Tärkeimmät muuratun julkisivun suunnittelussa huomioitavat seikat

Julkisivun kannatus ja aukotukset

• Tiilijulkisivu suunnitellaan niin, että se on pääosin itsensä kantava ja tukeutuu perustuksiin. Julkisivun osia voidaan kannattaa tarvittaessa myös kerroksittain rungosta tiilipalkki- ja konsolijärjestelmien avulla. Eri tavalla kannatetut julkisivuosiot on erotettava toisistaan liikuntasaumalla.

• Tiili on julkisivumateriaalina raskas, mikä tulee ottaa huomioon etenkin aukotuksen suunnittelussa. Aukotukset voidaan suunnitella suhteellisen vapaasti, kun kannatustavat valitaan oikein ja kannatustapa otetaan huomioon suunniteltaessa varsinaisia runkorakenteita. Pitkiä vaakaikkunoita on kuitenkin syytä välttää. Erikoiskannatukset nostavat julkisivun hintaa. Siitä johtuen perusratkaisu kannattaa valita siten, että ikkunat ovat pääosin päällekkäin ja julkisivu kannatetaan perustuksista. Erikoispaikat, esim. erkkerit ja nurkkaikkunat, voidaan kannattaa kerroksittain.

Muuraussiteet

Muurattu julkisivu painaa yleensä kymmeniä tonneja ja siihen kohdistuu hyvin suuria vaakavoimia tuulenpaineesta ja imusta. Nämä voimat siirretään rakennuksen runkoon muuraussiteillä, jotka on mitoitettava eurokoodien mukaan kohdekohtaisesti ja laskettava määrätarve jokaiselle julkisivun rakennetyypille erikseen.

Rantarakentamisessa mitoitustuulikuormat ja muuraussiteille asetettavat vaatimukset ovat suurempia kuin sisämaassa. Jos esimerkiksi rakennus, jonka korkeus on 21 metriä sekä leveys ja syvyys 24 metriä, sijaitsee vaativimmassa maastoluokassa meren rannalla, tarvittava muuraussiteiden määrä voi olla jopa 2–3 -kertainen verrattuna samanlaiseen rakennukseen, joka rakennetaan sisämaahan kaupunkialueelle. Rakennuksen koko ja korkeus sekä ympäröiviä rakennuksia ja maastoa korkeammalle ulottuvien kerrosten määrä vaikuttavat paljon rakennukseen kohdistuvien voimien sekä muuraussiteiden määrän mitoitukseen.

Liikuntasaumat

Julkisivumuurin lämpötilavaihteluista aiheutuvat rakenteelliset jännitykset estetään jakamalla julkisivu liikuntasaumoilla ja tarvittaessa kutistumaraudoitteilla osiin.

Liikuntasaumojen tarkoitus on, etteivät eri rakenteiden ja rakenneosien erilaiset pakkoliikkeet ja niistä aiheutuvat jännitykset aiheuta muuratun rakenteen vaurioitumista. Liikuntasauma mahdollistaa mm. rakenteen pystysuuntaiset muodonmuutokset.

Liikuntasaumat tehdään rakenteen luonnollisiin epäjatkuvuuskohtiin ja niiden paikat tulisi ottaa huomioon jo alustavassa suunnitteluvaiheessa.

• perustustavan muutoksien kohdalle
• rakennekorkeuksien muutoksen kohdalle
• paksuuden muutosten kohdalle
• erilaisten kannatustapojen väliin, kuten kerroksista kannatettu – perustuksista kannatettu
• taipuvien kannatusrakenteiden vaikutus on myös huomioitava liikuntasaumoin
• kannatusalustan muodonmuutosten vaikutus huomioitava liikuntasaumoin
• nurkkien vierelle tai lähettyville
• seinän suurien jäykkyyserojen (aukotukset) lähelle.

Säärasitukset

• Julkisivudetaljien suunnittelussa tulee huomioida säärasitus. Muurattu julkisivu ei ole täysin sateenpitävä viistosateille alttiissa kohteissa. Sateelle alttiille seinälle 130-135 mm tiili soveltuu paremman vedenpitävyytensä ansiosta paremmin, kuin 85 mm tiili.
• Ulkoseinä suunnitellaan kuorimuurin takaa tuulettuvaksi rakenteeksi. Tuuletus varmistaa koko seinärakenteen toiminnan ja pienentää oleellisesti julkisivun säärasitusta paremman kuivumisen ansiosta. Ulkoseinän kosteustekninen toiminta varmistetaan riittävällä ilmaraolla (30-50 mm) sekä sopivalla laastilla ja muuraustekniikalla. Mahdollisen muuratun rakenteen läpi johtuvan veden pois johtaminen ulos rakenteesta tehdään oikeaoppisten detaljien mukaisesti.
• Tiilirakenne tulee suojata sekä maakosteudelta että yläpuolelta valuvalta vedeltä. Esimerkiksi parvekekaiteissa ja ikkunasyvennyksissä suojaus tehdään oikeaoppisilla pellityksillä. Ikkunapellitysten sopiva kallistuskulma on 25-35 astetta ja pellitysten etureunan tulisi ulottua n. 3-4 cm tiilipinnasta ulospäin.
• Räystäitten on oltava niin pitkät, että vedenpääsy rakenteisiin estyy.
• Suositeltava sokkelikorkeus on vähintään 400–500 mm.

Tiilijulkisivun energiatehokkuus

Tiilijulkisivut kuluttavat energiaa materiaalien valmistuksessa, etenkin tiilen poltossa. Toisaalta ne säästävät energiaa rakennuksen käytön aikana tuottamalla ylimääräisen, eristävän ilmakerroksen rakenteisiin. Tätä vaikutusta ei huomioida u-arvon laskennassa.

Ilmaraon hyötyvaikutus riippuu auringon säteilystä. Aurinkoisuus puolestaan riippuu julkisivun suuntauksesta. Hyödyt ovat suurimmillaan eteläpuolen julkisivulla, ja taas pienimmillään pohjoispuolen julkisivulla. Useammat tutkimukset osittavat, että monikerroksissa rakennuksissa ensimmäisen kerroksen hyödyt ovat pienempiä kuin ylempien kerrosten, mikä johtuu siitä, että ensimmäinen kerros helpommin jää varjoon ja lämmin ilma nousee ylöspäin ilmaraon sisällä. Auringon säteilyn vaikutus seinän lämpöhäviöihin riippuu myös pinnan sävystä.

Tiilijulkisivun takana sijaitsevan ilmaraon lämpötila on eri tutkimusten perusteella ollut lämmityskaudella (laskettu syyskuusta toukokuuhun) eteläjulkisivulla keskimäärin 0,9 ºC ja pohjoisjulkisivulla puolestaan 0,7 °C ulkolämpötilaa korkeampi. Kesäaikana alemmissa kerroksissa tiilijulkisivulla on puolestaan ollut vähäinen jäähdyttävä vaikutus. Peukalosääntönä voitaneen pitää vajaan celsiusasteen lämpötilaeroa. Tämä puolestaan vastaa lämmityskauden (syys-toukokuu) aikana eteläjulkisivulla noin 3,5 kWh ja pohjoisjulkisivulla noin 1,8 kWh lämpöenergian säästöä per neliömetri tiilijulkisivua. Saavutetut säästöt vaihtelevat mm. rakenteen, rakennuksen suuntauksen, aurinkoisuuden ja tiilten sävyn perusteella.

Energiansäästöllä saavutettava päästövähenemä vastaa siis keskimääräisellä kaukolämmöllä lämmitetyssä kohteessa noin 1 kg CO2e-hyötyä per m2 per vuosi eteläsivulla, ja noin 0,5 kg CO2e-hyötyä per vuosi pohjoissivulla. Tiiliseinän valmistuksen aiheuttamia CO2-päästöjä vastaavat hyödyt saadaan kaukolämpöä käyttävissä rakennuksissa eteläjulkisivulla 44 vuoden aikana ja pohjoisjulkisivulla 85 vuoden aikana, keskiarvona 58 vuoden aikana. Tämän aikajänteen jälkeen syntyvät päästövähenemät ovat tiilijulkisivun tuottamia nettohyötyjä. Uusiutuvalla energialla lämmitetyn kohteen hyödyt ovat ilmastopäästöjen kannalta vähäiset, mutta lämmityskustannuksissa hyöty tuntuu.

Tulokset ovat luonteeltaan suuruusluokkaa antavia ja vaihtelevat käyttökohteen ominaisuuksien mukaan.

Kun otetaan huomioon tiilen pitkäaikaiskestävyys, vähäinen huollon tarve sekä sen energiaa säästävät ominaisuudet, on tiili sekä energiankulutuksen että ilmaston kannalta erinomainen materiaali.

Ääneneristys

Melualueille rakennettaessa on tärkeää, että liikenne melu ei siirry rakennuksen ulkovaipan kautta ulkoa sisään. Liikennemelu sisältää runsaasti pienitaajuista ääntä, jota käytännössä voidaan eristää tehokkaasti vain rakenteiden massalla. Tiilestä muurattujen rakenteiden massa on suuri, mikä takaa hyvät ja viihtyisät ääniolosuhteet myös melualueilla.

Ulkoseinärakenteiden osalta tulee huomioida itse seinärakenteen R’w-arvon ohella muiden seinän osien (ikkunat, ovet) vaikutus kokonaisääneneristävyyteen. Käytännössä merkittävä osuus on rakennuksen arkkitehtonisella suunnittelulla: talon sijainti (etäisyys tiestä), tien suuntaisen seinän ikkunapinta-alan osuus, sekä pihasuunnittelulla (aitarakenteet).

Esimerkkejä erilaisten ulkoseinärakenteiden lasketuista ilmaääneneristysluvuista tieliikennemelua vastaan R_w + C_tr.

Huomioita kustannuksista

Kerrostalojen yleisin ulkoseinärakenne on betonirunko muuratulla tiilijulkisivulla. Tiilestä muurattu julkisivu on hinnaltaan kilpailukykyinen jo rakennusvaiheessa. Kustannusvertailuissa tulee kuitenkin tarkastella rakennuskustannusten lisäksi rakennuksen käytön aikaisia huolto- ja korjauskustannuksia rakennuksen purkuun ja materiaalien kierrätykseen asti. Pitkällä aikavälillä muuratun julkisivun kustannusetuna on hyvä kestävyys ja pieni huollontarve.

Julkisivut suunnitellaan pääosin rakennuksen arkkitehtuurin ja kaupunkikuvan lähtökohdista. Suunnitteluratkaisu ja valitut materiaalit vaikuttavat kuitenkin myös kustannuksiin.

• Tiilen ja laastin värin valinnasta johtuvat hintaerot vaikuttavat julkisivun kustannuksiin enimmillään +/- 15-20 €/m2 keskimääräiseen tasoon verrattuna.
• Tiilen pintastruktuuri, erilaiset saumojen viimeistelytavat tai pienet poikkeamat saumapaksuudessa eivät ole merkittäviä kustannustekijöitä.
• Huolellisesti suunnitellut limitykset ja pinnan pienet sisään– ja ulosvedot ovat muuratulle rakenteille luontaisia ja työn lisäkustannukset ovat yleensä enintään 3-4 €/m2.
• Tiilivalikoimaa täydentävien muototiilien kustannusvaikutus on noin 3-8 €/m2, jos niiden määrä on 10 – 20 %.
• Suunnitteluratkaisultaan kalliissa muuratussa julkisivussa on paljon vaakanauhaikkunoita ja isoja nurkkaikkunoita, joiden yläpuoliset muuraukset joudutaan kannattamaan kerroksittain ruostumattomin teräskonsolein. Konsolikannatukset voivat nostaa julkisivun hintaa jopa 10-25 €/m2.