Rakennusaikainen kosteus ja rakenteiden kosteuskäyttäytyminen – tutkimus ja sensoridata puoltavat varhaista, tarpeenmukaista rakenteiden tuuletusta
Rakennusaikainen kosteus on yksi rakentamisen vaikeimmin hallittavista haasteista. Vaikka usein oletetaan, että rakenteet kuivuvat ajan myötä, tutkimukset osoittavat toisin: kosteus voi jäädä eristeisiin pitkäksikin aikaa ja muodostaa riskejä rakenteiden kunnolle. Nykyään sensoriteknologia mahdollistavat kosteustilanteen seurannan reaaliaikaisesti – ja älykkäällä, tarpeenmukaisella ilmanvaihdolla voidaan vauhdittaa rakenteiden kuivumista jo rakennusvaiheessa.
Kosteuden kerääntyminen rakenteisiin rakennusaikana on vaikeasti hallittava ongelma erilaisista suojaustoimenpiteistä huolimatta. Kosteutta kertyy helposti työmaatilanteissa, esimerkiksi sateiden, kosteiden rakennusmateriaalien ja rakenteiden liian aikaisen sulkemisen seurauksena.
Monella rakennustyömaalla on ollut tapana antaa kosteuden olla ja luottaa siihen, että se ajan myötä kuivuu itsestään. Tutkimustulokset kuitenkin haastavat tämän oletuksen. Esimerkiksi Geving ja Holme (2009) osoittivat, että sisäänrakennettu kosteus kuivuu hitaasti ja voi pysyä loivissa kattorakenteissa jopa vuosia. Tuoreemmassa tutkimuksessa Asphaug et al. (2024) seurasi antureilla kahden pilottikohteen katon kosteuskäyttäytymistä ja havaitsi, että rakennusaikainen kosteus vaikutti sensoreiden mittauksiin vielä 7–8 kuukautta rakennusten valmistumisen jälkeen. Tämä osoittaa, ettei kyse ole hetkellisestä ongelmasta, vaan kosteuden vaikutukset voivat jatkua pitkään heikentäen rakenteiden kuntoa ja lyhentäen käyttöikää. Tässä artikkelissa avaamme, miten rakenteiden kosteuskäyttäytyminen poikkeaa perinteisistä oletuksista ja miksi rakennusaikainen tuuletus on tärkeä osa rakennusaikaisen kosteuden ratkaisua.
Rakenteiden kuivumisen fysiikka
Kosteus liikkuu rakenteissa kolmen fysikaalisen päämekanismin kautta: diffuusion, konvektion ja kapillaarisen siirtymisen. Diffuusiolla tarkoitetaan vesihöyryn pyrkimystä tasata pitoisuuseroja – kosteus siirtyy alueelta, jossa vesihöyryä on paljon, sinne missä sitä on vähemmän. Konvektio on kosteuden kulkeutumista ilmavirran mukana: jos ilma pääsee liikkumaan rakenteen sisällä, se kuljettaa mukanaan myös kosteutta. Kapillaarinen siirtymä taas tapahtuu, kun vesi liikkuu materiaalin huokosissa nesteenä, esimerkiksi imeytyen puumateriaaliin tai eristeeseen.
Tuulettumattomassa rakenteessa (engl. compact roof) rakennusaikana rakenteeseen jäänyt kosteus ei pääse poistumaan, sillä rakenne on tiivis ja sen molemmilla puolilla on lähes höyrytiiviit pinnat – kuten vesikate ja höyrynsulku. Tällöin kosteuden poistumisreitit ovat estyneet. Diffuusiota ei juuri tapahdu, koska vesihöyry ei pääse kulkemaan rakenteen sisällä kohti kuivempaa aluetta. Myös konvektio estyy, koska ilma ei pääse liikkumaan rakenteessa. Kapillaarinen liike pysähtyy, kun kosteus ei pääse haihtumaan pois materiaalin huokosista. Kosteus jää loukkuun eristeisiin ja muihin huokoisiin materiaaleihin, joissa se voi säilyä pitkään, ellei olosuhteet – kuten tuuletus tai höyrynpaine-ero – muutu.
Rakenteeseen jäänyt kosteus ei ole paikallaan rakenteiden sisällä, vaan se reagoi lämpötilan muutoksiin. Päivittäinen lämpötilanvaihtelu saa kosteuden liikkumaan: päivällä auringon lämmittäessä vesikate lämpenee, ja kosteus siirtyy syvemmälle eristeeseen lämpötilaeron ja syntyvän höyrynpaine-eron vaikutuksesta. Yöllä rakenteen jäähtyessä liikesuunta vaihtuu, ja osa kosteudesta pyrkii takaisin ylöspäin. Tätä voidaan sensorimittauksissa havaita vuorokausittaisina suhteellisen kosteuden vaihteluina (Asphaug et al., 2024), jotka eivät kuitenkaan kerro kuivumisesta vaan kosteuden tilapäisestä uudelleenjakautumisesta rakenteen sisällä. Todellinen kuivuminen tapahtuu vasta, kun kosteutta poistuu rakenteesta ulos – esimerkiksi tuuletuksen, alipaineen tai riittävän suuren höyrynpaine-eron avulla.
Tarpeenmukainen tuuletus ratkaisu rakennusaikaiseen kosteuteen
Tuulettuva katto tarjoaa ratkaisun rakennusaikaisen kosteuden poistoon. Geving ja Holme (2010) osoittivat tutkimuksessaan, että pienetkin – sekä suunnitellut että suunnittelemattomat – ilmavirtaukset voivat nopeuttaa rakenteiden kuivumista merkittävästi. Heidän tutkimuksessaan tuulettumattomat kattorakenteet pysyivät kosteina jopa vuosia, mutta jo vähäinen ilmanvaihto nopeutti kuivumista ja pienensi homekasvun riskiä. Myös Ramboll Finlandin VILPElle tekemässä tutkimuksessa todennettiin tuuletuksen tärkeyttä. Perinteinen alipainetuuletus kuivatti märän katon kolmessa vuodessa, kun taas tarpeenmukaisesti ohjattu tuuletus huippuimurin avulla saavutti saman kuivumisen 1,5 vuodessa. Ratkaisevaa oli se, että tuuletus ei ollut jatkuvaa ja luonnollisten tuuletusvirtojen armolla, vaan sen toimintaa ohjattiin rakenteen ja sääolosuhteiden todellisen kosteustilanteen perusteella.
Tämä periaate on toteutettu käytännössä VILPE Sense -kosteudenhallintajärjestelmässä, jossa sensoridata, huippuimuri ja automaattinen tuuletuksen ohjaus toimivat yhdessä. Sensorit mittaavat kosteutta ja lämpötilaa reaaliaikaisesti, ja ohjausjärjestelmä tehostaa ilmanvaihtoa vain silloin, kun olosuhteet sitä vaativat. Näin kuivuminen nopeutuu alipainetuuletustakin tehokkaammin. Samalla järjestelmä tuottaa dokumentoidun tiedon rakenteen kosteuskäyttäytymisestä, mikä tuo läpinäkyvyyttä ja varmuutta rakennusprosessiin.
Johtopäätökset
Rakennusaikainen kosteus on rakenteellinen riski, joka ei poistu pelkän ajan myötä. Tutkimukset osoittavat, että tiiviissä, tuulettumattomissa rakenteissa kosteus voi säilyä materiaalien sisällä pitkään ja aiheuttaa mikrobikasvun edellytykset. Kuivuminen edellyttää todellisia poistumisreittejä kosteudelle – käytännössä ilmanvaihtoa, joka on suunniteltu ja mitoitettu olosuhteiden mukaan.