Kosteudenhallinta – Kapillaarinen vedennousu

Kosteudenhallinta on tärkeä osa vastuullista rakentamista, jotta rakennuskantamme pysyy terveenä nyt ja tulevaisuudessa. Rakenteiden kastuminen ja liiallisen kosteuden aiheuttamat ongelmat tulisi ennaltaehkäistä, jotta kosteus ei pääse myöhemmin aiheuttamaan esimerkiksi rakenteiden heikentymistä tai terveydelle haitallisia sisäilmaongelmia.

Kapillaarinen vedennousu on kosteudenhallinnan keskeisiä käsitteitä. Kyseessä on ilmiö, jossa vesi nousee ylöspäin rakennusmateriaalin huokosissa eli kapillaareissa ja saattaa aiheuttaa rakennuksessa kosteusvaurion.

Kapillaarinen vedennousu ilmiönä

Kapillaarinen kosteuden siirtyminen tarkoittaa veden imeytymistä huokoisiin materiaaleihin veden pintajännitysvoimien aikaansaaman huokosalipaineen vaikutuksesta. Vesi imeytyy esimerkiksi maaperästä tai toisesta kapillaarisella kosteusalueella olevasta materiaalista huokoiseen aineeseen, esimerkiksi maanvaraisiin rakennusmateriaaleihin.

Kosteus on kapillaarisella alueella, kun materiaalihuokosissa on vettä. Kun materiaalihuokosissa ei ole vettä, eli kosteus on hygroskooppisella alueella, huokosten ilmankosteus voi olla 0-100 % RH. Kapillaarista siirtymistä tapahtuu joka suuntaan. Alaspäin ja sivusuuntaan tapahtuvaa vapaan veden siirtymistä rajoittaa ainoastaan mahdollinen veden haihtuminen. Ylöspäin nousevaa vettä rajoittaa lisäksi painovoima.

Kapillaarinen vedennousu
Kapillaarinen vedennousu – mitä pienempi halkaisija, sen suurempi kapillaarinen imu

Mitä pienempi materiaalissa olevan kapillaarin halkaisija on, sitä suurempi on kapillaarinen imu ja sen korkeammalle vesi voi kapillaarisesti nousta. Materiaalin ollessa kosketuksessa vapaaseen veteen, vesi imeytyy huokosalipaineen vaikutuksesta sille korkeudelle, jossa huokosalipaine ja painovoima ovat tasapainossa.

Veden kapillaarinen siirtymisnopeus riippuu huokosalipaineesta ja veden virtausta vastustavista kitkavoimista, jotka kasvavat huokoskoon pienetessä ja virtausmatkan kasvaessa. Esimerkiksi veden tunkeutumiseen 50 mm syvyyteen tiilessä kuluu 21 minuuttia ja betoniin (vss. 0,3) 35 tuntia. 1)

Rakennusten kosteudenhallinnassa on huomioitava, että rakenteiden kannalta kosteutta voi siirtyä useista eri lähteistä. Kapillaarisesti rakenteessa siirtyvä kosteus voi olla muun muassa maaperästä tulevaa kosteutta, sadevettä (esimerkiksi viistosade tai roiskeet maasta), lumen sulamisvesiä tai esimerkiksi kylmäsillan vuoksi ilmasta tiivistyvää eli kondensoituvaa vettä. Ongelmia voi aiheutua myös vuotavista ränneistä ja vaurioituneista tai tukkiutuneista sadevesiputkista.

Kapillaarinen vedennousu - Kosteudenhallinta
Kapillaarinen vedennousu – Kosteudenhallinta

Huokoiset rakennusmateriaalit, kuten tiilet, betoni ja puu, imevät vettä aivan samalla periaatteella kuin pesusieni tai siivousrätti. Eri materiaalien huokoisuus ja imukyky ovat erilaiset. Esimerkiksi tiili voi imeä itseensä vettä 7-25% omasta painostaan, kun taas siivousrätti imee vettä jopa viisi kertaa oman painonsa verran.

Kapillaarisen vedennousun haitat

Kapillaarisen vedennousun aiheuttamat ongelmat ovat yleisiä etenkin sokkelirakenteissa johtuen toimimattomasta salaojituksesta tai taloon päin viettävästä pintamaasta. Vesi voi siirtyä kapillaarisesti myös vaakasuunnassa esimerkiksi viistosateen kasteleman julkisivun materiaalisaumoissa, raoissa ja halkeamissa. Kapillaarinen kosteus aiheuttaa muun muassa värimuutoksia materiaaleihin, lämmöneristyskyvyn heikkenemistä sekä rappaus- ja muurauslaastivaurioita, jotka voivat olla helposti silmin havaittavissa. 2)

Puumateriaaleissa kapillaarista kosteutta imeytyy enemmän puun syiden suuntaisesti kuin kohtisuoraan syihin nähden. Korkea kosteuspitoisuus puussa on ihanteellinen kasvualusta sisäilmaongelmia aiheuttaville mikrobeille. Kosteus aiheuttaa puussa myös lahoamista ja sen seurauksena rakenteiden lujuuden heikkenemistä.

Puussa kosteuden ei aina tarvitse olla kapillaarisella alueella, vaan puu alkaa vaurioitua jo silloin, kun ympäröivän ilman kosteus on pitkään yli 80%. Mikrobikasvustoa ei kuitenkaan yleensä synny matalissa lämpötiloissa, joten Suomen sääolosuhteissa syksystä kevääseen vallitseva korkea ilmankosteus ei yleensä aiheuta ongelmia, kunhan rakenteiden tuuletuksesta on huolehdittu ja sadevesien sekä maaperän kosteuden siirtyminen rakenteisiin on estetty asianmukaisesti.

Tärkeä osa kosteudenhallintaa on suojata rakennustyömaalla varastoitavat materiaalit kosteudelta ja epäpuhtauksilta – myös kapillaarisesti maaperästä siirtyvältä vedeltä. Jotkin materiaalit, kuten kipsilevy, menettävät kastuttuaan merkittävän osan lujuudestaan.

Kapillaarisen vedennousun estäminen

Pientalojen rakennussuunnittelussa ja toteutuksessa korkeusasema valitaan siten, että antura on kokonaisuudessaan aina pohjavesien vedenpinnan yläpuolella. Tulevaisuudessa muun muassa ilmaston muutos aiheuttaa haasteita kosteudenhallinnalle. Etenkin alavilla mailla ilmastonmuutokseen tulee varautua ja pyrkiä arvioimaan pohjavedenpinnan mahdollista nousua rakennuksen suunnitellun elinkaaren aikana. 3)

Kosteuden siirtyminen perustusrakenteisiin ennaltaehkäistään huolellisesti valituilla rakennekerroksilla (kapillaarikiviainekset), jotka estävät kapillaarista vedennousua.  Kapillaarikatkoja (esimerkiksi bitumikermi)3) käytetään perusmuurin alaosassa estämään kapillaarisen kosteuden siirtyminen maaperästä.

Sadevedet tulee ohjata hallitusti rakennuksesta poispäin pintamaan kallistuksilla ja sadevesijärjestelmän avulla. Rakennuspohjan salaojitus tulee suunnitella ja toteuttaa huolellisesti, jotta veden kapillaarivirtaus saadaan katkaistuksi ja pohjavedenpinta saadaan pidettyä riittävällä etäisyydellä rakennuksen alapohjasta. Rakennuksen vierestä ja alapuolelta on ohjattava pois myös perustusten kuivatusvedet. 4)

Yhteenveto – Kapillaarinen kosteudennousu

  1. Kapillaarinen vedennousu tarkoittaa veden imeytymistä huokoiseen materiaaliin (vrt. pesusieni)
  2. Rakennusmateriaaleihin vesi siirtyy mm. maaperästä, sadevesistä tai kylmäsiltojen aiheuttaman tiivistymisen eli kondensaation takia
  3. Kapillaarinen kosteus aiheuttaa mm. lämmöneristyskyvyn heikkenemistä, laastivaurioita ja värimuutoksia
  4. Sisärakenteisiin kulkeutuva kapillaarinen kosteus mahdollistaa mikrobikasvuston, joka voi heikentää rakennuksen sisäilmanlaatua merkittävästi.
  5. Kapillaarinen kosteuden siirtyminen voidaan estää hyvällä kosteudenhallinnalla, suunnittelulla ja huolellisella rakentamisella

Lue myös aiempi tekstini: Kosteudenhallinta – Näin noudatat rakennuskohteessa uutta asetusta

kosteusmittaus FI ei vastaa muiden tahojen tekemistä toimenpiteistä. Tekstissä kerrotut ohjeet ovat yleisluontoisia ja perustuvat kirjoitushetken tietoon ja määräyksiin. Kunkin rakennuskohteen vastuuhenkilön on aina varmistettava kyseiseen kohteeseen sovellettavat säädökset sekä ohjeistus viranomaisilta, laite- ja materiaalivalmistajilta.

Lähteet:

1) Ympäristöopas 2016 – Rakennuksen kosteus- ja sisäilmatekninen kuntotutkimus. 2017. Ympäristöministeriö. Toim. Miia Pitkäranta. 2. painos. Hansaprint Oy, Turenki.

2) RIL 250-2011. Kosteudenhallinta ja homevaurioiden estäminen. 2011. Suomen Rakennusinsinöörien Liitto RIL ry. Saarijärven Offset Oy, Saarijärvi.

3) Betoniteollisuus ry. Perustukset: http://betoni.com/koti-betonista/rakennustapavaihtoehdot/perustukset/ , luettu 31.1.2018

4) Finlex: Ympäristöministeriön asetus rakennusten kosteusteknisestä toimivuudesta (782/2017): http://www.finlex.fi/fi/laki/alkup/2017/20170782 , luettu 31.1.2018

***

kosteusmittaus FI:n Teemu Pursiainen - sertifioitu rakenteiden kosteuden mittaaja
kosteusmittaus FI:n kosteudenhallintatiimi: Teemu ja Tuisku

Kirjoittaja:

Teemu Pursiainen
Rakenteiden kosteuden mittaaja
Sertifikaatti: C-23184-24-17
020 730 3661