Eriytetyt julkisivut

Eriytetyssä seinärakenteessa rungon ympärille tehdään sateen ja ainakin osittain lämmönpitävä suojavaippa, minkä jälkeen rakennustyö jatkuu vaipan sisä- ja ulkopuolella omaa tahtiaan.

Yleistä

Eriytetyn julkisivun ominaispiirteet:

  • julkisivun sisä- ja ulkokuoren mitat eivät ole sidoksissa toisiinsa
  • vaihtoehtoisten materiaalien käyttö ulkopinnassa helpottuu
  • rakenteesta saadaan helposti hyvin tuulettuva, kosteustekninen toiminta hyvä
  • kutistuminen ja lämpöliikkeet tapahtuvat vapaasti, pakkovoimia ei synny
  • sauman sijoittelu toteutettavissa joustavasti ja limityksille sekä sauman hyvälle suunnittelulle on täydet mahdollisuudet
  • kappalemäärien lisääntyminen valmistuksessa ja asennuksessa sekä säätövaroin tehdyt kiinnikkeet lisäävät eriytetyn julkisivun kustannuksia sandwich-rakenteeseen verrattuna.

Kuva 9. Eriytetty julkisivurakenne
Kuva 10. Esimerkki ulkokuoren kiinnittämisestä.

Taulukko 2. Eriytetyn julkisivun mittatarkkuus

Koko ja kuorien paksuudet

Kuorien paksuudet koostuvat betonisesta sisäkuoresta, tuulensuojatusta lämmöneristekerroksesta, tuuletusvälistä sekä erikseen ripustetusta tai itsekantavasta betoniulkokuoresta.

Esimerkki rakennekerroksista:

  • Betonisisäkuori 150 mm
  • Lämmöneriste 170 mm
  • Tuulensuojapint. eristyslevy  50 mm
  • Tuuletusväli ≥30 mm
  • Betoniulkokuori ≥80 mm
Liitokset välipohjaan

Sisäkuori

Eriytetty rakenne tarjoaa sisäkuoriratkaisuille uusia mahdollisuuksia, sillä elementtikokoa voidaan kasvattaa, kun ulkokuori ei ole kasvattamassa elementin painoa. Pintakäsittelymahdollisuudet sisäkuoren sisäpinnalle ovat eriytetyssä rakenteessa samat kuin julkisivupinnalle, jolloin myös sisäpinta voidaan tehdä esimerkiksi hiottuna tai sileävalupintana. Eriytetyn julkisivun sisäkuori tehdään ääneneristyssyistä asuinkerrostaloissa ja rivitaloissa aina 150 paksuisena myös ei-kantavissa seinissä.

Sisäkuorielementtien koko vaihtelee seuraavissa rajoissa

  • pituus: ≤ 7600 (9300) mm
  • korkeus: ≤ 3600 (4200)mm
  • paksuus: 120..150 mm

Eriytetyn sisäkuoren asennuksen kannalta tärkeimmät tekijät ovat mittatarkkuus sekä liittymädetaljien erilaisuus sandwich-rakenteeseen verrattuna.

Liitokset välipohjaan suunnitellaan niin, että saumavalut voidaan tehdä ulkoseinälinjoilla ilman erillisiä muottitöitä ja, että suojakaiteet saadaan paikoilleen heti välipohjan asentamisen jälkeen.

Kuva 12. Esimerkki itsekantavien kuorielementtien kiinnityksestä.

Kuorielementit

Kuorielementit ovat kooltaan niin suuria, että niiden käsittely vaatii aina nostokaluston. Kuorielementit kiinnitetään joko kantavaan sisäkuoreen tai rakennuksen runkoon. Vaihtoehtoisesti voidaan kuorielementtijulkisivu tehdä myös itsekantavana, jolloin pystykuormat viedään päällekkäisten elementtien välityksellä suoraan perustuksille ja julkisivu sidotaan ainoastaan vaakasuunnassa rakennuksen runkoon.

Kuorielementtien koko vaihtelee seuraavissa rajoissa:

  • pituus:
    • betonipinta 7600 mm
    • hienopesu 5000 mm
    • tiili/klinkkerilaatta 4500 mm
  • korkeus: 600..3600 mm
  • paksuus: 80.. 150 mm

Kuorielementit tehdään aina raudoitettuna rakenteena. Elementit on mahdollista tehdä myös esijännitettyinä.

Pienet levyelementit

Pienet levyelementit ovat miesvoimin käsiteltävissä, jolloin koko on:

  • pituus: 200..1500 mm
  • leveys: 100..1200 mm
  • paksuus: 20.. 50 mm

Levyt ovat tavallisesti vakiotuotteita, joita tarvittaessa työstetään työmaalla. Pienet levyelementit kiinnitetään tavallisesti erilaisten rankajärjestelmien välityksellä sisäkuoreen tai välipohjiin. Myös ulokemaisia kannakkeita voidaan käyttää kiinnitykseen.

Pienet levyelementit tehdään yleensä raudoittamattomina tai kuituvahvisteisina. Suuremmat levyelementit ( ≥ 1000 mm) tehdään raudoitettuina.


Kuva 13. Kiskokiinnitys
Kuva 14. Ruuvikiinnitys rankaan

Jäykistetyt suurkuoret voivat olla useamman kerroksen korkuisia suurelementtejä. Suurkuoret tukeutuvat suoraan perustuksiin ja ne sidotaan ainoastaan vaakasuunnassa rakennuksen runkoon.

Suurkuorielementtien koko määräytyy kuljetus- ja nostokaluston mukaan:

  • pituus: 4000..25000 mm
  • leveys: 1000.. 3600 mm
  • paksuus: 150.. 500 mm

Suurkuorielementit tehdään tavallisesti esijännitettyinä.

Eriytettyjen kuorien rakenteellinen toiminta

Kuormat

Tuulikuormat siirretään kiinnitysosien välityksellä sisäkuorelle tai suoraan välipohjaan. Kiinnitysosat valitaan niin, että pakkovoimia ei kuoriin synny. Osien on siirrettävä painekuormat rakennuksen runkoon, mutta samalla taattava ulkokuoren vapaa liikemahdollisuus.

Muodonmuutokset

Eriytettyjen julkisivujen muodonmuutokset ja ulkokuorien käyristyminen tulee hallita ja ottaa huomioon suunnittelussa. Pääosa kaareutumisesta aiheutuu kutistumaeroista.

Betonin kutistuma voidaan jakaa varhaiskutistumaan ja kovettuneen betonin kutistumaan. /Julkisivu 2000

Varhaiskutistumiseen kuuluvat

  • plastinen kutistuminen haihtumisen seurauksena
  • hydrataation aiheuttama tilavuuden muutos
  • jäähtymiskutistuma

Kovettuneen betonin kutistuma

  • kuivumiskutistuminen veden haihtumisen seurauksena
  • karbonatisoitumiskutistuminen hiilidioksidin sitoutuessa sementtikiveen

Kuivumiskutistuma on suuruusluokaltaan 0.3…0.6‰. Karbonatisoitumiskutistuma on suurimmillaan n. 30…50% betonin kokonaiskutistumasta.

Eriytetyssä seinärakenteessa on yhtenäisen tuuletusraon vuoksi ulkokuoren ulko- ja sisäpinnassa lähes sama lämpötila. Maksimissaan lämpötilaero voi olla n. 10 C. Tämän vuoksi suurimmat muodonmuutokset syntyvät betonin kosteusvaihtelun seurauksena.

Muodonmuutosten hallinnassa tärkeintä on kiinnittää huomiota betonin koostumukseen ja tasalaatuisuuteen sekä lisäaineiden määriin ja niiden vaikutukseen. Oikea jälkihoito on välttämätöntä pyrittäessä pienentämään kutistumia. 

Keskeinen kutistumaan vaikuttava tekijä on jälkihoidon lisäksi vesi-sementtisuhde sekä sementtimäärä. Myös sementin karkeudella on vaikutusta, koska hienojakoinen sementti tarvitsee enemmän vettä, jolloin kuivumiskutistuma kasvaa.

Jos julkisivun pinta verhoillaan muulla materiaalilla, kuten tiililaatoilla, vaikuttavat materiaaliominaisuuksien erot poikkileikkauksien jäykkyyksien suhteessa elementin kaareutumiseen.

Vaaleilla väreillä voidaan rajoittaa lämpötilan nousua auringossa.

Pyrittäessä rajoittamaan muodonmuutoksia on kuorielementistä tehtävä paksuussuunnassa mahdollisimman homogeeninen ja kutistuma sekä erityisesti pintojen väliset kutistumaerot on minimoitava.

Halkeilu

Betoniteräkset ovat normaalisti hyvin korroosiolta suojassa betonikerroksen sisässä. Betonin huokosveden korkea alkalisuus muodostaa teräksen pinnalle ohuen oksidikalvon, jolloin teräksen korroosio estyy. Myös betonin alhainen läpäisevyys estää korroosiota aiheuttavien aineiden pääsyn kosketuksiin teräksen kanssa.

Betonin muodonmuutokset voivat aiheuttaa rakenteeseen jännityksiä, jotka puolestaan aiheuttavat halkeamia betonin vetokestävyyden ylittyessä. Betonin muodonmuutosten lisäksi halkeilua voivat aiheuttaa ulkoiset kuormitukset ja pakkovoimat, mikäli muodonmuutokset on estetty.

Betonin vapaan kokonaiskutistuman perusteella betoni ei halkea kutistuman ollessa alle 0.8 mm/m. Kutistuman ollessa 0.8…1.4 mm/m halkeilu on epävarmaa. Halkeilu on todennäköistä kutistuman ollessa yli 1.4 mm/m. Jos kutistuma tapahtuu nopeasti, halkeilua voi esiintyä edellä esitettyjä pienemmillä arvoilla.