Kosteusmittaukset

Mittaustavat ja niiden käyttö

Kosteusmittaukset voidaan jakaa seuraaviin ryhmiin:

• Mittaukset sisäilmasta
• Pintamittaukset eli kosteuden tunnistaminen
• Mittaukset tuuletustiloista
• Mittaukset rakenteiden sisältä

Sisäilmamittauksilla selvitetään tilan käyttäjien ilman laatua tai rakenteiden kosteusteknistä toimintaa.

Pintakosteusmittaus on suuntaa antava kosteusmittausmenetelmä, johon liittyy paljon epävarmuustekijöitä. Pintamittauksilla voidaan tunnistaa kosteuseroja, mutta sillä ei voida luotettavasti varmistaa rakenteen kosteuspitoisuutta. Sitä ei täten voida käyttää esim. betonin päällystettävyyden mittaamiseen. Pintakosteusmittauksia voidaan tehdä alustavina vaurioiden laajuutta kartoittavina toimenpiteinä esim. vesivahinkotapauksissa. Ennen kuin rakenteiden korjauspäätöksiä tehdään, on vesivahingon laajuus varmennettava muilla mittausmenetelmillä.

Tuuletettujen tilojen ja rakenteiden sisältä tapahtuvien mittausten tavoitteena on selvittää rakenteiden kosteusteknistä toimintaa ja vaurioitumisriskiä.

Yleiset vaatimukset

Mittauksia tehdessä tulee varmistua että käytettävä laitteiston kalibroinnista on huolehdittu, koska pitkällä aikavälillä kaikissa mittalaitteissa tapahtuu muutoksia, jotka voivat aiheuttaa merkittäviä mittausvirheitä.

Kosteusmittaukset tulee tilata asiantuntevalta taholta joka tekee esityksen käytettävistä mittausmenetelmistä ja mittausten laajuudesta. Katso  Lähtökohdat.

Mittaajalta tulee vaatia seuraavia asioita:

• selvitys käytettävistä mittausmenetelmistä
• näyttöjä vastaavien ongelmien aikaisemmista selvityksistä
• näyttöjä kosteusmittaustulosten analysointivalmiuksista, katso Kosteusvaurioituminen
• hyvä raportointi, katso  Raportointi
• sertifiointi

Mittaukset sisäilmasta

Sisäilman suhteelliseen kosteuteen vaikuttaa ulkoilman kosteus ja lämpötila, sisäilman lämpötila, ilmanvaihto sekä sisäpuoliset kosteuslähteet, katso Kosteuslähteet. Yleisti talvella sisäilman suhteellinen kosteus on alhaisempi ja kesällä korkeampi. Sisäilman suhteellinen kosteus voi vaihdella voimakkaasti kosteuslähteiden ja ilmanvaihdon mukaan muutaman tunnin aikavälilläkin. Vaihtelun takia sisäilman kosteutta ei voida mitata hetkellisellä mittauksella ja mittauksen vähimmäiskestona tapauksesta riippuen voidaan pitää 1…7 päivää..

Sisäilman kosteuspitoisuuden mittausten tavoitteet voidaan jakaa seuraavasti:

mittaukset joilla varmistetaan onko sisäilma hyvää käyttäjille tai täyttääkö se tilan toiminnan vaatimukset

mittaukset joilla selvitetään rakenteiden kosteusteknistä toimintaa

Mittaukset, joilla varmistetaan tilan käyttäjien ilman laatua, tulee tehdä käyttäjien oleskeluvyöhykkeiltä. Rakenteiden kosteusteknistä toiminnan selvittämiseksi tehtävät mittaukset tulee tehdä tutkittavien rakenteiden läheltä, katso  Ilman ominaisuudet.

Sisäilman kosteutta mitattaessa on suositeltavaa mitata samanaikaisesti ulkoilman kosteus. Vertaamalla sisäilman ja ulkoilman kosteuspitoisuutta g/m3 voidaan saada selville sisäilman kosteuslisä.

Mittauslaitteiden kalibroinnista tulee olla huolehdittu. Sisäilman kosteuspitoisuuden mittauksessa mittauslaitteiden rasitus on huomattavasti vähäisempää kuin rakenteiden sisältä tehtävissä mittauksissa, joten vain sisäilmamittauksiin käytettyjen mittalaitteiden kalibrointitarve on mittalaitetyypistä riippuen yleensä n. 3…12kk.

Pintamittaukset

Pintamittaukset perustuvat tutkittavan materiaalin sähkönjohtavuuden ja/tai dielektrisyyden mittaamiseen. Pintakosteusmittarit (pintakosteuden osoittimet) reagoivat materiaalin pinnalla/pintaosissa olevaan kosteuteen, mutta eivät pysty ilmaisemaan millä syvyydellä kosteus on. Mittausmenetelmä ei myöskään ole kovin tarkka, joten ko. mittareilla saatuja tuloksia voidaan lähinnä pitää suuntaa-antavina. mikä ei riitä esim. betonin päällystyskelpoisuuden mittaamisessa.

Mittareita on useita eri malleja, ja laitteiden toimintaperiaatteissa saattaa olla eroja, joten

eri mittarit reagoivat eri tilanteissa eri tavalla. Toinen mittari ei välttämättä reagoi esim. levyseinän takana olevaan hieman (1mm) levystä irrallaan olevaa täysin märkään lämmöneristeeseen ja toinen mittari reagoi. Mittaajan tulisi tuntea oma mittalaitteensa mahdollisimman hyvin, jotta vältyttäisiin virhearvioinneilta tutkimuskohteissa.

Pintamittareiden käyttötapa

Kosteusvauriotutkimuksissa pintakosteusmittareita tulee käyttää seuraavasti:

• Tarkastele tutkittavia rakenteita ja materiaaleja ja ota huomioon oman mittarisi rajoitukset.
• Tee systemaattinen kartoitus ja merkitse saamasi tulokset muistiin.
• Käytä referenssikohtamenettelyä, eli vertaa tuloksia varmuudella samaa materiaalia/materiaaliyhdistelmää olevalta kuivalta alueelta saatuihin tuloksiin.
• Tarkastele saamaasi kosteusmittaustulosta ja arvioi onko ko. tulos mahdollinen ottaen huomioon kosteuden siirtyminen (katso  Kosteuden siirtyminen) rakenteissa, vai onko tulokseen vaikuttanut jokin virhetekijä (esim. materiaaliominaisuuksien vaihtelut, vesijohtoputket, betoniraudoitukset, metallirangat, ilmaraot eri rakennekerrosten välissä, sähkökaapelit, alumiiniteippi seinän alasoiron ympärillä kylpyhuoneen seinässä).
• Varmenna tulokset muilla mittausmenetelmillä. Vain aivan selkeissä tilanteissa, joissa vaurion laajuus on varmuudella rajattavissa, voidaan korjaustöihin ryhtyä pintakosteusmittausten perusteella.

Pintakosteusmittaria soveltuu parhaiten mahdollisten ympäristöään selvästi kosteampien kohtien paikantamiseen. Varsinainen rakenteen kosteuspitoisuuden määrittäminen on yleensä tehtävä tarkempia menetelmiä käyttäen.

Mittaukset tuuletustiloista

Rakenteiden tuuletustilojen mittausten tavoitteena on selvittää onko tuuletustilan kosteuspitoisuus rakenteiden vaurioitumisen kannalta haitallisen korkea, katso  Tuuletetut rakenteet. Mittauksia voidaan tehdä tuuletustilan ilmasta tai tuuletustilan rakenteiden pinnalta.

Mittauksissa tulee huomioida seuraavaa:

Ulkoilman lämpötila ja suhteellinen kosteus tulee mitata aina samanaikaisesti

Korkein, eli vaurioiden kannalta olennaisin, kosteuspitoisuus on selkeällä tuuletuksen katvealueella, voimakkaan kosteustuoton alueella, tai siinä osassa tuuletustilaa josta tuuletusilma mittausaikana pääsääntöisesti poistuu (esim. koneellisen poiston järjestelmässä poistoilmakanavassa).

Tuuletustilan ilmasta tehtävien kosteusmittausten tulisi olla jatkuvia, ja mittausjakson pituuden tulisi olla vähintään vuorokauden mittainen, mielellään n. viikon mittainen. Mitä lyhyempi mittausjakso on, sitä vaativampaa tulosten analysointi on.

Rakenteiden pinnoilta, esim. puurakenteista mitattujen kosteuspitoisuuksien avulla voidaan saada pitemmän aikavälin tietoa tuuletustilan kosteusolosuhteista.

Mittauslaitteiden kalibroinnista tulee olla huolehdittu. Tuuletustilojen kosteuspitoisuuden mittauksessa mittauslaitteiden rasitus on huomattavasti vähäisempää kuin rakenteiden sisältä tehtävissä mittauksissa, joten vain tuuletustilojenmittauksiin käytettyjen mittalaitteiden kalibrointitarve on mittalaitetyypistä riippuen yleensä n. 3…12kk.

Mittaukset rakenteiden sisältä

Rakenteiden sisältä kosteutta voidaan mitata seuraavilla tavoilla:

• Suhteellisen kosteuden mittaukset
• Materiaalin kosteuspitoisuuden mittaukset

Suhteellisen kosteuden mittauksilla tutkitaan materiaalien huokosilman kosteuspitoisuutta rakenteeseen asennetun anturin avulla. Mittauksen tuloksena saadaan ko. mittauskohdassa materiaalin kosteustasapainotilaa vastaava ilman suhteellinen kosteus, katso kohta Hygroskooppinen kosteus tekstistä  Materiaalien ominaisuudet. Materiaalin kosteuspitoisuuden mittauksissa otetaan materiaalista näytepala, jonka kosteussisältö määritetään esim. punnitus-kuivatusmenetelmällä tai kemiallisilla menetelmillä.

Suhteellisen kosteuden (rh) mittaus massiivisesta rakenteesta

Suhteellista kosteutta ei voida mitata samasta porareiästä useampaan kertaan, koska rakenteen kosteusjakauma muuttuu pitkällä aikavälillä porareiän kautta vaikka reikä olisi tulpattunakin. Mittareikä on putkitettava, jotta mittauslukema saadaan halutulta syvyydeltä. On suositeltavaa tehdä mittaus n. 16 mm porareiästä, koska ohuempien reikien putkittaminen ja luotettava tiivistäminen putken kärkiosasta on vaikeaa. Päällystettävyysmittauksissa betonin ja sisäilman lämpötilan tulisi pysyä mittauksen ajan tasaisena. Jos lämpötila on alle +15°C tai yli +25°C, porareikämittauksella ei saada vertailukelpoista tulosta.

Massiivisesta rakenteesta kosteuden mittaamiseen soveltuu esim.. Vaisala Oy:n valmistama Æ 12 mm HMP44 kosteus- ja lämpötilamittapää.

Tulosten tulkinnassa on tiedettävä mitä materiaalia on mitattu, miltä syvyydeltä on mitattu ja mikä materiaalin kokonaispaksuus on ollut. Tarvittaessa materiaalin paksuus ja rakenne varmistetaan läpiporauksella.

Porareikämittauksen vaiheet

Suhteellisen kosteuden mittauksessa massiivisesta esim. betoni tai tiilirakenteesta, tulee menetellä seuraavasti:

• Rakenteeseen porataan iskuporakoneella reikä mittaussyvyydelle. Reiän vähimmäishalkaisija on 16 mm.
• Reikä puhdistetaan porauspölystä imuroimalla käyttäen suutinta, joka mahtuu reikään.
• Reikään asennetaan sivuiltaan tiivis mittausputki, joka ulottuu reiän pohjaan saakka.
• Mittausputken ja materiaalin rajapinta tiivistetään ilmatiiviiksi.
• Mittausputki imuroidaan puhtaaksi.
• Mittausputken pää tiivistetään ilmatiiviiksi
• Tarvittaessa mittausputki suojataan kestämään ympäristön rasitukset
• Reiän annetaan tasaantua tiivistettynä riittävän kauan, katso kuva 1, päällystettävyysmittauksissa noin 3 vuorokautta.
• Lämpötila- kosteusmittapää asennetaan mittausputkeen siten, että putken pään tiivistys avataan mittapään putkeen laittamisen ajaksi. Tämän jälkeen putken pää tiivistetään kitillä mittapään johtoon.
• Mittapään annetaan tasaantua mittausputkessa vähintään 1 tunti ennen lukemien ottamista. Vaihtoehtoisesti mittapää asennetaan mittausputkeen jo porauksen yhteydessä, jolloin on odotettava riittävän kauan jotta porauksen aiheuttama häiriö ei vaikuta mittaustulokseen.

Kuva 1. Betoniin (K30, 6 kk valusta) tehtyyn porareikään asennetun kosteusanturin antama tulos 48 tunnin ajan reiän porauksesta.

Porauksen aiheuttama häiriö porareiän kosteuspitoisuuteen vaihtelee materiaalikohtaisesti voimakkaasti. Suurin suhteellisen kosteuden nousu tapahtuu yleensä betonituotteilla, korkean lujuusluokan betoneilla jopa yli 20%-yks. Useimmilla muilla rakennusmateriaaleilla kosteuspitoisuuden nousu on erittäin pientä, ja mittausaikana voidaan käyttää mittausanturin vaatimaa tasaantumisaikaa.

Suhteellisen kosteuden (rh) mittaus kevyestä rakenteesta

Kevyestä, esim. puurunkoisesta rakennuslevyillä verhotusta, rakenteesta tehtävä kosteusmittaus poikkeaa merkittävästi massiivisen rakenteen kosteusmittauksesta. Tyypillisesti rakenteeseen tehtävän reiän poraus ei itsessään aiheuta kosteuspitoisuuden muuttumista, vaan reiän porauksen seurauksena rakenteen tiiveys muuttuu, ja ilmavirtaukset voivat merkittävästi vääristää mittaustulosta. Lisäksi mittausanturin varsi voi vaikuttaa mittaustulokseen johtamalla lämpöenergiaa mittauskohtaan tai mittauskohdasta pois. Esimerkiksi talvella ei voi luotettavasti mitata ulkoapäin ulkoseinärakenteen sisäosia, tai sisältäpäin ulkoseinärakenteen ulko-osia. Mittausanturin sijoittaminen kuvan 2 mukaisesti mahdollisimman kohtisuoraan lämpövirran suuntaan nähden vähentää anturin varren aiheuttamaa mittausvirhettä. Kuvassa 2 on esitetty mittausanturin asentaminen kevyeen rakenteeseen.

Kuva 2. Lämpötilan ja suhteellisen kosteuden mittausanturin sijoittaminen rakenteeseen.

Mittausanturin tasaantuminen lämmöneristemateriaalissa vie myös aikaa koska lämmöneristemateriaalissa lämmön siirtyminen on hidasta. Kuvassa 3 on tavanomaisen ohuen metallivartisen mittausanturin tasaantumisaika 100 mm syvyydellä 22.8°C lämpötilassa olevassa polystyreenilämmöneristeessä. Anturin lämpötila asennettaessa oli 14°C.

Kuva 3 . Tavanomaisen ohuen metallivartisen mittausanturin tasaantumisaika 100 mm syvyydellä 22.8°C lämpötilassa olevassa polystyreenilämmöneristeessä. Anturin lämpötila asennettaessa oli 14°C.

Viiltomittaus

Suhteellisen kosteuden mittaus lattiapinnoitteen alta voidaan tehdä ns. viiltomittauksella seuraavasti:

• Lattiapinnoitteeseen tehdään viilto halutulle kohdalle.
• Lattiapinnoite irrotetaan mittapään vaatimalta matkalta alustastaan.
• Lattiapinnoitetta kohotetaan asentamalla viiltoon korkeudeltaan 5 - 15 mm korotuspalat (esimerkiksi kumitulpat tai metallitangon palat).
• Viiltoon asennetaan esim. Vaisala Oy:n valmistama halkaisijaltaan 4 mm HMP42 tai 12 mm HMP44 kosteus- ja lämpötilamittapää.
• Tehty viilto sekä viillon ja mittapään rajapinta tiivistetään kitillä siten, että tehty viilto on täysin vesihöyryntiivis.
• Mittapään annetaan tasaantua päällysteen alla vallitseviin olosuhteisiin vähintään 15 minuuttia.
• RH ja lämpötila (T) luetaan näyttölaitteella ja arvot kirjataan ylös mittapäänumeroineen.

Lähdekirjallisuus

1. Lumme P, Merikallio T, Betonin kosteuden hallinta. Betonitieto 1997

2. Kosteus- ja homevaurioituneen rakennuksen kuntotutkimus. 1997. Helsinki, Ympäristöministeriö

3. Aurola R, Välikylä T, toim. Asumisterveysopas. Pori. Ympäristö- ja terveys-lehti 1997.

4. Merikallio, T., Betonirakenteiden kosteusmittaus ja kuivumisen arviointi, Suomen Betonitieto Oy 2002.

Muuta kirjallisuutta

Nevander L, Elmarsson B, Fukthandbook, Stockholm, Svensk Byggtjänst 1994.

© Helsingin, Espoon ja Vantaan Terveelliset tilat, Sisäilmayhdistys ry. (2008)