Taulukon 1 eristepaksuudet on pyöristetty 10 mm:n tarkkuudella ylöspäin. Esimerkkirakenteiden eristepaksuudet ovat U-arvovaatimusten mukaan laskettuja minimipaksuuksia eikä niissä ole huomioitu valmistukseen tai asennukseen liittyviä erityispiirteitä.
Tuuletusrako ja mineraalivillalämmöneristeen tuulensuojaustarve
Julkisivurakenteessa esiintyvät virtaukset voidaan jakaa kahteen pääryhmään: rakennevirtauksiin ja läpivirtauksiin. Rakennevirtauksessa ulkoilmaa pääsee tunkeutumaan rakenteen sisään ja siitä edelleen ulos tai ulkoa sisäänpäin. Tämän vuoksi rakenne jäähtyy ja lämmöneristyskyky heikkenee. Ilmaa läpäisevissä eristemateriaaleissa, kuten mineraalivilloissa, ilma kulkee itse eristekerroksessa heikentäen niiden eristävyyttä.
Eriytetyissä ja yhdistelmäjulkisivuissa on aina suositeltavaa käyttää eristeratkaisua, jossa tuuletusrakoon rajoittuu tuulensuojamateriaali, jäykkä eriste tai umpisoluinen eriste, joissa konvektio on vähäistä tuuletusraossa tapahtuvasta ilmavirtauksesta huolimatta. Lämmöneristekerroksen ja mahdollisen tuulensuojauksen rakenne on riippuvainen käytettävästä julkisivu- ja saumaratkaisusta. Mineraalivillaeristeitä käytettäessä on eristeen jälkiasennuksessa suositeltavaa käyttää sisäkuorta vasten pehmeää eristettä, joka on helppo saada tiiviisti lämmintä pintaa vasten. Pehmeät eristeet tulee verhota tuulensuojamateriaalilla, mikä voidaan toteuttaa joko jäykemmällä eristeellä tai perinteisillä ohuemmilla tuulensuojalevyillä.
Julkisivun saumarakenne on otettava huomioon tuulensuojauksessa. Mikäli käytetään avosaumarakennetta, on suositeltavaa käyttää säänkestävää tuulensuojamateriaalia. Tuuletusraon leveydellä ja muotoilulla on myös merkittävä vaikutus avosaumarakenteen läpi eristekerrokseen kulkeutuvaan vesimäärään.
Eriytetyn ja yhdistelmäjulkisivun eristeratkaisuun vaikuttaa voimakkaasti käytettävät julkisivukiinnikkeet. Jos julkisivun kiinnikkeet viedään suoraan eristekerroksen läpi sisäkuoreen, täytyy eristeratkaisun olla mahdollisimman joustavaa, ettei kiinnikkeiden ja eristeen asennus tarpeettomasti vaikeudu.
Lämmöneristekerroksen jatkuvuus
Ilmaa heikosti läpäisevissä materiaaleissa, kuten solumuoveissa, ei tapahdu rakennevirtauksia, mutta sen sijaan ilma voi virrata eristelevyjen saumoissa. EPS, XPS ja PUR/PIR- eristeisissä betonisandwich-rakenteissa elementin saumakohdassa eristeen jatkuvuus on kriittinen tekijä. Mikäli jatkuvuus perustuu ainoastaan eristeen puskusaumaan, jää rakenteeseen helposti lämmöneristystä heikentäviä rakoja. Tätä ehkäistään esimerkiksi eristeen ponttauksen ja muiden tarkoitukseen kehitettyjen menetelmien avulla. Mineraalivillaeristeisessä betonisandwich-rakenteessa lämmöneristekerroksen jatkuvuus saadaan aikaiseksi saumassa eristeen kohdalle asennetulla mineraalivillakaistaleella. Eristerapatuissa julkisivuissa elementtien saumojen kohdalla eristekerros voidaan tilkitä, jolloin tulee kuitenkin varmistaa, että saumamateriaali vastaa elementin lämmöneristettä lämpö- ja kosteusteknisesti esim. villaeristetyillä rakenteilla saumoja ei tule vaahdottaa PU-vaahdolla.
Kylmäsillat
Kylmäsillan kautta virtaa enemmän lämpöä ulos kuin sen ympärillä olevan rakennusosan kautta. Pistemäisiä kylmäsiltoja aiheuttavat pääasiassa julkisivuverhousten ja ulkokuoren kiinnitysjärjestelmät, jotka lävistävät eristekerroksen. Kiinnitysratkaisut on valittava siten, että tarpeettomilta kylmäsilloilta vältytään. Mitä vähemmän ja mitä pienempiä lämmöneristekerrosten läpi menevät kiinnitysosat ovat, sitä suositeltavampi rakenne lämpöteknisesti on. Viivamaisia kylmäsiltoja muodostuu usein rakenteiden liittymiin sekä geometrisesti rakennuksen ulkonurkkiin. Kylmäsillat voivat lisätä myös julkisivurakenteeseen kerääntyvää kosteutta, sillä kastepisteen esiintyminen eristekerroksen läpi menevän kiinnikkeen pinnalla on tavallinen ilmiö.
On huomattava, että eristepaksuuden kasvattaminen saattaa lisätä sidosraudoitteiden määrää, mikä kasvattaa kylmäsiltojen määrää ja näin ollen U-arvoa. EPS, XPS ja PUR/PIR eristeillä seinät eivät juuri paksuunnu nykyisistä betonisandwich-elementeistä. Taulukossa 2 on laskettu ansaan aiheuttaman pistemäisen lisäkonduktanssin arvo eri paksuisille ansaille SFS EN ISO 6946:2007 liitteen D mukaisesti.
Taulukko 2 Yhdestä kiinnikkeestä aiheutuva pistemäinen lisäkonduktanssi eri paksuisille ansaille (betonisandwich-rakenne: sisäkuori 80 mm + EPS-eriste [λdesign = 0,031 W/mK] 200 mm + ulkokuori 70 mm).
Taulukosta 2 nähdään ansaan paksunemisen merkittävä vaikutus U-arvoon. Siirtymällä jäykillä eristeillä diagonaaliansaista pistokkaisiin vähenee kylmäsiltojen lukumäärä seinäelementissä, minkä ansiosta myös eristepaksuuksia saadaan pienemmiksi. Pistokkaiden käytön edellytyksenä on lämmöneristeen riittävä pitkäaikainen lujuus ja leikkausvoimakapasiteetti ulkokuoren omapainosta ja ulkoisista rasituksista aiheutuvien kuormien kantamiseksi.
Muita pistemäisiä kylmäsiltoja ovat esimerkiksi erilaisten katosten ja parvekkeiden kannattaminen rakennuksen lämpimältä puolelta. Seinien paksuuntuessa myös näiden kiinnikkeiden poikkileikkaus suurenee kiinnikkeille aiheutuvan taivutusrasituksen kasvaessa. Kiinnikkeen kasvamisen myötä lisäkonduktanssi suurenee ja hyvin eristetyissä seinärakenteissa kylmäsillan suhteellinen heikennys on suurempi kuin aikaisemmin huonommin eristetyissä rakenteissa.
Eristekerroksen läpäisevien kiinnityspisteiden minimoiminen on tärkeää myös siitä syystä, että nämä läpimenot ovat lämmöneristeen asennuksen kannalta kriittisiä. Lämmöneristeen asentaminen tiiviisti läpimenevää kiinnikettä vasten on rakenteen lämmöneristävyyden kannalta ensiarvoisen tärkeää.
Lämmöneristepaksuuden kasvattamisen vaikutus asennukseen ja kuljetukseen
Lämmöneristepaksuuden kasvattaminen matalaenergia- ja passiivitalojen vaatimusten mukaiseksi muuttaa elementin käsittelyä seinän paksuuden kasvaessa. Elementin painopiste kantamattomilla sandwich-elementeillä on eristeen keskikohdan paikkeilla. Vuoden 2010 lämmöneristysmääräysten aiheuttama seinien paksuuntuminen on vähäistä ja näin seinien paksuuntuminen ei muuta juurikaan elementtien nostoa ja asennusta. Matalaenergiamääräykset täyttävässä mineraalivillaeristeisessä seinärakenteessa sekä kaikissa passiivitalon määräykset täyttävissä seinärakenteissa elementin paksuus muuttuu merkittävästi.
Nostolenkkejä suunniteltaessa on kiinnitettävä huomiota siihen, että nostolenkki saadaan poistettua asennuksen jälkeen eikä se jää kylmäsillaksi rakenteeseen. Sandwich-elementtiä nostaessa täytyy nostolenkin olla kiinni niin sisä- kuin ulkokuoressa, jotta elementti nousee suorassa sekä on helppo ja turvallinen asentaa. Seinän paksuuntuminen lisää nostolenkistä betonikuoreen aiheutuvaa vaakavoimaa. Kuvassa 1 on esitetty eräs ratkaisu, jossa vaakatanko mitoitetaan ottamaan vastaan nostosta aiheutuva vaakavoima. Elementti saadaan nostettua painopisteen kohdalta muotoilemalla nostolenkki etukäteen oikeaan muotoon. Asennuksen jälkeen nostolenkki katkaistaan vaakatangon alapuolelta.
- Nostolenkki tulee pystyä katkaisemaan asennuksen jälkeen.
- Noston pitää tapahtua elementin painopisteen kohdalta.
Kuvassa 2 on esitetty uudelleenkäytettävä nostoratkaisu erittäin paksujen sandwich-elementtien nostamiseksi. Elementtiin asennetaan neljä nostolenkkiä (kuvassa kohta 1), jotka katkaistaan asennuksen jälkeen. Nostolenkeistä pujotetaan läpi uudelleenkäytettävä nostokappale (kuvassa kohta 2). Nostokappaleessa on jäykkä osa, mikä ottaa vastaan nostosta aiheutuvan vaakavoiman sekä vaijerilenkki, mikä lukitaan jäykkään nostokappaleeseen. Vaijerin ansiosta nosto tapahtuu elementin painopisteen kohdalta ja elementti on näin helppo asentaa.
Eristepaksuuden kasvattaminen vaikuttaa nostolenkkiin ainoastaan sandwich-rakenteisissa seinissä. Muilla rakenteilla elementin painopiste on edelleen betonin kohdalla ja voidaan käyttää perinteisiä nostoratkaisuja. Eristepaksuuksien kasvu hankaloittaa myös eristerapattujen elementtien kuljetusta ja asennusta, koska nurkkaliitoksen helposti rikkoutuva betonin ylittävä eristeen osuus kasvaa entisestään.
Suurilla eristepaksuuksilla on otettava huomioon myös betonisandwich-elementtien nurkkaliitoksien ulkokuoren ulokkeellisen osan kaareutuminen, koska esimerkiksi mineraalivillaeristeisellä passiivitaloelementillä ulokkeellisen osuuden pituus tulee olemaan jopa yli 700 mm ensimmäiseen ansaaseen. Jos ulkokuoren pinnat eivät kutistu kuivuessaan samalla tavalla (esimerkiksi ulkopinnassa kutistumaton tiililaatta), tulee nurkkaliitoksen sauman liikevaraa lisätä kaareutumisen vuoksi.
Kosteustekninen toiminta
Ulkoseinien kosteusteknisessä suunnittelussa tarkasteltavia asioita ovat mm. eri kosteuslähteet, veden ja vesihöyryn eri siirtymismuodot ja sitoutuminen rakenteeseen, sadeveden käyttäytyminen seinäpinnalla, mahdollisten kosteuskertymien haitallisuuden arviointi sekä rakenteen kuivumisen varmistaminen.
Ulkoseinän kannalta tärkeimpiä kosteuslähteitä ovat viistosade, rakennuskosteus ja sisäilman kosteus. Muita ulkoseinärakennetta rasittavia kosteudenlähteitä ovat maaperän kosteus, pintavedet, käyttövedet sekä mahdolliset vuoto- ja roiskevedet. Kosteuslähteiden lisäksi ulkoseinän kosteustekniseen toimintaan vaikuttavia olosuhdetekijöitä ovat tuuli, lämpötilat rakenteen eri puolilla, auringon säteily, paine-ero rakenteen yli sekä painovoima.
Julkisivurakenteen kosteusrasitus voidaan jakaa ajallisesti rakennusvaiheeseen sekä käyttö- ja kunnossapitovaiheeseen. Elementtien valmistuksessa kosteuslähteitä ovat betonissa oleva hydratoitumaton vesi sekä esimerkiksi pinnan pesut. Rakennustyön aikana ulkoseinärakenteeseen voi kulkeutua sateella vettä suojaamattoman elementin yläpään sekä avoimien saumojen kautta. Kun rakennusta lämmitetään sisäkuoreen sitoutunut kosteus sekä lämmöneristeen rakennuskosteus kulkeutuvat seinärakenteen ulko-osia kohden mineraalivillaeristeisessä elementissä. Tiiviillä solumuovieristeillä kosteuden siirtymistä sisäkuoresta ulospäin ei juurikaan tapahdu.
Rakennuksen käytön aikana pidemmällä aikavälillä kosteutta kulkeutuu seinärakenteen läpi diffuusiolla vain vähäisessä määrin sisäkuoren betonin toimiessa höyrynsulkuna. Kosteuskonvektiolla rakenteiden epätiiviyskohdista voi rakenteeseen kulkeutua sisäpuolisen ylipaineen tapauksessa kosteutta, jonka takia elementtien sisäpuolisten liittymien tulee olla ilmatiiviit. Merkittävimmän kosteusrasituksen käytönaikana aiheuttaa ulkopuolinen viistosaderasitus.
Eristepaksuuden ja -materiaalin vaikutusta kosteustekniseen toimivuuteen käsitelleiden tutkimusten perusteella solumuovieristeet hidastavat merkittävästi sisäkuoren kuivumista. Eristemateriaalilla ei ole kuitenkaan käytännössä vaikutusta sisäosan pintamateriaalin vaurioitumisriskiin, ellei käytetä vesihöyrytiiviitä ja kosteusherkkiä pintamateriaaleja tai pintarakenteita, jolloin on suositeltavaa käyttää mineraalivillaeristettä rakenteen kuivumiskyvyn varmistamiseksi. Eristepaksuuden kasvattamisella ei nykyisillä eristepaksuuksilla ole enää juurikaan merkitystä sisäkuoren kuivumiseen.
Rakenteeseen tiivistyneen tai vuotoreittien kautta kulkeutunut veden poistuminen rakenteesta tulee varmistaa yksityiskohtien huolellisella suunnittelulla. Painovoiman kuljettama vesi kerääntyy seinien alaosiin ja sokkeleihin sekä ikkunoiden päälle, joista veden poistaminen on otettava suunnittelussa huomioon.
Rakennuskosteus ja sen kuivuminen
Betonista elementin valun jälkeen poistuva kosteusmäärä on noin 80 kg betonikuutiometriä kohti. Mikäli rakenteeseen kulkeutuu vettä rakentamisen aikana, kuivumisaika tulee huomattavasti pidemmäksi kuin pelkästään elementin valmistuksessa betonikuoriin kemiallisesti sitoutumattoman veden kuivumiseen kuluva aika.
Rakennuskosteuden kuivumisnopeuteen vaikuttavat rakenteen sisäisinä tekijöinä mm. rakenteen lämpötila, seinän muotoilu, pinnan karheus, rakenteen kosteustila tarkasteluajankohtana sekä rakenteen tuuletustapa ja rakennekerrosten materiaaliominaisuudet. Rakennuskosteuden kuivumisnopeuteen vaikuttavia ulkoisia tekijöitä ovat mm. sisä- ja ulkoilman kosteus ja kyllästysvajaus, ilman nopeus, lämpötila sekä lämpötilaero rakenteen pintaan ja auringon säteily. Seinärakenteen rakennuskosteuden kuivumista voidaan nopeuttaa mm. lisäämällä tuuletusta sekä lämmittämällä ja kuivattamalla rakennusta. Seinärakenteelle tulee varata riittävä kuivumisaika ennen mahdollista ulkokuoren saumausta tai pinnoitusta. Vaikka betonielementtirakenteet eivät ole erityisen kosteusherkkiä, on työnaikaisella sääsuojauksella pyrittävä minimoimaan rakenteiden kastuminen.
Betonirakenteisissa ulkoseinissä, kuten esimerkiksi mineraalivillaeristeisessä betonisandwich-seinässä, diffuusion kuljettama rakennuskosteus voi tiivistyä talvikautena ulkokuoren sisäpintaan ja muodostaa tähän vesi- ja jääkerroksen. Tiivistyneestä kosteudesta osa imeytyy kapillaarisesti ulkokuoren huokosverkostoon ja osa kulkeutuu ulkokuoren sisäpintaa pitkin alaspäin. Ulkokuoreen kertynyt ylimääräinen kosteus kulkeutuu sekä diffuusion muodossa ulkokuoren läpi, että haihtuu tuuletusrakoon tai tuuletusuriin.
Viistosateen vaikutus ulkoseinärakenteeseen
Ulkoseinään kohdistuvan viistosaderasituksen määrään vaikuttavat vapaan viistosateen määrän lisäksi rakennuksen muoto, koko sekä tarkasteltavan kohdan sijainti rakennuksessa. Korkeisiin rakennuksiin kohdistuu suurempi viistosademäärä kuin mataliin. Rasitus on suurempi seinän yläosissa ja nurkissa. Viistosaderasituksen voimakkuuteen vaikuttavat myös rakennuksen maantieteellinen sijainti sekä paikalliset olosuhteet, kuten tuuli, maastonmuodot, kasvillisuus ja ympäröivät rakennukset.
Saderasituksen voimakkuuteen voidaan vaikuttaa rakennuksen muodolla sekä rakennuksen yksityiskohdilla, kuten räystäillä ja katoksilla. Leveät räystäät vähentävät seinään kohdistuvaa viistosaderasitusta erityisesti seinän yläosissa.
Sadeveden käyttäytyminen seinäpinnalla ja rakenteessa
Ulkopinnan muotoilu, pintamateriaalin vedenimukyky ja saumarakenteet vaikuttavat viistosateen aikaansaaman vesikalvon syntyyn ja veden tunkeutumiseen seinärakenteeseen. Seinän ulkopinnan ollessa tiivis, kuten klinkkerilaatta-, luonnonkivilaatta- tai lasipinta, muodostuu siihen heti sateen alkuvaiheessa alaspäin valuva vesikalvo. Mitä karheampi pinta on, sitä tasaisemmin sadevesi jakaantuu pinnan alueelle.
Jos seinän ulkopinta on huokoinen, kuten tiililaatta, imeytyy viistosade laattaan kapillaarisesti ja vesikalvon muodostuminen viivästyy. Betoniin vesi imeytyy kapillaarisesti verraten hitaasti, varsinkin tiiviiseen, alhaista vesisementtisuhdetta käyttäen tehtyyn julkisivubetoniin. Betonijulkisivun pintakäsittely vettä hylkivällä aineella vaikeuttaa sadeveden imeytymistä betoniin, mutta toisaalta myös hidastaa rakenteen kuivumista ulospäin. Vesikalvo muodostuu maalaamattomilla betoniseinillä melko hitaasti eikä se harjatuilla, tiililaatta- ja pesubetonipinnoilla yleensä valu seinän alaosiin asti, vaan imeytyy sitä ennen seinään.
Tuulen aiheuttamat ilmavirtaukset kuljettavat seinäpinnalla alas valuvaa vesikalvoa myös sivuille ja ylöspäin esimerkiksi räystäsrakenteisiin, saumoihin, rakoihin ja halkeamiin, joista paine-ero kuljettaa vettä rakenteiden sisään. Sadevesi pääsee ulkokuoren taakse mm. elementtien saumoista ja liitosrakenteiden kautta.
Sadeveden poisjohtaminen seinärakenteesta
Koska kosteuden pääsyä rakenteisiin ei voida täysin estää, on tärkeää varmistaa kosteuden ulospääsy rakenteesta. Sokkeli- ja aukkodetaljien toteutuksessa on otettava huomioon painovoimaisesti tuuletusraossa valuvan veden ohjautuminen haittaa aiheuttamatta pois rakenteesta. Erityisesti on kiinnitettävä huomiota räystäs-, sauma- ja sokkelidetaljeihin sekä ikkuna- ja muihin julkisivupellityksiin.
Julkisivun liitokset
Ikkunaliitos
Ikkunan vesipellityksen kaltevuus ja liitosdetaljit vaikuttavat ikkunan ja seinän saderasituksen määrään. Pellitys on kallistettava vähintään kaltevuuteen 1:3 ulospäin, liitettävä tiiviisti karmin ja päistään seinärakenteeseen siten, ettei sadevesi pääse rakenteeseen. Pellitysten lämpöliike on syytä ottaa liitoksissa huomioon. Vesipelti on ulotettava riittävän ulos (30 – 40 mm) seinäpinnasta ja varustettava toimivalla tippanokalla. Vesipelti on suunniteltava sellaiseksi, että kaikki ikkuna- ja karmipintoja pitkin valuva vesi kulkeutuu pellitykselle. Tuulisilla paikoilla ylimmissä kerroksissa tulee vesipellin alla käyttää vastapeltiä.
Ikkunan ja seinärakenteen väli vaahdotetaan polyuretaanivaahdolla. Sisäreunasta saadaan varmemmin tiivis, kun polyuretaanivaahtosauma yltää elementin sisäkuoren ja karmin väliin. Vaahdotus ei saa kuitenkaan ylettyä karmin ulkopintaan asti, ettei estetä puisen karmin kuivumista ulospäin. Vuotovesien poistaminen seinän tuuletusraosta ikkunan päältä sekä seinärakenteen tuuletuksen toimivuus ikkunaliitoksessa on syytä ottaa huomioon ikkunaliitoksen suunnittelussa.
Ikkunan sijoittaminen paksun seinärakenteen tapauksessa vaikuttaa ikkunan pielien suunnitteluun. Ikkuna pitää lämpöteknisen toiminnan vuoksi sijoittaa seinäelementin eristetilan kohdalle, jolloin rakenteeseen muodostuu yhtenäinen lämmöneristekerros. Kuvassa 4 on esitetty esimerkki mineraalivillaeristeisen betonisandwich-rakenteen ikkunaliitoksesta.
1. Veden poisto ja karmin kuivumismahdollisuus.
2. Metallinen karmikenkä.
3. Betonipaksunnos eristepaksuuden ja karmileveyden mukaan.
4. Ikkunan tiivistys polyuretaanivaahdolla.
5. Sadevesien poisjohtaminen.
Ulkoseinä ei yleensä ole osastoiva rakennusosa, mutta ulkoseinärakenteen suunnittelussa on otettava huomioon palon leviämisvaara ulkoseinärakennetta tai sen pintoja pitkin toiseen palo-osastoon. Suomen rakentamismääräyskokoelman mukaan käytettäessä palavaa lämmöneristettä seinässä, tulee palon leviäminen eristystilaan estää. Palosuojausta voidaan pitää Suomen rakentamismääräyskokoelman osan E1 (2002) mukaan riittävän tehokkaana, jos sisäverhous, palokatko aukkojen ympärillä sekä ulkoverhous täyttävät puolet kyseisessä tapauksessa osastoivalta rakenteelta vaadittavasta palonkestävyysajasta. Esimerkiksi enintään kahdeksankerroksisen asuinrakennuksen kerrostason osastoivuusvaatimus on EI 60. Tällöin kerrostason ikkunaliitoksen tulee estää palon pääsy eristetilaan puolet kerrostason osastoivuusvaatimuksesta eli 30 minuuttia (Ympäristöopas 39 2005). Palon leviäminen eristetilaan on estettävä sekä ikkunan sisä- että ulkopuolelta. Vaadittu suojaverhous voidaan toteuttaa esimerkiksi palamattomalla mineraalivillaeristeellä tai vähintään 30 mm paksulla puukerroksella. Mineraalivillaeristeen käyttö on kuitenkin usein muita vaihtoehtoja suositeltavampaa hyvän lämpö- ja kosteusteknisen toiminnan vuoksi. Näin ollen palavilla eristeillä, kuten kuvassa 5 esitetyssä EPS-eristeisen sandwich-rakenteen ikkunaliitoksessa, palon leviäminen eristetilaan on estettävä esimerkiksi mineraalivillakaistaleella aukon yläpuolella ja sivuilla. Sivuilla vaadittava suojauksen määrä riippuu aukon koosta (Aho et al. 2006).
6. Palavilla eristeillä palon leviäminen eristetilaan on estettävä määräysten vaatimaksi ajaksi.
Esitetyt ikkunaliitokset eivät sovellu sellaisenaan mineraalivillaeristeisiin passiivitalon lämmöneristysvaatimukset täyttäviin seinärakenteisiin. Ikkunaliitosta olisi mahdollista kehittää siten, että olisi erikseen ulko- ja sisäpinnan ikkuna karmeineen. Näin vältyttäisiin ikkunapielien kasvamiselta. Tällöin myös koko seinän eristepaksuudesta saataisiin hyöty ikkunan läheisyydessä.
Räystäät
Räystäsrakenteiden on estettävä tuulenpaineen seinän pintaa pitkin ylöspäin kuljettaman lumen ja sadeveden pääsy rakenteisiin. Kattovedet ja räystäskourujen vuotovedet eivät saa päästä julkisivupinnalle tai seinärakenteeseen.
Mikäli kattorakenteessa on aluskate, on se ulotettava ulkoseinäpinnan ulkopuolelle siten, että aluskatteen päälle joutuvat kondenssi- ja vuotovedet pääsevät haittaa aiheuttamatta ulos. Räystäsrakenteiden suunnittelussa tulee ottaa huomioon yläpohjan ja seinän tuuletusraon ilmankierto. Tuuletusrako tulee ulottaa esteettä ulkoilmaan. Yläpohjarakenteen ilmanvaihto tapahtuu räystään yläreunasta samaa kautta.
Veden ja lumen kulkeutuminen räystäältä seinärakenteeseen tulee estää räystäspeltien oikealla muotoilulla, riittävällä räystäskorotuksella, ulottamalla katon vedeneristys korotuksen yli ulkoseinäpinnan ulkopuolelle sekä käyttämällä liitoksessa veden ylipääsyn estävää vastapeltiä.
Sokkeliliitos
Ulkoverhouksen taakse joutuneen veden on päästävä poistumaan liitoksesta haittaa aiheuttamatta ja rakenteen tuuletuksen toimivuus tulee varmistaa. Tähän on syytä kiinnittää erityistä huomioita suunniteltaessa eriytettyjen julkisivujen tai yhdistelmäjulkisivujen ja perusmuurin liitosta. Lumen ja sulamisvesien haittavaikutukset liitokselle sekä vuoto- ja roiskevesien pääsy rakenteeseen tulee estää.
Vaipparakenteen tiiviys
Ulkoseinärakenteen kokonaisenergiankulutuksen kannalta ulkoseinän ja siihen liittyvien rakenteiden ilmatiiviydellä on suuri merkitys. Betonielementti on yksittäisenä rakenneosana ilmanpitävä, kunhan suurten halkeamien synty on estetty esimerkiksi riittävän tiheällä raudoituksella. Rakenteeseen käytön aikana syntyvät halkeamat voidaan ilmanpitävyyden parantamiseksi tiivistää esimerkiksi pintakäsittelyllä.
Koko seinärakenteen ilmanpitävyys riippuu suurelta osin elementtien välisistä liitoksista sekä ikkuna- ja oviaukkojen tiivistyksestä. Ikkuna ja oviaukot tiivistetään käyttämällä polyuretaanivaahtoa, mikä on suositeltavaa tehdä kahdessa vaiheessa, jolloin karmiväliin muodostuu yhtenäinen umpisoluinen tiivis pinta. Seinäelementtien väliset saumat tehdään juotosvaluilla tai joustavien elastisten saumojen avulla. Saumavalujen onnistuminen on ensiarvoisen tärkeää rakenteen ilmatiiviyden ja siten koko rakennuksen energiakulutuksen kannalta. Elementtien vaakasauma on hyvä suunnitella niin, että lattian tasoitevalu peittää sauman. Muissa tapauksissa vaakasauma on syytä tiivistää elastisella saumamassalla. Talvella saumojen puhdistaminen lumesta ja jäästä ennen elementtien asennusta sekä saumojen valua on ensiarvoisen tärkeää saumavalun onnistumisen kannalta.
Yhteenveto
Mineraalivilla- ja solumuovieristeillä pystytään vastaamaan sekä tiukentuvien lämmöneristysmääräysten että matalaenergia- ja passiivirakenteiden vaatimuksiin. Betoninen sisäkuori on jo itsessään tiivis, mutta kovilla solumuovieristeillä saadaan tiiveyttä yhä paremmaksi, kunhan työtekniikka on kunnossa varsinkin saumojen ja liittyvien rakenteiden osalta. Uusimpien tutkimusten mukaan urituksesta ei kovilla eristeillä ole merkittävää hyötyä, mutta villaeristeillä se on oleellinen kosteusteknisen toimivuuden takaamiseksi.
Ulkoseinien lämmöneristysvaatimusten kasvaminen aiheuttaa useita merkittäviä muutoksia betonijulkisivujen lämpö- ja kosteustekniseen suunnitteluun. Vaatimusten kiristyminen johtaa eristepaksuuksien kasvuun, mikä hidastaa rakenteiden kuivumista hieman umpisoluisilla eristeillä. Solumuovipohjaisia eristeitä käytettäessä, jolloin sisäkuoren rakennusaikainen kosteus poistuu eristeen tiiviyden vuoksi vain sisäilmaan, mikä on otettava huomioon kuivatustarpeena sekä pinnoitustöiden aikatauluissa, mikäli käytetään vesihöyrytiiviitä ja kosteusherkkiä pintamateriaaleja tai ulkoseinään liittyviä rakenteita.
Matalaenergia- ja erityisesti passiivirakenteet aiheuttavat muutostarpeita elementtien ulkokuorien kiinnitykseen, koska suurilla eristepaksuuksilla kiinnikkeiden, diagonaaliansaiden ja pistokkaiden poikkileikkaukset kasvavat. Tällöin niiden vaikutus kylmäsiltana kasvaa, mikä vaikuttaa oleellisesti lisäkonduktanssina U-arvon laskentaan. Elementtien eristeosan kasvun vuoksi myös elementin painopiste muuttuu ja kuoret ovat kauempana toisistaan, mikä tulee ottaa huomioon nostolenkkien sijainnissa ja muodossa.
Suurilla eristepaksuuksilla betonisandwich-elementtien nurkkaliitoksiin tulee merkittävästi nykyistä pidempi ulokkeellinen osa. Jos elementin ulkokuoren pinnat eivät kutistu samalla tavalla (esimerkiksi ulkopinnassa kutistumaton tiililaatta), tulee nurkkaliitoksissa ottaa huomioon ulkokuoren kaareutuminen kasvattamalla nurkkaliitoksen sauman liikevaraa. Kutistumaeroista johtuva elementtien hammastelu voi olla esteettinen haitta, mutta myös aiheuttaa leikkausrasitusta elastisille saumoille.
Suurilla eristepaksuuksilla ikkunan sijoittaminen lämpöteknisen toiminnan kannalta optimaalisesti eristetilan kohdalle kasvattaa nykyisillä karmileveyksillä ikkunapieliä sisäpuolella ja toisaalta heikentää seinän eristyskykyä ikkunarakenteen ympärillä.
Lähteet
Aho, H., Inha, T. & Pentti, M. 2006. Paloturvallinen rakentaminen EPS-eristeillä. Tampere, Tampereen teknillinen yliopisto, Rakennetekniikan laitos, Tutkimusraportti 134. 106 s. + liitt. 38 s.
Hakkarainen, T., Vinha, J. 2010. Betonisandwich-elementtien lämpö- ja kosteustekninen toiminta lämmöneristyspaksuuden kasvaessa. Tampere, Tampereen teknillinen yliopisto, Talonrakennustekniikan laitos, Tutkimusselostus Nro 1777. Julkaisematon. 59 s.
Julkisivu 2000. Osaraportti C 1a. Betonisandwich-ulkoseinien kosteustekninen käyttäytyminen. RTT Rakennusteollisuus. Teknillinen korkeakoulu. Talonrakennustekniikan laboratorio. 1997. 65 s.
Ormiskangas, P. 2009. Betonisandwich-elementin kosteustekninen toiminta paksuilla eristeillä. Diplomityö. Tampere, Tampereen teknillinen yliopisto, rakennustekniikan koulutusohjelma. 127 s. + liitt. 7 s.
Sekki P, Karvinen T, Vinha J. Moisture behavior of external insulated precast concrete wall panels. Journal of Building Physics. 2021;44(5):409-434. doi:10.1177/1744259120925850
SFS-EN ISO 6946:2007. 2008. Building components and building elements. Thermal resistance and thermal transmittance. Calculation method. Helsinki, Suomen Standardisoimisliitto. 28 p.
SFS-EN ISO 10456:2008. Building materials and products. Hygrothermal properties - Tabulated desing values and procedures for determining declared and design thermal values. Helsinki, Suomen Standardisoimisliitto. 25 p.
Suomen rakentamismääräyskokoelma, E1 Rakenteiden paloturvallisuus. 2002. Helsinki, Ympäristöministeriö. 31 s. + liitt. 9 s.
Suomen rakentamismääräyskokoelma, C3 Rakennuksen lämmöneristys, määräykset 2007. 2007. Helsinki, Ympäristöministeriö, Rakennetun ympäristön osasto. 10 s.
Suomen rakentamismääräyskokoelma, C3 Rakennuksen lämmöneristys, määräykset 2010. 2008. Helsinki, Ympäristöministeriö, Rakennetun ympäristön osasto. 10 s.
Ympäristöopas 39, Rakennusten paloturvallisuus & Paloturvallisuus korjausrakentamisessa. 2005. Helsinki, Ympäristöministeriö, Asunto- ja rakennusosasto. 145 s. + liitt. 20 s.