tiistai 5. elokuuta 2014

Kapselointi, mitä se on rakennustekniikassa


Törmään työssäni sisäilman laadun kannalta ja rakennusteknisesti haastavaan menetelmään, kapselointiin rakennusten kosteus- ja homevauriokorjauskohteissa. Mistä kapseloinnissa on kysymys? Sisäilman laadun kannalta kapselointi ei ole päivänselvä ratkaisu, mitä se rakennustekniikan näkökulmasta on. Kaikki rakennuksen sisällä tehtävät toimenpiteet vaikuttavat sisäilmaan. Otan esimerkkejä elävästä elämästä, koska ne ovat todellisia eivätkä perustu laskennallisen ohjelman aikaan saamaan tulokseen.

Kohteessa on havaittu kosteus- ja mikrobivaurio rakennuksen alapohjassa. Maanvarainen betonilaatta on kostea. Pilaantunutta materiaalia on runsaasti kohteen lattiapinta-alasta riippuen. Sisäilman laadun kannalta kyseessä on iso haitta. Suurelta pinta-alalta vapautuu haitallisia epäpuhtauksia sisäilmaan. Vaurio on kehittynyt pitkällä aikavälillä, koska kosteus on siirtynyt maasta sekä kapillaarisesti että vesihöyrymuodossa ensin lämmöneristekerroksen ja sitten betonilaatan läpi saavuttaen vihdoin sisäpuolisen sisustusmateriaalin. Mikrobiperäinen haju on yleensä aistinvaraisesti havaittavissa.

Kohteen asukkaat ovat oireilleet jo monta vuotta ja sen johdosta asia on hoidettava. Tässä vaiheessa rakennesuunnittelija astuu kuvaan tehtävänään miettiä sopiva korjausratkaisu. Millä keinoin rakennesuunnittelija lähtee asiaa pohtimaan? Rakenteen purkaminen on kallista, joten se ei tule kysymykseen. Pintamateriaalin vaihto auttaa vähän aikaa. Kun lisätään ilmanvaihtoa, sisäilman epäpuhtaustaso laimenee hieman.  Jos lisätään poistoilmanvaihtoa, sisäilman laatu huononee entisestään: poisto pyrkii repimään korvaavaa ilmaa rakenteista, jotka ovat vaurioiset.

Miten voidaan tehokkaasti ja nopeasti estää kaikkien epäpuhtauksien siirtyminen sisäilmaan pienillä kustannuksilla? Vastaus on kapselointi. Tuotteen valmistaja lupaa, ettei kosteus siirry kapselointiaineen läpi: se on kaasutiivis, joten kaikki epäpuhtaudet jäävät lattiarakenteeseen. Tällä menetelmällä ongelma saadaan poistettua. Purkutöitäkään ei tarvita ja työt voidaan tehdä kuukauden aikana.

Korjaustyöt käynnistetään, pintamateriaalit poistetaan ja betonipinta hiotaan puhtaaksi. Tämä on kapseloinnin ehdoton edellytys. Jos tästä poiketaan, seuraukset ilmenevät nopeammin kuin oikein tehtynä. Lattian koko pinta kapseloidaan ja mahdollisesti nostetaan jonkin matkaa myös seinälle riippuen seinämateriaalista. Myös ilmanvaihtokanavat päätetään puhdistaa. Näin saadaan varmasti kaikki epäpuhtaudet poistettua kohteesta. Työ on tehty ja kohteen asukkaat palaavat takaisin. Kysely osoittaa, että sisäilma on parempaa eikä oireilua ole ilmennyt. Kaikki on hienosti.

Minne katosi se kostea maanvarainen betonilaatta, jossa kosteus siirtyi ylöspäin luonnonlakien mukaisesti? Ei minnekään. Se vain piilotettiin muutamaksi vuodeksi. Kosteus siirtyy edelleen rakenteessa samalla tavalla kuin aiemminkin, mutta nyt se törmää kapselointimateriaalin alapintaan. Kosteissa ja lämpimissä olosuhteissa alkaa taas mikrobitoiminta ja muutaman vuoden kuluttua sama ongelma on edessä.

Kosteus siirtyy myös jonkin verran sivusuunnassa ja seinän alareunoissa rupeaa maali kupruilemaan. Lisäksi lattialaatta on yhtenäinen, joten väliseinien kohdalla ei ole mitään estettä epäpuhtaan ilman siirtymiselle hengitettävään sisäilmaan. Kaasumaiset aineet pääsevät vapautumaan näistä kohdista sisäilmaan. Mikrobit alkavat tuottaa haitallisia aineenvaihdunnan tuotteita luonnollisen kilpailun vuoksi. Oireilu palaa ja herkemmät ihmiset reagoivat ensimmäisenä. Olemme jälleen lähtötilanteessa.

Kohteen tilaaja pyytää selvittämään mistä on kysymys. Vastaus on, ettei mikään ole muuttunut rakennusteknisesti parempaan suuntaan ja lisäksi sisäilmassa on vielä haitallisempia aineita. Lähtökohtahan oli kostea maanvarainen betonilaatta eikä sen ominaisuuksia parannettu. Nykytietämyksen mukaan mikrobit tuottavat hankalissa oloissa erittäin haitallisia aineenvaihdunnan tuotteita, jotka vaarantavat ihmisen terveyden.

Rahaa on palanut paljon kohteen asukkaiden terveydentilan muutoksen johdosta. Terveydellisiä tutkimuksia ja sairaspoissaoloja on kertynyt paljon. Normaalin arjen eläminen vaikeutuu, kun asukkaat eivät voi olla kotonaan vaan yrittävät hoitaa tehtävänsä muualla. Lapsiperheissä vanhemmat ovat kotona hoitamassa sairasta lasta.

Ohjeeni on, että kohteen ongelman aiheuttaja tulee saada aina selville ja se tulee poistaa. Ainoastaan näin toimien voimme oikeasti korjata sisäilman laatuun liittyviä ongelmia. Rakennustekniset ratkaisut eivät ole kaikki sisäilman laadun kannalta hyviä ratkaisuja. Sisäilma on kuitenkin se, jota hengitämme 90 % elämämme aikana, joten sen laadulla on merkitystä.

torstai 10. lokakuuta 2013

Mitä ilmanvaihdolla voidaan saada aikaan?

Yksi tärkeimmistä sisäilman laatuun vaikuttavista tekijöistä on ilmanvaihto. Lähdetään liikkeelle historiasta, jolloin rakennuksissa oli painovoimainen ilmanvaihto. Sisäilman vaihtuminen perustui lämpötilaeroihin ja rakennuksen käytännöllisyyteen. Lämmitysjärjestelmänä tulisijat toimittivat tehokkaasti ilmaa rakennuksen sisälle. Ikkunoita ja ovia avaamalla saatiin aikaan nopea tuuletus ja ristiveto. Kaikki toimi jokseenkin luonnon ehtojen mukaisesti. Lisäksi rakennukset oli rakennettu materiaaleista, jotka sitoivat ja luovuttivat kosteutta sen mukaan miten luonto toimi vuodenaikojen mukaan.

Sitten keksittiin koneellinen poistoilmanvaihto. Pienissä tiloissa esimerkiksi kouluissa ja päiväkodeissa painovoimainen ilmanvaihto ei riittänyt niihin kohdistuvan käyttökuorman takia. Poistamalla ilmaa tehokkaammin voitiin luokkahuoneeseen sijoittaa paljon enemmän lapsia. Korvaavaa ilmaa ei tässä vaiheessa ymmärretty järjestää. Rakennuksiin muodostui kylmiä kohtia, kun korvausilmaa virtasi rakennuksen harvoista kohdista, seinien ja lattioiden liittymistä ja hirsirakennuksessa ilma virtasi hirsirakenteiden välistä. Materiaalit, jotka olivat toimineet kosteutta sitovina ja luovuttavina, eivät voineet enää toimia luonnonmukaisesti vaan niiden kosteuskäyttäytyminen muuttui ulkoa sisälle päin virtaavaksi kylmä-kosteaksi ilmavirraksi ympäri vuoden.
Sauna- ja suihkutilojen siirtyminen asuntojen sisälle edellytti tehokkaampaa ilmanvaihtoa, jolloin koneellinen poistoilmanvaihto ratkaisi ongelman. Vahingosta viisastuneena järjestettiin korvaavalle ilmalle kulkureitit. Ikkunoiden yläpuolelle tai suoraan seinään asennettiin korvausilmaventtiilit. Talvella tästä aiheutui vedon tunnetta, joten venttiilit suljettiin ja tilanne oli jälleen sama: rakenteista virtaava korvausilma aiheutti vaurioita. Tämän jälkeen rakennuksiin suunniteltiin koneellinen tulo- ja poistoilmanvaihto.

Määräykset edellyttävät, että rakennuksen ilmanvaihdon tulee olla alipaineinen. Se tarkoittaa sitä, että ilmaa poistetaan koneellisesti enemmän kuin tuodaan. Edelleen aiheutamme kylmän ja kostean ilman virtaamista ulkoa päin rakenteisiin melkein ympäri vuoden. Kun tämä saa jatkua vuodesta toiseen, rakenteisiin syntyy kosteus- ja mikrobivaurioita.

Julkisissa rakennuksissa ilmanvaihtoa käytetään arkipäivisin normaalisti, mutta yön ja viikonlopun ajaksi tuloilma pysäytetään koska tiloissa ei ole käyttöä eli ihmisiä. Koneellinen poisto on kuitenkin kokoajan päällä, jolloin aiheutetaan erityinen alipaine rakennukseen ja korvaavaa ilmaa virtaa rakenteista. Näin toimitaan energian säästämisen takia. Tarkkailemalla ikkunoiden välitilan pölyyntymistä ja jopa seinien liitoskohtia voidaan nähdä korvaavan ilman virtaamisesta tummuneita viiruja pinnoilla. Jos siis säästämme ilmanvaihdossa, voimme aiheuttaa kosteus- ja mikrobivaurion pitkällä aikavälillä rakenteisiin.

Esimerkiksi kouluissa, joissa on paljon wc-tiloja sekä pesu- ja pukuhuonetiloja, on erityisen suuri alipaine viikonloppuisin. Korvaavaa ilmaa virtaa liikuntasalin lattiarakenteista ja tämän voi nähdä ja haistaa 10–15 vuoden käytön jälkeen. Jotta vältetään alipaineen aiheuttamat ongelmat, ilmanvaihdon tulee olla tasapainossa. Lisäksi ilmanvaihtolaitteiden ja automatiikan suunnittelua täytyisi kehittää niin, että tulo- ja poistoilmaa voitaisiin säätää samassa suhteessa.

tiistai 1. lokakuuta 2013

Maanvarainen betonilaatta ei ole tarpeeksi hyvä rakennusratkaisu


Missä ruoho kasvaa, siellä maa on märkää. Tämä on toinen luonnonlaki, jota tulee kunnioittaa kaikessa rakentamiseen liittyvässä toiminnassa aina kun ollaan maan kanssa tekemisissä.
 
Nykyisiä ja aiemmin rakennettuja rakennuksia vertailtaessa voi huomata erään selkeän eron. Vanhemmat rakennukset ovat irti maasta. Siihen aikaan tiedettiin, ettei maan sisältämä kosteus siirtyisi luonnonkivijalkojen päälle perustettuun rakennukseen. Sitten keksittiin laittaa asuinrakennusten pohjaksi maanvarainen betonilaatta, jota oli aikaisemmin käytetty tositarkoituksella varastoissa, kellareissa ja karjasuojissa. Jotain olennaista kuitenkin unohdettiin tuossa vaiheessa.

Maanvarainen betonilaatta on koko rakennuksen elinkaaren ajan kosketuksessa märkään maahan.  Menetelmiä estää kosteuden siirtyminen betoniin on ollut joitakin vuosien varrella, mutta mikään niistä ei ole toiminut pitkällä aikavälillä. Esimerkkeinä mainittakoon kaksoislaatta, muovikalvot eri väleissä sekä viimeisimpänä ratkaisuna kapillaarikatko ja lämmöneriste betonilaatan alla. Kapillaarikatkona toimii sora, joka estää kosteuden nousun kapillaarisesti (vrt. kahviin kastettu sokeripala). Nykyisin näillä kahdella tekijällä pyritään estämään kosteuden siirtyminen betoniin. Se ei valitettavasti riitä, koska kosteus nousee myös vesihöyrynä maaperässä ylöspäin. Se pääsee nousemaan huokoisen soran läpi ja saavuttaa lämpöeristeen, joka on yleisesti ottaen huokoista styroksia. Jokainen, joka on käyttänyt kesäaikaan kalastuksen yhteydessä verkon merkkinä styroksin palaa, huomaa parin kolmen vuoden käytön jälkeen styroksin vettyneen täysin. Näin käy myös styroksieristeelle rakennuksen alla noin 20–30 vuoden kuluessa. Rakennuksen paikka, maaperän kosteusprosentti ja styroksin laatu ovat vain muutamia tekijöitä, jotka vaikuttavat tähän aikaväliin.

Kostuneesta eristeestä kosteus siirtyy pikkuhiljaa huokoiseen betonilaattaan. Kun betonilaatta on saavuttanut 80 %:n suhteellisen kosteuden, mikrobien kasvulle on jälleen otolliset olosuhteet. Lisäksi betoni ei ole enää alkalista (pH 12) vaan sen happamuus on lähempänä neutraalia pH 7, joten mikrobien toiminnalle on erittäin suotuisat olosuhteet betonin ja muovimaton välissä. Betonin sisältämässä kiviaineksessa on maaperän mikrobeja ja itiöitä, jotka saadessaan otolliset elinolot lähtevät kasvamaan ja lisääntymään ja tuottavat aineenvaihdunnan tuotteena kaasumaisia epäpuhtauksia sisäilmaan. Tämän johdosta meillä on paljon rakennuksia, joissa syntyy pitkällä aikavälillä kosteus- ja mikrobivaurioita.

Maanvarainen betonilaatta ei ole edellä kuvatun perusteella riittävän hyvä rakennusratkaisu, joten sitä pitäisi kehittää paremmaksi. Useammalla varmuuskertoimella voitaisiin estää kosteuden siirtyminen rakenteeseen rakennuksen elinkaaren aikana. Putkistot, vesikatot ja ikkunat voidaan aina uusia, mutta rakennuksen perustukset ovat ja pysyvät paikallaan. Julistamalla kilpailu asiasta voitaisiin saada uusia raikkaita ideoita asian ratkaisemiseksi. Tässä olisi kansakunnan terveyden edistämispalkinnon jakamisen paikka.

Kiire aiheuttaa sisäilmahaittoja


Ihminen viettää 90 % ajastaan rakennuksen sisällä, minkä takia sisäilmalla on suuri merkitys ihmisen terveydelle. Yhden luonnonlain mukaan lämpimissä ja kosteissa olosuhteissa mikrobitoiminta lähtee käyntiin. Tämä luonnonlaki tulee pitää mielessä silloin, kun rakennetaan ja korjataan rakennuksia.
 
Hyvä esimerkki lämmön ja kosteuden vaikutuksesta ovat syksyllä esiin kasvavat sienet. Sieni itsessään on itiöiden emä, joka tuottaa runsaasti elinkelpoisia itiöitä. Kun sieni kuihtuu pois, jäävät itiöt maahan odottamaan seuraavaa syksyä ja taas kierto alkaa uudelleen.

Nykyisin rakennetaan kiireellä ja siitä on tullut tärkeä käsite, ihmisen luoma laki. Tämän seurauksena olemme unohtaneet tai laiminlyöneet luonnonlain ja siksi rakennuksiin kehittyy jo alkuvaiheessa kosteus- ja mikrobivaurioita.
 
Miten nykyiseen tilanteeseen on sitten päädytty? Virallistenkin ohjeiden mukaan esimerkiksi uuden betonirakenteen suhteelliseksi kosteudeksi on määritelty RH 85 % ja pinnassa RH 75 % jonka jälkeen rakenne voidaan pinnoittaa. Sääntö mahdollistaa kosteus- ja mikrobivaurioiden syntymisen etenkin, jos sitä noudatetaan vanhan betonin kuivattamisen yhteydessä. Jos unohtaisimme kiireen ja antaisimme rakenteen kuivua tasapainokosteuteen, kunnioittaisimme luonnonlakia.

Kaikki luonnossa esiintyvät mikrobit eivät ole haitallisia, mistä penisilliini on hyvä esimerkki. Kun sekä hyödyllisten että haitallisten mikrobien saatavilla on runsaasti ravintoa, niiden kesken ei synny kilpailua. Rakennusmateriaalien pinnalla on vain vähän ravintoa, jolloin syntyy taistelu elämästä ja mikrobit alkavat tuottaa aineenvaihdunnan tuotteena myrkyllisiä kaasumaisia aineita. Tästä taistelusta kärsii myös ihminen, joka hengittää epäpuhdasta sisäilmaa kosteusvaurioisen rakennuksen sisällä.

Tämäkö oli liian tehokkaan rakentamisen tarkoitus? Meidän kaikkien, jotka olemme tekemisissä rakentamisen ja korjaamisen kanssa, tulee palauttaa asiat tärkeysjärjestykseen ja ottaa huomioon edellä mainittu luonnonlaki. Jokainen ammattilainen, joka tiedostaa ja toimii sitä noudattaen, on lähtenyt rakentamisessa oikealle tielle. Rakenteiden kosteuskäyttäytymisen ymmärtäminen on askel sisäilman laadun parantamiseksi.

Hyvä sisäilma kuuluu kaikille

Eduskunnan tarkastusvaliokunnan julkaiseman Rakennusten kosteus- ja homeongelmat -raportilla (2012) pitäisi olla suuri vaikutus päättäjien ja rakennusalan ammattilaisten toimiin. Asia on erittäin ajankohtainen erityisesti päiväkotien, koulujen ja sairaaloiden sisäilman laadun kannalta.

Sisäilma on laadullisesti heikointa päiväkodeissa.Tähän on useimmiten syynä maanvarainen lattiarakenne, minkä johdosta kosteus pääsee rakenteeseen ja aiheuttaa mikrobivaurion. Kostean lattiarakenteen peittävä muovimatto edesauttaa sisäilmaan haihtuvien orgaanisten yhdisteiden tuotantoa. Tämä yhdistelmä muodostaa pienen lapsen terveydelle uhan, kun päiväkodin lattialla kontataan ja leikitään päivittäin.
 
Peruskoulut on rakennettu 1950–1960-luvuilla ja ne alkavat olla huonossa kunnossa. Korjaus- tai kunnostustoimenpiteitä on tehty liian vähän tai ei lainkaan. Päiväkodista homeen vaurioittamaan peruskouluun siirtyvä lapsi altistuu pitkällä aikavälillä huonolle sisäilmalle. Yhdeksän vuoden aikana kosteusvaurion takia oireilevan oppilaan on mahdollista sairastua allergiaan tai astmaan.

Myös sairaalarakennukset ovat vanhoja ja niissä esiintyy kosteus- ja homevaurioita. Sisäilma ei saa aiheuttaa lisää ongelmia huonokuntoisten ja vastustuskyvyltään heikkojen potilaiden paranemisprosessiin.

Tarkastusvaliokunnan raportista selviää rakennusten todellinen tilanne ja nyt on viimeinkin tartuttava toimeen. Sekä valtion että kuntien päättäjien täytyy puuttua asiaan nopeasti, jotta julkisten rakennusten korjaustyöt saadaan aloitettua. Verovaroja tulee käyttää päiväkotien ja koulujen korjaamiseen ja uusien rakentamiseen, koska lapset ja nuoret ovat tulevaisuutemme tekijöitä ja tässä on kyse heidän terveydestään.

Tarvitaan lujaa yhteistyötä päättäjien ja rakennusalan ammattilaisten kesken kosteus- ja homevaurioisten rakennusten korjaamiseksi ja uusien rakennusten aikaan saamiseksi. Tätä varten Eduskunnan tulee tehdä päätös miljardin euron varaamisesta julkisten rakennusten korjaamiseen. Se on pieni summa siitä rahavirrasta, joka virtaa ulkomaille. Valtion ensisijainen tehtävä on huolehtia oman kansan terveydestä.

Asuinrakentamiseen on asunto-osakeyhtiöiden ja yksityishenkilöiden jo mahdollista saada lainaa edullisesti. Sen lisäksi arvonlisäveron alentaminen tai poistaminen seuraavan kolmen vuoden aikana tehdyistä korjaustöistä tai uudisrakentamisesta vauhdittaisi tilannetta. Rakennus rakennetaan ihmistä varten ja vietämme 90 % ajastamme rakennuksen sisällä, joten sisäilman laadulla on merkitystä terveydellemme.  Korjaavilla toimenpiteillä saavutetaan lopulta se, että kosteus- ja homevaurioista aiheutuneet terveydenhoitokulut laskevat huomattavasti. Suuntaamalla rahaa uudis- ja korjausrakentamiseen säästetään terveydenhuoltokuluissa.

Sisäilma-asiantuntijana näen, että kosteus- ja homevaurioihin suhtautuminen on muuttunut asiallisemmaksi. Kaikkien rakentamiseen liittyvien ammattilaisten siivoojista arkkitehteihin täytyy pystyä miettimään ratkaisuja ja toimiaan sisäilman kannalta eikä vain rakennuksen. Hyvän ammattilaisen tunnistaa siitä, että hän pystyy toimillaan edistämään hyvää sisäilmaa. Epärehellisyydellä ja toisten syyttelyllä ei saavuteta mitään. Ainoa asia, joka vie eteenpäin, on toimia vilpittömästi hyvän sisäilman puolesta.

P.S. Kiire on ihmisen luoma eikä siihen voi vedota.