maanvastaiset alapohjarakenteet - kosteustekninen mitoittaminen ja

50
MAANVASTAISET ALAPOHJARAKENTEET - KOSTEUSTEKNINEN MITOITTAMINEN JA KORJAAMINEN T a m p e r e 2 0 0 2 R a k e n n u s t e k n i i k a n o s a s t o Virpi Leivo - Jukka Rantala TAMPEREEN TEKNILLINEN KORKEAKOULU TALONRAKENNUSTEKNIIKKA 121 JULKAISU

Upload: trinhdan

Post on 13-Feb-2017

220 views

Category:

Documents


3 download

TRANSCRIPT

Page 1: maanvastaiset alapohjarakenteet - kosteustekninen mitoittaminen ja

MAANVASTAISET ALAPOHJARAKENTEET- KOSTEUSTEKNINEN MITOITTAMINEN

JA KORJAAMINEN

T a m p e r e 2 0 0 2

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

Virpi Leivo - Jukka Rantala

TAMPEREEN

TEKNILLINEN

KORKEAKOULU TALONRAKENNUSTEKNIIKKA

121JULKAISU

Page 2: maanvastaiset alapohjarakenteet - kosteustekninen mitoittaminen ja

TAMPEREEN TEKNILLINEN KORKEAKOULU

Talonrakennustekniikka

Rakennustekniikan osasto Tampere 2002

Virpi Leivo Jukka Rantala

kosteustekninen mitoittaminen ja korjaaminen

ala

pohj

arak

ente

et

UDK 699.82 692.51 ISBN 952-15-0939-2 (nid.)ISBN 978-952-15-2752-4 (PDF) ISSN 1237-1483

Page 3: maanvastaiset alapohjarakenteet - kosteustekninen mitoittaminen ja
Page 4: maanvastaiset alapohjarakenteet - kosteustekninen mitoittaminen ja

MAANVASTAISET ALAPOHJARAKENTEET – KOSTEUSTEKNINEN MITOITTAMINEN JA KORJAAMINEN 1

SISÄLLYSLUETTELO 1 JOHDANTO ................................................................................................................... 2

1.1 Soveltamisala ........................................................................................................................................2 1.2 Määritelmiä...........................................................................................................................................2 1.3 Maanvastaiset alapohjarakenteet .........................................................................................................5

2 MAANVASTAISEN ALAPOHJARAKENTEEN LÄMPÖ- JA KOSTEUSTEKNINEN TOIMINTA............................................................................... 6

2.1 Kosteuden olomuodot ja siirtymistavat.................................................................................................6 2.2 Maanvaraisen alapohjarakenteen olosuhteet.........................................................................................8

3. MAANVASTAISTEN ALAPOHJARAKENTEEN SUUNNITTELU ........................ 11 3.1 Suunnittelun reunaehdot .....................................................................................................................12 3.2 Suunnittelussa tarkasteltavat tapaukset ...............................................................................................14 3.3 Rakenteiden valinta.............................................................................................................................19

4 MAANVASTAISTEN ALAPOHJARAKENTEIDEN KORJAAMINEN ................... 23 4.1 Yleisimmät vauriot ja vaurioitumismekanismit ..................................................................................23 4.2 Korjausten suunnittelu ........................................................................................................................25 4.3 Korjausvaihtoehdot .............................................................................................................................28

Lähdeluettelo........................................................................................................................ 33 LIITTEET ............................................................................................................................ 34

LIITE 1: Maanvaraisen alapohjarakenteen lämpötila-, kyllästyskosteus- ja vesihöyrypitoisuuskäyrien määrittely tasapainotilanteessa ......................................................................................................................35 LIITE 2, Laskentaesimerkki 1: Pinnoitteen vaihtaminen läpäiseväksi .................................................38 LIITE 2, Laskentaesimerkki 2: Tuulettuva lattiarakenne, diffuusiotarkastelu......................................40 LIITE 2, Laskentaesimerkki 3: Tuulettuva lattiarakenne, kapillaarinen tarkastelu ..............................42

Page 5: maanvastaiset alapohjarakenteet - kosteustekninen mitoittaminen ja

MAANVASTAISET ALAPOHJARAKENTEET – KOSTEUSTEKNINEN MITOITTAMINEN JA KORJAAMINEN 2

1 JOHDANTO

1.1 Soveltamisala Tämä julkaisu ’Maanvastaiset alapohjarakenteet – kosteustekninen suunnittelu ja korjaaminen on tarkoitettu pohjamaan, täyttö- ja salaojituskerroksen tai muun karkearakeisen maamateriaalin kanssa pysyvästi kosketuksissa olevan rakennusosan, kuten maanvaraisen laatan, kosteusteknisen mitoituksen oppaaksi.

1.2 Määritelmiä Diffuusio eli vesihöyryn diffuusio tarkoittaa kaasuseoksessa vakiokokonaispaineessa tapahtuvaa vesihöyrymolekyylien liikettä, joka pyrkii tasoittamaan kaasuseoksen höyryn osapaine-erot. Huokosluku tarkoittaa maan huokostilavuuden ja kiinteän maa-aineksen tilavuuden suhdetta, e. Hygroskooppinen tasapainokosteus tarkoittaa sitä kosteuspitoisuutta, joka stationääritilassa sitoutuu huokoiseen aineeseen ympäristön tietyssä suhteellisessa kosteudessa ja lämpötilassa. Hygroskooppisuus tarkoittaa huokoisen aineen kykyä sitoa itseensä kosteutta ilmasta ja luovuttaa sitä takaisin ilmaan. Kapillaarinen tasapainokosteus tarkoittaa vesipitoisuutta, jonka huokoinen materiaali saavuttaa kapillaarivoimien vaikutuksesta ollessaan yhteydessä vapaaseen vedenpintaan. Kapillaarinen tasapainokosteus ilmaistaan yleensä kapillaarisen nousukorkeuden tai huokosalipaineen funktiona. Kapillaarikatkokerros tarkoittaa maanvastaisen alapohjarakenteen alla olevaa veden kapillaarisen nousun katkaisevaa kerrosta. Kapillaarisuus tarkoittaa ominaisuutta, jonka avulla huokoinen aine kykenee imemään nestettä vapaan nestepinnan yläpuolelle ja pitämään sen siellä. Kapillaarivesi on maamassaan pintajännitysvoimien vaikutuksesta pohjavedenpinnan yläpuolelle noussutta vettä. Kondensoituminen tarkoittaa vesihöyryn tiivistymistä rakenteissa vedeksi tai jääksi, kun ilman vesihöyrypitoisuus on saavuttanut kyseisessä kohdassa kyllästyskosteuden (RH=100%). Kondensoitumista tapahtuu yleensä materiaalien rajapinnoissa. Kosteus tarkoittaa kemiallisesti sitoutumatonta vettä kaasumaisessa, nestemäisessä tai kiinteässä olomuodossa.

Page 6: maanvastaiset alapohjarakenteet - kosteustekninen mitoittaminen ja

MAANVASTAISET ALAPOHJARAKENTEET – KOSTEUSTEKNINEN MITOITTAMINEN JA KORJAAMINEN 3

Kosteuspitoisuus tarkoittaa haihtumiskykyisen veden määrää [kg/m3] huokoisessa materiaalissa. Vrt. vesipitoisuus. Kuivatus on vesien johtamista päällysrakenteen pinnalta pintakuivatuksella tai maan sisällä salaojin ja salaojituskerroksin. Maanvastaisella tarkoitetaan maata vastaan olevaa rakennusosaa erittelemättä sitä, siirtääkö rakennusosa kuormia maarakenteelle. Esimerkiksi kantava alapohja, joka on kosketuksissa alapuolisen salaojituskerroksen kanssa, on maanvastainen. Maanvaraisella tarkoitetaan rakennusosaa, joka siirtää kuormia alapuoliselle maalle. Maanvarainen rakennusosa on aina myös maanvastainen. Pintavesi on maanpinnalla olevaa, maanpintaa pitkin virtaavaa tai katolta tulevaa vettä. Pohjavesi on vettä, joka on täysin kyllästänyt maa- tai kalliovyöhykkeen. Vesi voi olla myös paineellista. Rakeisuuskäyrä ilmaisee, miten suuri suhteellinen osuus, prosentteina ilmaistuna, tutkittavassa maalajissa on tiettyä raekokoa pienempiä rakeita, eli miten suuri on tätä raekokoa vastaavan seulan läpäisyprosentti. Rakennuskosteus tarkoittaa rakennusvaiheen aikana tai sitä ennen rakenteisiin tai rakennusaineisiin joutunutta rakennuksen käytönaikaisen tasapainokosteuden ylittävää kosteutta, jonka tulee poistua. Usein käytetään myös termiä rakennekosteus, jolla tarkoitetaan samaa. Routa on maassa, maan huokosissa olevan veden jäätymisen takia kovettunut eli jäätynyt maakerros. Salaojituskerros tarkoittaa maaperän kuivattamiseksi pintamaan alle tehtyä vettä johtavaa rakennetta tai karkearakeista maa-aineskerrosta, jota pitkin vesi voi siirtyä kuivatettavalta alueelta valumalla tai pumppaamalla. Huom. Salaojituskerroksen tehtävänä ei ole katkaista kapillaarista nousua. Kts. Kapillaarikatkokerros. Salaojajärjestelmä tarkoittaa salaojaputkien, salaojituskerrosten, salaojakaivojen, tarkastusputkien ja kokoojakaivojen muodostamaa sekä tarvittaessa padotusventtiiliä tai pumppauksella varustettua järjestelmää rakennuksen pohjan tai vastaavan kuivattamiseksi. Salaojaputki tarkoittaa salaojituskerroksessa käytettävää putkea, johon vesi pääsee ympäristöstä putken seinämässä olevien reikien kautta. Salaojitus vrt. salaojajärjestelmä. Suhteellinen kosteus =ilman suhteellinen kosteus RH ilmoittaa kuinka paljon ilmassa on vesihöyryä kyllästyspitoisuuteen verrattuna tietyssä lämpötilassa.

Page 7: maanvastaiset alapohjarakenteet - kosteustekninen mitoittaminen ja

MAANVASTAISET ALAPOHJARAKENTEET – KOSTEUSTEKNINEN MITOITTAMINEN JA KORJAAMINEN 4

Stationääritila eli jatkuvuustila tarkoittaa tilaa, jossa systeemiin tuodaan ja sieltä poistuu vakiomäärä ainetta ja lämpöenergiaa samassa ajassa. Stationääritilassa lämpötilat ja eri aineiden pitoisuudet ovat saavuttaneet tasapainotilan eivätkä muutu ajan kuluessa. Tiiviysasteella tai sullonta-asteella määritetään maa-aineksen tiiviyttä suhteessa sen tiiveimpään mahdolliseen sullontatilaan. Tiiviysaste annetaan maa-aineksen kuivatilavuuspainon suhteena kuivatilavuuspainoon tiiveimmässä tilassa prosentteina ilmaistuna, D [%]. Vajovesi eli gravitaatiovesi on painovoiman vaikutuksesta rakenteessa hitaasti alaspäin liikkuvaa vettä. Valuma-alue on maanpinnan korkeussuhteiden perusteella määritetty alue, jolta pintavedet virtaavat alueen alimpaan kohtaan. Vesihöyry tarkoittaa vettä kaasumaisessa olomuodossa.

Vesihöyryn konvektio tarkoittaa kaasuseoksen sisältämän vesihöyryn siirtymistä kaasuseoksen mukana sen liikkuessa kokonaispaine-eron vaikutuksesta. Konvektio syntyy ulkopuolisen voiman, pakotettu konvektio tai lämpötilaeron, luonnollinen konvektio vaikutuksesta.

Vesihöyrynläpäisevyys (δv tai δp) ilmoittaa vesimäärän, joka stationääritilassa läpäisee aikayksikössä pintayksikön suuruisen ja pituusyksikön paksuisen homogeenisen ainekerroksen, kun ainekerroksen eri puolilla olevien ilmatilojen vesihöyrypitoisuuksien ero tai vesihöyryn osapaine-ero on yksikön suuruinen. Vesihöyrynvastus (Zv tai Zp) ilmaisee tasapaksun ainekerroksen tai tällaisista muodostuvan tasapaksun kerroksellisen rakenteen vastakkaisilla pinnoilla vallitsevien vesihöyrypitoisuuksien, tai vesihöyryn osapaineiden eron ja ainekerroksen tai rakenteen läpi jatkuvuustilassa pinta-alayksikköä kohti diffuntoituvan vesihöyryvirran.

Vesihöyrynosapaine (p) ilmoittaa ilmassa olevan vesihöyryn paineen. Kts. myös vesihöyrypitoisuus. Vesihöyrypitoisuus (v) ilmoittaa ilmassa olevan vesihöyrymäärän. Ilmassa olevan vesihöyryn määrä voidaan ilmoittaa joko vesihöyrypitoisuutena tai vesihöyrynosapaineena. Vesihöyrypitoisuuksien ero pyrkii tasoittumaan diffuusiolla. Vesipitoisuus tarkoittaa maa-aineksessa olevan veden massan ja kuivan maa-aineksen massan suhdetta prosentteina ilmaistuna, w [%]. Vrt. kosteuspitoisuus.

Page 8: maanvastaiset alapohjarakenteet - kosteustekninen mitoittaminen ja

MAANVASTAISET ALAPOHJARAKENTEET – KOSTEUSTEKNINEN MITOITTAMINEN JA KORJAAMINEN 5

1.3 Maanvastaiset alapohjarakenteet Maanvastaisten alapohjarakenteiden kosteustekninen toiminta poikkeaa huomattavasti rakennusvaipan muiden osien toiminnasta. Alapohja on rakenteena kosketuksissa lämpimän ja kostean salaoja- ja täyttökerrosten tai pohjamaan kanssa. Maa on kosteuslähde, jonka aiheuttama kosteusrasitus liittyville rakenteille on jatkuvaa ja jonka vaikutus on otettava huomioon rakenteita suunniteltaessa. Eri tutkimuksissa on arvioitu, että kaikista havaituista kosteusvaurioista peräti 30 % liittyy jollakin tavoin alapohjarakenteisiin. Edelleen jopa 80 % alapohjarakenteiden kosteusvaurioista johtuu selvästä kosteusteknisestä suunnitteluvirheestä. Vaurioita tutkittaessa on käynyt selvästi ilmi, että alapohjarakenteet eivät kosteus- ja lämpöteknisesti toimi suunnitellulla tavalla. Alapohjarakenteiden ympäristöolosuhteissa tapahtuvia muutoksia ei juurikaan oteta huomioon, jos alapohjien kosteusteknistä suunnittelua tehdään lainkaan. Massiivisten betonilaattojen rakennekosteuden hidas haihtuminen, muutokset sisäilman lämpö- ja kosteusolosuhteissa sekä lämmitetyn rakennuksen aiheuttama maapohjan lämpeneminen voivat aiheuttaa yllätyksiä alapohjan kosteusteknisessä toiminnassa, mikäli niitä ei ole rakenteiden suunnittelussa huomioitu. Usein maanvaraisen alapohjarakenteen toiminnan kannalta on oleellisempaa maasta diffuusiolla nouseva vesihöyry kuin maasta kapillaarisesti nouseva kosteus, joka on yleensä ja tulee olla estetty kapillaarikatkolla. Diffuusiota tapahtuu aina jossakin määrin kaikissa maanvastaisissa rakenteissa. Arvioitaessa alapohjarakenteen toimivuutta on täyttö- ja salaojakerrosten vesipitoisuus ja etenkin huokosten korkea suhteellinen kosteus otettava huomioon olemassa olevana reunaehtona kaikissa tarkasteluissa. Alapohjarakenne toimii suurimmassa osassa tapauksista moitteetta, vaikka pohjamaan vesipitoisuus olisikin suuri. Ratkaiseva tekijä on koko alapohjarakenteen toiminta kokonaisuutena vallitsevassa lämpötilakentässä siihen kohdistuvan kosteusrasituksen alaisena. Mikäli pohjamaan lämpötila ei nouse liian korkeaksi ja mikäli alapohja rakenteena pystyy läpäisemään maasta nousevan kosteusmäärän ilman rakenteille aiheutuvaa haittaa, ei pohjamaan kosteudesta johtuvia ongelmia pitäisi esiintyä. Keskeisimmät lähtökohdat suunniteltaessa uusia alapohjarakenteita ja kosteusvaurioituneiden lattioiden korjaustoimenpiteitä ovat:

1. Maanvastaiseen rakenteeseen kosketuksissa olevan maa-aineksen huokosilmansuhteellisen kosteuden oletetaan olevan RH = 100 %.

2. Maanvastaisen alapohjarakenteen alla olevan maan lämpeneminen ja siitäjohtuva maasta ylös sisätilaan suuntautuva diffuusiovirta, rakenteensuhteellisen kosteustason nousu ja tiivistymisriski tulee ottaa huomioonkosteusteknisessä suunnittelussa.

3. Maanvastaisen rakenteen tulee pystyä haihduttamaan maasta mahdollisestinouseva kosteus.

Page 9: maanvastaiset alapohjarakenteet - kosteustekninen mitoittaminen ja

MAANVASTAISET ALAPOHJARAKENTEET – KOSTEUSTEKNINEN MITOITTAMINEN JA KORJAAMINEN 6

2 MAANVASTAISEN ALAPOHJARAKENTEEN LÄMPÖ- JA KOSTEUSTEKNINEN TOIMINTA

2.1 Kosteuden olomuodot ja siirtymistavat Suomen ilmasto-olosuhteissa vettä esiintyy maaperässä kaikissa kolmessa olomuodossa: kaasuna eli vesihöyrynä, nesteenä eli vetenä ja kiinteässä olomuodossa jäänä. Sateet ja pohjavesi, routa ja lumen sulamisvedet pitävät maaperän aina kosteana.

Kuva 2.1 Kosteuden olomuodot ja siirtymismekanismit. Kostea ilma: suhteellinen kosteus ja kosteuspitoisuus Ilma ja vesihöyry muodostavat yhdessä kaasuseoksen, jossa vesihöyrymolekyylit ovat tasaisesti sekoittuneena ilmamolekyylien joukkoon. Tiettyyn määrään ilmaa mahtuu vain tietty määrä vesihöyrymolekyylejä. Ilman vesihöyrypitoisuuden saavuttaessa maksimipitoisuutensa ilman sanotaan olevan vesihöyryllä kyllästynyttä, eli sen suhteellinen kosteus on RH = 100%. Suhteellinen kosteus eli RH ilmaisee, kuinka paljon ilmassa on vesihöyryä verrattuna kyllästyskosteuteen. Ilman vesihöyryn kyllästyskosteus riippuu ilman lämpötilasta. Lämpimään ilmaan mahtuu huomattavasti enemmän vesihöyryä kuin kylmään ilmaan (Kuva 2.2). Mikäli ilma on lähellä kyllästyspitoisuuttaan ja sen lämpötila jostain syystä laskee, samaan ilmatilavuuteen mahtuvan vesihöyryn määrä pienenee ja kyllästyspitoisuuden ylittävä määrä vesihöyrystä tiivistyy vedeksi. Tätä ilmiötä kutsutaan kondensoitumiseksi eli tiivistymiseksi.

Page 10: maanvastaiset alapohjarakenteet - kosteustekninen mitoittaminen ja

MAANVASTAISET ALAPOHJARAKENTEET – KOSTEUSTEKNINEN MITOITTAMINEN JA KORJAAMINEN 7

3

0

5

10

15

20

25

30

35

-20 -10 0 10 20 3Lämpötila, oC

Kyllä

stys

pito

isuu

s v,

g/m

0

Kuva 2.2 Vesihöyryn kyllästyspitoisuuskäyrä. Hygroskooppisuus ja diffuusio Huokoiset materiaalit voivat sitoa itseensä kosteutta suoraan kosteasta ilmasta. Tätä kutsutaan hygroskooppiseksi kosteuden sitoutumiseksi. Materiaalin huokosissa vaikuttavat vetovoimat vetävät ilman vesimolekyylejä materiaalin pintaan ohueksi vesikerrokseksi, jonka paksuus kasvaa ilman kosteuden lisääntyessä. Sitoutuvan kosteuden määrä riippuu materiaalista. Materiaali pyrkii saavuttamaan tasapainon, tietyn tasapainokosteuden ympäröivän ilman kanssa. Tasapaino riippuu materiaalin lisäksi lämpötilasta ja ilman suhteellisesta kosteudesta. Lisäksi tasapaino riippuu siitä, onko kyseessä materiaalin kostuminen vai kuivuminen. Tietyn materiaalin tiettyä lämpötilaa vastaava tasapainokosteuskäyrä määritellään muuttamalla ilman suhteellista kosteutta ja mittaamalla materiaaliin sitoutuvan kosteuden määrä. Hygroskooppisuuden yläraja saavutetaan, kun materiaalia säilytetään ilmassa, jonka suhteellinen kosteus on RH 100%. Materiaalin ollessa hygroskooppisella alueella, jolloin materiaalin huokosten ilman suhteellinen kosteus on alle RH 100%, tällöin kosteus on vesihöyrynä ja kosteuden siirtyminen tapahtuu diffuusiolla. Vesihöyryn pitoisuusero, kuten kaikki pitoisuus- tai paine-erot luonnossa, pyrkivät tasoittumaan kohti tasapainotilaa vesihöyrymolekyylien liikkuessa suuremmasta konsentraatiosta kohti pienempää. Tätä virtausta kutsutaan diffuusioksi. Diffuusiossa vesihöyry siirtyy korkeammasta pitoisuudesta alemman pitoisuuden suuntaan.

Page 11: maanvastaiset alapohjarakenteet - kosteustekninen mitoittaminen ja

MAANVASTAISET ALAPOHJARAKENTEET – KOSTEUSTEKNINEN MITOITTAMINEN JA KORJAAMINEN 8

Kapillaarisuus Vapaan veden lähteestä, esimerkiksi pohja- tai orsiveden pinnasta, vesi pyrkii huokoisessa materiaalissa siirtymien vaikutuksesta, joiden suuruus riippuu veden ja aineen ominaisuuksista sekä kosteuspitoisuudestaään toisiinsa kytkettyjen huokosten muodostamassa putkistoverkossa kapillaarivoim. Kapillaarista siirtymistä vastustavat viskositeetti ja painovoima. Pohjaveden pinnasta nousevan kapillaariveden kohoaminen jatkuu tasoon, jossa kohonneeseen vesimassaan kohdistuvat kapillaarivoimat ovat tasapainossa. Kapillaariseksi tasapainokosteudeksi kutsutaan sitä kosteutta, jonka huokoinen materiaali saavuttaa ollessaan yhteydessä vapaaseen vedenpintaan. Aineen kapillaarinen tasapainokosteus ilmaistaan tavallisesti kapillaarisen nousukorkeuden tai huokosalipaineen funktiona. Kapillaaristen voimien maan huokossysteemiin sitomaa vettä kutsutaan kapillaarivedeksi ja sen nousukorkeutta vapaan veden pinnasta kapillaariseksi nousukorkeudeksi. Maan kapillaarinen nousukorkeus ei ole mikään yksi tietty arvo, vaan kullekin materiaalille voidaan erottaa neljä erisuuruista kapillaarisen nousukorkeuden arvoa: materiaalin kostumisen ylempi ja alempi kapillaarinen nousukorkeus sekä materiaalin kuivumisen ylempi ja alempi kapillaarinen nousukorkeus. Alemman kapillaarisen nousukorkeuden alapuolella materiaali täysin kyllästynyttä ja ylemmän kapillaarisen nousukorkeuden alapuolella osittain kyllästynyttä.

2.2 Maanvaraisen alapohjarakenteen olosuhteet Rakenteet Normaaleissa käyttöolosuhteissa rakennemateriaalit ovat hygroskooppisella alueella ja materiaalin kosteuspitoisuus riippuu pääasiassa ympäristön suhteellisesta kosteudesta. Niissä materiaaleissa, joihin jää rakennusaikaista kosteutta tai kosteusvauriokohdissa kosteutta voi olla huomattavasti hygroskooppista tasapainokosteutta enemmän. Maanvaraisen alapohjan täyttö- ja salaojituskerros on huokosverkostonsa kautta yhteydessä vapaan veden eli pohjaveden kanssa. Kapillaarinen kosteuden nousu rakenteessa on mahdollista, mikäli kapillaarista nousua ei estetä. Mikäli rakenteeseen ei suunnitella kapillaarisen nousun katkaisevaa kerrosta, rakenne on nykyisin voimassa olevien määräysten ja ohjeiden vastainen. Pohjamaa Maanvastaisen alapohjarakenteen alapinta on kosketuksissa kostean maan kanssa. Syvällä maakerroksissa olevan maan lämpötila on lähellä pohjaveden lämpötilaa, +5…+6 °C. Pintamaan lämpötilaan vaikuttaa ulkolämpötila. Maanvaraisen alapohjan lämpötilaan vaikuttaa ensisijaisesti rakennuksen sisälämpötila ja alapohjarakenteen läpi 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 eristepaksuuden ollessa 50...100 mm alapuolisen pohjamaan lämpötila on yleensä +12…+15 °C. Lämpöeristämättömissä alapohjissa maapohjan lämpötila voi nousta lähelle sisäilman lämpötilaa. Maanpohjan lämpötilan nousua voi kasvattaa myös maassa kulkevat lämpöeristämättömät lämpöputket. Maanvaraisen alapohjarakenteen lämpö- ja kosteusteknisissä tarkasteluissa maanpohjan lämpötilaksi tulisi olettaa

Page 12: maanvastaiset alapohjarakenteet - kosteustekninen mitoittaminen ja

MAANVASTAISET ALAPOHJARAKENTEET – KOSTEUSTEKNINEN MITOITTAMINEN JA KORJAAMINEN 9

vähintään + 15°C. Sen lisäksi pitäisi tutkia miten tätä korkeampi lämpötila, +16…+19°C vaikuttaa rakenteen toimivuuteen. Pohjamaan huokosilman suhteellinen kosteus on yleensä hyvin korkea, lähes RH 100%. Tätä voidaan perustella seuraavasti:

• Rakennusaikana maa-aines on hyvinkin kosteaa ja sen lähes ainoa mahdollinen kuivumissuunta on alaspäin, jossa pohjamaan vesipitoisuus on yleensä hyvin korkea.

• Maa-aines on huokosverkostonsa kautta yhteydessä pohjaveteen.

• Kapillaarivoimien aiheuttama veden imeytyminen voi ajoittain kuljettaa suuriakin määriä lisäkosteutta täyttökerroksiin.

Maanvastaisten alapohjarakenteiden kosteusteknisissä tarkasteluissa tulee olettaa, että pohjamaan RH=100%. Sisäilma Maanvaraisen alapohjarakenteen yläpinnassa vallitsevat rakennuksen sisälämpötila ja ilman suhteellinen kosteus. Rakennuksen sisälämpötila riippuu rakennuksen käyttötarkoituksesta. Toimisto- ja asuinkäytössä olevan rakennuksen sisälämpötila on tyypillisesti +19…+22°C. Sisäilman suhteellinen kosteus riippuu tilan käyttötarkoituksesta, ympäröivän ulkoilman suhteellisesta kosteudesta, tilan kosteustuotosta ja ilmanvaihdon tehokkuudesta. Toimisto- ja asuinrakennusten sisäilman suhteellinen kosteus vaihtelee normaalisti RH 25…60%, ollen suurin kesällä. Rakenteen lämpötila- ja kosteustasapaino Rakenteiden lämpö- ja kosteusteknistä käyttäytymistä tarkasteltaessa seuraavien kolmen ilmiön pääperiaatteet ovat olennaisia:

1. Lämpötilan muuttuminen rakenteen sisällä eli muodostuva lämpötilakäyrä, Kuva 2.3. Rakenteen lämpötilakäyrän määrittelemiseksi tarvitaan rakennekerrosten materiaalien lämmönjohtavuudet sekä sisä- ja ulkolämpötilat ja pintavastukset rakenteen pinnoissa. Lämmönjohtavuus (λ) on materiaaliominaisuus ja lämmönvastus m (m= d/λ) on rakenneominaisuus, joka riippuu materiaalin paksuudesta d. Rakenneleikkauksessa lämpötila muuttuu rakennekerrosten lämmönvastusten suhteissa.

2. Kyllästyspitoisuus rakenteen eri kohdissa. Kyllästyspitoisuus riippuu ainoastaan lämpötilasta kuvan 2.3 mukaisesti. Yhteys on epälineaarinen, mutta se voidaan tässä tarkastelussa olettaa lineaariseksi. Kyllästyspitoisuuskäyrän muoto noudattelee siten lämpötilakäyrän muotoa.

3. Vesihöyrynpitoisuus rakenteen eri kohdissa eli vesihöyrypitoisuuskäyrä. Vesihöyrynpitoisuus riippuu materiaalien vesihöyrynläpäisevyyksistä sekä sisätilan ja ulkoilman suhteellisista kosteuksista. Vesihöyrynpitoisuus δv on materiaaliominaisuus ja vesihöyrynvastus Zv (Zv = d/δv) on rakenneominaisuus. Vesihöyrynvastuksien määrittämisessä ei ole pintavastuksia. Rakenneleikkauksessa vesihöyrypitoisuus muuttuu rakennekerrosten vesihöyrynvastusten suhteissa.

Page 13: maanvastaiset alapohjarakenteet - kosteustekninen mitoittaminen ja

MAANVASTAISET ALAPOHJARAKENTEET – KOSTEUSTEKNINEN MITOITTAMINEN JA KORJAAMINEN 10

Määritettyjä kyllästyspitoisuus- ja vesihöyrypitoisuuskäyrää (Kuva 2.3) verrataan toisiinsa. Mikäli nämä käyrät leikkaavat toisensa, rakenteeseen muodostuu tiivistymisvyöhyke, jossa vesihöyryä tiivistyy rakenteen sisään. Tiivistymisvyöhykkeessä rakennekerroksen huokosilmassa on ylimäärä vettä verrattuna rakennekerroksen lämpötilaan ja lämpötilasta riippuvaan kyllästyspitoisuuteen. Tämä ylimäärä vesihöyryä tiivistyy kyseisessä kohdassa vedeksi. Näiden diffuusiokäyttäytymistä kuvaavien käyrien avulla on mahdollista arvioida rakenteiden kosteusteknistä riskiä tasapainotilanteessa, jossa rakenteen lämpötila- ja kosteusolosuhteet ovat vakioituneet. Ennen korjaustavan valintaa voidaan arvioida, onko korjattu rakenne kosteusteknisesti toimiva vai riskialtis. Yksityiskohtainen laskentaesimerkki kaavoineen tasapainotilanteen lämpötila-, kyllästyskosteus- ja vesihöyrypitoisuuskäyrien määrittämisestä on esitetty liitteessä 1. Useille materiaaleilla kriittinen kosteuspitoisuus on alempi kuin tiivistymiskosteus RH 100%. Yleisesti kosteutta RH 85% pidetään raja-arvona, mitä korkeammissa kosteuspitoisuuksissa mikrobikasvu voi olla mahdollista.

Lämpötila

Vesihöyrypitoisuus

KyllästyskosteuskäyräVesihöyrypitoisuuskäyrä

0 g/m3

Kuva 2.3 Rakenteen lämpötila-, kyllästyskosteus- ja vesihöyrypitoisuuskäyrät stationääritilanteessa.

Page 14: maanvastaiset alapohjarakenteet - kosteustekninen mitoittaminen ja

MAANVASTAISET ALAPOHJARAKENTEET – KOSTEUSTEKNINEN MITOITTAMINEN JA KORJAAMINEN 11

3. MAANVASTAISTEN ALAPOHJARAKENTEEN SUUNNITTELU Maanvaraisen alapohjarakenteen lämpö- ja kosteustekninen toiminta vaihtelee suuresti rakenteen elinkaaren aikana. Rakenteiden kosteusteknisessä toiminnassa on erotettavissa kolme toisistaan poikkeavaa rasitustilannetta, joissa kaikissa rakenteen on säilytettävä toimintakykynsä ilman pysyviä rakenteellisia vaurioita tai terveysriskiä tilojen käyttäjille. Tarkasteltavat tilanteet ovat:

1. Rakenteen kuivumisvaihe

rakenteesta poistuu rakennusaikaista kosteutta ja kosteuslähde onrakenteen sisällä.

2. Käyttötila

rakenteessa on tasaantuneet lämpötila- ja kosteusolosuhteet jakosteusrasitus riippuu rakennetta ympäröivistä lämpö- jakosteusolosuhteista.

3. Vauriotilanne

rakenteeseen kohdistuu ylimääräinen kosteusrasitus, esimerkiksiputkivuodon seurauksena.

Maanvastaisen alapohjarakenteen tulee olla sellainen, että rakenteeseen ei tiivisty kosteutta tai rakenneosien kriittinen kosteuspitoisuus ei ylity ja että rakenteen kuivuminen on mahdollista kaikissa olosuhteissa. Lähtökohtana maanvastaisten alapohjarakenteiden kosteusteknisen toiminnan tarkistuksille tulee olla, että maasta tulevan kosteuden kapillaarinen kulkeutuminen alapohjarakenteeseen on estetty. Seuraavassa tarkastellaan rakenteen toimintaa pääasiassa vesihöyryn diffuusion kannalta, joka on merkittävä maanvastaisissa rakenteissa.

Page 15: maanvastaiset alapohjarakenteet - kosteustekninen mitoittaminen ja

MAANVASTAISET ALAPOHJARAKENTEET – KOSTEUSTEKNINEN MITOITTAMINEN JA KORJAAMINEN 12

3.1 Suunnittelun reunaehdot Maanvaraisen alapohjarakenteen lämpö- ja kosteusteknisen suunnittelun reunaehdot ovat seuraavat:

Maapohja: • Kapillaarinen kosteuden nouseminen rakenteisiin on estetty

• Täyttö- tai salaojituskerroksen olevan maan huokosten ilman suhteellinen • kosteus RH=100%

• Maapohjan lämpötila:

o Rakentamisvaiheessa rakentamisajankohdasta riippuen +5…+16 ºC.

o Normaalissa käyttöolosuhteissa +15…+16 ºC.

o Vauriotapauksissa tapauskohtaisesti, usein n. +20 ºC.

Sisäilma: • Lämpötila rakennuksen käyttötarkoituksen mukaan

o Asuin- ja toimistokäyttöön tarkoitetuissa rakennuksissa +19…+22 ºC. • Sisäilman suhteellinen kosteus käyttötarkoituksen mukaan

o Asuin- ja toimistokäyttöön tarkoitetuissa rakennuksissa RH 25…60%, suurin kesällä.

o Ongelmarakennuksissa, joissa ei ole toimivaa ilmanvaihtoa RH voi olla korkea

Rakenteille sallitut kosteusolosuhteet Rakennusmateriaaleissa homeen kasvun alkamisriski riippuu materiaalin kosteuspitoisuudesta, suhteellisesta kosteudesta RH ja lämpötilasta kuvan 3.1 mukaisesti /Nevander, Elmarsson. 1991/ Yleisenä raja-arvona pidetään usein RH 75%, jota alhaisemmassa kosteudessa ei home kasva. Usein raja-arvona pidetään myös RH 85%, jota korkeammassa suhteellisessa kosteudessa useampia homelajeja alkaa kasvaa. 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 laatan alla olevan maapohjan korkea, lähes 100%:n suhteellinen kosteus on merkki kosteusvauriosta ja se vaatisi korjaustoimia. Tarkempia kriittisen kosteuden arvoja on määritelty lattiapinnoitemateriaaleille (Taulukko 3.1) /Harderup, L-E. 1993/. Arvot ovat määritelty lattian pinnoittamiskriteereiksi, mutta niitä voidaan pitää myös ohjeellisina kriittisinä kosteuspitoisuuksina kosteusteknisessä suunnittelussa ja korjausten suunnittelussa.

Page 16: maanvastaiset alapohjarakenteet - kosteustekninen mitoittaminen ja

MAANVASTAISET ALAPOHJARAKENTEET – KOSTEUSTEKNINEN MITOITTAMINEN JA KORJAAMINEN 13

1,0

0,8

0,6

0,4

0,2

070 80 90 100 % suhteellinen kosteus, RH

Riski Homeen kasvun riski eri olosuhteissa

+20 oC+0...8 oC

+0 oC

Kuva 3.1 Homeen kasvun riski eri olosuhteissa.

Taulukko 3.1 Lattiapinnoitemateriaaleille määriteltyjä kriittisiä kosteuspitoisuuksia.

Materiaali Kriittinen kosteuspitoisuus, RH %

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

80%

Liimatut lattiapäällysteet: o pitkäaikainen (yli 6 kk) kosteusrasitus o lyhytaikainen kosteusrasitus

90% 95%

Korkkilaatat 80 Tasoitteet *, kosteussulut, keraamiset laatat lähes 100% * Pinnoittamiskriteeri tasoitteille lähes 100%, kriittinen kosteuspitoisuus vaihtelee materiaaleittain suuresti 80…lähes 100%, alhaisin orgaanisilla tasoitteilla.

Page 17: maanvastaiset alapohjarakenteet - kosteustekninen mitoittaminen ja

MAANVASTAISET ALAPOHJARAKENTEET – KOSTEUSTEKNINEN MITOITTAMINEN JA KORJAAMINEN 14

3.2 Suunnittelussa tarkasteltavat tapaukset Rakenteen kuivumisvaihe (rakennuskosteuden poistumisvaihe)

Kuva 3.2 Rakennuskosteuden poistuminen laatan kuivuessa. Rakennusaikaisen rakennuskosteuden on päästävä poistumaan kuivuvista rakenteista (Kuva 3.2). Merkittävin kosteuslähde alapohjarakenteissa heti rakentamisen jälkeen on paikalla valettujen betonirakenteiden rakennuskosteus. Tavalliset rakennebetonit sisältävät paljon seosvettä, minkä vuoksi näistä betoneista valettujen rakenteiden kuivumisaika on nykyisiä rakentamisaikatauluja ajatellen melko pitkä. Rakenteesta poistuvan rakennuskosteuden määrä voi olla jopa kymmeniä litroja vettä yhdessä kuutiometrissä betonia. Rakenne saavuttaa tasapainokosteuden ympäristönsä kanssa vasta, kun ylimääräinen rakennuskosteus on haihtunut rakenteesta.

Page 18: maanvastaiset alapohjarakenteet - kosteustekninen mitoittaminen ja

MAANVASTAISET ALAPOHJARAKENTEET – KOSTEUSTEKNINEN MITOITTAMINEN JA KORJAAMINEN 15

Rakenteen kuivumisvaiheen alussa ennen kuin rakenne on pinnoitettu rakenteesta poistuu ylimääräistä vettä, rakennuskosteutta vesihöyrynä haihtumalla ylöspäin ja diffuusiolla alaspäin, mikäli rakenteessa ei ole höyrynsulkua. Riippuen pinnoitteen vesihöyrynvastuksesta pinnoittamisen jälkeen ylöspäin tapahtuva haihtuminen (1) pienenee tai lähes kokonaan loppuu (Kuva 3.2). Tällöin rakenteen kuivuminen jatkuu alaspäin (2). Riippuen maapohjan lämpötilasta rakentamisajankohtana ja rakenteen lämmönvastuksesta rakenteen alapuolinen maapohja alkaa lämmetä, jolloin kyllästyskosteuspitoisuus maassa suurenee ja kosteusvirta alaspäin (2) pienenee. Rakenteen kosteuden tasaantumisvaihe riippuu rakenteen eri puolilla vaikuttavista olosuhteista, rakennevalinnoista ja poistuvan kosteuden määrästä ja kestää yleensä useita vuosia. Lämpötila tasaantuu yleensä nopeammin kuin kosteus.

+ 21 oC, RH 50%

10,7 g/m3+ 12 oC, RH 100%+ 12 oC

+ 21 oC

2

18,3 g/m39,15 g/m30 g/m3

1Poistuva rakennuskosteus

Kuva 3.3 Alapohjarakenteen kosteustekninen toiminta rakenteen kuivumisvaiheessa. Rakenteen kuivumisvaiheen tarkistukset:

• Rakennuskosteudella on oltava poistumismahdollisuus joko:

o alaspäin, jolloin rakenteessa ei saa olla höyrynsulkua tai

o ylöspäin, jolloin vaaditaan riittävän pitkä kuivumisaika ennen pinnoittamisesta tai pinnoitteen tulee läpäistä hyvin vesihöyryä.

Page 19: maanvastaiset alapohjarakenteet - kosteustekninen mitoittaminen ja

MAANVASTAISET ALAPOHJARAKENTEET – KOSTEUSTEKNINEN MITOITTAMINEN JA KORJAAMINEN 16

Normaalit käyttöolosuhteet, käyttötila

Kuva 3.4 Normaalit käyttöolosuhteet. Kuva 3.4 mukaisesti käyttötilanteessa ylimääräisen rakennuskosteuden poistuttua rakenteista alapohjarakenteen kosteustasapaino muodostuu ympäristöolosuhteiden reunaehtojen ja rakenteen materiaalikerrosten vesihöyrynläpäisevyyksien ja lämmönjohtavuuksien perusteella. Rakenteen kosteuden tasaantumisvaihe riippuu rakenteen eri puolilla vallitsevista olosuhteista, rakennevalinnoista sekä poistuvan rakennekosteuden määrästä ja kestää yleensä useita vuosia. Normaaleissa käyttöolosuhteissa maanvaraisen alapohjarakenteen olosuhteet ovat tasaantuneet pitkällä aikavälillä, vuodenaikaista vaihtelua erityisesti lämpötiloissa voi esiintyä, mutta suunnittelussa voidaan rakenteeseen olettaa stationääritilan olosuhteet. Stationääritilan lämpötila- ja kosteuskenttä (Kuva 3.5) voidaan määritellä liitteessä 1 esitetyillä peruskaavoilla. Tyypillisesti käyttöolosuhdetilanteessa 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, rakenne- ja materiaalivalinnoista sekä rakenneosien vesihöyrynvastuksista. Rakennuksen reuna-alueella tapahtuu maapohjan ja alapohjarakenteen lämpötilassa jossakin määrin vuodenaikaisvaihteluja. Kylmä ulkoilma viilentää hieman maapohjan ja alapohjarakenteen lämpötilaa, jolloin alapohjarakenteeseen muodostuu kosteusgradientti rakenteen reuna- ja keskialueen välille. Tuolloin diffuusiovirta pyrkii tasapainottamaan vesihöyrypitoisuuseroja ja sen suunta on vaakasuuntaan laatan keskialueelta reuna-alueelle.

Page 20: maanvastaiset alapohjarakenteet - kosteustekninen mitoittaminen ja

MAANVASTAISET ALAPOHJARAKENTEET – KOSTEUSTEKNINEN MITOITTAMINEN JA KORJAAMINEN 17

+ 21 oC, RH 50%

+ 16 oC, RH 100%+ 16 oC

18,3 g/m39,15 g/m3

13,7 g/m3

+ 21 oC0 g/m3

diffu

usio

n su

unta

Kuva 3.5 Alapohjarakenteen kosteustekninen toiminta normaaleissa

käyttöolosuhteissa. Rakenteen käyttöolosuhdevaiheen tarkistukset:

• Rakenteen mihinkään kohtaan ei tiivisty kosteutta eikä yksittäisen rakenneosan, yleisimmin pinnoitteen alapinnan, kriittinen kosteuspitoisuus ylity.

Page 21: maanvastaiset alapohjarakenteet - kosteustekninen mitoittaminen ja

MAANVASTAISET ALAPOHJARAKENTEET – KOSTEUSTEKNINEN MITOITTAMINEN JA KORJAAMINEN 18

Vauriotilanne Vauriotilanteella tarkoitetaan odottamatonta kosteuslisää alapohjarakenteissa, joka nostaa rakennekerrosten kosteuspitoisuuden yli käyttötilan kosteustasapainotilan. Yleisin vauriotilanne maanvaraisissa alapohjissa on putkivuoto laatassa kulkevissa vesiputkissa (Kuva 3.6). Ylimääräinen vesi sitoutuu rakenteisiin ja RH nousee 100%:iin. Rakenteesta ylimääräinen poistuu pikkuhiljaa vesihöyryn diffuusiona joko ylös- tai alaspäin riippuen rakenteen ylä- ja alapuolisista vesihöyryn osapaineista ja

rakenneosien diffuusiovastuksista.

uva 3.6 Alapohjarakenteen kosteustekninen toiminta esimerkiksi .

akenteen vauriotilanteen tarkistukset:

ääsevä vesi tulee voida poistua rakenteesta joko

yryä läpäisevä

+ 16 oC

+ 21 oC + 21 oC, RH 50%

+ 16 oC, RH 100%

18,3 g/m39,15 g/m3

13,7 g/m3

0 g/m3

Poistuva kosteus

Kputkivuototilanteessa

R

• Vauriotilanteessa rakenteeseen p

o alaspäin, jolloin rakenteessa ei saa olla höyrynsulkua tai

o ylöspäin, jolloin pinnoitteena tulee olla hyvin vesihöpinnoite tai rakenteelle annetaan riittävän pitkä kuivumisaika ilman pinnoitetta.

Page 22: maanvastaiset alapohjarakenteet - kosteustekninen mitoittaminen ja

MAANVASTAISET ALAPOHJARAKENTEET – KOSTEUSTEKNINEN MITOITTAMINEN JA KORJAAMINEN 19

3.3 Rakenteiden valinta Kapillaarikatkokerros Kapillaarikatkokerroksen tarkoituksena on toimia kapillaarikatkona eli estää pohjamaasta tai vierustäytöistä alapohjan alle kulkeutuvaa kosteutta nousemasta kapillaarisesti alapohjarakenteiden pintaan asti. Karkearakeisen materiaalin kapillaarisuus riippuu sen materiaaliominaisuuksista: raekokojakaumasta, rakeiden muodosta ja massan tiiviysasteesta. Mitä enemmän hienoja raepartikkeleija massa sisältää, sitä enemmän ja korkeammalle se pystyy kosteutta kapillaarisesti kuljettamaan. Tehtyjen kapillaarisen nousukorkeuden määrittämiskokeiden perusteella alle 1 mm rakeet ovat ratkaisevassa asemassa materiaalin nousukorkeuden määräytymisessä. Ohjeena voidaan antaa, että alle 1 mm rakeita tulisi materiaalissa olla mahdollisimman vähän, alle 5 %. Kaikki rakeiset materiaalit ovat jossain määrin kapillaarisia. Lähes kaikki kapillaarikatkokerroksena käytettävät luonnonsorat ja pesemättömät murskeet ja sepelit kuljettavat vettä kapillaarisesti. Kapillaarisen nousukorkeuden arvioiminen pelkän rakeisuuskäyrän perusteella on vaikeaa, vaikka lukuisia kaavoja asian arvioimiseksi onkin olemassa. Luotettavin menetelmä on tehdä yksinkertainen koe läpinäkyvässä putkessa, jossa käytettävään kuivaan materiaalimassaan veden annetaan nousta kapillaarisesti ja silmämääräisesti arvioidaan kapillaarinen nousukorkeus. Kapillaarikatkokerroksen alapohjarakenteen alla on oltava selvästi paksumpi kuin kokeessa havaittu kapillaarinen nousukorkeus. Nykyisin voimassa olevien ohjeiden /RakMK C2. 1998/ mukaan maanvastaisen alapohjan alle on asennettava kapillaarisen kosteuden nousun katkaiseva kerros. Tämä tarkoittaa rakennekerrosten käyttämistä, jotka todella ovat paksumpia kuin materiaalissa tapahtuva kapillaarien nousukorkeus. Tutkittaessa rakennettuja alapohjia useissa tapauksissa kapillaarikatkona käytetty salaojituskerros ei muodosta kunnollista kapillaarikatkoa. Monissa tapauksissa varsinaisena kapillaarikatkona rakenteissa toimii vasta lämmöneristyskerros. Kapillaarisen nousun estäminen alapohjarakenteisiin on välttämätöntä kosteusteknisesti toimivan alapohjarakenteen suunnittelussa. Kapillaarisesti alapohjalaatassa kulkeutuvan veden määrä on kymmeniä kertoja suurempi kuin diffuusion kuljettama ja sen aiheuttamien vaurioiden korjaaminen huomattavasti vaikeampaa. Lämmöneriste Maanvaraisen alapohjan lämmöneristyksen alkuperäinen tehtävä on vähentää rakennuksesta maahan johtuvaa lämpöenergiavirtaa ja siten rakennuksen lämmitysenergian kulutusta. Kosteusteknisesti lämmöneristyksellä on myös toinen tehtävä: vesihöyryn diffuusiovirran vähentäminen. Vesihöyryn diffuusion potentiaalina ovat alapohjarakenteen ylä- ja alapuolen vesihöyryn osapaine-ero. Vesihöyryn osapaineista rakenteen alapuolinen osapaine on vaihtelee sisäilman osapainetta enemmän riippuen ensisijaisesti alapohjarakenteen lämmöneristävyydestä. Mitä lämpimämpi alapohjarakenteen lämpötila on, sitä suurempi on maapohjan vesihöyryn osapaine ja siten rakenteen eri puolilla oleva potentiaaliero ja diffuusiovirta. Maapohjan lämmetessä rakenteen eri puolilla olevat vesihöyryn osapaineet muodostuvat sellaisiksi,

Page 23: maanvastaiset alapohjarakenteet - kosteustekninen mitoittaminen ja

MAANVASTAISET ALAPOHJARAKENTEET – KOSTEUSTEKNINEN MITOITTAMINEN JA KORJAAMINEN 20

että diffuusiovirta rakenteessa on maapohjasta ylöspäin sisätilaan. Diffuusiovirran kasvaessa kasvavat rakennekerrosten kosteuspitoisuudet ja on riski, että kriittiset kosteuspitoisuudet ylittyvät. Ruotsalaistutkimusten /Harderup, L-E. 1993/ mukaan maanvaraisessa alapohjarakenteessa tulee olla lämmöneristettä niin paljon, että eristeen eri puolille muodostuu 2…3 °C:n lämpötilaero, tällöin alapohjarakenteen kosteusolosuhteiden ei pitäisi ylittää missään rakennekerroksessa kriittisiä kosteuspitoisuuksia. Lämmöneristeen paksuuden valintaan ja alapohjan lämmöneristyksen riittävyyden tarkistamiseen voi käyttää apuna kuvan 3.7 käyrästöä /Harderup, L-E. 1993/.

0 0,3 0,6 0,9 1,2 1,5 1,8 2,1 2,4 2,7 3,0 d/B

U0

1,0

0,9

0,8

0,7

0,6

0,5

0,4

0,3

0,2

0,1

0

L/B= 8

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

L/B= 1,0

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

Esim. 15x10 m rakennus, sisälämpötila +20 0C, lämmöneristeen paksuus 100 mm ja λ i= 0,039 W/m2 0C. Maan lämmönjohtavuus λ=1,5W/m2 0C. L/B= 15 /10=1,5 d=(0,1*1,5) /0,039 = 3,85 m d/B=3,85/1,0=3,85 > käyrästöstä U0=0,055 ∆T=(1-0,055)*(20-8)= 5,4 0C

∆T= (1 - U0)*(T1 - T0)

Kuva 3.7 Alapohjan lämmöneristyksen valintakäyrästö.

Suomen Rakentamismääräyskokoelman osan C3 /RakMK C3. 1985/ määräyksen mukaan maata vasten olevan alapohjan lämmönläpäisykerroin, U-arvo 6 metrin levyisellä reuna-alueella ei saa ylittää 0,36 (W/m2 K). Kyseinen lämmönläpäisykerroin saavutetaan keskimäärin 100 mm polystyreenikerroksella (λ=0,041 W/m °C). Uusissa C3-määräyksissä raja-arvo tulee olemaan 0,25 (W/m2 K). Lämmöneristysmääräykset perustuvat 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

Page 24: maanvastaiset alapohjarakenteet - kosteustekninen mitoittaminen ja

MAANVASTAISET ALAPOHJARAKENTEET – KOSTEUSTEKNINEN MITOITTAMINEN JA KORJAAMINEN 21

epäedullinen. Rakenteen vesihöyryn diffuusiokäyttäytymisen kannalta lämmöneriste tulee asentaa kauttaaltaan peruslaatan alle. Suomen Rakentamismääräyskokoelman osan C2 /RakMK C2. 1998/ ohjeen mukaan lämmöneristys tulee sijoittaa kokonaan tai pääosin pohjalaatan alle. Tällöin pohjalaatan olosuhteet ovat lämpimämmät ja kuivemmat kuin jos lämmöneriste olisi pohjalaatan yläpuolella. Maanvaraisen alapohjarakenteen kosteustekniikan kannalta olisi parempi, jos lämmöneristeellä olisi hyvän lämmöneristävyyden lisäksi myös suuri vesihöyrynvastus. Tällöin pohjalaatan kosteusolosuhteet ovat kuivemmat ja lämpötila lähempänä sisälämpötilaa. Betoni Betonin valinnalla voidaan merkittävästi vaikuttaa poistuvan rakennuskosteuden määrään ja siten rakenteen kuivumisaikaan. Betonilaatu ja jälkihoitomenetelmät tulee valita siten, että rakenteelle voidaan antaa riittävä kuivumisaika rakennusaikataulun määrittämissä puitteissa. Rakenteen pinnoittamisvaiheessa tulee varmistua, että betonilaatan kosteus vastaa pinnoittamiskriteereitä. Rakenteen kosteusteknisen toiminnan kannalta olisi parempi, jos myös betonilla on suuri vesihöyrynvastus. Höyrynsulku Koska maanvaraisen alapohjarakenteen kosteusvirran suunta vaihtelee rakenteen elinkaaren: rakennusvaiheen, käyttötilan ja mahdollisen vauriotilan aikana alapohjarakenteeseen ei asenneta höyrynsulkua mihinkään kohtaan. Pintarakenne Yleisimmin maanvaraisen alapohjarakenteen kosteusvauriot ilmenevät pintarakenteen irtoamisena, kuplimisena tai värimuutoksina, kun pintarakenteen alapintaan tiivistyy kosteutta tai pintarakenteen tai kiinnitysmateriaalin kriittinen kosteuspitoisuus ylittyy. Pintamateriaalin merkitys rakenteen toiminnalle on suuri. Pinnoitteen alapinnan suhteellinen kosteus kasvaa diffuusiopotentiaalin eli rakenteen eri puolilla vallitsevan vesihöyryn osapaine-eron kasvaessa. Samoin pinnoitteen alapinnan suhteellinen kosteus kasvaa pinnoitteen vesihöyrynvastuksen kasvaessa. Pintarakenteet voidaan vesihöyrynvastusominaisuuksiensa 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). Toivottavaa olisi, että pinnoitemateriaalivalmistajat ilmoittaisivat omien tuotteidensa vesihöyrynvastusarvot. Optimaaliset pinnoitteen vesihöyrynläpäisevyydet yleisimmillä alapohjarakenteilla Tarkasteltaessa erilaisten RT-ohjekorttien mukaisten alapohjarakenteiden kosteuskäyttäytymistä läpäisevillä ja tiiviillä pinnoitteilla voidaan todeta (Kuva 3.8):

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

Page 25: maanvastaiset alapohjarakenteet - kosteustekninen mitoittaminen ja

MAANVASTAISET ALAPOHJARAKENTEET – KOSTEUSTEKNINEN MITOITTAMINEN JA KORJAAMINEN 22

• Lämpöeristetyt alapohjat (AP 201, AP 205 ja AP 206): tiiviillä pinnoitteella rajalämpötila, jossa rakenteisiin alkaa tiivistyä kosteutta tai pintarakenteen alapinnan suhteellinen kosteus ylittää kriittisen kosteuden (RH 85%) on noin +19 ºC. Läpäisevillä pintarakenteilla rajalämpötila on korkeampi.

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

Suht

eelli

nen

kost

eus

RH (%

)pi

ntar

aken

teen

ala

pinn

assa

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

Pohjamaan lämpötila (oC)

100

95

90

85

80

75

70

65

60

55

50

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

(370*103 s/m)

Suht

eelli

nen

kost

eus

RH

(%)

pint

arak

ente

en a

lapi

nnas

sa

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

Pohjamaan lämpötila (oC)

100

95

90

85

80

75

70

65

60

55

50

X

AP 201: tasausbetoni 20 mm, betonilaatta 150 mm polystyreeni 70 mm (l= 0,037)AP 204: betonilaatta 80 mm lämpöeristämätönAP 205: betonilaatta 80 mm polystyreeni 50 mm (l= 0,041)AP 206: betonilaatta 180 mm kevytsora 150 mm (l= 0,12)

X

XX

XXXX

XX

X

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

(1333*103 s/m)

X

X

X

X

AP 201

AP 204

AP 205

AP 206

X

Kuva 3.8 Pintarakenteen vesihöyrynvastuksen vaikutus pintarakenteen alapinnan suhteelliseen kosteuteen erilaisilla alapohjatyypeillä maanpohjan lämpötilan kohotessa.

Page 26: maanvastaiset alapohjarakenteet - kosteustekninen mitoittaminen ja

MAANVASTAISET ALAPOHJARAKENTEET – KOSTEUSTEKNINEN MITOITTAMINEN JA KORJAAMINEN 23

4 MAANVASTAISTEN ALAPOHJARAKENTEIDEN KORJAAMINEN

4.1 Yleisimmät vauriot ja vaurioitumismekanismit Alapohjarakenteissa kosteusvaurioita yleisimmät aiheuttavat syyt voidaan jaotella seuraavasti:

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

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

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

• Kunnossapitoon ja olosuhteisiin liittyvät syyt Odottamattomista olosuhteista aiheutunut vaurio, jotka johtaneet liiallisiin, rakenteiden kosteudensietokyvyn ylittäviin rasituksiin tai kunnossapidon laiminlyönnistä johtuva lisääntynyt kosteusrasitus. Tyypillisiä odottamattomia vaurioita aiheuttavat erilaiset putkivuodot ja tulipalojen sammutusvedet. Yleisiä kunnossapitovirheitä ovat salaojien ja sadevesiviemäröinnin toimimattomuus sekä myös runsaalla vedellä siivoaminen.

Eräs keskeisimmistä rakenteellisista kosteusvaurioita aiheuttavista syistä on lämmöneristeen puuttuminen. Puutteellinen tai puuttuva lämmöneriste aiheuttaa alapuolisen maan voimakasta lämpenemistä, jolloin ylöspäin suuntautuva diffuusiovirta kasvaa aiheuttaen tiivistysriskin tai yksittäisen rakenneosan, yleensä lattiapinnoitteen, kriittisen kosteuspitoisuuden ylittymisriskin. Näissä tapauksissa tyypillisimmillään ongelmia on ilmentynyt korjausten ja saneerausten yhteydessä, joissa läpäisevämpi pinnoite on vaihdettu tiiviimpään. Toinen selkeä rakenteellinen kosteusvaurioita aiheuttava syy on höyrynsulun sijoittaminen väärään paikkaan. Nykyisin alapohjarakenteeseen ei suositella asennettavaksi lainkaan höyrynsulkua, koska rakenteen läpäisevän kosteusvirran suunta vaihtelee ollen rakennuskosteuden poistumisvaiheessa alaspäin ja usein käyttötilanteessa ylöspäin. Höyrynsulku estää rakenteen kuivumisen molempiin suuntiin ja erityisesti tapauksissa, joissa myös pintarakenne on tiivis rakenne ei pääse kuivumaan lainkaan. Erityisen

Page 27: maanvastaiset alapohjarakenteet - kosteustekninen mitoittaminen ja

MAANVASTAISET ALAPOHJARAKENTEET – KOSTEUSTEKNINEN MITOITTAMINEN JA KORJAAMINEN 24

ongelmallinen höyrynsulku on tapauksessa, jossa laattaan pääsee vettä esimerkiksi putkivuodon seurauksena. Mikäli rakenteeseen laatan alapuolelle on asennettu höyrynsulku, vuotovesi jää höyrynsulun päälle. Useissa vauriotapauksissa alapohjarakenteen täyttö- tai salaojituskerros ei muodosta toimivaa kapillaarikatkoa, jolloin maan aiheuttama kosteusrasitus muodostuu sekä vesihöyryn diffuusiosta että kapillaarisesti vetenä nousevasta kosteudesta. Lisäksi monissa vauriotapauksissa pohjamaan kosteustuottoa lisää rakennusta ympäröivän salaojituksen puutteellisuus tai heikko toimivuus. Suurimmassa osassa vauriotapauksista on nähtävissä useita todennäköisiä kosteusongelmien aiheuttajia, jotka yhdessä ovat ylittäneet rakenteen kosteudensietokyvyn. Sitä mikä todennäköisistä ongelman aiheuttajista on merkittävin on usein mahdotonta arvioida. Yleisimpiä maanvaraisissa alapohjarakenteissa havaittuja vaurioita ovat lattiapinnoitteiden irtoaminen, erilaiset värimuutokset, mikrobikasvu ja hajuhaitat, jotka johtuvat pinnoitteen ja/tai liiman kriittisen kosteuspitoisuuden ylittymisestä. Yleisimpiä vaurioiden syitä ovat seuraavat:

• Rakenteelliset syyt: o alapohjarakenteissa ei ole kapillaarikatkoa

o rakenteessa ei ole lämmöneristettä tai sitä on liian vähän

o höyrynsulku väärässä paikassa

o liian tiivis pinnoite

• Rakentamisesta johtuvat syyt: o lattia on pinnoitettu liian aikaisin

o tilan käyttötarkoitusta on muutettu, esim. kellariin tehty asuintiloja

• Olosuhteista johtuvat syyt: o putkivuoto

o tulipalojen sammutusvesi

o runsaalla vedellä siivoaminen

o poikkeuksellisen kostea kesä Vaurioitumismekanismit voidaan jakaa kahteen sen perusteella, missä olomuodossa kosteus pääasiassa on päässyt rakenteeseen. Kosteus voi nousta kapillaarisesti alapohjarakenteeseen, jos rakenteessa ei ole kapillaarista nousua katkaisevaa materiaalikerrosta. Tällainen on tilanne rakenteissa, joissa ei ole kapillaarikatkoa tai kapillaarikatkona käytetyn liian hienorakeisen maa-aineksen kapillaarinen nousukorkeus on suurempi kuin materiaalipaksuus. Toinen vaurioitumismekanismi on maapohjan lämpenemisestä aiheutuva ylöspäin suuntautuva vesihöyryn diffuusio. Maapohjan lämmetessä maan vesihöyrypitoisuus ylittää sisäilman vesihöyrypitoisuuden, jolloin diffuusio pyrkii tasoittamaan eroa. Lämpötilan noustessa ylöspäin suuntautuva diffuusiovirta kasvaa ja riski vesihöyryn tiivistymiselle tai yksittäisen rakenneosan, usein

Page 28: maanvastaiset alapohjarakenteet - kosteustekninen mitoittaminen ja

MAANVASTAISET ALAPOHJARAKENTEET – KOSTEUSTEKNINEN MITOITTAMINEN JA KORJAAMINEN 25

pinnoitteen alapinta kriittisen kosteuspitoisuuden ylittymiselle suurenee erityisesti tapauksissa, joissa pinnoitteen vesihöyrynläpäisevyys on alhainen. Monissa tapauksissa molemmat vaurioitumismekanismit ovat läsnä.

4.2 Korjausten suunnittelu Korjausten onnistumisen kannalta vaurioituneen rakenteen rakenteet ja rasitukset sekä vaurion laajuus ja syyt tulee pyrkiä selvittämään mahdollisimman tarkasti ja luotettavasti. Ongelman selvittäminen kannattaa tehdä systemaattisesti kuvan 4.1 yleisen kosteusteknisen kuntotutkimuksen vaiheita tarkoituksenmukaisesti noudattaen.

LÄHTÖTIETOJEN KERÄÄMINEN

Asiakirjojen tarkastelu Silmämääräinen katselmus

LÄHTÖTIETOJEN KERÄÄMINEN

Asiakirjojen tarkastelu Silmämääräinen katselmus

ALUSTAVA TILANNEARVIO

Rakenteet Kosteustekninen toiminta

ALUSTAVA TILANNEARVIO

Rakenteet Kosteustekninen toiminta

TUTKIMUSTARPEIDEN ARVIOINTI

Tutkittavat asiat Tutkimusmenetelmät

TUTKIMUSTARPEIDEN ARVIOINTI

Tutkittavat asiat Tutkimusmenetelmät

VARSINAISET TUTKIMUKSET

Kenttätutk. Näytteenotto Lab.tutkimukset

VARSINAISET TUTKIMUKSET

Kenttätutk. Näytteenotto Lab.tutkimukset

ANALYYSIVaurioiden tyyppi, laajuus

Vaurioiden syyt, vaikutukset ja eteneminen

ANALYYSIVaurioiden tyyppi, laajuus

Vaurioiden syyt, vaikutukset ja eteneminen

RAPORTOINTITehdyt tutkimukset Arvio korjausmahdoll.Rakenteiden nykytila Korjausvaihtoehtojen arv.Riskit Ennuste vaurioiden

kehittymisestä

RAPORTOINTITehdyt tutkimukset Arvio korjausmahdoll.Rakenteiden nykytila Korjausvaihtoehtojen arv.Riskit Ennuste vaurioiden

kehittymisestä

MAHDOLLISET LISÄTUTKIMUKSET

Purkuvaihe Korjausvaihe Jälkiseuranta

MAHDOLLISET LISÄTUTKIMUKSET

Purkuvaihe Korjausvaihe Jälkiseuranta

Kuva 4.1. Kosteusteknisen kuntotutkimuksen kulku.

Page 29: maanvastaiset alapohjarakenteet - kosteustekninen mitoittaminen ja

MAANVASTAISET ALAPOHJARAKENTEET – KOSTEUSTEKNINEN MITOITTAMINEN JA KORJAAMINEN 26

Rakenteiden ja olosuhteiden selvittäminen Selvitettäessä alapohjarakenteen kuntoa lähtötietoina tulisi selvittää seuraavia asioita:

• Rakennuksen ikä; rakennusaika: Eri aikoina rakennetuissa alapohjissa on tyypillisiä ratkaisuja ja materiaalivalintoja.

• Mahdolliset muutokset: Tilojen käyttötarkoituksen muutokset ja siinä yhteydessä tehdyt rakenneratkaisut, kuten sisäpuoliset lisäeristykset tai uudet pintamateriaalit ovat saattaneet muuttaa rakenteen kosteusteknistä toimintaa.

• Rakenneratkaisut

• Rakennus- ja rakennepiirustukset: Vaurioiden perussyyt löytyvät usein piirustuksista: kapillaarikatkot, höyrynsulut, vedeneristykset, korkeusasemat, vesivuotoreitit.

• Ilmanvaihto: Mahdollisella puutteellisella tai väärin toimivalla ilmanvaihdolla voi olla joissakin tapauksissa merkitystä kosteusvaurioiden syntyyn ja vaurioiden vaikutuksiin.

• Putkistot; niiden sijainti ja ikä: Putkivuodot voivat olla merkittävien nopeasti kehittyvien kosteusvaurioiden syynä.

• Salaojitus: Virheellisellä korkeudella oleva, puuttuva tai toimimaton salaojitus voi aiheuttaa pohjaveden tunkeutumisen rakenteisiin.

• Pintavesien poisto: Rakennuksien alle tai rakenteisiin valuvat pintavedet muodostavat erittäin suuren osan alapohjan vaurioista.

• Pohjatutkimus: Pohjatutkimuksen perusteella voidaan pyrkiä arvioimaan sekä pohjaveden että kapillaarisen veden vaikutuksia kosteusvaurioihin.

• Vaurioiden ilmeneminen: Vaurioiden ilmeneminen pian rakennuksen valmistumisen tai sen muutoksien jälkeen viittaa karkeisiin virheisiin.

• Vaurioiden laajuus.

• Homeenhajun sijainti: Joissakin tapauksissa hajun paikallistamisella on mahdollista löytää vauriokohta tai päätellä sen sijainti.

• Vaurioiden sijainti.

• Mahdolliset aikaisemmat selvitykset: Aikaisemmat selvitykset kertovat mitä vahinkoja on todettu ja mitä arvioita vaurioiden syistä niiden perusteella on tehty.

• Mahdolliset aikaisemmat korjaukset: Aikaisemmin tehdyt korjaukset, jotka eivät ole johtaneet tilanteen hallintaan, ovat osoitus siitä, että tulkinnat vaurioiden syistä ovat olleet virheellisiä tai puutteellisia.

Vaurioiden ja niiden syiden selvittäminen Maanvastaisten alapohjarakenteiden tutkimusmenetelmät voidaan jakaa karkeasti seuraavasti:

• aistinvaraiset menetelmät

• havaintojen tekeminen ja mittaukset rakenteiden pinnalta rikkomatta rakennetta

Page 30: maanvastaiset alapohjarakenteet - kosteustekninen mitoittaminen ja

MAANVASTAISET ALAPOHJARAKENTEET – KOSTEUSTEKNINEN MITOITTAMINEN JA KORJAAMINEN 27

• mittaukset rakenteen sisältä eli ainetta rikkovat menetelmät

• rakenteiden purkaminen, harkitut avaukset

• materiaalinäytteet

• mikrobitutkimukset. Aistinvaraisella tarkastelulla saadaan alustava yleiskuva rakenteiden ja koko rakennuksen kunnosta: näkyvät vauriot, riskialttiit rakenteet. Tarkastelun välineenä aistien, näkö- ja hajuaisti tukena voi olla valokuvaus- tai videokamera. Aistinvaraisella tarkastelulla saadaan tietoa ongelmakohdista, joihin voidaan keskittää tarkempia tutkimuksia. Mittaukset rakenteiden pinnalta ovat rakenteita vaurioittamattomia ja pääsääntöisesti jälkiä jättämättömiä menetelmiä. Tutkittavassa kohteessa on aina mittauksia suoritettaessa tai näytteitä otettaessa suoritettava sisä- ja ulkoilman lämpötilan ja suhteellisen kosteuden mittaukset. Ilman lämpötila ja suhteellinen kosteus voidaan mitata erilaisilla sähköisillä mittalaitteilla. Rakennetta rikkovista mittausmenetelmistä yleisin on suhteellisen kosteuden mittaus. Tutkittavaan materiaaliin porataan mittapään kokoinen reikä, josta tasaantumisajan kuluttua mitataan lämpötila ja rakenteen suhteellinen kosteus. Eri materiaalien tasapainokosteuskäyrien avulla voidaan arvioida materiaalin kosteuspitoisuutta. Rakennetta voidaan myös purkaa tai siihen tehdään suurempia tutkimusreikiä rakenteiden selvittämiseksi ja materiaalinäytteiden ottamiseksi. Materiaalinäytteitä otettaessa tarvittaessa otetaan myös vertailunäytteitä todennäköisesti kuivista ja toimivista rakenteista. Näytteenotto ei saa rajoittua ainoastaan selvästi havaittaviin vauriokohtiin. Rakenteista on hyvä ottaa myös rinnakkaisnäytteitä. Näytteet tulee pakata ja säilyttää siten, ettei niiden kosteustila pääse muuttumaan ennen näytteiden tutkimista. Näytteet tulee merkitä siten, että jälkeenpäin voidaan selvittää näytteenottoajankohta ja -paikka sekä näytteeseen liittyvät ilman lämpötila- ja kosteusarvot. Materiaalinäytteitä kannattaa ottaa aina kun rakennetta puretaan tai tehdään tutkimusreikiä, vaikka niiden analysointia ei vielä siinä vaiheessa suunnitellakaan. Materiaalinäytteistä voidaan määrittää laboratoriossa rakenteiden koostumus, kosteuspitoisuus ja mikrobipitoisuudet sekä materiaalista riippuen useita erilaisia materiaaliominaisuuksia, kuten vesihöyrynläpäisevyys, rakeisuus ja kapillaarisuus. Maanvaraisen alapohjarakenteen vaurioiden syiden selvittämisessä tärkeintä on arvioida rakenteeseen maasta tulevan kosteuden pääasiallinen siirtymismuoto: onko kyseessä vesihöyryn diffuusio vai kapillaarinen kosteuden siirtyminen. Kapillaarisessa kosteuden siirtymisessä kosteusmäärät ovat yleensä huomattavasti, kymmeniä kertoja suurempia kuin vesihöyryn diffuusion kosteusvirta.

Page 31: maanvastaiset alapohjarakenteet - kosteustekninen mitoittaminen ja

MAANVASTAISET ALAPOHJARAKENTEET – KOSTEUSTEKNINEN MITOITTAMINEN JA KORJAAMINEN 28

4.3 Korjausvaihtoehdot Vaihtoehtoiset korjaustavat Maanvaraisten alapohjarakenteiden vaihtoehtoisia korjausmenetelmiä on periaatteessa neljä:

• Laatan pintarakenteet eli pinnoitteet vaihdetaan hyvin vesihöyryä läpäiseviksi, jolloin kastuneesta laatasta ja maasta tuleva kosteus pystyy haihtumaan pinnoitteen läpi.

• Kosteusvaurioituneen maanvaraisen laatan päälle asennetaan uusi lattiarakenne ilmaraon päälle. Ilmarako sallii kastuneen laatan ja maasta ylöspäin nousevan kosteuden haihtumisen.

• Lämmenneen maapohjan jäähdyttäminen. Tämä korjaustapa on teoreettisesti mahdollinen tapauksissa, joissa maapohja on lämmennyt ja joissa laatan alle on jo muusta syystä, esimerkiksi radonin poiston takia asennettu putkisto.

• Koko rakenteen purkaminen ja uuden rakentaminen. Tämä radikaali toimenpide ei ole varsinaisesti korjausmenetelmä ja sen suunnittelu on verrattavissa uuden alapohjarakenteen suunnitteluun.

Korjausmenetelmä valitaan usein teknis-taloudellisten seikkojen pohjalta. Sopiva korjausmenetelmä kuhunkin tapaukseen riippuu:

• Vaurioituneesta alapohjarakenteesta

• Vaurion syistä

• Rakenteeseen pääasiallisesti tulevan kosteuden siirtymistavasta, vesihöyryn diffuusio vai kapillaarinen nousu

• Tilan käyttötarkoituksesta Korjausvaihtoehtojen rakennusfysikaalinen toiminta Molemmissa korjausvaihtoehdoissa rakenteen yläpinnan vesihöyrynläpäisevyyttä muutetaan siten, että rakenteeseen maasta nouseva kosteus pystyy haihtumaan. Pintarakenteen uusiminen Pintarakenteen uusiminen on käyttökelpoinen korjausmenetelmä vauriotapauksessa, jossa maanvaraisen alapohjarakenteen alapuolinen maapohja on lämmennyt ja siitä johtuva diffuusiovirta ylös aiheuttaa liian tiiviin pinnoitteen alapintaan liian korkean suhteellisen kosteuden (Kuva 4.2 yhtenäinen viiva). Vaihdettaessa pinnoitteeksi paremmin vesihöyryä läpäisevä pinnoite pinnoitteen alapinnan suhteellinen kosteus pienenee (katkoviiva). Läpäisevämmän pinnoitteen vaihtamisessa on ongelmana usein löytää sellainen pinnoite, jonka vesihöyrynläpäisevyysominaisuudet ovat tiedossa ja joka kestävyydeltään ja ulkonäöltään soveltuu kyseiseen käyttötarkoitukseen. Pinnoitteen vesihöyrynläpäisevyysominaisuudet voidaan määritellä laboratoriossa ns. kuppikokeella /ISO/FDIS 12572. 2000/. Mikäli maapohjasta nousee kapillaarisesti kosteutta rakenteeseen ainoita pinnoitevaihtoehtoja, jotka kestävät vaurioitumattomana niin suuren kosteusvirran ovat tiililaatat, mosaiikkilaatat ja keraamiset laatat laastikiinnitettynä.

Page 32: maanvastaiset alapohjarakenteet - kosteustekninen mitoittaminen ja

MAANVASTAISET ALAPOHJARAKENTEET – KOSTEUSTEKNINEN MITOITTAMINEN JA KORJAAMINEN 29

RH 72%

KyllästyskosteuskäyräVesihöyrypitoisuuskäyrä

12 g/m3 14 g/m3 16 g/m310 g/m38 g/m3

RH 90%

+ 20 oC, RH 50%

+ 19 oC, RH 100%

17 g/m3

0 g/m3

16,3 g/m3

8,64 g/m3

Kuva 4.2. Pinnoitteen vaihtamisen tiiviistä (yhtenäinen viiva) läpäiseväksi

(katkoviiva) vaikutus rakenteen kosteuskenttään. Liitteessä 2 on laskettu yksinkertainen laskentaesimerkki tiiviin pinnoitteen vaihtamisen läpäiseväksi vaikutuksista alapohjarakenteen kosteuskenttään tasapainotilanteessa. Maanvaraisen alapohjan pinnoitteen vaihtaminen läpäiseväksi, plussat/miinukset:

• Edullinen ja nopea korjausmenetelmä

• Korjaukset eivät yleensä vaadi muutoksia liittyvissä rakenneosissa, kuten väliseinissä tai ovissa

• Läpäisevät pinnoitteet eivät aina sovellu tilan käyttötarkoitukseen

• Läpäisevät pinnoitteet, keraamisia laattoja lukuun ottamatta eivät pysty haihduttamaan maasta kapillaarisesti nousevaa kosteutta

Tuulettuva lattiarakenne Tuulettuva lattiarakenne soveltuu tapauksiin, jossa maanvarainen alapohjarakenne on kapillaarisessa kosketuksessa kosteuden kanssa. Usein myös tapauksissa, joissa tilan käyttötarkoitus on sellainen, että pinnoitteena halutaan käyttää jotakin tiettyä ja samaa pinnoitetta kuin ennen ainoaksi korjausvaihtoehdoksi jää tuulettuvan lattiarakenteen asentaminen. Tuuletusrako rakenteeseen voidaan tehdä useilla rakenneratkaisuilla, esimerkiksi seuraavilla:

• erikoisvalmistettu muovimatto • profiilipelti • puukoolaus • geokomposiitti • huokoinen materiaali kuten sepeli, kevytsora, yms.

Page 33: maanvastaiset alapohjarakenteet - kosteustekninen mitoittaminen ja

MAANVASTAISET ALAPOHJARAKENTEET – KOSTEUSTEKNINEN MITOITTAMINEN JA KORJAAMINEN 30

Tuuletusraon päälle asennettavan lattiarakenteen valinnalle ei ole rakennusfysikaalisia vaatimuksia, vaan valinta voidaan tehdä tilan käyttötarkoituksen asettamien vaatimusten pohjalta. Yleisimmin lattiarakenne tehdään rakennuslevystä: lastulevy, kipsilevy ja pinnoitteesta. Tuulettuvassa lattiarakenteessa tuuletus järjestetään joko:

• Koneellisella poistolla, jolloin tuuletusrako liitetään rakennuksen poistoilmajärjestelmään.

• Luonnollisella poistolla, jolloin ilma otetaan tuuletusrakoon yhdeltä tai useammalta sivulta ja poistetaan vastakkaiselta sivulta.

Molemmilla tuuletusvaihtoehdoilla ilma voidaan ottaa tuuletusrakoon yhdeltä tai useammalta sivulta. Koneellisessa poistossa poistoputki voidaan sijoittaa tuuletettavan tilan yhdelle sivulle tai keskelle tilaa. Luonnollisen ilmanvaihdon tapauksessa yleensä ilma otetaan tuuletusrakoon sisään yhdeltä sivulta ja poistetaan vastakkaiselta sivulta, jolloin kaksi muuta sivua tulee olla ilmatiiviitä. Kaupallisissa tuuletusjärjestelmissä kokonaisuuteen kuuluvat ilmarakomateriaali, yleensä profiilimuovimatto, poistopuhaltimet sekä erikoisvalmisteiset jalkalistat ja tiivisteet, joilla aikaansaadaan halutunlainen ilmavirtaus. 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, 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. Tapauksessa, jossa ilmarakoon diffuntoituu vesihöyryä, tarvittavaa ilmaraon korkeutta voidaan arvioida kuvan 4.3 avulla. Laskennassa on oletettu, että alapohjarakenteena on lämpöeristämätön laatta, jossa vesihöyryn diffuusiota vastustaa vain betonilaatta, jonka vesihöyrynläpäisevyys betonille keskimääräinen ja ilmaraon tuuletus tapahtuu sisäilmalla luonnollisesti ilman koneellista poistoa. Kuvasta voidaan todeta, että ilmaraon pituuden kaksinkertaistuessa tarvittava ilmaraon korkeus lisääntyy 1…1,5 mm. Vastaavasti jos maasta tulevaa diffuusiovirtaa vastustavan rakenteen vesihöyrynvastus kasvaa noin 1,5-kertaiseksi tarvittava ilmaraon korkeus lisääntyy noin 1 mm.

Page 34: maanvastaiset alapohjarakenteet - kosteustekninen mitoittaminen ja

MAANVASTAISET ALAPOHJARAKENTEET – KOSTEUSTEKNINEN MITOITTAMINEN JA KORJAAMINEN 31

XXX

XX

XX

Maapohjan lämpötila, oC

Ilmar

aon

kork

eus,

mm

16 17 18 19 20 21 22

7

6

5

4

3

2

1

0

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

X

Laatta80, ilmarako 10m

Laatta80, ilmarako 20m

Laatta120, ilmarako 10m

Laatta120, ilmarako 20m

Kuva 4.3. Tarvittava ilmaraon korkeus maapohjan lämpötilan, betonilaatan

paksuuden ja ilmaraon pituuden funktiona. Tapauksessa, jossa maanvaraisen laatan läpi nousee kapillaarisesti kosteutta, kosteusvirta on usein suurempi kuin diffuusiotapauksessa ja tuuletusraon korkeusvaatimus on yleensä suurempi. Tarvittavaa tuuletusraon korkeutta voidaan arvioida kuva 4.4 avulla. Laskennassa on oletettu, että alapohjarakenteena on lämpöeristämätön betonilaatta, jossa vapaa vedenpinta on betonilaatan alapinnan tasolla ja ilmarakoon otettavan sisäilman suhteellinen kosteus on sama kuin diffuusiotapauksessa (RH n. 69%). Kuvasta voidaan todeta, että 7 mm ilmarako, joka on diffuusiovirran tapauksessa yleensä riittävä on riittävä vain lujan, suuren kapillaarivastuksen omaavan K40-betonilaatan tapauksessa. Käytännössä rakenteeseen nousee kosteutta yhtä aikaa sekä diffuusiolla että kapillaarisesti, tuolloin eri siirtymismekanismeilla tapahtuvat kosteusvirrat voidaan laskea yhteen.

uva 4.4. Ilmaraon suhteellinen kosteus (RH %) betonilaatan paksuuden ja

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

100

95

90

85

80

75

70

65

Ilmar

aon

suht

eellin

en

kost

eus,

RH

(%)

Ilmaraon korkeus ,mm

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

XX X X X X X X X

Ilmaraon suhteellinen kosteus (%) betonilaatan paksuuden ja kapillaarivastuksen muuttuessa

Kkapillaarivastuksen funktiona.

Page 35: maanvastaiset alapohjarakenteet - kosteustekninen mitoittaminen ja

MAANVASTAISET ALAPOHJARAKENTEET – KOSTEUSTEKNINEN MITOITTAMINEN JA KORJAAMINEN 32

Liitteessä 2 on laskettu yksinkertaiset laskentaesimerkit ilmaraon mitoittamisesta

aanvaraisen alapohjan päälle asennettava tuulettuva lattiarakenne, plussat/miinukset:

amaan maasta kapillaarisesti nousevaa

• nneosissa: väliseinät,

tapauksissa, joissa laattaan nousee kosteutta joko diffuusiolla tai kapillaarisesti. M

• Lattiapinnoitteen valinnalle ei rajoituksia

• Tuulettuva lattiarakenne pystyy haihduttkosteutta, tuuletusta voidaan tehostaa koneellisella poistolla

Korjaukset vaativat yleensä muutoksia myös liittyvissä rakeovet, koska lattian yläpinta nousee vähintään n. 25 mm.

Page 36: maanvastaiset alapohjarakenteet - kosteustekninen mitoittaminen ja

MAANVASTAISET ALAPOHJARAKENTEET – KOSTEUSTEKNINEN MITOITTAMINEN JA KORJAAMINEN 33

Lähdeluettelo

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

Harderup, Lars-Erik. 1993. Golv på mark. fuktsäkerhet i byggnader. Byggforskningsrådet. 68 s.

ISO/FDIS 12572. 2000. Hygrothermal performance of building materials and products. Determination of water vapour transmission properties. European standard, Final draft. 29 s.

Leivo, V., Rantala, J. 2000. Maanvaraisten alapohjarakenteiden kosteuskäyttäytyminen. Tampereen teknillinen korkeakoulu. Talonrakennustekniikka Julkaisu 106. 124 s.

Leivo, V., Rantala, J. 2002. Maanvastaisten alapohjarakenteiden kosteustekninen toimivuus. Tampereen teknillinen korkeakoulu. Talonrakennustekniikka Julkaisu 120.

Lindberg, R. et al. 2002. Kosteusvirta–tutkimus. Tampereen teknillinen korkeakoulu. Talonrakennustekniikka Julkaisu 120.

Nevander, L.E., Elmarssson, B. 1994. Fukt handbok. Praktik och teori. Svensk Byggtjänst. 538 s.

Paukku, Elina. 1999. Lattiapäällysteiden kosteusominaisuuksia. Tampereen teknillinen korkeakoulu. Talonrakennustekniikka Diplomityö.

RakMK, Osa C2: Kosteus, määräykset ja ohjeet. 1998.

RakMK, Osa C3: Lämmöneristys, määräykset ja ohjeet. 1985.

Page 37: maanvastaiset alapohjarakenteet - kosteustekninen mitoittaminen ja

MAANVASTAISTEN ALAPOHJARAKENTEIDEN KOSTEUSTEKNINEN MITOITTAMINEN JA KOSTEUSVAURIOIDEN KORJAAMINEN

LIITTEET

LIITTEET

LIITE 1: LASKENTAESIMERKKI ALAPOHJARAKENTEEN TASAPAINO-TILANTEEN LÄMPÖTILA- JA KOSTEUSJAKAUMAN MÄÄRITTÄMISESTÄ

LIITE 2: LASKENTAESIMERKKI ALAPOHJARAKENTEEN KORJAAMISEN MITOITTAMISESTA:

- PINNOITTEEN VAIHTAMINEN,

- TUULETTUVA LATTIARAKENNE

- diffuusiotarkastelu

- kapillaarinen tarkastelu

LIITE 3: RAKENNUSMATERIAALIEN LÄMMÖNJOHTAVUUDEN JA VESIHÖYRYNLÄPÄISEVYYDEN ARVOJA

Page 38: maanvastaiset alapohjarakenteet - kosteustekninen mitoittaminen ja

LII

TE

1: M

aanv

arai

sen

alap

ohja

rake

ntee

n lä

mpö

tila-

, kyl

läst

ysko

steu

s- ja

ves

ihöy

rypi

tois

uusk

äyri

en m

ääri

ttel

y ta

sapa

inot

ilant

eess

a T

arka

stel

tava

rak

enne

: +

- m

uovi

mat

to

- be

toni

laat

ta 8

0 m

m

- so

lupo

lyst

yree

ni 5

0(/1

00) m

m

- si

tkeä

suoj

apap

eri

- po

hjam

aa

Mat

eria

alio

min

aisu

udet

: - m

uovi

mat

to λ

= 0,

Zv=

340

103 s/

m

- bet

oni d

=0,0

8 m

, λ=1

,5 W

/m ˚C

, δv=

0,3

10-6

m2/

s - s

olup

olys

tyre

eni d

=0,0

5 m

, λ=0

,039

W/m

˚C, δ

v= 0

,16

10-6

m2/

s Y

lä- j

a al

apuo

liset

olo

suht

eet:

- ylä

pinn

an lä

mpö

tila

+20 ˚C

, RH

50%

(v =

8,64

g/m

3 ) - a

lapi

nnan

läm

pötil

a +1

4 ˚C

, RH

100

% (v

=12

,10

g/m

3 )

Vai

he 1

: Mat

eria

alio

min

aisu

uksi

en ja

reu

naeh

toje

n m

ääri

ttel

y -

Mää

ritel

lään

jok

aise

lle r

aken

neos

alle

läm

mön

joht

avuu

det λ

(tai

läm

mön

vast

ukse

t),

vesi

höyr

ynlä

päis

evyy

det

(tai

vesi

höyr

ynva

stuk

set)

- M

äärit

ellä

än

rake

ntee

n al

a-

ja

yläp

uolis

et

läm

pötil

at

ja

ilman

su

htee

llise

t kos

teud

et (R

H)

Vai

he 2

: Läm

pötil

akäy

rän

mää

ritt

ely

- R

aken

teen

U-a

rvo

(k-a

rvo)

Mm

k=

Σ=

11

(K

1) (W

/m2 ºC

), M

on

koko

nais

läm

mön

vast

us

nnu

sd

dd

mm

λλ

++

++

+=

...22

11

nnn

md

, (K

2)

joss

a

ms

on

sisä

pint

ojen

mm

önva

stus

= 0,

17

(m

2 ºC

/W)

ja

mu

ulko

pint

ojen

läm

mön

vast

us=

0 al

apoh

jara

kent

eiss

a ja

d1,

d 2,..

.,dn e

ri ai

neke

rros

ten

paks

uude

t (m

) ja

λ 1

, λ 2

,…,λ n

va

staa

vat

läm

mön

joht

avuu

det (

W/m

ºC).

- Lä

mpö

tilat

er

i ai

neke

rrok

siss

a,

läm

pötil

an

muu

tos

yhde

ssä

aine

kerr

okse

ssa

x, jo

nka

läm

mön

vast

us m

x

()

mu

sx

xt

tm

t−

Σ=

∆, (

K3)

m

issä

t s ja

t u o

vat r

aken

teen

eri

puol

illa

olev

at lä

mpö

tilat

. Läm

pötil

at ta

soitt

uvat

rake

ntee

ssa

läm

mön

vast

uste

n su

htee

ssa.

14 o C

20 o C

18 o C

16 o

C

Liite 1

Vaih

e 1

Vaih

e 2

Vaih

e 3

Vaih

e 4

λm

(K2)

t (K3

) v k

(K4)

δ v

Z v (K

5)v

(K6)

W/m

o Cm

2 o C/W

o Cg/

m3

m2 /s

s/m

g/m

3

Sisä

tila

2017

,28

0,5*

17,2

8=8,

64Si

säpi

nta

0,17

20-(0

,17/

1,50

3*(2

0-14

))=19

,316

,59

00

8,64

+(0/

920*

(12,

1-8,

64))=

8,64

Muo

vim

atto

019

,316

,59

340*

103

8,64

+(34

0/92

0*(1

2,1-

8,64

))=9,

92Be

toni

, 80

1,5

0,05

319

,3-(0

,050

3/1,

503*

(20-

14))=

19,1

16,4

00,

3*10

-626

7*10

39,

92+(

267/

920*

(12,

1-8,

64))=

10,9

2So

lupo

lyst

yree

ni, 5

00,

039

1,28

19,1

-(1,2

8/1,

503*

(20-

14))=

1412

,10

0,16

*10-6

313*

103

10,9

2+(3

13/9

20*(

12,1

-8,6

4))=

12,1

Alap

inta

, maa

014

12,1

01*

12,1

0=12

,1Σ

1,50

920*

103

Page 39: maanvastaiset alapohjarakenteet - kosteustekninen mitoittaminen ja

Vai

he 3

: Kyl

läst

ysko

steu

skäy

rän

mää

ritt

ämin

en

Kyl

läst

ysko

steu

skäy

on

sam

anm

uoto

inen

ku

in

läm

pötil

akäy

rä.

Kyl

läst

ysko

steu

s (k

uink

a pa

ljon

ilmas

sa v

oi o

lla t

iivis

tym

ättä

kos

teut

ta)

läm

pötil

assa

t.

()

()

()

()

+

++

+=

−4

32

3

1002

81,0

1015

8,0

1094

5,0

1047,3

85,410

tt

tt

v k

(K4)

K

yllä

stys

kost

eus v

oida

an e

sittä

ä m

yös k

yllä

stys

pain

eena

: (

) tv

pk

k+

⋅=

273

4,46

1

Vai

he 4

: Ves

ihöy

rypi

tois

uusk

äyrä

n m

ääri

ttel

y -

Ain

eker

rost

en v

esih

öyry

nvas

tuks

et.

Ain

eker

roks

en,

jonk

a pa

ksuu

s d

(m) j

a ve

sihö

yryn

läpä

isev

yys δ

v (10

-6 m

2/s)

vvZ

δ=

d

(K

5)

- V

esih

öyry

pito

isuu

den

muu

tos

yhde

ssä

aine

kerr

okse

ssa,

jo

nka

vesi

höyr

ynva

stus

on

Z v

()

Zu

svv

vv

Zv

−Σ

=∆

, (K

6)

mis

sä v

s ja

v u o

vat r

aken

teen

eri

puol

illa

olev

at v

esih

öyry

pito

isuu

det j

a ΣZ

v kok

onai

sves

ihöy

rynv

astu

s. V

esih

öyry

pito

isuu

det t

asoi

ttuva

t rak

ente

essa

ve

sihö

yryn

vast

uste

n su

htee

ssa.

Vaih

e 1

Vaih

e 2

Vaih

e 3

Vaih

e 4

λm

(K2)

t (K3

) v k

(K4)

δ v

Z v (K

5)v

(K6)

W/m

o Cm

2 o C/W

o Cg/

m3

m2 /s

s/m

g/m

3

Sisä

tila

2017

,28

0,5*

17,2

8=8,

64Si

säpi

nta

0,17

20-(0

,17/

1,50

3*(2

0-14

))=19

,316

,59

00

8,64

+(0/

920*

(12,

1-8,

64))=

8,64

Muo

vim

atto

019

,316

,59

340*

103

8,64

+(34

0/92

0*(1

2,1-

8,64

))=9,

92Be

toni

, 80

1,5

0,05

319

,3-(0

,050

3/1,

503*

(20-

14))=

19,1

16,4

00,

3*10

-626

7*10

39,

92+(

267/

920*

(12,

1-8,

64))=

10,9

2So

lupo

lyst

yree

ni, 5

00,

039

1,28

19,1

-(1,2

8/1,

503*

(20-

14))=

1412

,10

0,16

*10-6

313*

103

10,9

2+(3

13/9

20*(

12,1

-8,6

4))=

12,1

Alap

inta

, maa

014

12,1

01*

12,1

0=12

,1Σ

1,50

920*

103

12 g

/m3

14 g

/m3

16 g

/m3

17 g

/m3

17,3

g/m

3

12,1

g/m

3

Liite 1

Vaih

e 1

Vaih

e 2

Vaih

e 3

Vaih

e 4

λm

(K2)

t (K3

) v k

(K4)

δ v

Z v (K

5)v

(K6)

W/m

o Cm

2 o C/W

o Cg/

m3

m2 /s

s/m

g/m

3

Sisä

tila

2017

,28

0,5*

17,2

8=8,

64Si

säpi

nta

0,17

20-(0

,17/

1,50

3*(2

0-14

))=19

,316

,59

00

8,64

+(0/

920*

(12,

1-8,

64))=

8,64

Muo

vim

atto

019

,316

,59

340*

103

8,64

+(34

0/92

0*(1

2,1-

8,64

))=9,

92Be

toni

, 80

1,5

0,05

319

,3-(0

,050

3/1,

503*

(20-

14))=

19,1

16,4

00,

3*10

-626

7*10

39,

92+(

267/

920*

(12,

1-8,

64))=

10,9

2So

lupo

lyst

yree

ni, 5

00,

039

1,28

19,1

-(1,2

8/1,

503*

(20-

14))=

1412

,10

0,16

*10-6

313*

103

10,9

2+(3

13/9

20*(

12,1

-8,6

4))=

12,1

Alap

inta

, maa

014

12,1

01*

12,1

0=12

,1Σ

1,50

920*

103

Page 40: maanvastaiset alapohjarakenteet - kosteustekninen mitoittaminen ja

- V

esih

öyry

pito

isuu

skäy

rän

asem

asta

voi

daan

mää

ritel

lä v

esih

öyry

n os

apai

nekä

yrä,

jollo

in e

dellä

esi

tety

t kaa

vat m

uuttu

vat m

uoto

on:

pp

=d

, mis

sä δ

p on

vesi

höyr

ynlä

päis

evyy

s (10

-12 k

g/m

s Pa

)

()

us

ppp

pZZ

P−

Σ=

∆,

m

issä

ps

ja p

u ov

at r

aken

teen

eri

puol

illa

olev

at v

esih

öyry

n os

apai

neet

Ves

ihöy

ryn

läpä

isev

yysa

rvoj

en δ

v ja

δ p v

älill

ä va

llits

ee y

htey

s:

δ v =

461

,4 (2

73 +

t) δ

p

M

itoitu

seht

o 1:

v<v

k

OK

! M

itoitu

seht

o 2:

muo

vim

aton

ala

pinn

an su

htee

lline

n ko

steu

s ei s

aa o

lla y

li 85

%

9,9

2/16

,59=

60%

<85%

OK

!

Vai

he 5

: Ver

rata

an k

yllä

stys

kost

eusk

äyrä

ä ve

sihö

yryp

itois

uusk

äyrä

än (t

ai

kyllä

stys

pain

ekäy

rää

vesi

höyr

yn o

sapa

inek

äyrä

än).

Mito

ituse

hto:

v<v k

(tai

p<p

k) ja

v<R

Hkr

it/100

*vk (

tai p

< R

Hkr

it/100

*pk)

,

m

issä

RH

krit

on y

ksitt

äise

n m

ater

iaal

in k

riitti

nen

k

oste

uspi

tois

uus (

esim

. RH

85%

)

Vaih

e 1

Vaih

e 2

Vaih

e 3

Vaih

e 4

λm

(K2)

t (K3

) v k

(K4)

δ v

Z v (K

5)v

(K6)

W/m

o Cm

2 o C/W

o Cg/

m3

m2 /s

s/m

g/m

3

Sisä

tila

2017

,28

0,5*

17,2

8=8,

64Si

säpi

nta

0,17

20-(0

,17/

1,50

3*(2

0-14

))=19

,316

,59

00

8,64

+(0/

920*

(12,

1-8,

64))=

8,64

Muo

vim

atto

019

,316

,59

340*

103

8,64

+(34

0/92

0*(1

2,1-

8,64

))=9,

92Be

toni

, 80

1,5

0,05

319

,3-(0

,050

3/1,

503*

(20-

14))=

19,1

16,4

00,

3*10

-626

7*10

39,

92+(

267/

920*

(12,

1-8,

64))=

10,9

2So

lupo

lyst

yree

ni, 5

00,

039

1,28

19,1

-(1,2

8/1,

503*

(20-

14))=

1412

,10

0,16

*10-6

313*

103

10,9

2+(3

13/9

20*(

12,1

-8,6

4))=

12,1

Alap

inta

, maa

014

12,1

01*

12,1

0=12

,1Σ

1,50

920*

103

Kyllä

stys

kost

eusk

äyrä

Vesi

höyr

ypito

isuu

skäy

12 g

/m3

14 g

/m3

16 g

/m3 17

g/m

3

10 g

/m3

8 g

/m3

0 g

/m3

17,3

g/m

3

12,1

g/m

3

8,64

g/m

3

Liite 1

Page 41: maanvastaiset alapohjarakenteet - kosteustekninen mitoittaminen ja

LII

TE

2, L

aske

ntae

sim

erkk

i 1:

Pinn

oitt

een

vaih

tam

inen

läpä

isev

äksi

M

aanv

arai

sen

alap

ohja

rake

ntee

n pi

ntar

aken

teen

a on

tiiv

is m

uovi

mat

to,

joka

on

alka

nut

irtoi

lla.

Rak

ente

en k

oste

usva

urio

karto

ituks

essa

on

alap

ohja

rake

nne

seur

aava

ksi:

pohj

amaa

, 80

mm

bet

onila

atta

, m

uovi

mat

to.

Pohj

amaa

n lä

mpö

tilak

si o

n m

itattu

+19

ºC

. K

oska

poh

jam

aa o

n lä

mm

enny

t ja

pin

noitt

eena

on

muo

vim

atto

, to

denn

äköi

sin

vaur

ioid

en s

yy o

n m

aast

a di

ffuu

siol

la n

ouse

va k

oste

us.

Lask

etaa

n Li

ittee

ssä

1 es

itety

llä ta

valla

rake

ntee

n lä

mpö

tila-

ja k

oste

usja

kaum

a ta

sapa

inot

ilant

eess

a, o

letta

en m

uovi

mat

to e

rittä

in ti

iviik

si.

Va

ihe

1Va

ihe

2Va

ihe

3Va

ihe

m (K

2)t (

K3)

v k (K

4)δ v

Z v

(K5)

v (K

6)W

/m o C

m2 o C

/W o C

g/m

3m

2 /s*1

03 s/m

g/m

3R

HSi

sätil

a20

17,2

80,

5*17

,28=

8,64

50Si

säpi

nta

0,17

19,2

3766

816

19,2

416

,53

00

8,64

8,64

52M

uovi

mat

to0

19,2

3766

816

19,2

416

,53

1200

14,9

0942

659

14,9

094

90Be

toni

, 80

1,5

0,05

319

1916

,30

0,3*

10-6

267

16,3

0437

401

16,3

044

100

Alap

inta

, maa

019

16,3

016

,30

100

Σ0,

223

Σ14

67 La

sken

nast

a hu

omat

aan,

että

muo

vim

aton

ala

pinn

an s

uhte

ellin

en k

oste

us R

H o

n no

in 9

0%,

joka

voi

ylit

tää

taso

ittei

den

ja/ta

i lii

moj

en

kost

eude

nsie

toky

vyn.

Las

kenn

assa

on

olet

ettu

sis

äilm

an s

uhte

ellis

eksi

kos

teud

eksi

RH

50%

, si

säilm

an k

oste

us v

oi t

alve

lla o

lla a

lhai

sem

pi,

jollo

in v

esih

öyry

n di

ffuu

siov

irta

maa

sta

on h

iem

an su

urem

pi.

12 g

/m3

14 g

/m3

16 g

/m3

10 g

/m3

8 g

/m3

17 g

/m3

0 g

/m3

Kyllä

stys

kost

eusk

äyrä

Vesi

höyr

ypito

isuu

skäy

RH

90%

+ 20

o C, R

H 5

0%

+ 19

o C, R

H 1

00%

16,3

g/m

317,3

g/m

3

Liite 2

Page 42: maanvastaiset alapohjarakenteet - kosteustekninen mitoittaminen ja

Vai

hdet

aan

pinn

oitte

eksi

pi

nnoi

te,

jonk

a ve

sihö

yryn

vast

us

on

1/6

vanh

an

pinn

oitte

en

vesi

höyr

ynva

stuk

sest

a ja

la

sket

aan

rake

ntee

n ko

steu

sjak

aum

a uu

dess

a til

ante

essa

.

Vaih

e 1

Vaih

e 2

Vaih

e 3

Vaih

e 4

λm

(K2)

t (K3

) v k

(K4)

δ v

Z v (K

5)v

(K6)

W/m

o Cm

2 o C/W

o Cg/

m3

m2 /s

*103 s

/mg/

m3

RH

Sisä

tila

2017

,28

0,5*

17,2

8=8,

6450

Sisä

pint

a0,

1719

,237

6681

619

,24

16,5

30

08,

648,

6452

Muo

vim

atto

019

,237

6681

619

,24

16,5

320

011

,922

3871

611

,922

472

Beto

ni, 8

01,

50,

053

1919

16,3

00,

3*10

-626

716

,304

3740

116

,304

410

0Al

apin

ta, m

aa0

1916

,30

1*12

,10=

16,3

010

0,22

467

Täss

ä ta

pauk

sess

a pi

nnoi

tteen

ala

pinn

an su

htee

lline

n ko

steu

s ale

nee

noin

RH

72%

, jok

a on

riitt

ävän

alh

aine

n us

eim

mill

e ta

soitt

eilla

ja li

imoi

lle.

RH

72%

Kyllä

stys

kost

eusk

äyrä

Vesi

höyr

ypito

isuu

skäy

RH

90%

+ 20

o C, R

H 5

0%

+ 19

o C, R

H 1

00%

17 g

/m3

16,3

g/m

3

8,64

g/m

3

17,3

g/m

3

0 g

/m3

12 g

/m3

14 g

/m3

16 g

/m3

10 g

/m3

8 g

/m3

Liite 2

Page 43: maanvastaiset alapohjarakenteet - kosteustekninen mitoittaminen ja

LII

TE

2, L

aske

ntae

sim

erkk

i 2:

Tuu

lett

uva

latt

iara

kenn

e, d

iffuu

siot

arka

stel

u M

itoite

taan

lask

enta

esim

erki

n 1

rake

ntee

n ko

rjaam

inen

käy

ttäen

tuul

ettu

vaa

latti

arak

enne

tta, a

lapo

hjar

aken

tees

een

nous

ee d

iffuu

siol

la k

oste

utta

L

aske

nnan

läht

öarv

ot:

- B

eton

ilaat

an (8

0 m

m) v

esih

öyry

nvas

tus Z

= 26

7*10

3 s/m

-

Tuul

etus

raon

pitu

us l=

15

m

- M

aan

vesi

höyr

ypito

isuu

s v –

= 16

,3 g

/m3

- Tu

ulet

usra

koon

ote

ttava

n ilm

an v

esih

öyry

pito

isuu

s v a0

= 8,

64 g

/m3

- Tu

ulet

usra

osta

poi

stuv

an i

lman

suh

teel

linen

kos

teus

tule

e ol

la a

lle

RH

75%

(v a ≤

0,75

*17,

28 =

12,

96 g

/m3 )

- Ta

rkas

tella

an 1

m le

vyis

tä k

aist

aa, d

= 1

m

Ilm

arao

n m

itoitu

kses

sa k

äyte

ttävä

t mää

ritel

mät

Vai

htoe

hto

1: T

uule

tusr

aon

kork

eude

n va

linta

La

sket

aan

tarv

ittav

a ilm

avirr

an su

uruu

s:

()

()

aa

av

vv

vZ

xQ

−−

−=

−−

lnln

)(

0

d

(K1)

Lask

etaa

n ta

rvitt

ava

ilmar

aon

kork

eus:

312

dP

lQ

ba

∆=

η (

K2)

mis

sä η

ilm

an v

isko

site

etti

= 18

,1*1

0-6 N

s/m

2

Har

deru

pin

/Har

deru

p, 1

991/

mitt

aust

en m

ukaa

n tu

ulet

etus

sa i

lmar

aoss

a pa

ine

lask

ee 1

…2

Pa/m

, ole

teta

an, e

ttä ∆

P=1

Pa/m

Tarv

ittav

a ilm

avirr

an su

uruu

s:

()

()

53

10*77,6

96,12

3,16

ln64,8

3,16

ln10*

267

−=

−−

−=

aQ

)1 (

15 m

3 /s=

0,24

m3 /h

Tarv

ittav

a ilm

arao

n ko

rkeu

s:

35

6

1*115*)

10*77,6(*)

10*1,18(*

12−

=b

= 0

,006

0 m

= 6

mm

v a0

v_Z

uv a

b

lx

Liite 2

Page 44: maanvastaiset alapohjarakenteet - kosteustekninen mitoittaminen ja

Vai

htoe

hto

2: T

arki

stet

aan

valit

un tu

ulet

usra

on k

orke

uden

riit

tävy

ys

Lask

etaa

n tu

ulet

usra

on il

mav

irran

suur

uus:

lP

bA

Qa

∆=

η12

2

(m

3 /s)

(K3)

Lask

etaa

n ilm

arao

sta

pois

tuva

n ilm

an v

esih

öyry

pito

isuu

s:

()

xk

aa

ev

vv

v−

−−

−−

=0

(g

/m3 )

(K

4)

mis

k =

1/b

u Z

= d

/Qa Z

u

= il

man

kes

kim

äärä

inen

nop

eus (

m/s

) = Q

a /A

(A

=b*

d)

Val

itaan

tuul

etus

rako

, jon

ka k

orke

us o

n 5

mm

. Tu

ulet

usra

on il

mav

irran

suur

uus:

151* )

10*1,18(*

12*1*00

5,0

6−=

aQ

005

,02

=

3,83

7*10

-5

u= (3

,837

*10-5

)/(0,

005*

1) =

0,0

0767

(m/s

) k=

1/(0

,005

*0,0

0767

*(26

7*10

3 )) =

0,0

976

k*

x =

1,4

64

Ilmar

aost

a po

istu

van

ilman

ves

ihöy

rypi

tois

uus:

()

464

,164,8

3,16

3,16

−−

−=

ev a

= 1

4,5

> v

a= 1

2,96

g/m

3

→ T

uule

tusr

aon

kork

eus e

i ole

riitt

ävä!

Liite 2

Page 45: maanvastaiset alapohjarakenteet - kosteustekninen mitoittaminen ja

LII

TE

2, L

aske

ntae

sim

erkk

i 3:

Tuu

lett

uva

latt

iara

kenn

e, k

apill

aari

nen

tark

aste

lu

Mito

iteta

an la

sken

taes

imer

kin

1 ra

kent

een

korj

aam

inen

käy

ttäe

n tu

ulet

tuva

a la

ttia

rake

nnet

ta, a

lapo

hjar

aken

tees

een

nous

ee

kapi

llaar

ises

ti ko

steu

tta

Las

kenn

an lä

htöa

rvot

: -

Bet

onila

atta

(80

mm

), K

25

- La

atta

on

kapi

llaar

ises

sa y

htey

dess

ä ko

stea

n m

aan

kans

sa

- Tu

ulet

usra

koon

ote

ttava

n ilm

an v

esih

öyry

pito

isuu

s v a0

= 8,

64 g

/m3

Lask

etaa

n la

atta

an m

aast

a ka

pilla

aris

esti

nous

eva

kost

eusv

irta

mdB

g2

=

(kg/

m2 s)

(K

5)

mis

sä d

= la

atan

pak

suus

Koh

dan

3.4.

3 ta

uluk

on m

ukaa

n B=

0,0

28 k

g/m

2 s ja

m=

17*

106

s/m

2

610*

1708,0*2

028

,0=

g =

4,2

4*10

-5 k

g/m

2 s =

0,04

2 g/

m2 s

La

sket

aan

tuul

etus

raon

ilm

avirr

an su

uruu

s:

lPb

AQ

a∆

12

2

(m

3 /s)

(K3)

ja n

opeu

s u=

Qa/b

*d (

m/s

)

(K6)

La

sket

aan

tuul

etus

ilman

kos

teus

lisä:

∆v

=g/u

(K

7)

Lask

etaa

n tu

ulet

usra

osta

poi

stuv

an il

man

kos

teus

pito

isuu

s:

v a =

v a0 +

∆v

(K

8)

Kok

eilla

an ri

ittää

kö 6

mm

tuul

etus

rako

151* )

10*1,18(*

1200

6,0

*1*00

6,0

6

2

−=

aQ

= 6

,63

*10-5

m3 /s

u=6,

63*1

0-5/0

,006

*1 =

0,0

11 m

/s

∆v=0

,042

/0,0

11=

3,81

g/m

3 Tu

ulet

usra

osta

poi

stuv

an il

man

kos

teus

pito

isuu

s v

a= 8

,64+

3,81

= 12

,45

< v

a= 1

2,96

g/m

3

→ T

uule

tusr

aon

kork

eus o

n rii

ttävä

!

Liite 2

Page 46: maanvastaiset alapohjarakenteet - kosteustekninen mitoittaminen ja

LIIT

E 3:

R

aken

nusm

ater

iaal

ien

läm

mön

joht

avuu

den

ja v

esih

öyry

nläp

äise

vyyd

en a

rvoj

a

Page 47: maanvastaiset alapohjarakenteet - kosteustekninen mitoittaminen ja

Rak

ennu

smat

eria

alie

n ve

sihö

yryn

vast

uksi

a ja

läm

mön

joht

avuu

ksia

(läh

töar

vot t

umm

enne

ttu)

Mat

eria

ali

Paks

uus

λZv

*103

Zv *1

03δ v

=d/

Zv δ v

=d/

Zv δ p

=δ v

/135

000

δ p =δ v

/135

000

Zp =

d/δ p

Zp

=d/δ p

Huo

m.

*10-6

*10-6

*10-1

2*1

0-12

*109

*109

(mm

)W

/m o C

(s/m

)(s

/m)

(m2 /s

)(m

2 /s)

(kg/

m s

Pa)

(kg/

m s

Pa)

(m2 s

Pa/

kg)

(m2 s

Pa/

kg)

Lähd

em

inm

axm

inm

axm

inm

axm

inm

axLa

stul

evy

1020

0.50

000

3.70

370

2.70

1)Pu

ukui

tule

vy, k

ova

3.5

150.

2333

31.

7284

02.

031)

Puuk

uitu

levy

, puo

likov

a10

815

1.25

000

0.66

667

9.25

926

4.93

827

1.08

2.03

1)Pu

ukui

tule

vy, h

uoko

inen

123

44.

0000

03.

0000

029

.629

630.

411)

Puuk

uitu

levy

, bitu

mi

135

152.

6000

00.

8666

719

.259

266.

4197

50.

682.

031)

Poly

etee

nika

lvo

0.2

2000

0.00

010

0.00

074

270

1)PV

C-m

atto

, nor

maa

li2

500

2000

0.00

400

0.00

100

0.02

963

0.00

741

67.5

027

01)

PVC

-mat

to, e

ritt.

tiivi

s2

1000

00.

0002

00.

0014

813

501)

Muo

vipi

nt. k

orkk

ilaat

ta3

5000

0.00

060

0.00

444

675

1)Te

kstii

limat

to2

510

0.40

000

0.20

000

2.96

296

1.48

148

0.68

1.35

1)Al

kydi

maa

li0.

0525

750.

0020

00.

0006

70.

0148

10.

0049

43.

3810

.13

1)Ak

ryla

attil

atek

sim

aali

0.05

520

0.01

000

0.00

250

0.07

407

0.01

852

0.68

2.70

1)

Kips

ilevy

130,

155.

562.

3400

017

.333

330.

752)

Last

ulev

y13

0,15

13.3

331

.85

0.97

500

0.40

814

7.22

222

3.02

326

1.80

4.30

2)H

uoko

inen

puu

kuitu

levy

130,

055

3.70

3.51

000

26.0

0000

0.50

2)Pu

olik

ova

ja k

ova

puuk

uitu

levy

3.2

0,13

3.70

5.93

0.86

400

0.54

000

6.40

000

4.00

000

0.50

0.80

2)Bi

tum

ikyl

l. pu

ukui

tule

vy15

4.44

7.41

3.37

500

2.02

500

25.0

0000

15.0

0000

0.60

1.00

2)Po

lyet

eeni

muo

vika

lvo

0.15

025

55.5

60.

0000

60.

0004

334

52)

Poly

etee

nim

uovi

kalv

o0.

20

3333

.33

0.00

006

0.00

044

450

2)Po

lyet

eeni

muo

vika

lvo

0.3

051

85.1

90.

0000

60.

0004

370

02)

Katto

huop

a2

3703

.70

7407

4.1

0.00

054

0.00

003

0.00

400

0.00

020

500

1000

02)

Bitu

mik

erro

s1

0,18

3703

.70

7407

.41

0.00

027

0.00

014

0.00

200

0.00

100

500

1000

2)PV

C-m

atto

240

7.41

592.

590.

0049

10.

0033

80.

0363

60.

0250

055

802)

Akry

laat

tilila

teks

imaa

li0.

1518

.52

29.6

30.

0081

00.

0050

60.

0600

00.

0375

02.

504.

002)

Alky

dim

aali

0.1

70.3

711

8.52

0.00

142

0.00

084

0.01

053

0.00

625

9.50

16.0

02)

Kloo

rikau

tsum

aali

0.04

34.8

159

.26

0.00

115

0.00

068

0.00

851

0.00

500

4.70

8.00

2)PV

C-m

aali

0.04

44.4

466

.67

0.00

090

0.00

060

0.00

667

0.00

444

6.00

9.00

2)Lä

htee

t1)

Nev

ande

r, L.

E., E

lmar

ssso

n, B

. 199

4. F

ukt h

andb

ok. P

rakt

ik o

ch te

ori.

Sven

sk B

yggt

jäns

t.2)

Bjö

rkho

ltz, D

. 199

7. L

ämpö

ja k

oste

us, r

aken

nusf

ysiik

ka. 2

. pai

nos.

Rak

ennu

stie

to O

y.

3)Pa

ukku

, E. 1

999.

Lat

tiapä

älly

stei

den

kost

euso

min

aisu

uksi

a. T

ampe

reen

tekn

illin

en k

orke

akou

lu. T

alon

rake

nnus

tekn

iikka

Dip

lom

ityö.

4)Li

ndbe

rg, R

. et a

l. 20

02. K

oste

usvi

rta–t

utki

mus

. Tam

pere

en te

knill

inen

kor

keak

oulu

. Tal

onra

kenn

uste

kniik

ka Ju

lkai

su 1

20.

Liite 3

Page 48: maanvastaiset alapohjarakenteet - kosteustekninen mitoittaminen ja

Mat

eria

ali

Paks

uus

λZv

*103

Zv *1

03δ v

=d/

Zv δ v

=d/

Zv δ p

=δ v

/135

000

δ p =δ v

/135

000

Zp =

d/δ p

Zp

=d/δ p

Huo

m.

*10-6

*10-6

*10-1

2*1

0-12

*109

*109

(mm

)W

/m o C

(s/m

)(s

/m)

(m2 /s

)(m

2 /s)

(kg/

m s

Pa)

(kg/

m s

Pa)

(m2 s

Pa/

kg)

(m2 s

Pa/

kg)

Lähd

em

inm

axm

inm

axm

inm

axm

inm

axKv

arts

ivin

yylila

atta

, sau

mal

linen

218

531

10.

0108

10.

0064

30.

0800

80.

0476

424

.98

41.9

93)

Kvar

tsiv

inyy

lilaat

ta, s

aum

aton

229

784

50.

0067

30.

0023

70.

0498

80.

0175

340

.10

114.

083)

Kork

kila

atta

(muo

vipi

nn.),

sau

mal

l.3.

215

225

80.

0210

50.

0124

00.

1559

50.

0918

720

.52

34.8

33)

Kork

kila

atta

(muo

vipi

nn.),

sau

mat

.3.

230

956

90.

0103

60.

0056

20.

0767

10.

0416

641

.72

76.8

23)

Lino

leum

2.5

117

273

0.02

137

0.00

916

0.15

828

0.06

783

15.8

036

.86

3)Se

inäm

atto

140

167

20.

0024

90.

0014

90.

0184

70.

0110

254

.14

90.7

23)

Viny

ylim

uovi

mat

to (a

suin

tilan

)2.

415

726

20.

0152

90.

0091

60.

1132

30.

0678

521

.20

35.3

73)

Viny

ylim

uovi

mat

to (j

ulki

sen

tilan

)2

471

753

0.00

425

0.00

266

0.03

145

0.01

967

63.5

910

1.66

3)Li

nole

um (U

poflo

or)

2.5

339

0.00

737

0.05

463

45.7

74)

Tark

ett (

as.ti

lat)

211

300.

0017

70.

0131

115

2.55

4)U

post

ep 5

3 (U

poflo

or)

2.7

288

0.00

938

0.06

944

38.8

84)

Estra

d (ju

lk.ti

lat)

212

600.

0015

90.

0117

617

0.10

4)Tu

plex

(Upo

floor

)2.

526

80.

0093

30.

0691

036

.18

4)Pa

rkol

ag (K

atep

al)

0.9

990.

0090

90.

0673

413

.37

4)Ve

toni

t lat

tiadi

sper

sio

0.05

15.4

0.00

325

0.02

4050

024

2.07

94)

Cas

coPr

off S

olid

-liim

a0.

283

.10.

0024

10.

0178

2769

511

.218

54)

Veto

nit 1

500

Pika

Plaa

no10

27.9

0.35

842

2.65

4984

734

3.76

654)

Veto

nit 3

000

Hie

no la

ttiat

asoi

te10

10.9

0.91

743

6.79

5786

612

1.47

154)

Läht

eet

1)N

evan

der,

L.E.

, Elm

arss

son,

B. 1

994.

Fuk

t han

dbok

. Pra

ktik

och

teor

i. Sv

ensk

Byg

gtjä

nst.

2)B

jörk

holtz

, D. 1

997.

Läm

pö ja

kos

teus

, rak

ennu

sfys

iikka

. 2. p

aino

s. R

aken

nust

ieto

Oy.

3)

Pauk

ku, E

. 199

9. L

attia

pääl

lyst

eide

n ko

steu

som

inai

suuk

sia.

Tam

pere

en te

knill

inen

kor

keak

oulu

. Tal

onra

kenn

uste

kniik

ka D

iplo

mity

ö.4)

Lind

berg

, R. e

t al.

2002

. Kos

teus

virta

–tut

kim

us. T

ampe

reen

tekn

illin

en k

orke

akou

lu. T

alon

rake

nnus

tekn

iikka

Julk

aisu

120

.

Liite 3

Page 49: maanvastaiset alapohjarakenteet - kosteustekninen mitoittaminen ja

Mat

eria

ali

Paks

uus

λZv

*103

Zv *1

03δ v

=d/

Zv δ v

=d/

Zv δ p

=δ v

/135

000

δ p =δ v

/135

000

Zp =

d/δ p

Zp

=d/δ p

Huo

m.

*10-6

*10-6

*10-1

2*1

0-12

*109

*109

(mm

)W

/m o C

(s/m

)(s

/m)

(m2 /s

)(m

2 /s)

(kg/

m s

Pa)

(kg/

m s

Pa)

(m2 s

Pa/

kg)

(m2 s

Pa/

kg)

Lähd

em

inm

axm

inm

axm

inm

axm

inm

axG

rani

itti

0.05

0.37

1)H

iekk

akiv

i2

314

.81

22.2

21)

Julk

isiv

utiili

2.7

5.5

20.0

040

.74

1)Ka

lkki

hiek

kaki

vi0.

61.

34.

449.

631)

Kevy

tsor

ahar

kko,

650

kg/

m3

322

.22

1)Pu

ukui

tule

vy, 7

00 k

g/m

313

210.

64.

441)

Puuk

uitu

levy

, 800

kg/

m3

1352

0.25

1.85

1)La

stul

evy,

700

kg/

m3

1326

0.5

3.70

1)La

stul

evy,

800

kg/

m3

1313

00.

10.

741)

Min

eraa

livilla

, 15

kg/m

315

2411

1.11

177.

781)

Min

eraa

livilla

, 200

kg/

m3

812

59.2

688

.89

1)So

lula

si0.

004

0.03

1)Ko

rkki

, pai

sute

ttu1

7.41

1)Po

lyur

etaa

ni, P

UR

0.2

11.

487.

411)

Saha

npur

u8

2059

.26

148.

151)

Asfa

ltti

0.00

010.

0007

41)

Beto

ni **

1…2

0.27

1.35

210

2)Ke

vyts

orab

eton

i, 70

0…50

0 kg

/m3

0,2…

0,28

2.7

5.67

2042

2)Ka

lkki

hiek

katii

li, 1

800

kg/m

30,

5…1,

01.

352.

710

202)

Puna

tiili,

180

0…12

00 k

g/m

30,

5…1,

01.

355.

6710

422)

Kuus

i, m

änty

0,14

0.13

50.

405

13

2)M

iner

aaliv

illa, 2

00…

17 k

g/m

30,

037…

0,05

511

.475

16.8

7585

125

2)So

lupo

lyst

yree

ni, 6

0…15

kg/

m3

0,03

7…0,

050

0.16

20.

945

1.2

72)

Solu

poly

uret

aani

, 60…

37 k

g/m

30,

024…

0,04

50.

0135

0.16

20.

11.

22)

Bitu

mik

yll.

huok

.kui

tule

vy13

6.4

2.02

53.

105

1523

2)La

stul

evy

130,

1532

0.40

50.

945

37

2)H

uoko

inen

puu

kuitu

levy

130,

055

4.8

2.7

5.4

2040

2)Pu

olik

ova

puuk

uitu

levy

1321

.90.

594

0.95

854.

47.

12)

Kova

puu

kuitu

levy

0,13

0.56

70.

8235

4.2

6.1

2)Ki

psile

vy0,

151.

352.

710

202)

**Be

toni

K30

, RH

55%

:

0.

208

1.54

074

4)**

Beto

ni K

30, R

H 7

5%:

0.26

61.

9703

74)

**Be

toni

K30

, RH

86%

:

0.

287

2.12

593

4)**

Beto

ni K

30, R

H 9

3%:

0.27

12.

0074

14)

Läht

eet

1)N

evan

der,

L.E.

, Elm

arss

son,

B. 1

994.

Fuk

t han

dbok

. Pra

ktik

och

teor

i. Sv

ensk

Byg

gtjä

nst.

2)B

jörk

holtz

, D. 1

997.

Läm

pö ja

kos

teus

, rak

ennu

sfys

iikka

. 2. p

aino

s. R

aken

nust

ieto

Oy.

3)

Pauk

ku, E

. 199

9. L

attia

pääl

lyst

eide

n ko

steu

som

inai

suuk

sia.

Tam

pere

en te

knill

inen

kor

keak

oulu

. Tal

onra

kenn

uste

kniik

ka D

iplo

mity

ö.4)

Lind

berg

, R. e

t al.

2002

. Kos

teus

virta

–tut

kim

us. T

ampe

reen

tekn

illin

en k

orke

akou

lu. T

alon

rake

nnus

tekn

iikka

Julk

aisu

120

.

Liite 3

Page 50: maanvastaiset alapohjarakenteet - kosteustekninen mitoittaminen ja

Julkaisun hinta: 20 € + alv 8 %Myynti: Tietokirjakauppa Juvenes/Julkaisumyynti, PL 553,

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

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

http://www.tut.fi

TALONRAKENNUS-TEKNIIKKATAMPEREEN TEKNILLINEN KORKEAKOULU

MAANVASTAISET ALAPOHJARAKENTEET

– KOSTEUSTEKNINEN MITOITTAMINEN JA KORJAAMINEN

Julkaisu on osa tutkimushankekokonaisuuden ’Alapohjarakenteidenkosteus-käyttäytyminen’ toisen tutkimusvaiheen loppuraportista.Projektin tuloksena on syntynyt tämän julkaisun lisäksi Julkaisu 120(Maanvastaisten alapohjarakenteiden kosteustekninen toimivuus), jossaesitellään tutkimustulokset tarkemmin. Tutkimus on tehty Tampereenteknillisen korkeakoulun Talonrakennustekniikan ja Pohja- jamaarakenteiden laboratorioiden yhteistyönä.

Julkaisun tavoitteena on antaa tietoa maanvastaistenalapohjarakenteiden kosteusteknisestä suunnittelusta ja korjaustensuunnittelusta. Julkaisussa määritellään maanvastaistenalapohjarakenteiden kosteusteknisessä suunnittelussa tarvittavatreunaehdot ja suunnittelussa tarkasteltavat tapaukset. Lisäksi esitelläänmaanvastaisten alapohjarakenteiden vaurioitumismekanismeja jakorjausten suunnittelun vaiheet.