Kalliotilojen pystykuilujen suunnitteluratkaisut

Abstract

Opinnäytetyö tehtiin Pöyry Finland Oy:lle. Useassa kärkihankkeessa Suomessa on käyty paljon keskustelua eri suunnittelualojen välillä siitä miten kalliotilan pystykuilu tulee suunnitella rakennusfysikaalisesti (ovatko kuilut lämmöneristettävä vai ei). Kalliokuiluja halutaan joka tapauksessa suojata pakkasrapautumiselta. Tämä on suunniteltava yhteistyössä kallio-, rakenne- ja taloteknisten suunnittelijoiden kesken.

Tutkimuksen ensimmäinen osuus suoritettiin kirjallisuustutkimuksena. Kirjallisuustutkimuksessa selvitettiin kalliorakentamisen erityispiirteitä rakennusfysikaalisen toimivuuden näkökulmasta.

Kirjallisuustutkimuksessa kuvattiin myös alkalikiviainesreaktiota ilmiönä. Tätä alkalikiviainesreaktioiden teoriataustaa ei sovellettu seuraavassa tutkimusvaiheessa.

Toinen tutkimusvaihe toteutettiin kvalitatiivisena tutkimuksena haastattelemalla alan asiantuntijoita (teemahaastattelu). Lisäksi suoritettiin rakennusfysikaalisia laskelmia kalliokuilujen rakenneratkaisujen osalta.

Kirjallisuustutkimuksen tuloksena saatiin selville kalliotilojen kosteuslähteitä, kalliotiloihin sopivat lämmöneristeet ja tiivis informatiivinen paketti alkalikiviainesreaktiosta ilmiönä. Toisessa tutkimusvaiheessa selvitettiin rakennusfysikaalisesti toimivat ratkaisut kalliotilan tuloilmakuilua varten. Lisäksi opinnäytetyössä on kuvattu kuinka eri ilmanvaihto- ja lämmitysvaihtoehdot vaikuttavat kalliotilan pystykuilun suunnitteluun.

This thesis was done for Pöyry Finland Oy. In many big projects in Finland there has been a lot of discussion between different design areas on the correct building physics design basis for vertical shafts in rock spaces, and in particular to possible need for thermal insulation. One thing is clear: it is necessary to prevent frost cracking in the shaft. Design to achieve this must be done as teamwork between the structural engineers, rock engineers and heat engineers.

The first phase of the research was done as a literature survey. The literature survey identified special features of rock spaces from point of view building physics. In the literature survey also revealed alkali aggregate reaction as phenomenon.

The second phase of the research was done as qualitative research by interviewing experts in the field (interview with theme). Building physics calculations for the structural solutions were also made in the second phase of the research.

The literature survey identified moisture sources in rock spaces, thermal insulations that are suitable in rock spaces and information about alkali aggregate reaction as phenomenon. In the second phase of the research solutions for vertical shafts in rock spaces were clarified. In the thesis is also described how different ventilation and heating solutions effect on structural design of vertical shaft in rock spaces.