Kapselointi, mitä se on rakennustekniikassa

Törmään työssäni sisäilman laadun kannalta ja rakennusteknisesti haastavaan menetelmään, kapselointiin rakennusten kosteus- ja homevauriokorjauskohteissa. Mistä kapseloinnissa on kysymys? Sisäilman laadun kannalta kapselointi ei ole päivänselvä ratkaisu, mitä se rakennustekniikan näkökulmasta on. Kaikki rakennuksen sisällä tehtävät toimenpiteet vaikuttavat sisäilmaan. Otan esimerkkejä elävästä elämästä, koska ne ovat todellisia eivätkä perustu laskennallisen ohjelman aikaan saamaan tulokseen.

Kohteessa on havaittu kosteus- ja mikrobivaurio rakennuksen alapohjassa. Maanvarainen betonilaatta on kostea. Pilaantunutta materiaalia on runsaasti kohteen lattiapinta-alasta riippuen. Sisäilman laadun kannalta kyseessä on iso haitta. Suurelta pinta-alalta vapautuu haitallisia epäpuhtauksia sisäilmaan. Vaurio on kehittynyt pitkällä aikavälillä, koska kosteus on siirtynyt maasta sekä kapillaarisesti että vesihöyrymuodossa ensin lämmöneristekerroksen ja sitten betonilaatan läpi saavuttaen vihdoin sisäpuolisen sisustusmateriaalin. Mikrobiperäinen haju on yleensä aistinvaraisesti havaittavissa.

Kohteen asukkaat ovat oireilleet jo monta vuotta ja sen johdosta asia on hoidettava. Tässä vaiheessa rakennesuunnittelija astuu kuvaan tehtävänään miettiä sopiva korjausratkaisu. Millä keinoin rakennesuunnittelija lähtee asiaa pohtimaan? Rakenteen purkaminen on kallista, joten se ei tule kysymykseen. Pintamateriaalin vaihto auttaa vähän aikaa. Kun lisätään ilmanvaihtoa, sisäilman epäpuhtaustaso laimenee hieman.  Jos lisätään poistoilmanvaihtoa, sisäilman laatu huononee entisestään: poisto pyrkii repimään korvaavaa ilmaa rakenteista, jotka ovat vaurioiset.

Miten voidaan tehokkaasti ja nopeasti estää kaikkien epäpuhtauksien siirtyminen sisäilmaan pienillä kustannuksilla? Vastaus on kapselointi. Tuotteen valmistaja lupaa, ettei kosteus siirry kapselointiaineen läpi: se on kaasutiivis, joten kaikki epäpuhtaudet jäävät lattiarakenteeseen. Tällä menetelmällä ongelma saadaan poistettua. Purkutöitäkään ei tarvita ja työt voidaan tehdä kuukauden aikana.

Korjaustyöt käynnistetään, pintamateriaalit poistetaan ja betonipinta hiotaan puhtaaksi. Tämä on kapseloinnin ehdoton edellytys. Jos tästä poiketaan, seuraukset ilmenevät nopeammin kuin oikein tehtynä. Lattian koko pinta kapseloidaan ja mahdollisesti nostetaan jonkin matkaa myös seinälle riippuen seinämateriaalista. Myös ilmanvaihtokanavat päätetään puhdistaa. Näin saadaan varmasti kaikki epäpuhtaudet poistettua kohteesta. Työ on tehty ja kohteen asukkaat palaavat takaisin. Kysely osoittaa, että sisäilma on parempaa eikä oireilua ole ilmennyt. Kaikki on hienosti.

Minne katosi se kostea maanvarainen betonilaatta, jossa kosteus siirtyi ylöspäin luonnonlakien mukaisesti? Ei minnekään. Se vain piilotettiin muutamaksi vuodeksi. Kosteus siirtyy edelleen rakenteessa samalla tavalla kuin aiemminkin, mutta nyt se törmää kapselointimateriaalin alapintaan. Kosteissa ja lämpimissä olosuhteissa alkaa taas mikrobitoiminta ja muutaman vuoden kuluttua sama ongelma on edessä.

Kosteus siirtyy myös jonkin verran sivusuunnassa ja seinän alareunoissa rupeaa maali kupruilemaan. Lisäksi lattialaatta on yhtenäinen, joten väliseinien kohdalla ei ole mitään estettä epäpuhtaan ilman siirtymiselle hengitettävään sisäilmaan. Kaasumaiset aineet pääsevät vapautumaan näistä kohdista sisäilmaan. Mikrobit alkavat tuottaa haitallisia aineenvaihdunnan tuotteita luonnollisen kilpailun vuoksi. Oireilu palaa ja herkemmät ihmiset reagoivat ensimmäisenä. Olemme jälleen lähtötilanteessa.

Kohteen tilaaja pyytää selvittämään mistä on kysymys. Vastaus on, ettei mikään ole muuttunut rakennusteknisesti parempaan suuntaan ja lisäksi sisäilmassa on vielä haitallisempia aineita. Lähtökohtahan oli kostea maanvarainen betonilaatta eikä sen ominaisuuksia parannettu. Nykytietämyksen mukaan mikrobit tuottavat hankalissa oloissa erittäin haitallisia aineenvaihdunnan tuotteita, jotka vaarantavat ihmisen terveyden.

Rahaa on palanut paljon kohteen asukkaiden terveydentilan muutoksen johdosta. Terveydellisiä tutkimuksia ja sairaspoissaoloja on kertynyt paljon. Normaalin arjen eläminen vaikeutuu, kun asukkaat eivät voi olla kotonaan vaan yrittävät hoitaa tehtävänsä muualla. Lapsiperheissä vanhemmat ovat kotona hoitamassa sairasta lasta.

Ohjeeni on, että kohteen ongelman aiheuttaja tulee saada aina selville ja se tulee poistaa. Ainoastaan näin toimien voimme oikeasti korjata sisäilman laatuun liittyviä ongelmia. Rakennustekniset ratkaisut eivät ole kaikki sisäilman laadun kannalta hyviä ratkaisuja. Sisäilma on kuitenkin se, jota hengitämme 90 % elämämme aikana, joten sen laadulla on merkitystä.

Mitä ilmanvaihdolla voidaan saada aikaan?

Yksi tärkeimmistä sisäilman laatuun vaikuttavista tekijöistä on ilmanvaihto. Lähdetään liikkeelle historiasta, jolloin rakennuksissa oli painovoimainen ilmanvaihto. Sisäilman vaihtuminen perustui lämpötilaeroihin ja rakennuksen käytännöllisyyteen. Lämmitysjärjestelmänä tulisijat toimittivat tehokkaasti ilmaa rakennuksen sisälle. Ikkunoita ja ovia avaamalla saatiin aikaan nopea tuuletus ja ristiveto. Kaikki toimi jokseenkin luonnon ehtojen mukaisesti. Lisäksi rakennukset oli rakennettu materiaaleista, jotka sitoivat ja luovuttivat kosteutta sen mukaan miten luonto toimi vuodenaikojen mukaan.

Sitten keksittiin koneellinen poistoilmanvaihto. Pienissä tiloissa esimerkiksi kouluissa ja päiväkodeissa painovoimainen ilmanvaihto ei riittänyt niihin kohdistuvan käyttökuorman takia. Poistamalla ilmaa tehokkaammin voitiin luokkahuoneeseen sijoittaa paljon enemmän lapsia. Korvaavaa ilmaa ei tässä vaiheessa ymmärretty järjestää. Rakennuksiin muodostui kylmiä kohtia, kun korvausilmaa virtasi rakennuksen harvoista kohdista, seinien ja lattioiden liittymistä ja hirsirakennuksessa ilma virtasi hirsirakenteiden välistä. Materiaalit, jotka olivat toimineet kosteutta sitovina ja luovuttavina, eivät voineet enää toimia luonnonmukaisesti vaan niiden kosteuskäyttäytyminen muuttui ulkoa sisälle päin virtaavaksi kylmä-kosteaksi ilmavirraksi ympäri vuoden.

Sauna- ja suihkutilojen siirtyminen asuntojen sisälle edellytti tehokkaampaa ilmanvaihtoa, jolloin koneellinen poistoilmanvaihto ratkaisi ongelman. Vahingosta viisastuneena järjestettiin korvaavalle ilmalle kulkureitit. Ikkunoiden yläpuolelle tai suoraan seinään asennettiin korvausilmaventtiilit. Talvella tästä aiheutui vedon tunnetta, joten venttiilit suljettiin ja tilanne oli jälleen sama: rakenteista virtaava korvausilma aiheutti vaurioita. Tämän jälkeen rakennuksiin suunniteltiin koneellinen tulo- ja poistoilmanvaihto.

Määräykset edellyttävät, että rakennuksen ilmanvaihdon tulee olla alipaineinen. Se tarkoittaa sitä, että ilmaa poistetaan koneellisesti enemmän kuin tuodaan. Edelleen aiheutamme kylmän ja kostean ilman virtaamista ulkoa päin rakenteisiin melkein ympäri vuoden. Kun tämä saa jatkua vuodesta toiseen, rakenteisiin syntyy kosteus- ja mikrobivaurioita.

Julkisissa rakennuksissa ilmanvaihtoa käytetään arkipäivisin normaalisti, mutta yön ja viikonlopun ajaksi tuloilma pysäytetään koska tiloissa ei ole käyttöä eli ihmisiä. Koneellinen poisto on kuitenkin kokoajan päällä, jolloin aiheutetaan erityinen alipaine rakennukseen ja korvaavaa ilmaa virtaa rakenteista. Näin toimitaan energian säästämisen takia. Tarkkailemalla ikkunoiden välitilan pölyyntymistä ja jopa seinien liitoskohtia voidaan nähdä korvaavan ilman virtaamisesta tummuneita viiruja pinnoilla. Jos siis säästämme ilmanvaihdossa, voimme aiheuttaa kosteus- ja mikrobivaurion pitkällä aikavälillä rakenteisiin.

Esimerkiksi kouluissa, joissa on paljon wc-tiloja sekä pesu- ja pukuhuonetiloja, on erityisen suuri alipaine viikonloppuisin. Korvaavaa ilmaa virtaa liikuntasalin lattiarakenteista ja tämän voi nähdä ja haistaa 10–15 vuoden käytön jälkeen. Jotta vältetään alipaineen aiheuttamat ongelmat, ilmanvaihdon tulee olla tasapainossa. Lisäksi ilmanvaihtolaitteiden ja automatiikan suunnittelua täytyisi kehittää niin, että tulo- ja poistoilmaa voitaisiin säätää samassa suhteessa.