Lumen tunkeutuminen yläpohjarakenteisiin: Merkkiainekokeet

Hannu Kääriäinen, Jouko Rantamäki

Research output: Book/ReportReport

Abstract

Tutkimus lumen tunkeutumisesta yläpohjarakenteisiin räystäsrakenteiden kautta liittyy Kilpisjärven koerakentamisprojektiin. Tässä tutkimuksessa pyrittiin lähinnä laboratoriokokein selvittämään lumen yläpohjaan tunkeutumiseen vaikuttavat tekijät. Laboratoriokokeissa käytettiin lumen asemesta merkkiainetta. Tutkimuksessa selvitettiin lumen ominaisuuksia ja sen kulkeutumiseen vaikuttavia asioita sekä kokeiden että kirjallisuusselvitysten avulla. Varsinaiset laboratoriokokeet suoritettiin tuulitunnelikokeina. Mitattavina suureina käytettiin merkkiaineen määrän, ilmavirran nopeuden ja paine-erojen mittausta. Räystäsrakenne tehtiin tuulitunneliin täysimittakaavaisena. Tunneli ja räystäsrakenne oli muunneltavissa siten, että voitiin muuttaa muun muassa räystään pituutta, aluslaudoituksen rakojen leveyttä, yläpohjan tuuletusraon leveyttä seinän ja katon välillä, räystään kattolappeen kaltevuutta ym. Kokeista huomattiin, että ilmavirran nopeus on räystäsrakenteissa aluslaudoituksen raoissa verrattain suuri, noin puolet vallitsevasta tuulennopeudesta. Vastaavasti yläpohjan tuuletusraoissa ilmavirran nopeus on kaksinkertainen tuulen nopeuteen nähden. Nämä nopeudet huomioon ottaen pitäisi jo verrattain pienilläkin tuulennopeuksilla, noin 2 - 5 m/s, kulkeutua lunta yläpohjaan räystäsrakenteiden kautta. Lumen vapaana putoamisnopeutena voidaan pitää keskimäärin noin 1 m/s. Tamä nopeus tarkoittaa sitä, että lumi ei pääse laskeutumaan maahan, jos ilmavirran nopeus ylöspäin on vapaata putoamisnopeutta suurempi. Kokeiden perusteella lunta pitäisi päästä yläpohjaan tavallisilla räystäsrakenteilla normaaleilla lumisateilla ja tuulilla. Käytetyt yläpohjaratkaisut eristeineen, muovikalvoineen ym. pystyvät eliminoimaan haitat valtaosin. Laboratoriokokeissa käytettiin lunta kuvaavana merkkiaineena solumuovirouhetta. Tämä johtui siitä, että lumella suoritetut kokeet olisivat olleet vaikeasti toteutettavissa. Näin ollen merkkiaineella tehtyjä tutkimuksia pitää vain verrata toisiinsa, tulokset eivät anna yläpohjaan tunkeutuneen lumen todellisia määriä. Kokeissa testatuilla arvoilla ei löydetty mitään ratkaisevaa keinoa estää merkkiaineen pääsy yläpohjaan. Merkkiaineen rakeet pysyivät ehyenä tärmätessään esteisiin, sitä vastoin käytännössä lumi muskautuu vastaavassa tilanteessa. Näin sen kulkeutuminen pienistäkin raoista on mahdollista. Käytännössä lumen kulkeutuminen yläpohjaan estyisi vain sulkemalla kaikki tuuletusraot tai asettamalla riittävän tiivis huokoinen verkko tai kangas tuuletusrakoihin. Sulkemalla yläpohjan tuuletus kokonaan lumen kulkeutumisen ongelma muuttuu kosteuskysymykseksi.
Original languageFinnish
Place of PublicationEspoo
PublisherVTT Technical Research Centre of Finland
Number of pages66
ISBN (Print)951-38-3584-7
Publication statusPublished - 1989
MoE publication typeNot Eligible

Publication series

SeriesValtion teknillinen tutkimuskeskus. Tiedotteita
Number1052
ISSN0358-5085

Keywords

  • construction
  • snow
  • buildings
  • ceilings (architecture)
  • test houses
  • wind tunnels
  • penetration, roofs

Cite this

Kääriäinen, H., & Rantamäki, J. (1989). Lumen tunkeutuminen yläpohjarakenteisiin: Merkkiainekokeet. VTT Technical Research Centre of Finland. Valtion teknillinen tutkimuskeskus. Tiedotteita, No. 1052