rakennusmateriaalit

Hyvästi betoni, tässä tulee betoni

La, 11/11/2017 - 09:53 Toimitus
3D-tulostettu talo

Betoni on yllättävän suuri hiilidioksidien päästön lähde. Lisäksi perinteinen betoni on aika hankala materiaali muutenkin. Siksi se kannattaa keksiä uudelleen.

Lappeenrannan kaupunki ja Lappeenrannan teknillinen yliopisto (Lappeenranta University of Technology, LUT) kumppaneineen ovat saaneet merkittävän rahoituksen EU:lta betonin korvaavan rakennusmateriaalin ja uudenlaisen kaupunkikuvan kehittämiseen. Urban infra revolution -hankkeen kokonaiskustannukset ovat 4,2 miljoonaa euroa, josta EAKR:n Urban Innovation Action (UIA) -ohjelma rahoittaa 80 prosenttia eli 3,4 miljoonaa euroa, loppu tulee hankkeeseen osallistuvilta organisaatioilta.

Kyseessä on Suomen mittakaavassa merkittävä kiertotalouteen liittyvä kolmevuotinen hanke, jossa metsä- ja kaivosteollisuuden sivuvirtoja yhdistämällä kehitellään uusi kestävän kehityksen mukainen materiaali. Sen on tarkoitus korvata rakennusteollisuudessa betonia, sillä sementtiteollisuus aiheuttaa seitsemän prosenttia maailman hiilidioksidipäästöistä. Tavoitteena on myös kehittää täysin uudenlainen tapa rakentaa. Parhaimmassa tapauksessa kehitystyön myötä syntyvä materiaali ja menetelmät soveltuisivat muuallekin maailman kaupunkeihin, jolloin niistä tulisi osa uutta, urbaania kaupunkiarkkitehtuuria.

"Teknologisten ratkaisujen lisäksi tutkimme hiilidioksidipäästöjen vähentämistä ja uusia liiketoimintamalleja", kertoo LUT:n Re-source-tutkimusalustan johtaja Mari Kallioinen.

"Lisäksi hankkeen aikana kehitetään uuden materiaalin 3D-printtausta paikan päällä rakentamisessa."

"Uusi tavoiteltava tuote on komposiittimateriaali, jota voidaan vahvistaa esimerkiksi biokuiduilla", kertoo Apila Groupin toimitusjohtaja, FT Mervi Matilainen.

"Komposiitista valmistetut tuotteet ovat pitkäikäisiä, ja ne voidaan kierrättää turvallisesti vielä käytön jälkeenkin. Sivuvirrat, joita hyödynnetään, ovat tuhka, viherlipeäsakka, rikastushiekka sekä rakennus- ja kuitujäte." 

"Betonin ja uuden materiaalin 3D-tulostuksen myötä voidaan ehkä vapautua rakentamisen kaavamaisesta muotokielestä ja tehdä kaarevia ja myös funktionaalisia muotoja", sanovat asiantuntijat Terhi Jantunen ja Eeva Pihlajaniemi Lappeenrannan kaupungilta.

"Uudesta materiaalista voisi syntyä vaikkapa entistä esteettisempiä meluvalleja, puiston penkkejä ja skeittiramppeja. Tämän vuoksi hankkeessamme on mukana muotoiluyrityksiä." 

Mukana merkittävä yritysverkosto 

Hanke polkaistaan käyntiin marraskuun alussa 2017, ja se kestää 31.10.2020 asti. Lappeenrannan kaupungin ja LUT:n lisäksi hankkeessa ovat mukana Saimaan ammattikorkeakoulu, Imatran seudun kehitysyhtiö (Kehy), Metsäliitto, Apila Group, Outotec, Nordkalk, FIMAtec, UPM, Total Design ja Design Reform.

Lappeenrannan kaupunki on hankkeen vetäjä. LUT:stä mukana on viisi tutkimusryhmää, jotka kuuluvat poikkitieteelliseen Re-source-tutkimusalustaan. LUT tutkii sekä materiaali- ja valmistustekniikoiden kehitystä että liiketoimintamalleja ja tekee lisäksi kestävyystarkasteluja.

Apila Group ja Outotec tekevät materiaalikehitystä, metsäteollisuuden yritykset toimittavat materiaalia, kuten myös Nordkalk, josta tulee rikastushiekkaa materiaalin työstöön. FIMAtec toteuttaa 3D-tulostusten pilotoinnit. Saimaan ammattikorkeakoulu toteuttaa rakennetun ympäristön moniulotteista informaatiota sisältäviä tietomalleja. Mallinnusta hyödyntämällä tuodaan hankkeen tuloksia näkyväksi sekä hankkeessa mukana olevien design-yritysten muotoilu- ja kaupunkisuunnitteluosaaminen suunnittelijoiden ja kaupunkilaisten käyttöön.

Parempaa ilmaa!

Ma, 03/09/2015 - 21:05 Marja Saarikko

Homeiden lisäksi myös rakennusmateriaaleista haihtuvat aineet pilaavat sisäilmaa. Päänsäryn ja muiden ärsytysoireiden syynä voivat olla esimerkiksi muovimaton päästöt. 

Ihmiset viettävät elämästään suuren osan sisätiloissa, joten ei ole aivan sama, millaista rakennusten sisäilma on ja millaisia aineita siellä leijailee. Ulkoilman saastuessa yhä enemmän on esimerkiksi tärkeää kehittää menetelmiä, joilla epäpuhtauksien kulkeutuminen sisään rakennuksiin voidaan estää.

Tunnetuin huolenaihe ovat kosteusvauriot ja niiden seurauksena syntyneet homeet, mutta kodeissa leijailee myös pienhiukkasia ja pölyä, jotka nekin aiheuttavat terveyshaittoja.

Sisäilmayhdistyksen toiminnanjohtajan Jorma Säterin mukaan asuntojen rakennusmateriaaleista, kuten muovimatoista ja eristeistä saattaa emittoitua sisäilmaan haihtuvia tai puolihaihtuvia orgaanisia yhdisteitä, jotka voivat aiheuttaa terveydellisiä haittoja.

"Haitat ovat pääsääntöisesti ärsytys- ja yleisoireita, kuten silmien tai kurkun ärsytystä, päänsärkyä, pahoinvointia ja väsymystä", hän kuvailee.

Kosteus pilaa hyvänkin materiaalin

Säterin mukaan haitallisia päästöjä aiheutuu etenkin silloin, kun rakennusmateriaalit pääsevät kastumaan kuljetuksen, rakentamisen tai vesivahingon yhteydessä. Tai esimerkiksi silloin, kun betonin päälle asennetaan muovimatto ennen kuin se on ehtinyt kuivua riittävästi.

Silloin esimerkiksi muovimatoissa saattaa tapahtua kemiallisia reaktioita, joiden seurauksena syntyy terveydellisiä haittoja aiheuttavia orgaanisia yhdisteitä. 

Hyvätkään rakennusmateriaalit eivät siis Säterin mukaan aina takaa hyvää sisäilmaa, vaan ne on myös muistettava asentaa oikein. Kosteus voi saada betonin, tasoitteen, liiman ja PVC-maton reagoimaan arvaamattomasti.

Tutkimustietoa vaikutuksista liian vähän

Muovimaton päästöjen terveysvaikutuksista on vain vähän tutkimustietoa ja sitä tulee lisää vain hiljalleen ja joskus tulokset ovat yllättäviä.

"Eräässä tutkimuksessa havaittiin uudentyyppisten betonilattiaan liimattujen muovimattojen tuottavan hajotessaan yhdeksän hiiliatomia sisältäviä alkoholeja, joiden terveyshaitoista ei vielä ole mitään tietoa", Valviran ylitarkastaja Pertti Metiäinen kertoo.

"Toisessa TTL:n tekemässä tutkimuksessa havaittiin uusien muovimattomateriaalien lähtevän hajoamaan jo niinkin alhaisessa kuin 75 prosentin suhteellisessa kosteudessa, mitä kukaan ei olisi ennakolta uskonut", hän jatkaa.

Metiäisen mukaan osa huoneilmasta tavatuista yhdisteistä on ns. indikaattoriyhdisteitä, joiden ei tiedetä itsessään aiheuttavan terveyshaittaa asunnoista mitatuilla pitoisuuksilla. Nämä yhdisteet kertovat kuitenkin siitä, että lattiarakenteissa tapahtuu hajoamista. 

"Indikaattoriyhdisteiden lisäksi hajoamisprosesseissa saattaa emittoitua paljon muitakin yhdisteitä, joiden pitoisuudet ovat niin vähäisiä, ettei niitä tai niiden yhdistelmää osata yhdistää oireisiin", hän sanoo.

Ongelmaselvittely on salapoliisin työtä

Jos henkilöllä menee nenä tukkoon hänen  tullessaan kotiin tai työpisteelleen, syy siihen voi Säterin mukaan olla hyvin moninainen. -Se voi johtua verhoista tulevista kemikaaleista, puutteellisesta ilmanvaihdosta, liian korkeasta lämpötilasta tai alhaisesta kosteudesta, hän pohtii.

Tehtäväkenttä on hyvin laaja. Itse oireista ei pystytä hänen mukaansa päättelemään ongelman aiheuttajaa, eikä yksi mittaustulos kerro vielä mitään. 

Tällaisessa tilanteessa on Säterin mukaan on lähdettävä pala palalta etsimään ongelman aiheuttajaa. Joskus oireiden syyn löytäminen vaatii jopa salapoliisin työtä.

Säteri toivoo, etteivät kuluttajat tilaisi itsenäisesti laboratoriotestejä.

"Palveluntarjoajat saattavat antaa liian optimistisia lupauksia siitä, mitä mittauksella voidaan saavuttaa tai mitä siitä voidaan päätellä."

Kuluttaja! Muista M-luokitus

Suomessa on käytössä vapaaehtoinen rakennusmateriaalien M-luokitus, jonka johdosta tilanne Suomessa on Säterin mukaan varsin hyvä Eurooppaan verrattuna.

"Suomessa asetetut kriteerit ovat tiukimmasta päästä", hän kertoo. 

"Eli siinä mielessä me voimme olla turvallisin mielin. Teollisuus on ollut hyvin mukana tässä ja meillä on jo yli 2000 turvalliseksi luokiteltua, M1-merkin saanutta tuotetta".

M-luokittelua varten materiaaleista testataan haihtuvat orgaaniset yhdisteet, formaldehydi, ammoniakki ja hiilivedyt, joissa on 6-16 hiiltä. Lisäksi varmistetaan, ettei haihtuvien yhdisteiden joukossa ole syöpävaarallisia aineita ja että tuotteesta ei tule häiritsevää hajua.

Vastaavia vapaaehtoisuuteen perustuvia järjestelmiä on Säterin mukaan muuallakin, kuten Saksassa ja Tanskassa, ja nyt EU:ssa on alettu tekemään työtä näiden luokitteluiden harmonisoimiseksi.

Suomalaiset rakennuttajat ovat hänen mukaansa hyvin tietoisia M1-luokan vaatimuksista, mutta kiire, säästäminen kustannuksissa sekä talviolosuhteet saattavat aiheuttaa laiminlyöntejä kosteudenhallinnassa.

"Vaikka rakennusliikkeet ovat parantaneet paljon toimintaansa 20 vuoden aikana, niin ongelmia ilmenee edelleen. Siitä syystä ympäristöministeriö on nyt lähtenyt tiukentamaan sääsuojauksen vaatimuksia ja uusia määräyksiä on luvassa."

Suomalainen osaaminen maailman huippua

Suomessa on onneksi herätty sisäilmaston ongelmiin on jo kolme vuosikymmentä sitten. Vuonna 1990 perustetussa Sisäilmayhdistyksessä on sekä henkilö- että yritysjäseniä.  Ruotsissa on myös vastaavanlainen yhdistys, mutta sen toiminta on Säterin mukaan vähäisempää.

Alan tärkein tapahtuma Suomessa on sisäilmastoseminaari, jota on järjestetty jo 30 vuotta. Tänä vuonna seminaari järjestetään maaliskuun 11. päivä Helsingin Messukeskuksen kongressialueella. 

Viime vuonna pidetyssä seminaarissa esiteltiin peräti 70 uutta sisäilmastoa koskevaa tutkimustulosta. Päivän puheenaiheita olivat mikrobien lisäksi esimerkiksi betonin emissiot, matalaenergiatalojen ftalaattipäästöt ja ilmanvaihdon merkitys.

Hiukkasfoorumin paneelikeskustelussa pohdittiin saastuneen ulkoilman vaikutuksia sisäilmaan. Esimerkkinä olivat Kiinan suurkaupungit.

Suomessa rakennusmateriaalien M1-luokitus on Säterin mukaan saanut valmistajat kehittämään tuotteistaan yhä vähäpäästöisempiä.

"Kotimaiset rakennusmateriaalit ovat siitä syystä varmasti laadultaan huippuluokkaa ja kelpaavat myytäväksi maailmalla."

Myös LVI-tekniikan, ilmastoinnin ja sen hallinnan osaaminen on Säterin mukaan Suomessa hyvin korkeatasoista. Etenkin pienhiukkasiin liittyvät suodattimet ja mittausmenetelmät ovat maailman huippua.