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

Fingerprint

snow
testing

Keywords

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

Cite this

Kääriäinen, H., & Rantamäki, J. (1989). Lumen tunkeutuminen yläpohjarakenteisiin: Merkkiainekokeet. Espoo: VTT Technical Research Centre of Finland. Valtion teknillinen tutkimuskeskus. Tiedotteita, No. 1052
Kääriäinen, Hannu ; Rantamäki, Jouko. / Lumen tunkeutuminen yläpohjarakenteisiin : Merkkiainekokeet. Espoo : VTT Technical Research Centre of Finland, 1989. 66 p. (Valtion teknillinen tutkimuskeskus. Tiedotteita; No. 1052).
@book{be86e10fe63740a08de4eb0f5c6554f7,
title = "Lumen tunkeutuminen yl{\"a}pohjarakenteisiin: Merkkiainekokeet",
abstract = "Tutkimus lumen tunkeutumisesta yl{\"a}pohjarakenteisiin r{\"a}yst{\"a}srakenteiden kautta liittyy Kilpisj{\"a}rven koerakentamisprojektiin. T{\"a}ss{\"a} tutkimuksessa pyrittiin l{\"a}hinn{\"a} laboratoriokokein selvitt{\"a}m{\"a}{\"a}n lumen yl{\"a}pohjaan tunkeutumiseen vaikuttavat tekij{\"a}t. Laboratoriokokeissa k{\"a}ytettiin lumen asemesta merkkiainetta. Tutkimuksessa selvitettiin lumen ominaisuuksia ja sen kulkeutumiseen vaikuttavia asioita sek{\"a} kokeiden ett{\"a} kirjallisuusselvitysten avulla. Varsinaiset laboratoriokokeet suoritettiin tuulitunnelikokeina. Mitattavina suureina k{\"a}ytettiin merkkiaineen m{\"a}{\"a}r{\"a}n, ilmavirran nopeuden ja paine-erojen mittausta. R{\"a}yst{\"a}srakenne tehtiin tuulitunneliin t{\"a}ysimittakaavaisena. Tunneli ja r{\"a}yst{\"a}srakenne oli muunneltavissa siten, ett{\"a} voitiin muuttaa muun muassa r{\"a}yst{\"a}{\"a}n pituutta, aluslaudoituksen rakojen leveytt{\"a}, yl{\"a}pohjan tuuletusraon leveytt{\"a} sein{\"a}n ja katon v{\"a}lill{\"a}, r{\"a}yst{\"a}{\"a}n kattolappeen kaltevuutta ym. Kokeista huomattiin, ett{\"a} ilmavirran nopeus on r{\"a}yst{\"a}srakenteissa aluslaudoituksen raoissa verrattain suuri, noin puolet vallitsevasta tuulennopeudesta. Vastaavasti yl{\"a}pohjan tuuletusraoissa ilmavirran nopeus on kaksinkertainen tuulen nopeuteen n{\"a}hden. N{\"a}m{\"a} nopeudet huomioon ottaen pit{\"a}isi jo verrattain pienill{\"a}kin tuulennopeuksilla, noin 2 - 5 m/s, kulkeutua lunta yl{\"a}pohjaan r{\"a}yst{\"a}srakenteiden kautta. Lumen vapaana putoamisnopeutena voidaan pit{\"a}{\"a} keskim{\"a}{\"a}rin noin 1 m/s. Tam{\"a} nopeus tarkoittaa sit{\"a}, ett{\"a} lumi ei p{\"a}{\"a}se laskeutumaan maahan, jos ilmavirran nopeus yl{\"o}sp{\"a}in on vapaata putoamisnopeutta suurempi. Kokeiden perusteella lunta pit{\"a}isi p{\"a}{\"a}st{\"a} yl{\"a}pohjaan tavallisilla r{\"a}yst{\"a}srakenteilla normaaleilla lumisateilla ja tuulilla. K{\"a}ytetyt yl{\"a}pohjaratkaisut eristeineen, muovikalvoineen ym. pystyv{\"a}t eliminoimaan haitat valtaosin. Laboratoriokokeissa k{\"a}ytettiin lunta kuvaavana merkkiaineena solumuovirouhetta. T{\"a}m{\"a} johtui siit{\"a}, ett{\"a} lumella suoritetut kokeet olisivat olleet vaikeasti toteutettavissa. N{\"a}in ollen merkkiaineella tehtyj{\"a} tutkimuksia pit{\"a}{\"a} vain verrata toisiinsa, tulokset eiv{\"a}t anna yl{\"a}pohjaan tunkeutuneen lumen todellisia m{\"a}{\"a}ri{\"a}. Kokeissa testatuilla arvoilla ei l{\"o}ydetty mit{\"a}{\"a}n ratkaisevaa keinoa est{\"a}{\"a} merkkiaineen p{\"a}{\"a}sy yl{\"a}pohjaan. Merkkiaineen rakeet pysyiv{\"a}t ehyen{\"a} t{\"a}rm{\"a}tess{\"a}{\"a}n esteisiin, sit{\"a} vastoin k{\"a}yt{\"a}nn{\"o}ss{\"a} lumi muskautuu vastaavassa tilanteessa. N{\"a}in sen kulkeutuminen pienist{\"a}kin raoista on mahdollista. K{\"a}yt{\"a}nn{\"o}ss{\"a} lumen kulkeutuminen yl{\"a}pohjaan estyisi vain sulkemalla kaikki tuuletusraot tai asettamalla riitt{\"a}v{\"a}n tiivis huokoinen verkko tai kangas tuuletusrakoihin. Sulkemalla yl{\"a}pohjan tuuletus kokonaan lumen kulkeutumisen ongelma muuttuu kosteuskysymykseksi.",
keywords = "construction, snow, buildings, ceilings (architecture), test houses, wind tunnels, penetration, roofs",
author = "Hannu K{\"a}{\"a}ri{\"a}inen and Jouko Rantam{\"a}ki",
year = "1989",
language = "Finnish",
isbn = "951-38-3584-7",
series = "Valtion teknillinen tutkimuskeskus. Tiedotteita",
publisher = "VTT Technical Research Centre of Finland",
number = "1052",
address = "Finland",

}

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

Lumen tunkeutuminen yläpohjarakenteisiin : Merkkiainekokeet. / Kääriäinen, Hannu; Rantamäki, Jouko.

Espoo : VTT Technical Research Centre of Finland, 1989. 66 p. (Valtion teknillinen tutkimuskeskus. Tiedotteita; No. 1052).

Research output: Book/ReportReport

TY - BOOK

T1 - Lumen tunkeutuminen yläpohjarakenteisiin

T2 - Merkkiainekokeet

AU - Kääriäinen, Hannu

AU - Rantamäki, Jouko

PY - 1989

Y1 - 1989

N2 - 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.

AB - 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.

KW - construction

KW - snow

KW - buildings

KW - ceilings (architecture)

KW - test houses

KW - wind tunnels

KW - penetration, roofs

M3 - Report

SN - 951-38-3584-7

T3 - Valtion teknillinen tutkimuskeskus. Tiedotteita

BT - Lumen tunkeutuminen yläpohjarakenteisiin

PB - VTT Technical Research Centre of Finland

CY - Espoo

ER -

Kääriäinen H, Rantamäki J. Lumen tunkeutuminen yläpohjarakenteisiin: Merkkiainekokeet. Espoo: VTT Technical Research Centre of Finland, 1989. 66 p. (Valtion teknillinen tutkimuskeskus. Tiedotteita; No. 1052).