• Closed Access close
• Publications close
• Other research products close
• Finnish close
• Digital Humanities and Cultural Her... close

Höyrynsulku eli lähelle rakenteen sisäpintaa sijoitettava muovikalvo on nykyisissä pientalojen keveissä ulkovaipparakenteissa varsin keskeinen rakennusosa. Höyrynsulun tarpeellisuudesta ja sijoituksesta on viime aikoina keskusteltu paljon. Höyrynsulun jättämistä pois rakenteesta on perusteltu mm. kosteutta varastoivien materiaalien käytöllä, jolloin rakenteen toimintaperiaate vastaa vanhojen puru- ja hirsitalojen kosteusteknistä toimintaa. Ilmavirtauksia pidetään tärkeimpänä puuseinärakenteen toimintaan vaikuttavista tekijoistä. Normaaleissa pientalorakenteissa ulkovaipan ilmanpitävyys on usein juuri rakenteeseen asennetun muovikalvon varassa. Tutkimuksessa tarkastellaan kevyttä ulkovaipparakennetta, josta höyrynsulku (muovikalvo) on jätetty pois. Rakenneratkaisun toimivuutta on tutkittu kirjallisuudesta saatujen kokemusten, laboratoriokokeiden, laskennallisen tarkastelun, kenttäkohteissa tehtyjen tarkastusten sekä koetaloseurannan avulla. Kirjallisuuden, laskennan ja laboratoriokokeiden perusteella on ideoitu rakenteita pitkäaikaisseurantaa varten. Tutkimus on tältä osin vielä kesken. Tutkimuksen tähänastiset tulokset osoittavat, että kevyt ulkovaippa voidaan tietyin edellytyksin rakentaa ilman erillistä höyrynsulkukerrosta. Rakenteiden kosteusrasitus kasvaa verrattuna höyrynsulun avulla tehtyihin rakenteisiin. Rakennetyyppi on herkkä rakennusvirheille, jolloin rakenteen talvella tapahtuvalle kostumiselle on oltava riittävät kuivumismahdollisuudet. Kuivumisen varmistamiseksi rakenteessa on oltava avoin, toimiva tuuletusrako. Rakenteen ilmanpitävyyteen, tuulensulun toimivuuteen ja lämmöneristeiden asentamiseen on kiinnitettävä erityistä huomiota. Rakenteissa pitkällä aikavälillä tapahtuvista muutoksista ei ole toistaiseksi tutkimustuloksia.

Tutkimuksen tavoitteena oli lisälämmöneristetyissä rakennuksissa seurata lisäeristettyjen rakenteiden lämpö- ja kosteusteknistä toimintaa. Kohteina oli kaksi hirsirunkoista omakotitaloa, joista toinen on lisäeristetty ulkopuolelta ja toinen sisäpuolelta sekä kaksi purueristeistä taloa, joista toinen on lisäeristetty ulkopuolelta ja toinen sisäpuolelta. Myös kivirakenteisen kerrostalon ulkopuolelta lisäeristetyn ulkoseinän toimintaa seurattiin, samoin yhdessä kohteessa yläpuolelta lisäeristettyä betonikattorakennetta. Kaikissa kohteissa lisälämmöneristysmateriaalina on vuorivilla. Ulkopuolelta lisäeristetyssä hirsiseinässä ei havaittu haitallisia kosteuskertymiä. Sisäpuolelta lisäeristetyssä kohteessa oli seurannassa kaksi eri ulkoseinärakennevaihtoehtoa, joista toisessa oli lisäeristeen sisäpuolinen höyrysulku ja toisesta rakenteesta höyrynsulku oli jätetty pois. Höyrynsuluttomassa rakenteessa ei voitu havaita haitallisia kosteuskertymiä, mikä vahvistaa aiemmin laskennallisesti ja laboratoriokokein saatuja tuloksia. Ulkopuolelta lisäeristetyssä puruseinässä ei havaittu kosteusteknisiä haittoja. Höyrynsuluttomassa sisäpuolisessa lisäeristystapauksessa ei kosteus rakenteen kriittisessä pisteessä noussut niin korkeaksi, että siitä olisi rakenteille haittaa. Tämä on vastoin aikaisemmin tehtyjä laskennallisia tarkasteluja ja laboratoriokokeissa saatuja tuloksia. Ulkopuolelta lisäeristetyssä kivirakenteisessa seinässä ei ollut havaittavissa haitallisen suuria kosteuksia. Paikallista märkää aluetta lukuun ottamatta ei myöskään yläpohjarakenteen lisäeristeissä ollut havaittavissa suuria kosteuksia. On syytä korostaa, että tutkimustulokset koskevat yksittäisiä rakennuksia. Näin ollen tutkimustuloksista ei pidä tehdä liiallisia yleistävia päätelmiä. Monet ratkaisut vaativat lisätutkimuksia.

Kevyiden kaksoisväliseinärakenteiden ääneneristävyys määräytyy paljolti, joskus jopa suurimmalta osaltaan, ylä- ja alapuolisen välipohjan kautta tapahtuvasta äänen sivutiesiirtymästä, jossa kummallakin puolen väliseinärakennetta ääni kytkeytyy suoraan välipohjaan (välipohjasta). Kyseinen sivutiesiirtymä on tutkitulla Siporex-kaksoisväliseinärakenteella selkeästi merkittävin äänen kulkureitti ja määrää pääosin kokonaisääneneristävyyden. Siporex-seinän kuivumisen jälkeen varsinainen väliseinä on merkittävämpi äänen kulkureitti, mutta mainittu sivutiesiirtymä on edelleen varsinaisista sivutiesiirtymistä merkittävin. Koska kokonaisääneneristävyys ei selkeästi ole varsinaisen väliseinän vaan myös muiden rakenteiden ja liitosten perusteella määräytyvä ominaisuus, sen parantaminen edellyttää välipohjien ja liitosten tapauskohtaista optimointia. Tutkitulla kaksoisväliseinärakenteella päästään ääneneristysluvun tavoitearvoon R'w = 52 dB sivutiesiirtymistä huolimatta, mikäli joko yläpohja on levyrakenteinen tai mikäli vähintään toinen välipohja on katkaistu liitoksen kohdalta. Mikäli sekä ylä- että alapohjat ovat väliseinäliitoksen kohdalta samanlaisia yhtenäisiä betonilaattoja kuin mittauksissa (Variax-6), ääneneristysluku R'w = 52 dB saavutetaan asetetulla varmuusmarginaalilla käyttämällä kummassakin väliseinän ja välipohjan liitoksessa polyuretaanikiinnitystä. Mikäli yhtenäiset ylä- ja alapohjat ovat massaltaan (pinta-alayksikköä kohti) vähintään 1,5-kertaisia Variax-6:een verrattuna, (esimerkiksi Variax-5), ääneneristysluvun tavoitearvo saavutetaan myös rakenteella, jossa väliseinä on kiinnitetty alapohjaan styrox-kiinnityksellä ja yläpohjaan polyuretaanikiinnityksellä. Ääneneristysluvun tavoitearvon saavuttaminen käytännössä riippuu olennaisesti rakenteiden asentajan asiantuntemuksesta ja huolellisuudesta. Ääneneristävyysluvun asetettua tavoitearvoa 48 dB ei tutkitulla 200 mm massiiviseinällä pysty saavuttamaan ilman rakenteen huomattavaa paksuntamista. Tavoitearvo 44 dB saavutetaan, jos rakennetta paksunnetaan 50 mm. Kiinnityksen muuhun rakennukseen tulisi olla mahdollisimman jäykkä. Toisin kuin kaksoisseinällä, sivutiesiirtymillä ei massiiviseinän tapauksessa ole paljoa merkitystä. Tämän takia massan kuivumisen aiheuttama ääneneristävyyden alenema on massiiviseinällä huomattavasti suurempi kuin kaksoisseinällä. Tutkimuksen yhteydessä kehitettiin tilastolliseen energia-analyysiin (SEA) pohjautuvaa ääneneristävyyden laskentaohjelmistoa, jolla voidaan laskea yksin- ja moninkertaisten väliseinien (välipohjien) ääneneristävyyksiä. Esimerkkirakenteiden lasketut ja vastaavat mitatut ääneneristävyydet vastaavat hyvin toisiaan.

Tutkimuksen tavoitteena oli kehittää valoaläpäisevien rakenteiden toteutuksen toimintamalli, joka edistää tehokkaan alihankintamenettelyn syntymistä. Lähtökohtina työssä olivat nykyisessä pääosin pitkälle ositellussa kilpailu-urakointiin perustuvassa rakentamiskäytännössä esiintyvät monet ongelmat. Tehdyn analyysin perusteella tyypillisiä ongelmia ovat mm. toimimattomat rakenneratkaisut, huono rakennettavuus, puutteet tiedonkulussa sekä häiriöt eri työkuntien ja toimitusten vastuurajoissa ja asennusten tahdistuksessa. Ratkaisuna esitettävä toimintamalli perustuu ns. tuoteosakauppaan, jossa tuoteosatoimittaja vastaa suhteessa tilaajaan kokonaisuudesta eli tuoteosan teknisestä suunnittelusta, valmistuksesta ja asennuksesta. Toimintamalli koostuu ns. organisointi-, prosessi- ja sopimusmalleista. Organisointimalli tarkastelee valorakenteiden toteutukseen osallistuvien yritysten tarkoituksenmukaista työnjakoa eri vaihtoehtoineen. Malli kuvaa tuoteosatoimituksen pääurakoitsijan hankintana. Prosessimalli kuvaa koko rakennushankkeen etenemisen kaikkine osapuolineen ja tehtävineen. Mallissa olevat pääurakoitsijan ja tuoteosatoimittajan väliset tietovirrat kuvattiin tarkemmin SADT-menetelmällä (Structured Analysis and Design Technique). Tämän perusteella kehitettiin eri vaiheiden tietovirroista muistilistat käytännön toteutuksen apuvälineiksi. Sopimusmalli kuvaa valoaläpäisevän rakenteen tilaajan ja tuoteosatoimittajan välisen yleisiin sopimusehtoihin nojautuvan urakkasopimuskäytännön. Siinä esitetään sopimuksen laadinnan yhteydessä huomioon otettavat keskeiset asiat sekä täytetty sopimuslomake esimerkkinä. Tutkimuksessa kuvattiin myös toimintamallin laajamittaisen käyttöönoton vaatimaa siirtymävaihetta, tuoteosakaupan käyttöä eri tavoin organisoiduissa rakennushankkeissa, kehitystoiminnan asemaa sekä mallin yleistettävyyttä koskemaan muita tuoteosia. Yleinen tuoteosakaupan mahdollisuuksien ja riskien arviointi on myös keskeinen osa tehtyä työtä. Sen mukaan tuoteosakaupalla saavutettavat hyödyt ovat merkittäviä ja toimintatapaan sisältyvät riskit ovat poistettavissa. Tutkimuksen perusteella voidaan valorakenteita pitää erityisen sopivina toteutettavaksi tuoteosakaupan periaatteella.

Tutkimuksen kohteina olivat rakennusteollisuuden käyttöön sovellettavissa olevista komposiittimateriaaleista valmistettavat rakenteet. Materiaaleja olivat mineraali , puu , muovi- ja yhdistelmäkomposiitit. Mineraalikomposiiteista esitetään kerrosjulkisivuelementin suunnittelu ja mitoitusmenetelmä. Lisäksi tutkitaan kuidutusta palkin leikkausraudoituksena. Helposti valettavalla kuitubetonimassalla on mahdollista saavuttaa kaksinkertainen leikkauskapasiteetti leikkausraudoittamattomaan palkkiin verrattuna. Muovikomposiiteista esitetään kuitulujitteisen kotelokannattimen mitoitusmenetelmä, jossa keskeisintä ovat epästabiiliusilmiöt. Palkki soveltuu kohteisiin, joissa on pitkä jännevali ja pieni hyötykuorma. Yhdistelmäkomposiiteista kehitetään muun muassa mineraali ja puukuitulevyistä sekä kylmämuokatusta teräsohutlevystä valmistettavia välipohjia. Tuloksena esitetään ääneneristävyyden ja palonkestävyyden suhteen eri käyttökohteisiin soveltuvia rakenteita. Puukomposiiteista esitetään kuitulujitteella jännitetyn palkin suunnittelu ja mitoitusmenetelmä. Jännityksen ansiosta palkin kapasiteetti kasvaa 30-50 %.

Projektin tavoitteena oli suopelloilta saatavan turpeen käytettävyyden arviointi poltto- ja ei-energiaturpeeksi sekä arvioida suopeltojen turpeen nopean tuotantoteknologian vaihtoehtoja. Tutkimus toteutettiin case-tapauksena sekä hyödyntämällä jo olemassa olevaa tietoa suopelloista. Case-suona oli Sodankylässä sijaitseva Lismanaapa. Suomen suopeltojen historia vaihtelee erittäin paljon. Etelä-Suomessa suopellot voivat olla satoja vuosia vanhoja, Pohjois-Suomessa suopellot on usein raivattu vasta sotien jälkeen asutustilallisten käyttöön. Suopelloissa voi siten olla huomattavia eroja muokkauksessa, kantavuudessa ja ravinnepitoisuuksissa lannoitejäämäerojen takia. Lismanaavan tutkittujen turvepeltojen ja muiden alueiden alkuainepitoisuudet ovat samanlaisia kuin tavallisilla soilla esiintyvät turpeiden pitoisuudet keskimäärin. Turpeen fysikaaliset ja kemialliset ominaisuudet eivät aiheuta rajoituksia energiakäyttöön, tumman kasvuturpeen raaka-aineeksi ja maanparannuskäyttöön. Sen sijaan turvelajiensa puolesta tutkittu suoalue ei sovellu vaalean kasvuturpeen (viljelyturpeen) raaka-aineeksi. Suopellon pintakerros voi aikaisemmasta kuivatuksesta johtuen olla normaalia kuivempi. Tämän johdosta turvetta on mahdollista tuottaa nopeammin kuin tavalliselta tuotantosuolta ja kuivemmalla pintakerroksella saattaa olla merkitystä myös valittaessa suopellolle sopivaa turvetuotantomenetelmää. Koska suopellot ovat yleensä pieniä ja hajallaan olevia suoalueita, soveltuvimmat jyrsinturvetuotantomenetelmät perustuvat imuvaunuun ja mekaaniseen kokoojavaunuun sekä koneiden liikuteltavuuteen eri suopeltojen välillä.

Hirren, riveen ja pintakäsittelyn yhteistoimintaa tutkitaan vuonna 1993 aloitetussa projektissa. Tarkoituksena oli selvittää, onko eri materiaalien välillä merkitseviä eroja sekä löytää ne ominaisuudet, jotka ovat rakenteen kosteuskäyttäytymisen ja kestävyyden kannalta kriittisiä sekä määrittää ominaisuuksien tavoitetaso. Kriittisiä ominaisuuksia voivat olla pintakäsittelyaineen osalta tiiviys, riveen vedenimu tai sitomiskyky ja kuivumiskyky sekä hirsien toimituskosteus ja halkeilu. Valittujen kolmen hirsiprofiilin ominaisuuksien oletettiin olevan tyypillisesti erilaisia. Tutkimuksessa tehtiin eri materiaaleille laboratoriokokeita. Rivekokeet kehitettiin projektissa, koska soveltuvia kokeita ei ollut valmiina. Sen lisäksi on käynnissä laaja kenttäkoeohjelma, missä seurataan yhdeksän kaiderakenteen ja kahden hirsimökin kosteuskäyttäytymistä. Tämän raportin päätarkoituksena on dokumentoida käytetyt tutkimusmenetelmät ja kenttäkokeet. Raportissa esitellään tutkimuksen välituloksia, kun rakenteita oli pidetty ulko olosuhteissa kaksi vuotta. Tähänastisten tulosten perusteella pintakäsittelyllä ei ole vaikutusta rakenteiden vaurioitumiseen. Tutkimuksen osapuolet ovat päättäneet jatkaa hanketta. On mahdollista, että kenttäkokeiden lopputulos poikkeaa nyt havaitusta tilanteesta.

Esteettisesti ja laadullisesti korkeatasoinen fyysinen ympäristö ja uudet suunnittelutekniikat -tutkimushanke käsittelee laajasti ympäristön suunnittelun, estetiikan ja tietotekniikan käytön kysymyksiä. Rakennetun ympäristön kauneus ja laatu koostuu niistä kirjoituksista, jotka käsittelevät aihepiiriä melko yleisesti. (Ympäristön havainnollistamista ja kokemista sekä tekniikkaa ja suunnitteluvälineitä tarkastelevat kirjoitukset on julkaistu erikseen.) Arkkitehtuuri- ja yhdyskuntasuannittelu etsimässä itseään on johdatus suunnittelun ongelmakenttään ja sen lähihistorian tunnuspiirteisiin. Katsaus ESSU-hankkeen osatutkimuksiin pyrkii tarjoamaan kokonaisarvion tutkimuksen erilaisista lähtökohdista ja tarkastelutavoista. Synteettiseen kauneuteen: ympäristö kokonaistaideteoksena esittää estetiikan pohjalta syntyneen näkemyksen ympäristön suunnittelun tavoitteista. Lähtökohtana on wagnerilainen kokonaistaideteoksen idea. Arkkitehtuuria määrittelevien kirjoitusten episteeminen tulkinta on katsaus arkkitehtuurin ideologioihin sekä niiden merkitykseen ja tulkinnan mahdollisuuksiin. Rakennetun ympäristön laatutaso on lyhennelmä laajemmasta, englanninkielisestä kirjoituksesta. Tämä filosofinen essee käsittelee laadun käsitteen olemusta, käyttötapoja ja väärintulkintoja. Rakennetun ympäristön suunnittelun johtavista periaatteista Suomessa toisen maailmansodan jälkeen käsittelee perusteellisesti ympäristön suunnittelun järjestelmiä ja niiden perustavia ajatusmalleja. Keskeisessä asemassa ovat suunnitteluteoriat, rakennuslainsäädäntö sekä kaavoituksen ja kuntasuunnittelun organisointi. Näitä arvioidaan kriittisesti, samoin kuin 1990-luvun tulossa olevaa intressipohjaista suunnittelumallia. Viimeinen kirjoitus, Näkökulmia keskusteluun 1990-luvun yhdyskuntasaunnittelusta, on pamflettimainen arvio yhdyskuntasuunnittelun ongelmista. Se asettaa myös tavoitteet kestävän kehityksen ja uuden rakentamiskulttuurin luomiselle.

Kirjallisuustutkimus liittyy pääosin Valtion teknillisessä tutkimuskeskuksessa vuosina 1981 - 1983 toteutettuun tutkimukseen "Turpeen keinotekoiset vedenpoistomenetelmät". Kirjallisuustutkimuksessa kartoitetaan käytetyt ja suunnitellut märän turpeen tuotantomenetelmät, jotka eivät perustu auringon säteiluenergian hyväksikäyttöön. Kirjallisauskatsauksen jälkeen taloudelliseen tarkasteluun valittiin seuraavat tuotantomenetelmät: lautan päältä tapahtava kaivu, johon liittyy turpeen jauhaminen, lietto ja siirto putkikuljetaksena suolta jatkokäsittelylaitokseen, suon pinnan myötäinen jyrsintä, johon liittyy karheaminen, karheensiirto, helt-line-kuljetus suolta jatkokäsittelylaitokseen, jossa turve seulotaan ja murskataan, sekä suon pohjalta tapahtava kaivu, johon liittyy dumpperikuljetus jatkokäsittelylaitokseen, jossa turve seulotaan ja murskataan. Laskentakapasiteetit olivat 50 000 t ja 150 000 t kuiva-ainetta. Näillä menetelmillä suon laidalla olevan turpeen arvioidut tuotantokustannakset olivat 49 - 87 mk/t kuiva-ainetta. Turpeen kosteus ennen jatkokäsittelyä on 80 - 90 %. Kustannusanalyysi osoittaa, etta arviot märän turpeen tuotantokustannaksista vaihtelevat hyvin laajoissa rajoissa, märkäturpeen todellisia tuotantokustannuksia ei voida ilmoittaa tarkasti ilman pitkäaikaisia, myös talviaikana suoritettavia ison mittakaavan kokeita. Merkittäviä tutkimuskohteita ovat tuotantokauden pituus, turpeen ja turvekentän käyttäytyminen eri vuodenaikoina ja erilaisissa käsittelytilanteissa sekä käsittelylaitteiden kapasiteetit.