopinta puhdistetaan irtonaisesta eristepölystä.
Korroosiovauriot, jotka sijaitsevat lisäeristyskerroksen ulkopuolella, esimerkiksi ikkunapielissä, paikataan laastipaikkauksin. Lisäksi laaja-alaiset korroosiovauriot paikataan ennen lämmöneristeen kiinnitystä, jos lämmöneriste kiinnitetään liimalaastilla. Laaja-alaiset vauriot heikentävät oleellisesti liimauskiinnitystä. Vähäiset pakkasrapautuneet alueet eivät vaadi lisätoimia, jos ne jäävät lisäeristyksen alle ja betonin lujuus on muutoin riittävä. Pakkasrapautumisessa on kuitenkin varmistuttava rakenteen kiinnitysvarmuudesta. Jos korjauskohteessa on laajoja pakkarapautumavaurioita, on koko ohutrappauksen soveltuvuutta kohteeseen mietittävä uudelleen. Ohutrappaus kiinnitetään ulkokuoreen liimalaastilla, ja pitkälle edennyt rapautuminen heikentää kiinnitysvarmuutta merkittävästi. [3, s. 10]
5.2.3 Käytettävät lämmöneristetuotteet ja niiden ominaisuudet
Ohutrappauksessa lämmöneristeinä käytetään kivivillaa tai EPS-levyjä. Kivivilla on levymäistä tai lamellivillaa. Lamellivilla eroaa mekaanisilta ominaisuuksiltaan täysin levytuotteista, sillä sen kuidut ovat julkisivun paksuussuunnassa. Korjausrakentamisessa tavallinen levymäinen eriste on käytetympi. Ohutrappauksissa käytettävät villat ovat pintakerrokseltaan kovempia ja raskaampia kuin vastaavat kolmikerrosrappauksessa käytettävät eristeet. [3, s. 15], [10, s. 99-100]
Kulloinkin käytettävää lämmöneristettä ei voi valita vapaasti, vaan se kuuluu kiinteästi eristerappausjärjestelmään. Ohutrappausmenetelmän materiaalitoimittaja antaa ohjeet lämmöneristeen valinnasta.
Eristeen teknisillä ominaisuuksilla on suuri rooli lopullisen rakenteen toiminnassa. Eristevalinnalla voidaan vaikuttaa muun muassa seuraaviin tekijöihin:
• lämmöneristävyyteen
• vesihöyryn läpäisevyyteen
• palo-ominaisuuksiin
• ääneneristysominaisuuksiin ja
• rappauksen iskunkestävyyteen.
5.2.4 Lämmöneristeiden kiinnitys
Lämmöneristeiden kiinnitys on riippuvainen valitusta ohutrappausmenetelmästä.
Lämmöneristeet kiinnitetään alustaansa liimalaasteilla ja tarvittaessa käytetään mekaanisia lisäkiinnikkeitä.
Liimalaastikiinnityksessä liimalaasti levitetään betonipintaan teräslastalla voimakkaasti painaen. Tämän jälkeen liimalaasti kammataan laastikammalla auki.
Epätasaisilla alustoilla liimalaasti voidaan levittää myös eristelevyjen taustapinnoille.
Tällöin liimalaastia levitetään kauttaaltaan eristelevyn reunoille ja keskiosille vain paikoitellen.
Lämmöneristelevyt kiinnitetään heti liimalaastin levityksen jälkeen suoraan ulkopinnan tason suuntaisesti. Levyjen suoruutta voidaan seurata esimerkiksi linjaarilla.
Lämmöneristelevyissä ei saa olla hammastuksia eikä levyjen saumoissa laastia tai avoimia kohtia.
Lämmöneristelevyjen kiinnipysyminen varmistetaan tarvittaessa mekaanisin kiinnikkein. Mekaanisten kiinnikkeiden tarve, määrä ja sijoittelu selviävät rappausjärjestelmän toimittajalta. Jos kiinnikkeitä tarvitaan, määräytyy niiden määrä käytettävän kiinnikkeen ominaisuuksien ja vanhan betonin lujuuden mukaan. Ennen mekaanisten kiinnikkeiden asennusta liimalaastin on oltava kuiva. Kohteessa tulisi aina selvittää kiinnikkeiden todellinen ankkurointilujuus vetolujuuskokein. Tavallisesti kiinnikkeitä käytetään järjestelmästä riippuen noin 4–7 kpl/m2. [3, s. 16], [10, s. 101]
5.2.5 Pohjarappaus ja rappausverkko
Rappauslaastien valmistamisessa on noudatettava valmistajan ohjeita, sillä ohjeiden laiminlyönnillä on vaikutusta erityisesti laastin pitkäaikaiskestävyyteen, joka riippuu laastin huokoisuudesta ja pakkasenkestävyydestä. Myös rappaustyön aikaiset sekä sen jälkeiset olosuhteet vaikuttavat suuresti rappaustyön onnistumiseen ja rappauksen pitkäaikaiskestävyyteen.
Rappaustyö aloitetaan asentamalla valmiiksi muotoillut vahvikeverkot aukkojen pieliin sekä ulkoseinän nurkkiin. Lisäksi aukkojen kulmiin asennetaan lisärappausverkot. Vahvikeverkot asennetaan ohueen kerrokseen pohjarappauslaastia.
[3, s. 17]
Kuva 5.5 . Kulmavahvikkeet ja lisärappausverkot ikkunapielissä, [3, s.17]
Vahvikeverkkojen asennuksen jälkeen tehdään pohjarappaus rappausjärjestelmän mukaan joko levittämällä rappauslaasti teräslastalla tai rappausruiskulla. Pohjarappaus tehdään useampana kerroksena. Ensimmäisen rappauskerroksen jälkeen varsinainen rappausverkko painetaan tuoreeseen rappauslaastiin. Pinta viimeistellään teräslastalla.
Rappausverkko tulisi asentaa mahdollisimman keskelle valmista rappauskerrosta.
Tarvittaessa rappausverkko tulee kiinnittää mekaanisin kiinnikkein verkon läpi erityisesti korkeiden rakennusten yläosissa ja aukkojen pielissä.
Toinen rappauskerros tehdään joko märkää-märälle-menetelmällä heti tai seuraavana päivänä, kun ensimmäinen rappauskerros on kovettunut. Tarvittaessa pinta voidaan rapata vielä kolmannenkin kerran, jos pinnasta halutaan mahdollisimman tasainen. Pohjarappauksen jälkeen on huolehdittava rappauspintojen asianmukaisesta jälkihoidosta. Rappauspintoja tulisi pitää kosteana vähintään 2–3 vuorokauden ajan, sillä liian nopea kuivuminen aiheuttaa rappauskerrokseen halkeilua. [3, s. 17-18]
5.2.6 Pinnoitus
Pohjarappauksen on saatava kuivua ennen pintakerroksen asentamista. Tavallisesti pinnoitus voidaan tehdä aikaisintaan 1–3 vuorokauden kuluttua pohjarappauksen tekemisestä.
Ohutrappauksen pinta voi olla roiskepintainen, hiertopintainen tai maalattu.
Roiske- ja hiertopintaiset ohutrappaukset tehdään tehdasvärjätyillä rappauslaasteilla tai pinnoitteilla. Jos ohutrappauksen pinnoitteena käytetään maalausta, pintarappaus viimeistellään yleensä hiertämällä ja kovettunut rappauspinta maalataan sitten rappausjärjestelmään soveltuvilla maaleilla. [3, s. 19]
5.2.7 Liikuntasaumat
Yleensä ohutrapatuissa julkisivuissa ei tarvita liikuntasaumoja muualle kuin rakenteellisten rungon liikuntasaumojen kohdalla. Verkotetun rappauksen muodonmuutoskyky riittää yleensä kompensoimaan rakennuksen rungon liikkeet.
Tarkemmat ohjeet liikuntasaumojen tarpeellisuudesta ja sijoittelusta saa
rappausjärjestelmän toimittajalta. Käytännössä on huomattu, että aukkojen pielet sekä rakennusten nurkat rajoittavat ohutrappauksen kuivumiskutistumaa siinä määrin, että rappauspintaan muodostuu haitallista halkeilua. Tästä johtuen halkeilun vähentämiseksi liikuntasaumojen tekoa tulee harkita myös ohutrapattuihin julkisivuihin.
Liikuntasaumat työstetään ohutrappaukseen esimerkiksi kulmahiomakoneella.
Sahaus ulotetaan koko rappauskerroksen läpi. Liikuntasaumana käytetään yleensä 5 mm:n avointa saumaa. Tarvittaessa saumat voidaan myös tiivistää joko paisuvalla saumanauhalla tai elastisella saumausmassalla. Elastista saumausmassaa käytettäessä on liikuntasauman leveys oltava niin suuri, että saumausmassa ei riko rappausta lämpö- ja kosteusliikkeiden seurauksena. Suositeltavinta on käyttää paisuvaa saumanauhaa liikuntasaumojen tiivistämiseen. [3, s. 19-20], [10, s. 106-107]
5.2.8 Kosteustekninen toiminta
Eristerapatut julkisivut ovat tuulettumattomia rakenteita, joten toimivuuden varmistamiseksi on rakenteeseen pääsevän kosteuden oltava mahdollisimman vähäinen ja toisaalta rakenteeseen päässeen kosteuden pitää päästä kuivumaan.
Liitoskohtien toimivuus tulee ottaa huomioon suunnittelussa. Liitoskohtiin tulevat liikkeet on suunniteltava ja liitokset suojattava pellityksin, ettei kosteus pääse rakenteen sisään. Muita tärkeä liitoksiin liittyviä asioita ovat pellitysten sijoittaminen, kallistukset, ulottumat, rakenteiden liittyminen rappauspintaan sekä erilaiset tiivistykset ja saumaukset.
Halkeamista rakenteisiin voi päästä suuriakin määriä sadevettä. Tavoitteena on, että rappauspinta halkeilisi vain hallitusti ja halkeamaleveydet olisivat pieniä, jolloin myös rakenteisiin pääsevän sadeveden määrä olisi mahdollisimman pieni. Keskeisiä tekijöitä halkeilun vähentämiseksi ovat liikuntasaumat ja rappauskerrosten paksuudet, lujuudet ja lujuussuhteet.
Rappauksen pinnoitetyyppi vaikuttaa merkittävästi sen kastumiseen ja kuivumiseen. Tiivis pinnoite voi aiheuttaa vesikalvon muodostumisen julkisivun pintaan, jolloin sadevettä voi päästä kulkeutuman rappauksen halkeamista rakenteen sisään. Ohutrappauksen pintaan muodostuu sateella välittömästi vesikalvo, jolloin vettä voi kulkeutua halkeamista ja saumoista rappauksen taakse.
Ohutrappaus on suunniteltava siten, että rakenteeseen päässyt vesi pääsee sieltä myös hallitusti poistumaan. Kuivumisen kannalta tärkeitä ovat hyvin vesihöyryä läpäisevät pinnoitteet, rappauslaastit ja lämmöneristeet. Lämmöneristeistä EPS:llä on selvästi suurempi vesihöyrynvastus kuin mineraalivillalla, joten EPS:n kuivuminen diffuusiolla on hitaampaa kuin mineraalivillalla. Ohutrappauslaastit ovat yleensä varsin polymeeripitoisia, minkä vuoksi ne ovat tiiviimpiä kuin kolmikerrosrappauksessa käytettävät laastit. Tämä pitää ottaa huomioon mietittäessä rakenteen kosteusteknistä toimintaa. [3, s. 7], [10, s. 104-106]
5.3 Levyverhous
5.3.1 Yleistä levyverhouskorjauksista
Levyverhouskorjaus koostuu vanhan ulkokuoren pintaan tehtävästä rankarakenteesta, jonka päälle tehdään uusi julkisivupinta levy- tai kasettirakenteilla. Oleellisena osana rakenteeseen kuuluu myös julkisivun lisälämmöneriste, tuulensuojalevy tai -pinta sekä eristeen ja julkisivupinnan väliin jäävä yhtenäinen tuuletusrako. Tämän lisäksi suunnittelijan on huolehdittava eri kiinnikkeiden tai kiinnitysjärjestelmien mitoituksesta.
5.3.2 Valmistelevat työt
Vanha ulkoseinäpinnan epätasaisuudet on tasattava ennen uuden verhousrakenteen asentamista, sillä muuten epätasaisuudet näkyvät valmiissa pinnassa varjostumina ja saumojen hammastuksina. Tavallisesti metallirankarakenteissa alustan mittapoikkeamat tasataan rankarakenteeseen liittyvillä säätökiinnikkeillä. Säätökiinnikkeinä voidaan käyttää esimerkiksi L-teräsosaa. Rankarakenteen asennuksessa julkisivun kohtisuoruus voidaan varmistaa käyttämällä esimerkiksi linjalankaa. Vanhan seinän epätasaisuudet on mahdollista tasoittaa myös rappaamalla koko julkisivupinta suoraksi tai suoristamalla vain rangan alle jäävä julkisivupinta, mutta käytännössä säätökiinnikkeiden käyttö on yleisempää. [5, s. 20]
Kuva 5.6. Säätökiinnikkeen periaate [5, s. 20]
Puurankaa käytettäessä vanhan julkisivupinnan mittapoikkeamat tasataan sisemmän rangan asennuksessa esimerkiksi käyttämällä kulmateräksiä.
Mittapoikkeamia tasatessa on huolehdittava, että tuuletusraon minimimitta säilyy. [5, s.
21]
Levyverhouskorjauksissa julkisivun vaurioituneita kohtia ei ole tarpeen poistaa, joten tämä korjaustyyppi soveltuu käytettäväksi varsin pitkällekin vaurioituneissa julkisivuissa.
5.3.3 Rankarakenne
Rankarakenne voidaan tehdä puusta, alumiinista tai sinkitystä teräksestä, mutta myös edellisten yhdistelmät ovat mahdollisia. Tavallisesti yhdistelmissä sisempi ranka on sinkittyä terästä ja ulompi ranka puuta. Puun ja alumiinin yhdistelmä ei ole suositeltava ratkaisu, sillä alumiini voi syöpyä olleessaan pitkiä aikoja kosketuksissa kostean puun kanssa. Myöskään sinkityn teräksen ja alumiinin yhdistäminen ei ole suotavaa.
Levyverhous on mahdollista toteuttaa myös käyttäen vain yhtä rankaa. Monilla levytysvaihtoehdoilla on levytysjärjestelmään kuuluva oma rankarakenne. Eri tuotteisiin soveltuvat rankarakenteet on hyvä varmistaa aina tapauskohtaisesti tuotevalmistajalta.
Kun käytetään kahta rankaa, tällöin rankarakenne tehdään yleensä ristiinkoolamalla.
Uloimman koolauksen suunnan määrää levyjen asennussuunta. Tuuletuksen takia on kuitenkin suositeltavaa asentaa ulompi ranka pystyyn. [5, s. 14]
5.3.3.1 Puuranka
Puuranka soveltuu käytettäväksi levymäisiin tuotteisiin, kuten kuitusementtilevyihin, metallilevyihin ja rapattaviin levyihin. Yleisesti puurankaa voidaan käyttää rakenteissa, joissa levyt kiinnitetään ruuveilla rankarakenteeseen. Puurankana tulisi käyttää vähintään T18-lujuusluokan puutavaraa. Puurangan käyttöä rajoittavat kuitenkin palomääräykset ja huono kosteuden kesto.
Rangan koko määräytyy siten, että sisemmän rangan koko on sama kuin lisälämmöneristeen paksuus. Ulkorangan k-jako määritetään käytettävän levyrakenteen sekä rakenteeseen kohdistuvien rasitusten perusteella. Alimmaisen levyrivin yhteydessä käytetään yleensä tihennettyä rankajakoa. Yleisimmin käytetyt rankajaot ovat k300, k400 ja k600. Näistä tiheämpää jakoa käytetään vain, jos halutaan parantaa ulkopinnan iskunkestoa tai jos julkisivulevy on hyvin ohutta.
Puurangan ja levyjen kiinnikkeiden suojaamiseen kosteusrasituksilta on kiinnitettävä erityistä huomiota. Puurangan yhteydessä ei tule käyttää avosaumaa.
Levysaumojen ja kiinnityskohtien sadevedentiiviydellä on suuri rooli kosteusvaurioiden välttämisessä. Ruuvien reikien kastuessa niiden kuivuminen kestää varsin kauan, jolloin vaarana on kiinnityksen heikkeneminen, jos puu lahoaa. Verhouslevyt eivät saa olla suoraan kosketuksissa puurankaan, koska tällöin levyn ja puun väliin muodostuu rako, joka kuljettaa kosteutta kapillaarisesti. Tällaisen raon kuivuminen on huomattavan hidasta. Onkin suositeltavaa, että puurangan ja levyn väliin asennetaan tiivistenauha tai peltilista, joka estää kosteutta kuljettavan raon syntymisen ja parantaa liitoksen sadevedentiiviyttä. Tiivistettä käytetään etenkin kyllästetyn puutavaran yhteydessä, koska puun kyllästyssuolat voivat aiheuttaa levyrakenteen värjäytymistä. [5, s. 15-16]
