Jäähallin rakenteet

Abstract

Tämä insinöörityö tehtiin Insinööritoimisto Virpiö Oy:lle, joka halusi varmistua Sipoon harjoitusjäähallin suunnitteluratkaisujen toimivuudesta ja kehittää yrityksessä osaamista suunnitella jäähallirakenteita erityisesti kosteus ja lämpöfysiikan kannalta. Insinöörityöni ensisijaisena tavoitteena oli oppia tuntemaan jäähallien rakenteiden vaatimukset ja haasteet sekä ymmärtää paremmin niiden rakennusfysikaalista toimintaa. Esimerkkikohteena oli puurakenteinen harjoitusjäähalli, jonka vaipan rakenteiden kosteusteknistä toimintaa selvitettiin yksityiskohtaisesti. Työssä vertailtiin puu- ja metallirakenteisen vaipparakenteen toimintaa ja selvitettiin onko höyrysulun sijoituksella vaikutusta rakenteen kosteustekniseen toimintaan. Tavoitteena oli löytää myös Sipoon jäähallille rakennuksen käytönaikaiset sisäilman lämpö- ja kosteusraja-arvot rakennuksen käyttöohjeita varten. Rakenteiden toimivuutta tutkittiin insinöörityötä varten kehitetyllä Excel-taulukolla, jolla tutkitaan kosteuden ja lämmön jakautumaa rakenteissa. Taulukosta nähdään tiivistymisen mahdollisuuden lisäksi, mihin kohtaan rakennetta kosteutta tiivistyy diffuusion avulla sekä tiivistyvän kosteuden määrä. Tutkimuksen tulokset osoittivat, että Sipoon harjoitusjäähallin vaipan rakenteet toimivat melko hyvin. Ulkoseinässä ja yläpohjassa on havaittavissa kesäkautena vesihöyryn tiivistymistä, mutta vesi poistuu rakenteesta talvikautena. Muissa rakenteissa merkittävää vesihöyryn tiivistymistä ei ole havaittavissa. Laskelmien perusteella määriteltiin sisäilman lämmön ja kosteuden raja-arvot, joilla pystytään välttymään kokonaan vesihöyryn tiivistymiseltä rakenteissa. Vertailtaessa puu- ja metallirakenteista rakennetta laskelmien perusteella nähtiin, että metallirakenteiseen rakenteeseen vesihöyryä ei tiivisty diffuusion avulla. Vesihöyryä voi kuitenkin siirtyä ilmavirtausten avulla, jos rakenne ei ole ehjä. Mikäli kosteutta pääse rakenteeseen, voi rakenteen kestävyys heiketä pitkällä aika välillä. Lopputuloksena saatiin varmistettua Sipoon jäähallin vaipparakenteiden toimivuus sekä kehitettyä Virpiö Oy:lle käyttökelpoinen Excel-taulukko vastaavanlaisia projekteja varten.

This graduate study was done for Engineering office Virpiö Oy, who wanted to ensure that the planning solutions of Sipoo ice-skating rink were functional. The office was interested in developing in-house competence in ice-skating rink structures especially from the point of view of moisture and thermal physics. The main objective of the study was to learn the requirements and challenges of the ice-skating rink structures and improve understanding of their building physics. The subject in this study was a wooden practice ice-skating rink, the envelope structures of which were under detailed examination. The functions of wooden and metallic structures were compared and research was also conducted on whether the placing of a damp-proof course has any effect on the moisture-technical function of the structure. One objective was to find the limit values for indoor air temperature and humidity. The distribution of temperature and humidity in structures was analyzed with an excel tool developed for this study. The tool shows whether there is the possibility of humidity forming, where the humidity concentrates in structures and what the total amount of concentrated moisture is. Based on the results of this study it can be concluded that the envelope structures of Sipoo ice-skating rink function quite well. There is perceivable concentration of water vapour on outer wall and on the roof, but moisture exits from the structures during winter period. No major concentration of water vapour was perceived in other structures. Based on calculations the limit values for indoor temperature and humidity were defined, which helps to avoid the concentration of water vapour in structures. The comparison of wooden and metallic structures showed that water vapour does not concentrate onto metallic structures by diffusion. However, water vapour may transfer to structures via air flow if the structure is broken. If humidity gets into structures, it may deteriorate its durability in longer term. As an end result, the functionality of the envelope structure of Sipoo ice-skating rink was proofed and a useful excel tool was developed for Virpiö Oy for similar kind of projects in the future.