Verhomuurauksen kestävyys Suomen ilmasto-oloissa: kosteusrasitus ja sen hallinta korjaussuunnittelussa

No Thumbnail Available
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Insinööritieteiden korkeakoulu | Master's thesis
Date
2017-12-11
Department
Major/Subject
Rakennusmateriaalit ja rakennusfysiikka
Mcode
IA3017
Degree programme
Rakenne- ja rakennustuotantotekniikan koulutusohjelma
Language
fi
Pages
81
Series
Abstract
Julkisivujen vaurioituminen lisää merkittävästi rakennusten korjaustarvetta ja vaikuttaa erityisesti tiiliverhoiltujen julkisivujen kestävyyteen. Ympäristötekijät, kuten korkea lämpötila ja kosteus, sekä viistosade vaikuttavat julkisivun rapautumiseen ja lisäävät rakennuksen homeriskiä. Ilmastonmuutos tulee voimistamaan ympäristötekijöiden vaikutusta ja lisäämään paikallisia eroja rakenteiden kunnossa. Tässä diplomityössä tutkittiin koulurakennuksen tiiliverhotun julkisivun eri osien vuodenaikaista kosteusdynamiikkaa ja tuuletusvälin kosteus- ja lämpöolosuhteita. Jatkuvaa kosteuden ja lämpötilan seurantaa tehtiin syksystä 2016 kevääseen 2017. Mittaukset suoritettiin, koska aiempi kuntotutkimus oli paljastanut pintavaurioita julkisivulla. Lisäksi työssä käsitellään nykyisiä ja tulevaisuuden ilmastotekijöitä, kuten viistosadetta, sekä niiden vaikutusta seinärakenteen vaurioitumiseen ja homeen kasvuun. Työssä myös esitellään joitain keskeisiä rakennusteknisiä keinoja tiilirakenteen kosteusrasituksen vähentämiseksi. Mittaustuloksista nähtiin, että syyskuusta joulukuuhun kosteus pysyi korkeana voimakkaiden sateiden ja alhaisten lämpötilojen takia. Talvella tammikuusta huhtikuun alkuun kosteus pysyi edelleen korkeana ja tutkimuskohteena ollut julkisivu kuivui tuskin lainkaan. Lämpötilat seinän alaosien tuuletusväleissä olivat katonrajaa ja yläosaa alhaisempia; katonrajassa veden jäätyminen ja sulaminen sykleittäin talvella ja keväällä aiheutti nopeita kosteuspiikkejä, mutta yleisesti ottaen kosteusvaihtelu julkisivun eri osien välillä oli pientä. Seinän yläosien ilmaraoissa oli suurempi kosteuden vaihtelu kuin muissa osissa. Eniten kosteusrasitusta saivat ne seinän alueet, joihin kohdistui voimakkaimmin viistosade. Seinän yläosasta löytyi julkisivun alue, joka oli talvella muita lämpimämpi ja kuivempi, mikä todennäköisesti selittää tämän julkisivun vähäisemmän vaurioitumisen muihin julkisivuihin verrattuna. Monivuotinen tutkimusdata tarvitaan vahvistamaan asia. Yhteenvetona voidaan todeta, että seinärakenteen eri osat joutuvat hyvin erilaisen kosteusrasituksen kohteeksi riippuen seinän ilmansuunnasta, korkeusasemasta sekä sisäisestä rakenteesta. Ilmastonmuutos tulee todennäköisesti lisäämään rapautumista lisääntyvien tuulten ja sateiden sekä leudompien talvien seurauksena. Tämä edellyttää rakennusten tarkempaa huoltoa ja monipuolisten kuntotutkimusten teettämistä aiempaa tiheämmin korjaussuunnitelmien ja korjaustoimenpiteiden pohjaksi.

Building facade deterioration influences the overall durability of brick-rendered structures and increases the need for building renovation. Environmental factors, such as extreme temperature and humidity and wind-driven rain, contribute to the deterioration and increase the risk of mould growth. Climate change will increase the impact of these factors and cause regional variation in site-specific conditions. This Master’s thesis focuses on a case study of the moisture dynamics of a brick-rendered building facade and the conditions in the ventilation cavity under Finnish climatic conditions. A school building was chosen for the case study. The effects of short-term moisture changes under fall, winter and spring conditions, and the impact of rainfall on the ventilation cavity were examined based on measurements in the brick-rendered facade. Continuous measurements of temperature and humidity were conducted because of visible surface deterioration on the facade. Some climate factors, such as wind-driven rain load, and their effect on the increased wall deterioration and mould growth were reviewed. Finally, some building technical methods for reducing moisture stress to brick structures were suggested. The results showed that humidity in the ventilation cavity was high from fall till early winter due to heavy rains and low temperatures. From January to early April, humidity remained high and the drying potential of the wall was weak. Temperatures in the ventilation cavity were lower in the bottom parts of the wall than in the upper parts or near the roof. Freezing/thawing cycles of water caused several spikes in humidity near the roof. Ventilation cavities in the upper parts of the wall showed the largest moisture differences compared with those in other wall areas. The areas receiving heavy wind-driven rain were subject to greatest moisture stress. In the upper middle part of one of the walls, there was a less deteriorated area. It exhibited higher temperature and lower humidity than other areas, which may explain its better condition. As the measurements covered only one year, future work should combine long-term building moisture data and meteorological data with facade deterioration in order to further investigate the correlation between climate conditions and facade deterioration. As a conclusion, different parts of the wall structure experienced different moisture stress based on the orientation, height and internal structure of the wall. Climate change will substantially influence brick facades deterioration due to growing wind and rainfall along with milder winters, thus increasing the need for construction surveys and repair planning to prevent moisture-induced problems.
Description
Supervisor
Lü, Xiaoshu
Thesis advisor
Sistonen, Esko
Keywords
verhomuurattu julkisivu, kestävyys, ilmastomuutos, kosteusrasitus, vauriomekanismit, tapaustutkimus
Other note
Citation