Ilmankosteus ja rakennekosteus

Ilmankosteus ja kosteussuureet

Ilma on kaasuseos, joka sisältää typpeä noin 70 %, happea noin 20% sekä lisäksi pienempiä määriä muita kaasuja. Ilmassa on myös vettä kaasumaisessa olomuodossaan. Ilman lämpötila, paine ja kosteusprosentti määrittävät ilman kosteusominaisuudet. Näitä ominaisuuksia on useita eri tarkoituksiin:

Ilman lämpötila

Ilman lämpötila kuvaa molekyylien lämpöliikkeen määrää, joka on nolla absoluuttisessa 0-pisteessä (Kelvin lämpötila-asteikon nollapiste ja Celsius asteikossa -273 astetta). Veden jäätymispiste on 0 astetta ja kiehumispiste 100 astetta normaali ilmanpaineessa. Nämä lämpötilat ovat tärkeitä ilmankosteuden kuvaamisessa, koska veden olomuoto muuttuu ja se vaikuttaa ilman kosteuskäyttäytymiseen.

Ilmanpaine

Ilmanpaine on ilmaseoksen eri ainesosien osapaineiden summa. Kosteutta käsitellessä puhumme kokonaispaineesta, ja vesihöyryn osapaineesta. Vesihöyryllä on lämpötilasta riippuva kyllästyspaine, joka on 100 asteessa normaali-ilmakehän paine. Jos paine kasvaa suuremmaksi kuin kyllästyspaine vesihöyry tiivistyy vedeksi. Samoin, jos ilma jäähtyy, vesihöyry tiivistyy vedeksi ja alkaa sataa.

Ilman kosteusposentti

Ilman kosteusprosentti ilmoittaa kuinka kaukana ollaan kyllästyspisteestä 100%. Kosteusprosentti on vesihöyryn osapaineen ja vesihöyryn kyllästyspaineen suhde kertaa 100.

Seossuhde

Seossuhde kertoo montako grammaa vettä on kilogrammassa ilmaa.

Kastepiste

Kastepiste on lämpötila johon jäähdytettynä kosteus alkaa tiivistyä. Esimerkiksi olutlasin pinnalle tiivistyy kosteus, kun siihen kaadetaan kylmää olutta.

Enthalpia

Enthalpia on ilman energiasisältö kJ/kg. Kostean ilman energiasisältö on suurempi, kuin samanlämpöisen kuivan ilman.

Rakennekosteusmittaus

Pintakosteusmittarit

Puun ja rakennusmateriaalien kosteuspitoisuuden määrittäminen on helppoa koskettavalla mittausmenetelmällä materiaalia rikkomatta. Luotettavuuden, kestävyyden ja suuren tarkkuuden takaavat modernit digitaaliset ja analogiset osat, jotka on valmistettu kestämään päivittäisen käytön rasitusta. Puuryhmien ja rakennusmateriaaliryhmien asettaminen yhdistettynä automaattiseen nollakorjaukseen mahdollistaa tarkemmat mittaukset kaikesta eurooppalaisesta ja eksoottisesta puutavarasta, sekä monista rakennusmateriaaleista. Pintakosteusmittari mittaa likimain puolipallon muotoisen kosteusalueen, jonka halkaisija on elektrodien väli, ja ilmoittaa kosteuden painoprosentteina, eli montako prosenttia vettä on aineessa aineen kuivapainoon nähden.

Pinnalta mittaava kosteusmittari on hyvä apuväline tehtäessä alkukartoitusta kosteusvaurioista ja seurattaessa betonin kuivumista. Tällä tavoin vältytään turhien reikien poraamiselta ja tullaan myös toimeen vähemmällä reikämäärällä. Keraamisilla laatoilla pällystetyistä rakenteista ei voida pintakosteusmittarilla päätellä, onko kosteus laatan alla vai päällä. Vertailevalla mittaustavalla voidaan kuitenkin selvittää, onko laatta kostunut. Jos laatta on kostunut, on syytä tutkia porareikämittarilla tarkemmin, miksi laatta on märkä.

Rakennekosteusmittarit

Jotta mittarin antama tulos vastaisi mitattavan aineen kosteutta, tulee aineen olla tasaisesti kostea ja tasalaatuista. Näin ei yleensä ole rakenteita mitattaessa. Tästä syystä mittarin lukemaan ei voi sokeasti luottaa vaan, lukeman tulkitsemisessa on otettava huomioon olosuhteet. Pelkästään pinnalta mittaavalla mittarilla ei tämän vuoksi voida varmuudella todeta, onko betoni kuivunut pintakäsittelykelpoiseksi eikä kaakelin päältä voida mitata kosteutta höyrysulun takana. Näihin tarkoituksiin, ja yleensäkin materiaalin kosteusmittauksissa, tulisi käyttää porareikämittausta varmistamaan mittaustulos.

Mitattaessa porausreiästä, saadaan materiaalin ilmahuokosissa olevan ilman suhteellinen kosteus (ns. vesiaktiviteetti). Suhteellinen kosteus (RH) riippuu materiaalin lämpötilasta ja kertoo ilmassa olevan vesihöyryn määrän prosentteina verrattuna suurimpaan mahdolliseen vesihöyryn määrään. Kun suhteellinen kosteus on 100 %, tiivistyy vesihöyry vedeksi. Homekasvustot alkavat kasvaa yli 70 % :n kosteudessa. Valmistajat antavat eri päällysteille betonikosteuden ylärajat, joissa päällystys voidaan suorittaa. Nämä rajat annetaan joko painoprosentteina tai suhteellisena kosteutena.

Yleistä kosteusmittauksesta

Suhteellisen kosteuden ja painoprosentin välillä ei ole suoraa yhteyttä, sillä ne kertovat eri asioita kosteudesta. Suhteellinen kosteus on eri suuruinen samalla absoluuttisella kosteudella aineen kostuessa tai kuivuessa.

Alla olevassa taulukossa on viitearvoja painoprosenteille 70, 80 ja 90 %:n suhteellisessa kosteudessa erilaisille aineille:

Materiaali	Tiheys kg/m³	70%	80%	90%
Kuivuva betoni	2300	2,8	3,2	4,4
Kostea betoni	2300	1,5	2,2	4,2
Kuivuva kevytbetoni	500	6	8	13
Kostea kevytbetoni	500	4	5	6
Kuusi	430	15	18	23
Kipsilevy	625	0,6	0,8	1,3
Lamellilevy	560	13	17	22

Kerrosmateriaalin mittaaminen

Usein mitattava kode muodostuu useasta eri materiaalista. Mikäli mittaussyvydellä on useita eri materiaaleja, ei materiaalikertoimen arvoa anneta. Tällöin voidaan suorittaa vertaileva mittaus, jolloin etsitään kohteesta kuiva kohta ja verrataan mittaustulosta tähän. Vertailu suoritetaan samasta seinärakenteesta saadun kuivan kohdan mittaustulokseen. Jos kerrosmateriaalia, esim kaakeli ( E2) betonin (E4) päällä, mitataan käyttämällä suurempaa kerrointa (E4), saadaan kosteudelle tulos, joka on suurempi kuin todellinen kosteus, ellei mittaustulos ole lähellä kerrointa vastaavaa ylärajaa ( 6.5 % ). Käyttämällä pienempää kerrointa (E2), saadaan tulos, joka on pienempi kuin todellinen arvo.

Rakenne, jossa eristeen takana on metallia, esim asuntovaunu, on vaikea mitata. Jos eristeen paksuus on yli 30 mm, ei metalli häiritse mittausta. Pienemmillä eristeen paksuuksilla on selvitettävä kokeilemalla, minkälaisia tuloksia saadaan kuivalla ja kostealla eristeellä rakenteesta. Tämän jälkeen voidaan tehdä päätelmiä tutkittavan kohteen kosteudesta. Esimerkiksi 25 mm:n mäntylauta peltilevyn päällä antaa noin 20 % suurempaa lukemaa kuin toisen 25 mm:n laudan päällä. Yleensä on käytettävä 1-2 luokkaa suurempaa materiaalikerrointa kuin normaalisti.

Kosteusvaurioiden etsintä

Rakenteissa olevien kosteusvaurioiden etsinnässä pintakosteusmittari on verraton apuväline. Sen avulla löytyvät useimmiten pesutilojen ja lattioiden kosteusvauriot nopeasti. Mittarin 2 – 5 cm:n mittaussyvyys on riittävä, koska kosteus leviää yleensä koko rakenteeseen.

Rajatapauksissa tämä mittaus ei kuitenkaan riitä, vaan on turvauduttava mittauksiin rakenteen sisällä. Tällöin voidaan käyttää mittareita, jotka on varustettu porareikään sopivilla antureilla ja jotka mittaavat suhteellisen kosteuden ja lämpötilan seinämän sisällä. Mittarin tulisi myös ilmoittaa absoluuttinen kosteus ja kastepiste, jolloin kosteuden kulkusuunta ja kriittisyys on määriteltävissä. Hyvä apuväline on myös endoskooppi, jonka avulla porareiästä voi tarkastella rakenteita silmämääräisesti.

Yleisesti voidaan sanoa, että jos ei ole kosteutta, ei ole myöskään hometta. Poikkeuksena on kuitenkin rakenne, jossa on ollut hometta ja joka on sittemmin kuivunut. Kuivuessaan homesienet alkavat tuottaa itiöitä. Tämä jatkuu koko kuivumisprosessin ajan, ja voi kestää hyvinkin kauan sen jälkeen, kun rakenteet on korjattu ja ovat kuivumassa. Viereisessä kuvassa on esitetty absoluuttinen kosteus lämpötilan funktiona 100 % kosteudella (ylempi käyrä) ja 75 % kosteudella (alempi käyrä). Käyrien väliin jäävällä alueella homesienten kasvu on mahdollista.

Yleensä kosteusmittaus riittää homeongelman selvittämiseen. On kuitenkin myös tilanteita, joissa joudutaan myös ottamaan näytteitä ilmasta (ja rakenteista) laboratoriotutkimuksia varten.