Miksi ilmanvuodot ovat rakennuksessa usein suurempi riski kuin pelkkä kosteuden diffuusio?

Rakenteisiin voi siirtyä vesihöyryä sekä diffuusiona materiaalien läpi että ilmavirtausten mukana epätiiviyskohdista. Näistä ilmavuoto eli kosteuden konvektiivinen siirtyminen voi muodostaa nopeasti paikallisen kosteusrasituksen, koska virtaava ilma ohittaa rakenteen yhtenäiset kosteudensuojakerrokset.

Ilmavuoto ei kuitenkaan aina aiheuta kosteusvauriota. Riski riippuu ilmavirran suunnasta, paine-erosta, sisäilman kosteudesta, rakenteen lämpötiloista, vuodon kestosta ja rakenteen kuivumiskyvystä.

Mitä kosteuden diffuusio tarkoittaa?

Diffuusio tarkoittaa vesihöyryn siirtymistä materiaalin läpi vesihöyryn osapaine-eron vaikutuksesta. Vesihöyry pyrkii siirtymään suuremmasta osapaineesta pienempään.

Suomalaisessa rakennuksessa tyypillinen talvitilanne on seuraava:

• sisäilma on lämmintä
• sisäilman vesihöyrypitoisuus on tavallisesti ulkoilmaa korkeampi
• ulkoilma ja rakenteen ulko-osat ovat kylmiä
• vesihöyryn siirtymissuunta on yleensä sisältä ulospäin.

Diffuusio tapahtuu koko rakennepinnan alueella, mutta sen nopeutta rajoittavat materiaalien vesihöyrynvastukset. Oikein suunnitellussa rakenteessa höyrynsulku, muut rakennekerrokset ja rakenteen kuivumiskyky muodostavat toimivan kokonaisuuden.

Diffuusio ei siis ole merkityksetön ilmiö. Se voidaan kuitenkin yleensä ottaa hallitusti huomioon rakenteiden suunnittelussa ja rakennusfysikaalisissa laskelmissa.

Ilmavuodossa kosteus kulkee virtaavan ilman mukana

Ilmavuoto toimii eri tavalla kuin diffuusio. Siinä ilma virtaa rakenteessa olevan raon, reiän tai epätiiviin liittymän kautta.

Ilmavirtaus syntyy paine-erosta. Paine-eroihin vaikuttavat esimerkiksi:

• ilmanvaihdon tulo- ja poistoilmavirrat
• sisä- ja ulkolämpötilan ero
• rakennuksen korkeus ja savupiippuvaikutus
• tuuli
• liesituulettimet ja muut poistolaitteet
• rakennuksen vaipan tiiveys.

Kun lämmin ja kostea sisäilma virtaa rakennuksen kylmään osaan, sen mukana siirtyy myös vesihöyryä. Kapea vuotokohta voi tällöin kohdistaa kosteusrasituksen pienelle alueelle, vaikka ympäröivä rakenne olisi diffuusion kannalta oikein suunniteltu.

Miksi ilmavuoto voi aiheuttaa nopeasti suuren kosteusrasituksen?

Diffuusiossa vesihöyry siirtyy materiaalikerrosten läpi. Ilmavuodossa kostea ilma pääsee kulkemaan suoraan epätiiviyskohdan kautta rakenteeseen.

Tämän vuoksi ilmavuoto voi:

• ohittaa höyrynsulun vesihöyrynvastuksen
• kuljettaa kosteutta paikallisesti huomattavasti diffuusiota nopeammin
• kohdistaa kosteuden kylmään rakenneosaan
• jatkua huomaamatta pitkän aikaa
• kastella eristeitä ja puurakenteita pienellä alueella
• heikentää rakenteen lämmöneristävyyttä ja kuivumista.

Kosteus voi kerääntyä samaan kohtaan toistuvasti jokaisen kylmän sääjakson aikana. Pieni vuotoreitti voi siksi aiheuttaa vuosien kuluessa paikallisen mutta vakavan vaurion.

Mitä kostealle ilmalle tapahtuu kylmässä rakenteessa?

Lämpötilan laskiessa vesihöyryn kyllästyspaine pienenee. Samalla ilman suhteellinen kosteus kasvaa, vaikka ilman sisältämän vesihöyryn määrä ei aluksi muuttuisi.

Jos vuotava ilma jäähtyy riittävästi:

1. suhteellinen kosteus nousee
2. materiaalien tasapainokosteus kasvaa
3. mikrobikasvulle suotuisat olosuhteet voivat muodostua
4. kastepisteen alittuessa vesihöyry tiivistyy vedeksi.

Näkyvää kondenssivettä ei aina tarvita vaurion syntymiseen. Pitkään jatkuva korkea kosteus materiaalin pinnalla voi riittää mikrobikasvun käynnistymiseen.

Kondensoitunut vesi voi puolestaan:

• kastella lämmöneristeitä
• nostaa puurakenteiden kosteuspitoisuutta
• jäätyä rakenteessa
• valua sulamisvetenä alempiin rakenteisiin
• aiheuttaa home- tai lahovaurioita
• heikentää lämmöneristystä entisestään.

Käytännön esimerkki yläpohjasta

Yläpohja on tyypillinen ilmavuotojen riskialue. Mahdollisia vuotokohtia ovat esimerkiksi:

• höyrynsulun tiivistämätön sauma
• sähköputkea varten viilletty reikä
• ilmanvaihtokanavan läpivienti
• ulkoseinän ja yläpohjan liittymä
• väliseinän yläosa
• savupiipun tai hormin liittymä.

Ilman virtaussuunta riippuu painesuhteista. Talvella rakennuksen yläosa voi olla savupiippuvaikutuksen vuoksi ulkoilmaan nähden ylipaineinen, vaikka rakennuksen alemmissa osissa olisi alipainetta.

Tällöin lämmin sisäilma pääsee virtaamaan yläpohjan epätiiviyskohdista ulospäin. Ilma jäähtyy kulkiessaan eristekerroksen läpi, jolloin kosteus voi kerääntyä tai tiivistyä yläpohjan kylmiin osiin.

Vaurio voi kehittyä pitkään ilman sisätiloissa näkyviä merkkejä.

FISE-tapaus: yläpohjan tiivistämättömät saumat ja läpiviennit

FISEn virhekortissa käsitellään vuonna 1990 valmistunutta puurakenteista rivitaloa, jonka yläpohjan höyrynsulkumuovin saumoja oli jätetty tiivistämättä. Höyrynsulkuun oli myös viilletty reikiä sähköputkia varten eikä läpivientejä ollut tiivistetty.

FISEn mukaan rakennuksen yläosan ollessa ylipaineinen lämmin sisäilma pääsi virtaamaan reikien kautta ulospäin. Tällöin kosteus saattoi tiivistyä yläpohjan kylmiin pintoihin ja aiheuttaa pitkään jatkuessaan mikrobivaurion.

Vuotokohtia paikannettiin lämpökuvauksella. Korjauksessa rakenteita avattiin ja höyrynsulun saumat sekä läpiviennit tiivistettiin.

FISE-tapaus: höyrynsulku jäi kesken ennen rakenteiden peittämistä

Toisessa FISEn tapauksessa pientalon höyrynsulun asennus oli jätetty kesken ja putki- sekä johtoläpiviennit tiivistämättä. Seuraava työvaihe oli aloitettu ilman, että höyrynsulun jatkuvuus oli tarkastettu.

FISE arvioi puutteiden mahdollistavan lämpimän ja kostean sisäilman virtaamisen lämmöneristeisiin. Pitkään jatkuessaan tilanne voi aiheuttaa kosteuden tiivistymistä sekä kosteus- ja homevaurion.

Tapaus osoittaa, miksi ilmansulun saumat, liitokset ja läpiviennit kannattaa tarkastaa ennen sisäverhousten asentamista. Valmiista rakennuksesta kaikkia epätiiviyskohtia ei enää voida korjata ilman rakenteiden avaamista.

Onko alipaine vai ylipaine suurempi kosteusriski?

Tähän ei ole yhtä kaikkiin rakennuksiin sopivaa vastausta, koska paine-erot ja ilmavirran suunnat vaihtelevat rakennuksen eri osissa.

Kylmänä vuodenaikana ulospäin suuntautuva ilmavirtaus on yleensä suorempi rakenteiden kosteusriski. Ylipaine voi kuljettaa lämmintä ja kosteaa sisäilmaa vaipan kylmiin osiin.

Alipaineessa ilmavirtaus suuntautuu tavallisesti rakenteesta sisätilaan. Tällöin vuoto voi:

• jäähdyttää sisäpintoja
• aiheuttaa vetoa
• kuljettaa rakenteiden epäpuhtauksia sisäilmaan
• tuoda radonia tai hajuja alapohjasta
• häiritä ilmanvaihdon hallittua toimintaa.

Alipaineinen rakennus ei siis automaattisesti kastu ilmavuotojen vuoksi, mutta epätiiviyskohdat voivat aiheuttaa muita merkittäviä sisäilma- ja lämpöteknisiä ongelmia.

Lisätietoa: Mitä tarkoittaa rakennuksen alipaineisuus?

Tyypilliset ilmavuotokohdat

Ilmavuotoja esiintyy yleisesti:

• höyrynsulun saumoissa ja jatkoksissa
• sähkö-, putki- ja kanavaläpivienneissä
• ulkoseinän ja yläpohjan liittymässä
• ulkoseinän ja alapohjan liittymässä
• ikkuna- ja ovikarmien ympärillä
• elementtien saumoissa
• hormien ja savupiippujen liittymissä
• kattoluukkujen ympärillä
• hirsien ja muiden rakennusosien liitoksissa
• vanhojen ja uusien rakenteiden liittymissä.

Erityisesti korjausrakentamisessa yksittäisen kohdan tiivistäminen voi muuttaa rakennuksen ilmavirtauksia. Korjaus on siksi suunniteltava kokonaisuutena, jossa huomioidaan myös ilmanvaihto, korvausilma ja painesuhteet.

Mistä ilmavuodon voi tunnistaa?

Ilmavuoto ei yleensä näy suoraan. Mahdollisia epäsuoria merkkejä ovat:

• vetoisuus
• kylmät sisäpinnat
• lämpötilapoikkeamat
• ikkunoiden huurtuminen
• tummumat nurkissa tai liittymissä
• hajujen kulkeutuminen rakenteista
• paikalliset kosteusjäljet
• jää tai huurre yläpohjan rakenteissa
• tavallista suurempi lämmitysenergian kulutus.

Yksikään näistä havainnoista ei yksin todista ilmavuodon sijaintia tai sen aiheuttamaa kosteusvauriota.

Miten ilmavuotoja tutkitaan?

Ilmavuotojen tutkimisessa yhdistetään usein useita menetelmiä.

Lämpökuvaus

Kylmän ulkoilman virtaus epätiiviyskohdasta voi jäähdyttää sisäpintaa ja näkyä lämpökuvassa poikkeavana lämpötila-alueena. Tutkimusta voidaan tehostaa hallitulla paine-erolla.

Lämpökuva ei kuitenkaan yksin osoita ilmavirran suuntaa, vuodon määrää tai rakenteen kosteutta.

Lisätietoa: Mitä lämpökuvauksella voidaan havaita rakennuksessa?

Merkkisavu

Merkkisavulla voidaan havainnollistaa ilman virtaussuuntaa näkyvissä olevien rakojen ja liittymien läheisyydessä. Menetelmä soveltuu paikalliseen tarkasteluun, mutta ei yksin kuvaa vuodon kokonaismäärää.

Paine-eromittaus

Paine-eromittauksella selvitetään, mihin suuntaan ilma pyrkii kulkemaan rakenteen läpi. Pidempiaikainen seuranta on usein yksittäistä mittaushetkeä luotettavampi, koska tuuli, lämpötila ja ilmanvaihdon käyttö muuttavat painesuhteita.

Rakennuksen tiiviysmittaus

Tiiviysmittauksella määritetään rakennuksen ilmanvuotoluku. Mittaus kertoo vaipan kokonaisilmatiiviydestä, mutta se ei yksin paikanna yksittäisiä vuotokohtia.

Vuodot voidaan paikantaa mittauksen aikana esimerkiksi lämpökuvauksella ja merkkisavulla.

Merkkiainekoe

Merkkiainekokeella voidaan tutkia ilman kulkeutumista tietystä rakenteesta sisätilaan. Menetelmä on hyödyllinen erityisesti epäiltäessä epäpuhtauksien kulkeutumista alapohjasta, seinärakenteesta tai muusta rajatusta rakenneosasta.

Rakenneavaukset ja kosteusmittaukset

Jos ilmavuotokohdassa epäillään vauriota, rakenteen kunto voidaan joutua varmistamaan rakenneavauksella ja materiaalien kosteusmittauksilla. Ilmavuodon paikantaminen ei vielä kerro, onko rakenne jo vaurioitunut.

Miten ilmavuoto korjataan?

Korjaus alkaa vuotoreittien, painesuhteiden ja mahdollisten vaurioiden selvittämisestä. Tiivistämistä ei kannata tehdä sattumanvaraisesti, koska rakennuksen ilmavirtaukset voivat siirtyä uusiin kohtiin.

Korjauksessa voidaan tarvita esimerkiksi:

• ilmansulun saumojen tiivistämistä
• läpivientien korjaamista
• ikkuna- ja oviliittymien tiivistämistä
• yläpohjan liitosten uusimista
• vaurioituneiden materiaalien poistamista
• ilmanvaihdon mittaamista ja säätämistä
• korvausilman hallitun saannin varmistamista.

Korjauksen onnistuminen kannattaa todentaa samoilla tutkimusmenetelmillä, joilla vuotokohdat paikannettiin. Rakennusaikana ilmatiiveys kannattaa tarkastaa ennen pintarakenteiden sulkemista, jolloin virheet ovat vielä helposti korjattavissa.

Yhteenveto

Ilmavuoto on usein diffuusiota suurempi paikallinen kosteusriski, koska se voi kuljettaa kosteaa ilmaa nopeasti suoraan rakenteen kylmiin osiin. Diffuusio etenee materiaalikerrosten läpi niiden vesihöyrynvastusten rajoittamana, mutta ilmavirtaus voi ohittaa nämä kerrokset yhden epätiiviin sauman tai läpiviennin kautta.

Vaurion syntymiseen tarvitaan kuitenkin usean tekijän yhdistelmä:

• epätiivis rakenne
• ilmavirtausta synnyttävä paine-ero
• riittävä kosteuskuormitus
• kylmä rakenneosa
• pitkä tai toistuva vaikutusaika
• riittämätön kuivumiskyky.

Siksi ilmavuotoja, painesuhteita, ilmanvaihtoa ja rakenteiden kosteusteknistä toimintaa tulee arvioida yhtenä kokonaisuutena.

Aiheeseen liittyvät artikkelit

• Mitä tarkoittaa rakennuksen alipaineisuus? – paine-erojen vaikutus ilmavirtoihin ja epäpuhtauksien kulkeutumiseen.
• Miksi ilmanvaihto vaikuttaa rakennuksen kosteustekniseen toimintaan? – ilmanvaihdon, sisäilman kosteuden ja painesuhteiden yhteys.
• Mitä lämpökuvauksella voidaan havaita rakennuksessa? – ilmavuotojen ja lämpöteknisten poikkeamien paikantaminen.
• Miksi kylmäsillat aiheuttavat kosteutta ja homevaurioita? – kylmien rakenneosien vaikutus kondenssi- ja mikrobiriskiin.
• Miksi ikkunoihin muodostuu kosteutta talvella? – kondenssin syntyminen kylmille pinnoille.

Aiheeseen liittyvät palvelut

• Tutkimukset ja kartoitukset – ilmavuotoreittien, painesuhteiden ja mahdollisten kosteusvaurioiden tutkiminen.
• Rakennustöiden valvonta – ilmansulkujen, liittymien ja läpivientien laadunvarmistus ennen rakenteiden peittämistä.
• Projektinjohto ja korjaussuunnittelu – ilmatiiveys- ja kosteusvaurioiden korjausten suunnittelu ja koordinointi.
• Tekninen isännöinti – taloyhtiöiden tutkimus- ja korjaushankkeiden tekninen asiantuntijatuki.

ORDOL alueellasi

• ORDOL Tampere – ilmavuotojen, painesuhteiden ja rakenteiden kosteusteknisen toiminnan tutkimuksia Tampereella ja Pirkanmaalla.
• ORDOL Lahti – rakennusteknisiä tutkimuksia ja korjausten asiantuntijapalveluita Lahdessa ja Päijät-Hämeessä.
• ORDOL Helsinki – ilmavuotojen ja sisäilmaan vaikuttavien rakenteellisten ongelmien tutkimuksia Helsingissä ja pääkaupunkiseudulla.

Lähteet ja tapausesimerkit

• Ympäristöministeriö: Rakennusten kosteustekninen toimivuus – ilmanpitävyyttä, höyrytiiviyttä, kosteuskonvektiota ja painesuhteita käsittelevä ohje.
• Finlex: Ympäristöministeriön asetus rakennusten kosteusteknisestä toimivuudesta 782/2017 – rakennuksen vaipan ilman- ja höyrytiiviyttä koskevat vaatimukset.
• FISE: Yläpohjan höyrynsulun epätiiviys – toteutunut tapaus tiivistämättömistä saumoista ja läpivienneistä.
• FISE: Pientalon lämmöneristeiden sekä höyrynsulkumuovin virheellinen asennus – tapaus puutteellisesta höyrynsulusta ja rakenteiden liian aikaisesta peittämisestä.
• Motiva: Energiatehokkaan pientalon suunnittelu – ilmatiiviyden merkitys, tyypilliset vuotokohdat ja tiiviysmittaus.

‍