SPU-Alapohjaratkaisu
SPU-Alapohjaratkaisu – SPU Systems Oy:n toimeksiannosta tehdyssä tutkimuksessa kehitettiin uusi ryömintätilainen alapohjaratkaisu, joka poistaa perinteissä mineraalivillaeristeisessä alapohjassa esiintyvät ongelmat. SPU-alapohjaratkaisu perustuu ideaan, jossa erittäin tiivis ja hyvän lämmöneristekyvyn omaava eristekerros sijaitsee kokonaan puurakenteisten kantavien lattiapalkkien alapuolella. Näin kosteus- ja lämpöolosuhteet puurakenteiden ympärillä ovat lähellä huoneilman olosuhteita ja edellytykset rakenteiden pitkälle kestoiälle ovat olemassa. Eristelevyn materiaalina käytetään SPU-solupolyuretaania.
Tuuletetuissa alapohjissa esiintyvät ongelmat
Ryömintätilaisiin eli tuuletettuihin alapohjiin liittyy nykyisin varsin paljon ongelmia. Syitä ongelmiin on löydettävissä useita. Vertailu vanhoihin perinteisiin rakenteisiin ei ole perusteltua, koska niin monet tekijät ovat muuttuneet nykyrakentamisessa.
Tuuletusta tarvitaan etenkin loppukesällä, heinä-elokuussa. Silloin on muutaman viikon jakso, jolloin ulkoilman sisältämä kosteuspitoisuus on suuri. Kulkeutuessaan kylmempään ryömintätilaan ilma jäähtyy, jolloin sen suhteellinen kosteus RH nousee korkeaksi. Mahdollisuus kondenssiin ja mikrobikasvuston alkamiseen alapohjarakenteen alapinnassa kasvaa. Tuuletustilaan rajoittuvissa osissa tulisikin välttää biologisesti hajoavia materiaaleja.
Ryömintätilan tuulettuvuus heikkenee, jos tuuletustila on ympärillä olevaa maanpintaa alempana. Tuuletusaukkojen sijaitessa sokkelin yläreunassa ilma vaihtuu ainoastaan ryömintätilan yläosissa. Seurauksena on entistä suurempi riski kondenssille ja homeen kasvulle alapohjan alapinnassa.
Koska huonosti toimivissa tuuletetuissa alapohjissa esiintyy usein homekasvustoa, on tärkeää, että alapohjarakenne on tiivis. Talvella sisätiloja lämmitettäessä lämmin ilma nousee sisällä kevyempänä ylöspäin aiheuttaen alipaineen alapohjan läpi suhteessa ryömintätilaan. Jos alapohja on läpäisevä tai pienten rakojen kautta vuotava, kesällä kasvaneiden homeiden itiöt voivat kulkeutua rakojen kautta huoneilmaan. Tämä saattaa aiheuttaa oireita rakennuksen käyttäjille.
Ryömintätilan alapuolisesta maasta on perinteisesti kuorittu vain pintamaa pois. Jos maaperän kapillaarinen nousukorkeus on suuri ja pohjavesi korkealla, tulee maan pintaan levittää haihtumista vähentävä kerros. Yleisesti haihtumiseristyksenä on käytetty muovikalvoa. Muovi ei kuitenkaan toimivuuden kannalta ole paras mahdollinen, koska kosteus maan pinnalla virtaa molempiin suuntiin ja se voi tiivistyä muovikalvon molemmille puolille. Muovin alapuolella suhteellinen kosteus kasvaa ja jos sinne on jäänyt orgaanista ainesta, voi seurauksena olla homehaittojen lisäksi mikrobitoiminnan aiheuttamia hajuhaittoja. Yläpuolinen tiivistyminen puolestaan nostaa ryömintätilan suhteellista kosteutta ja muodostaa kondenssiriskin alapohjarakenteeseen.
Maaperä on usein huonosti lämmöneristetty. Se tulisi lämmöneristää biohajoamattomalla eristeellä kahdesta hyvin keskeisestä syystä. Ensinnäkin ryömintätilaan kulkeutuva ilma säilyttää maaperän eristeen vuoksi paremmin lämpötilansa, jolloin sen kosteudensitomiskyky säilyy eikä kondenssin vaara ole niin suuri. Toiseksi maaperä on aina kosteuslähde, josta haihtuu kosteutta ryömintätilaan. Kylmästä pinnasta haihtuu aina vähemmän kuin lämpimästä. Näin ollen eristyksellä pystytään laskemaan haihduttavan maan lämpötilaa kesällä.
Ryömintätila on radonin kannalta edullinen ratkaisu. Seuraavat tekijät voivat kuitenkin vaikuttaa pitoisuuksia kohottavasti myös ryömintätilaisessa rakennuksessa:
- ryömintätilan seinät ovat tiiviit, tuuletusaukkoja on liian vähän
- ryömintätilan tuuletusaukot suljetaan talveksi
- ryömintätila on matala ja tilan ilmanvaihtuvuus on huono
- rakennuksen alapohja läpäisee hyvin ilmaa
SPU-alapohjarakenne
Tuulettuvassa SPU-alapohjarakenteessa lämmöneristekerros sijaitsee lattiakannakkeiden alapuolella. Eristekerros kootaan SPU-eristelevyistä. Eristelevyt muodostavat saumattuina erittäin tiiviin ja kosteusteknisesti luotettavasti toimivan rakenteen. Eristekerroksen ja lattiapalkkien alapintaan kiinnitetään 20 mm korkuiset korokepalat, jotta ilman ja kosteuden liikkuminen on mahdollista myös lattiakannakkeiden poikittaissuunnassa.
SPU-eristelevyt ovat päällystetty molemmilta puoliltaan 50 gm paksuisella alumiinipinnalla. Eristelevyn leveys on 900 ja pituus 1200. Paksuus on 120 mm.
SPU-eristelevyt kiinnitetään kantavaan lattiapalkistoon 150 mm pituisilla puuruuveilla. Ruuvin kannan alla käytetään läpileikkautumisen estämiseksi muovista aluslevyä. Ruuvin kohta peitetään eristelevyjen alapinnassa alumiiniteipillä ja yläpinnan lävistyskohtaan pursotetaan nokare saumavaahtoa eristekerroksen tiivistämiseksi. Saumavaahto toimii myös kiinnityksenä ja eristekerroksen jäykisteenä.
SPU-eristelevyjen väliset saumat saumataan eristelevyjen asentamisen jälkeen yhtenä työvaiheena. Saumaus tapahtuu eristelevykerroksen yläpuolelta käsin. Sauman alapuoli tiivistetään jo eristelevyjen asennusvaiheessa alumiiniteipillä. Sauman yläpuolelle pursunut saumavaahto jätetään leikkaamatta, näin ei rikota kuivuneen vaahdon päällä olevaa tiivistä ”uretaaninahkaa”.
SPU-alapohjarakenteessa alapohjan liitokset muihin rakenneosiin voidaan toteuttaa erittäin tiiviillä tavalla. Sokkeliliitoksessa reunimmainen eristelevy tiivistetään saumavaahdolla sokkelimuurin päällä olevaan alapuuhun.
Lattiapalkkien väliin asennetaan lattian kopinan eli rumpuäänen vähentämiseksi 50 mm paksuinen pehmeä mineraalivillakerros. Mineraalivillakerros asennetaan aivan lattialevytyksen tai –pontin alapintaan huokoisen puukuitulevyn tai harvalaudoituksen varaan. Levyt tai harvalaudoitus tuetaan palkkien kylkeen kiinnitettyjen rimojen avulla.
Alapohjan reuna-alueilla mineraalivillakerros taivutetaan kohti seinäeristeen ja alapohjaeristeen kulmaa. Eristekerroksen taivuttaminen mahdollistaa suuremman diffuusiopinta-alan ja samalla kosteusvirran palkkien välisen tilan ja huoneilman välillä. Näin rakenteella on kyky kuivattaa palkkien välitilaan joutunutta kosteutta. Näin syntyneen ontelotilan ja huoneilman välille järjestetään avoin yhteys ilmavirtauksen sallivan jalkalistan avulla.
Vastaavanlainen ontelotila toteutetaan väliseinien kohdalla laskemalla mineraalivillakerrosta 50- 100 mm alaspäin.
SPU-alapohja voidaan rakentaa turvallisesti tuulettuvana myös kosteiden tilojen kohdalla. Poikkeuksena muuhun alapohjaan mineraalivillakerroksen ja kostean tilan lattialevytyksen väliin jätetään noin 50 mm rako. Mahdollisesti lattiarakenteen läpi päässyt kosteus pääsee kuivumaan huoneilmaan kosteaan tilaan rajoittuvan väliseinän jalkalistan kautta. Lattian kallistukset voidaan tehdä joko kallistussoirojen tai kallistuslaastin avulla. Jos kallistukset tehdään märkämenetelmillä, tulee kosteuden poistua valusta ennen ympärillä olevan lattian pintarakenteen sulkemista.
Lattian kantavissa rakenteissa tulee käyttää tihennettyä palkkijakoa kosteiden tilojen kohdalla. Tämä lisää lattiarakenteen jäykkyyttä ja mahdollistaa kallistusten tekemisen kynnyskorkeutta nostamatta. Pesukoneen ja WC-istuimen alle on syytä tehdä vahvistus joko levystä tai soirosta, johon esimerkiksi WC-istuin saadaan kiinnitettyä.
SPU-alapohjarakenteen U-arvoksi (k-arvo) saadaan 120 mm SPU-eristelevyn paksuudella 0,18 W/m2K. kun eristelevyn tyyppihyväksyttynä ln-arvona käytetään lukuarvoa 0,024 W/mK. Jos U-avon laskennassa otetaan huomioon rakenteeseen mahdollisesti asennettava 50 mm paksuinen askeläänivillaeristys, rakenteen U-arvoksi muodostuu 0,15 W/m2K. Suoraan ulkotilaan rajoittuvien ryömintätilaisten alapohjien tämänhetkinen voimassaoleva U-arvovaatimus on 0,16 W/m2K
SPU-alapohjarakenteella suoritetut kokeet ja laskelmat
Suunniteltujen rakennedetaljien ja SPU-eristelevyjen asentamisen käytännön toteuttamista tutkittiin TTY:n rakennushalliin rakennetulla koerakenteella. Koerakenteessa mallinnettiin tavanomaisen pientalon ryömintätilaista alapohjaa alapohjaan liittyvine rakennusosineen. Koerakenteeseen asennettujen SPU-eristelevyjen asennus sujui helposti ja lopputuloksena saavutettiin erittäin tiivis eristekerrosrakenne myös liitoksien osalta.
Asennuksen yhteydessä kokeiltiin useiden erilaisten ponttityyppien toimivuutta saumauksen onnistumisen kannalta. Tutkimuksessa kehitetyssä ponttityypissä saumavaahdon paisuminen ei aiheuttanut ongelmia ja saumauksen onnistuminen voitiin todeta saumaustyön päätyttyä.
Sauman tiiviyttä diffuusion suhteen tutkittiin liki kuukauden kestäneellä kuppikokeella. Sauman läpi kulkeutunut kosteusmäärä oli erittäin vähäinen.
Alapohjarakenteen rumpuäänen vähentämiseksi suoritettiin kokeita TTY:n rakennushalliin rakennetuilla alapohjaa mallintavilla koe-elementeillä. Kokeen ensimmäisessä vaiheessa tutkittiin palkkien väliin asennettavan ääneneristysrakenteen vaikutusta rumpuäänen voimakkuuteen. Kokeessa todettiin myös, että lattialevytyksen massan kasvattaminen heikentää rumpuääntä.
Rakenteen kosteusteknistä toimivuutta tarkasteltiin laskelmien avulla. Laskelmien perusteella SPU-eristekerrosta voidaan pitää lähes absoluuttisen tiiviinä rakenteena kosteuden suhteen. Tärkeämmäksi tarkastelun kohteeksi osoittautui kosteusolosuhteet SPU-eristekerroksen yläpuolella palkkien välisessä tilassa. Laskelmat osoittivat huoneilman kosteuden muutosten heijastuvat hitaasti palkkien välitilan olosuhteisiin. Tarkastelu osoitti, että palkkien väliseen tilaan ei muodostu puurakenteille haitallisia olosuhteita, kun huoneilman suhteellisen kosteuden RH arvo ei jatkuvasti ole yli 50%.
Suositus tuuletuksi SPU-alapohjarakenteeksi
Perusmaan kallistukset salaojiin tulee olla ryömintätilassa olla riittävän suuret, jotta ryömintätilaan ei pääse muodostumaan lammikoita. Rakennuksen ulkopuoliset pintavedet tulee ohjata poispäin rakennuksesta maanpinnan muotoilulla. Rinnepaikkoihin rakennettaessa avo-ojatkin voivat olla tarpeen. Toimiva salaojitus pitää myös maapohjaa kuivana. Varmin tapa on perustaa rakennus siten, että ryömintätilan maapohja on ympäröivää maanpintaa korkeammalla.
Ryömintätilan perusmaan päälle on hyvä levittää lämpöä eristävä ja samalla kosteuden haihtumista vähentävä kerros. Parhaiten maapohjan lämmöneristeeksi soveltuvat vesihöyryä läpäisevä eristyskerros, esimerkiksi kevytsora. Ryömintätiloissa, joissa pohjavesi saattaa nousta lähelle maanpintaa, kannattaa käyttää haihtumisen vähentämiseksi singelikerrosta. Ryömintätilan lämpötilaan singelikerroksella ei ole vaikutusta.
Jotta ryömintätilan ilma vaihtuisi kunnolla tulee ryömintätilan pohjan pinta sijaita lähellä ympärillä olevan maanpinnan tasoa. Tuuletusaukkoja tulee olla riittävästi. Tuuletusaukkojen yhteenlasketun pinta-alan tulee nykyisten ohjeiden mukaan olla 5 tai 10 cm2 alapohjan neliömetriä kohden rakennuksen sijainnista riippuen. Kunkin aukon vähimmäiskoko on 150 x 150 mm2. Ohjeiden aukkoalat eivät kuitenkaan aina riitä, ja tulisikin pyrkiä suurempiin tuuletusaukkoaloihin, esimerkiksi kokoon 20 cm2/m2. Tuuletusaukot tulee sijoittaa tasaisesti ympäri koko talon. Aukot tulee sijoittaa maahan nähden siten, että aukon alareuna on riittävän korkealla maanpinnan tasosta. Aukkojen sijoittelussa voidaan ottaa myös huomioon rakennuspaikalla vallitsevan tuulen suunta. Ryömintätilassa olevissa välitukimuurissa tulee olla riittävästi aukkoja. Aukkoja tulee tehdä niin paljon kuin se rakennusteknisesti vain on mahdollista.
SPU-alapohjarakenteen lämmönläpäisykerroin on hyvin alhainen. Tämän vuoksi ryömintätilan lämpötila saattaa laskea tavallista alhaisemmaksi, koska lämpöä ei kulkeudu alapohjan läpi yhtä paljon kuin huonommin eristetyissä alapohjissa. Tämä on otettava huomioon sokkelien ja muiden perustusrakenteiden suunnittelussa.
Ryömintätilaan ei tule jättää rakennusjätteitä eikä muutakaan orgaanista materiaalia. Nämä saattavat aiheuttaa hajuhaittoja ja toimia kasvualustana home- ja lahottajasienille.
Jos sokkeleissa ei ole eristehalkaisua, on ne hyvä lisäeristää sisäpuolelta. Eristeenä voidaan käyttää 50 mm paksuista SPU-polyuretaanilevyä.
SPU-alapohjarakenteen edut perinteiseen alapohjaratkaisuun verrattuna
SPU-alapohjarakenteessa kantavat puuosat sijaitsevat olosuhteissa, jossa ilman suhteellinen kosteus on alhainen. Tällaisissa olosuhteissa puurakenteet säilyvät vaurioitumattomana hyvin pitkään.
Alapohja liitoksineen on helppo toteuttaa erittäin tiiviisti liitoksien ja putkiläpivientien kohdalla. Eristelevyjen saumaustyön onnistuminen pystytään toteamaan heti saumauksen jälkeen ja korjata välittömästi. Tiiviyden vaikutuksesta lattiavetoa ei esiinny ja rakenne on täysin tiivis mm. radonia vastaan.
Alapohjan U-arvo on erittäin alhainen. 120 mm SPU-eristelevyn paksuudella U-arvo on 0,18 W/m2K. Jos laskennassa otetaan huomioon mahdollinen askeläänieristys, päästään U-arvoon 0,15 W/m2K.
SPU-eristelevyn alapinnan emissiviteetin arvo on pieni. Pienen emissiviteetin omaava pinta säilyy muutamaa astetta emissiviteetiltään suurempaa pintaa lämpimämpänä. Tällä lämpötilalla on vaikutusta vesihöyryn tiivistymismäärään alapohjan alapinnassa.
SPU-alapohjarakenne ei sisällä orgaanisia materiaaleja, eikä näin ole altis home- ja lahottajasienten aiheuttamalle biologiselle turmeltumiselle. SPU-eriste on puhdasta M1-hyväksyttyä rakennusmateriaalia.
Kantavan lattiapalkisto väliin jää rakenteessa vapaata tilaa SPU-eristekerroksen ja ääneneristys kerroksen väliin. Tätä tilaa voidaan hyödyntää tarvittaessa putkien ja erilaisten johdotusten kuljettamiseen alapohjarakenteessa. Pienemmät läpiviennit voidaan toteuttaa myös palkiston poikkisuunnassa.
Mikäli lattiarakenteeseen pääsee jostakin syystä vettä, voidaan rakenne kuivattaa rakenteita rikkomatta. Rikkoontunut putki voidaan korjata alapohjan alapuolelta käsin sahaamalla SPU-eristekerrokseen huoltoaukko korjaustoimenpiteen suorittamista varten. Alapohjarakenne voidaan kuivattaa korjauksen jälkeen koneellisen ilmanvaihdon avulla. Kun alapohjarakenne on kuiva, korjataan syntyneet aukot SPU-eristelevyn ja saumavaahdon avulla. Alapohja rakenteeseen voidaan asentaa kiinteästi kosteusanturit, jotta mahdolliset vesivahingot voidaan havaita ajoissa.