Search

Soil moisture has a profound influence on life on Earth, and this vital water resource varies across space and time. Here, we explored soil moisture variations in boreal forest and tundra environments, where comprehensive soil moisture datasets are scarce. We installed soil moisture sensors up to 14 cm depth at 503 measurement sites within seven study areas across northern Europe. We recorded 6,138,528 measurements to capture soil moisture variations of the snowless season from April to September 2020. We described the spatio-temporal patterns of soil moisture, and test how these patterns are linked to topography and how these links vary in space and time. We found large spatial variation and often less pronounced temporal variation in soil moisture across the measurement sites within all study areas. We found that throughout the measurement periods both univariate and multivariate models with topographic predictors showed great temporal variation in their performance and in the relative influence of the predictors within and across the areas. We found that the soil moisture-topography relationships are site-specific, as the topography-based models often performed poorly when transferred from one area to another. There was no general solution that would work well in all the study areas when modeling soil moisture variation with topography. This should be carefully considered before applying topographic proxies for soil moisture. Overall, these data and results highlight the strong spatio-temporal heterogeneity of soil moisture conditions in boreal forest and tundra environments.

Peatland restoration aims to achieve pristine water pathway conditions to recover dispersed wetness, water quality, biodiversity and carbon sequestration. Restoration monitoring needs new methods for understanding the spatial effects of restoration in peatlands. We introduce an approach using high-resolution data produced with an unmanned aircraft system (UAS) and supported by the available light detection and ranging (LiDAR) data to reveal the hydrological impacts of elevation changes in peatlands due to restoration. The impacts were assessed by analyzing flow accumulation and the SAGA Wetness Index (SWI). UAS campaigns were implemented at two boreal minerotrophic peatland sites in degraded and restored states. Simultaneously, the control campaigns mapped pristine sites to reveal the method sensitivity of external factors. The results revealed that the data accuracy is sufficient for describing the primary elevation changes caused by excavation. The cell-wise root mean square error in elevation was on average 48 mm when two pristine UAS campaigns were compared with each other, and 98 mm when each UAS campaign was compared with the LiDAR data. Furthermore, spatial patterns of more subtle peat swelling and subsidence were found. The restorations were assessed as successful, as dispersing the flows increased the mean wetness by 2.9–6.9%, while the absolute changes at the pristine sites were 0.4–2.4%. The wetness also became more evenly distributed as the standard deviation decreased by 13–15% (a 3.1–3.6% change for pristine). The total length of the main flow routes increased by 25–37% (a 3.1–8.1% change for pristine), representing the increased dispersion and convolution of flow. The validity of the method was supported by the field-determined soil water content (SWC), which showed a statistically significant correlation (R2 = 0.26–0.42) for the restoration sites but not for the control sites, possibly due to their upslope catchment areas being too small. Despite the uncertainties related to the heterogenic soil properties and complex groundwater interactions, we conclude the method to have potential for estimating changed flow paths and wetness following peatland restoration.

Riparian habitats of boreal forests are considered as hotspots for biochemical processes and biodiversity, and varying width riparian buffers have been proposed to protect species diversity of the riparian forests. However, evidence of the role of soil moisture variation in shaping riparian biodiversity and ecosystem functioning remain scarce particularly regarding belowground diversity. We studied how distance from the stream and soil moisture of the riparian zone affected species richness and community composition of plants, bacteria, and fungi as well as microbial decomposition rates. Using a split-plot design with a plant survey and amplicon sequencing for microorganisms we identified taxa associated with different categories of moisture and distance from the stream along six headwater stream-sides in middle boreal forests in Northern Finland. Tea-bag Index was used to assess the decomposition rates. PERMANOVA and linear mixed-effect models were used to analyze the data. Variation in riparian soil moisture influenced species composition and richness of plants and bacteria. Plant communities also changed from herbaceous dominated to shrub dominated with increasing distance from the stream. Fungal communities, however, did not respond to soil moisture or distance from the stream, and there were only slight differences in fungal trophic guilds among moisture and distance categories. Decomposition of organic material by microorganisms was faster adjacent to the stream than further away, and moist riparian areas had higher decomposition rates than drier ones. Decomposition rates were positively related to pH, Ca, Mg and NH4 and soil temperature. Synthesis and applications We show that above- and belowground diversity and microbial decomposition are associated to soil moisture at riparian sites supporting the idea of leaving wider unmanaged buffers in moist habitats to safeguard the overall forest diversity. Our findings further emphasize the need to consider soil moisture when planning the measures for riparian protection as changes in riparian soil moisture could lead to deterioration of organic matter decomposition. Different responses of the examined plant and microbial communities to riparian soil conditions clearly imply that overall riparian diversity cannot be explained based on a single community type, and that different organisms may respond differently to human-induced changes in stream riparian zone. Highlights • Soil moisture influences plant and bacterial diversity, but not fungal. • Microbial driven decomposition is faster in moist riparian areas than on dry ones. • Wider buffers in moist habitats could help safeguard the overall forest diversity. • Overall riparian diversity cannot be explained based on a single community type. • Ecosystem functioning should be considered in riparian protection planning.

Useimmat biomassan jalostusprosessit, mm. kaasutus ja pyrolysointi, edellyttävät biomassan kuivaamista tietylle tasolle. Näissä prosesseissa käytettävät biomassan kuivaimet ovat pääosin jatkuvatoimisia. Tämän työn tarkoituksena oli tutkia syvällisemmin ja kokeellisesti tietynlaista menetelmää, jota voitaisiin hyödyntää tuotekosteuden hallintaan jatkuvatoimisessa puubiomassan kuivauksessa. Tutkittavaksi menetelmäksi valikoitui kuivaimen poistoilman ominaisuuksien hyödyntäminen tuotekosteuden hallinnassa. Sitä tukivat aiemmat kokemukseni biomassan kuivausprosesseista sekä alustavat kirjallisuustutkielmani aiheesta. Työn alussa käsitellään erilaisia biomassoja ja perehdytään kuivaamisen teoriaan. Ensimmäisenä tehtävänä kokeellisen vaiheen alussa oli tutkimuslaitteiston suunnittelu ja rakentaminen pienoiskoossa. Tutkimuslaitteistolla tehtiin useita eräkuivauskokeita sahanpurulla ja kuoriraaka-aineilla. Laitteistoa oli tarpeen hieman kehittää tutkimusten aikana. Saaduissa tuloksissa esiintyi jonkin verran hajontaa, eikä aivan yksiselitteistä korrelaatiota poistoilman ominaisuuksien ja tuotekosteuden välille voitu siten kehittää kaikille tutkituille raaka-aineille. Sahanpurun kuivauskokeissa saavutettiin paras korrelaatio, kun taas kuoriraaka-aineilla oli runsaammin hajontaa. Isoimpana erona raaka-aineiden kesken oli murskausaste, joka varmastikin oli pääsyynä eroavaisuuksiin. Tutkimuksissa löydettiin kuitenkin tärkeitä asetusarvoja prosessin ohjaukseen kuoriraaka-aineillekin. Erilaisten biomassojen kuivaamista on tutkittu erittäinkin paljon koskien lähinnä kuivumisaikoja ja kuivaukseen tarvittavaa energiaa. Tutkittua tietoa puubiomassojen kuivausprosessin hallinnasta tuotekosteuden suhteen löytyi erittäin rajallisesti tällaisella epäsuoralla mittauksella. Eräältä toiselta materiaalin käsittelyn alalta tämä oli jo ennestään tuttua ja koettua tekniikkaa. Tämä työ vahvisti näkemystä siitä, että samaa mittaustapaa voidaan hyödyntää myös puubiomassojen kuivaamisen hallintaan. Tämä työ myös tuotti uudenlaisen biomassan eräkuivausinnovaation, jota mahdollisesti tullaan myöhemmin paremmin tutkimaan ja kehittämään.

Tämä diplomityö jakaantuu kolmeen kokonaisuuteen: teoriaosuuteen, laboratoriomittauksiin ja laskennalliseen tarkasteluun. Teoriaosuudessa on tarkasteltu hirsirakennusten rakennushistoriaa ja vaurioitumista sekä tutustuttu rakennusten kosteuslähteisiin ja kosteuden siirtymismuotoihin. Tutkimuksessa on käsitelty merkittävimpien rakennuksen kosteuslähteiden rasitusmuotojen ilmentymistä sekä kosteuden siirtymistä rakenteissa diffuusion, konvektion ja kapillaarisuuden keinoin. Lisäksi työssä tarkastellaan ylimääräisen kosteuden aiheuttamia biologisia vauriotekijöitä. Homeiden ja mikrobien aiheuttamaa vaurioitumista, lahottajasienten aiheuttamaa lahovaurioitumista sekä rakenteissa esiintyvien hyönteisten aiheuttamia vaurioita tarkastellaan työssä tarkemmin. Hirsirakennusten ja -rakenteiden historiaan sekä hirren työstötapoihin on tutustuttu kotiseutumuseoiden ja kirjallisuuden avulla. Työssä on käsitelty hirsirakennuksissa tavattavien alapohjarakenteiden kehittymistä ja toimivuutta eri tilanteissa. Hirsirakennuksissa käytetyistä materiaaleista tarkemmin tutustutaan, miten koivun tuohta on hyödynnetty rakentamisessa sekä arkikäytössä. Laboratoriomittauksissa koivun tuohelle on suoritettu kosteusteknisiä materiaalikokeita, joiden avulla on selvitetty tuohelle vesihöyrynläpäisevyyttä kuvaava sd-luku sekä kapillaarisuutta ja vedenimua kuvaavia arvoja. Tutkimukset on suoritettu Tampereen yliopiston rakennusfysiikan laboratoriotiloissa. Tuloksista saadaan selville, että tuohi läpäisee vesihöyryä lähes saman verran kuin lauta, mutta eristää jonkin verran nestemäisen veden imeytymistä itsensä läpi. Laskennallisissa tarkasteluissa tutkitaan hirsirakennuksissa yleisesti esiintyvää tuulettuvaa ryömintätilaista alapohjarakennetta ja sitä verrataan nykyaikaisista materiaaleista valmistettuun vastaavanlaiseen alapohjarakenteeseen. Lisäksi tarkastellaan lattialämmityksen vaikutusta rakenteiden rakennusfysikaaliseen toimivuuteen. Tutkimuksissa on käytetty rakennusfysikaalisia testivuosia ja tutkimuksissa keskitytään tarkastelemaan rakenteita tulevaisuuden ilmastossa. Laskennan tuloksia verrataan suomalaiseen homemalliin, jonka avulla tunnistetaan homehtumiselle herkimmät rakenteet. Jokaisessa tutkittavassa rakenteessa lattialämmityksen havaitaan parantavan tuulettuvan ryömintätilaisen alapohjan toimivuutta. Parhaat tulokset saavutetaan, kun rakenteessa on käytetty nykyaikaisia kosteutta kestäviä materiaaleja perinteisten puuosien sijaan. Tutkimuksen avulla varmistettiin, että tuohta voidaan käyttää perinnerakentamisessa vesieristeenä kivijalan ja alimman hirren välissä, jos rakennetta seurataan säännöllisesti mahdollisten vaurioiden varalta. Perinteinen alapohjarakenne ei välttämättä pysy vaurioitumattomana tulevaisuuden ilmastossa. Tämän vuoksi nykyaikaiset kosteutta kestävät materiaalit takaavat rakenteen, jossa homevaurioituminen on epätodennäköisempää kuin käytettäessä samoissa rakenteissa puuta.

Sekä korkean puurakentamisen osaamisessa että rakennushankkeen kosteudenhallinnassa on tutkimusten mukaan puutteita. Suomen valtio ja kunnat pyrkivät lisäämään puun käyttöä julkisessa rakentamisessa ja kaupunkirakentamisessa. Lisäksi Suomen lainsäädäntö asettaa selkeät vaatimukset rakennusten terveellisyydelle ja kosteustekniselle toimivuudelle. Näiden tekijöiden myötä havaittiin tarve tutkia kosteudenhallinnan toteutusta ja sen valvontaa. Tutkimuksen tavoitteena oli selvittää, mihin asioihin kosteudenhallinnan valvonnasta vastaavan henkilön tulee erityisesti kiinnittää huomiota puurakentamiskohteen valvonnassa. Työssä tutkittiin korkean puurakentamisen kosteudenhallinnan suunnittelua, toteutusta ja valvontaa sekä kosteudenhallinnan erityispiirteitä ja kriittisiä tekijöitä puurakennushankkeen eri vaiheissa. Työ suoritettiin kirjallisuuskatsauksena ja haastattelututkimuksena. Kirjallisuustutkimuksella luotiin tutkimuksen perusta, johon kerättiin tietoa suomalaisesta lainsäädännöstä ja asetuksista, kansallisesta ja kansainvälisestä kirjallisuudesta sekä standardeista. Haastattelututkimuksella tuettiin ja täydennettiin kirjallisuustutkimuksen tuloksia. Haastattelut suoritettiin puolistrukturoituina teemahaastatteluina ja ne jaettiin rakennuttamisen, arkkitehtisuunnittelun, rakennesuunnittelun, kosteudenhallintakoordinoinnin ja työmaatoteutuksen näkökulmiin. Työssä esitetään hankkeen eri roolien näkemykset puurakentamisen kosteudenhallinnasta haastateltavien vastausten perusteella. Kirjallisuustutkimuksen ja haastattelututkimuksen keskeisiä tuloksia kootaan yhteen ja verrataan työn pohdintaluvussa. Luvussa myös arvioidaan tutkimuksen onnistumista ja sen mahdollisia virhelähteitä sekä tulosten käytettävyyttä. Tulosten pohdinnan myötä tehtiin johtopäätökset siitä, miten puurakentaminen vaikuttaa kosteudenhallinnan valvontaan hankkeen eri vaiheissa. Tutkimuksessa todettiin, että rakentamisen aikainen olosuhdehallinta on keskeisin asia kosteudenhallinnassa, kun kyseessä on puurakentaminen. Työmaavaiheessa on paneuduttava sääsuojaukseen ja kosteusriskien ehkäisyyn tarkasti, varsinkin kerroksellisten puurakenteiden kohdalla. Ennen työmaatoteutusta kosteudenhallintakoordinaattorin on määritettävä hankkeelle tavoitteet ja vaatimukset kosteudenhallinnan osalta. Työmaan olosuhdehallinnalle esitetään tarkat vaatimukset kosteudenhallintaselvityksessä. Kosteudenhallintaselvitys olisi suositeltavaa tehdä jo alustavasti ennen suunnitteluvaihetta, jotta sillä pystytään ohjaamaan hankkeen toteutussuunnittelua. Suunnitteluvaiheessa koordinaattorin on varmistettava, että suunnittelussa huomioidaan kosteusriskit ja laaditaan riittävät detaljipiirustukset. Hankkeen toteutusvaiheessa kosteudenhallintakoordinaattori valvoo olosuhdehallinnan toteutusta ja sen toimintatavan toimivuutta. Kosteusmittauksia suorittaessa tavallisen piikkimittarin lisäksi valvonnassa voidaan käyttää apuna langattomia kosteudenseurantalaitteita. Koordinaattorin on myös huolehdittava, että puurakenteiden kosteusvauriot ehkäistään ja niihin varaudutaan ennalta riittävällä tasolla. Kosteusvauriotilanteissa puurakenteiden kannalta tärkeintä on mahdollisimman nopea hallittu kuivaus ja korjaus. Korjauksen riittävyyden ja onnistumisen todentamisen on tapahduttava tarkasti ja jäävittömästi, jotta voidaan todeta rakenteiden terveellisyys ja toimivuus tulevaisuudessa. Tutkimuksessa nousi esille asioita, jotka antavat aiheen jatkotutkimukselle. Jatkotutkimusta voitaisiin tehdä kehittämällä Kuivaketju10 –järjestelmän soveltuvuutta korkean puurakentamisen tekniikoihin, tutkimalla puun ja betonin liittorakenteiden vaikutusta kosteudenhallintaan sekä kokeilemalla langattomien kosteudenseurantalaitteiden toimintaa ja hyödyllisyyttä käytännössä. According to research, there are shortcomings in both the expertise to high-rise wood construction and the moisture management of a construction project. The state and municipalities of Finland are working to increase the use of wood in public construction and urban construction. In addition, Finnish legislation sets clear requirements for the healthiness of buildings and the moisture performance of structures. With these factors, the need to study the implementation and control of moisture management was identified. The aim of this research was to find out which tasks the person for the supervision of moisture management should pay special attention to during the supervision of a wood construction site. The work examined the design, implementation and control of moisture management in high-rise wood construction, as well as the special features and critical factors of moisture management in different phases of wood construction project. The work is done as literature review and interview research. The literature review created the basis for the research, which collected information on Finnish legislation and regulations, national and international literature and standards. The interview study supported and supplemented the results of the literature search. The interviews were carried out as semi-structured thematic interviews and were divided into aspects of construction contracting, architectural design, structural design, humidity management coordination and site implementation. The work presents the views of the different roles of the project on the moisture management of wood construction based on the answers of interviewees. The main results of the literature search and interview research are summarized and compared in the reflection chapter of the thesis. The chapter also evaluates the success of the study and its possible sources of error, as well as the usability of the results. After considering the results, conclusion was drawn about how wood construction affects the control of moisture management at different stages of the project. The study found that condition management on a construction site is the most important issue in moisture management when it comes to wood construction. Careful attention must be paid to weather protection and the prevention of moisture risks at the construction site, especially in the case of layered timber structures. At the beginning of construction project, the humidity management coordinator must define the objectives and requirements for the project in terms of humidity management. The exact requirements for site condition management are presented in the humidity management statement. It would be advisable to carry out the statement before the design stage in order to be able to guide the implementation design of the project. During the design phase, the coordinator must ensure that moisture risks are taken into account in the design and that sufficient detailed drawings are drawn up. During the implementation phase of the project, the humidity management coordinator monitors the implementation of condition management and the functioning of its operating method. Continuous humidity monitoring equipment can be used to assist in the humidity management control work. The coordinator must also ensure that moisture damages to timber structures is prevented and prepared for in advance through moisture management plan. In situations of moisture damage, the most important thing for wood structures is controlled drying and repair as soon as possible. The adequacy and success of the repair must be verified accurately and uninterruptedly in order to establish the soundness and functionality of the structures in the future. The study raises issues that warrant further research. Further research could be carried out by developing the suitability of Kuivaketju10 –system for high-rise wood construction techniques, by studying the effect of wood and concrete composite structures on moisture management and by testing the operation and usefulness of wireless moisture monitoring devices in practice.

1970-luvulla rakennetut asuinpientalot ovat juuri nyt peruskorjausiässä. Vaikka pientalojen korjaustarpeita on kartoitettu, ei ole kuitenkaan tietoa, kuinka laajaa osaa aikakauden rakennuksista riskialttiit rakenteet koskevat. Diplomityössäni selvitän korjaustarpeiden laajuutta Turun pientalokannan kautta sekä esittelen mahdollisia korjaustapoja. Tutkimuksessani käytän aineistona Turun kaupunginarkistosta saamiani rakennuslupapiirustuksia, joiden perusteella olen lajitellut ja tilastoinut eri rakenneratkaisujen käyttöä. Tutkimuskohteet valitsin satunnaisotannalla saadakseni yleistettävää tietoa. Työssäni tarkastelen tutkimuskohteiden rakenteiden toimivuutta tämänhetkisen rakennusfysikaalisen tiedon perusteella sekä arvioin korjaustapojen pitkäikäisyyttä ja kestävyyttä muuttuvassa ilmastossa. On kuitenkin myös muistettava, että oikeissa olosuhteissa teoriassa rakennusfysikaalisesti riskialtis rakenne saattaa toimia. Korjauksia tulisi tehdä vasta, kun voidaan havaita elinolosuhteiden terveellisyyttä ja turvallisuutta vaarantavia tekijöitä. Aikakauden rakennuksissa on lähes poikkeuksetta maanvastainen betonilaatta-alapohja. Lisäksi noin puolessa aikakauden kohteista on kellari, jonka ulkoseinät ovat valubetonia tai betoniharkkoa. Maanvastaisten alapohjien ja seinien yleisimmät korjaustarpeet liittyvät eristämiseen. Eriste on kosteudelle arkaa materiaalia, se sijaitsee väärässä paikassa tai sitä ei ole ollenkaan. Lisäksi hyvin yleisiä ovat puutteet salaoja- ja sadevesijärjestelmissä, mikä lisää erityisesti maanvastaisiin rakenteisiin kohdistuvaa kosteusrasitusta. Useimmat kohteet hyötyisivätkin laajasta salaojaremontista, jossa rakennuksen ympäriltä vaihdetaan maakerrokset ja lisätään salaoja- ja sadevesiputkistot sekä lämpö- ja vesieristetään mahdollisen kellarin seinät ulkopuolelta. Salaojakorjauksella voitaisiin myös mahdollisesti välttää suuressa osassa kohteista laajemmat maanvastaisiin rakenteisiin kohdistuvat korjaustoimenpiteet. Ehdottomasti yleisin ulkoseinärakenne on tiiliverhoiltu puuranka. Kuitenkin runko- tai verhousmateriaalista riippumatta yleisin korjaustarve on puutteellinen tuuletus verhouksen takana. Sisäpuolisen kosteuden pääsy rakenteisiin on nimellisesti estetty lähes kaikissa kohteissa, joten kirjallisuudessa usein mainitut siinä esiintyvät puutteet johtuvat todennäköisemmin asennusvirheistä kuin koko kerroksen puuttumisesta. Ulkoseinien korjauksen yhteydessä voisi myös harkita verhousmateriaalin vaihtoa tiilestä puuhun rakenteen rakennusfysikaalisen toiminnan parantamiseksi, tai olevien hyväkuntoisten materiaalien uusiokäyttöä. Tyypillisesti ulkoseinän alaosassa on valesokkelin ja sokkelihalkaisun yhdistelmä, jollainen on kahdessa kolmasosassa tutkimuskohteita. Vain muutamissa kohteissa on valesokkeli ilman sokkelihalkaisua. On myös huomattava, että kolmasosassa kohteista on ns. ”normaali sokkeli”. Sokkeliin kohdistuvat korjaustoimenpiteet on yleensä hyvä suorittaa ulkoseinien tai maarakenteiden korjauksen yhteydessä. Suurimmassa osassa tutkimuskohteita on harjakatto, tasakattoja on alle neljäsosassa kohteita. Kattojen yleisimpiä rakenteellisia puutteita ovat puutteellinen tuuletus ja aluskatteen puute. Muutamista kohteista puuttui myös höyryn- ja ilmansulkukerros. Kattojen korjaustarpeet vaihtelevat laajasti. Jyrkempikulmaisissa katoissa saattaa riittää katteen vaihto ja aluskatteen lisäys, kun taas loivempikulmaisissa katoissa saattaa olla aiheellista rakentaa koko katto uudestaan jyrkempään kulmaan. Muita huomattavia korjaustarpeita aikakauden rakennuksissa ovat lämmitysenergian vaihto pois öljystä, asbestin ja muiden haitta-aineita sisältävien materiaalien purkamiseen liittyvät korjaukset sekä radonkorjaukset, sillä radonintorjuntajärjestelmiä ei asennettu rakennuksiin vielä 1970-luvulla.

Vanhojen massiivitiiliseinien lämmöneristyskyky on nykyään rakennettaviin uudiskohteisiin verrattuna heikko, mutta niiden energiankulutusta voidaan vähentää lisälämmöneristämisen avulla. Lämmöneriste on lämpö- ja kosteusteknisesti parasta sijoittaa alkuperäisten rakenteiden ulkopuolelle, jotka siirtyvät siten lämpimämpiin ja kuivempiin olosuhteisiin. Ratkaisuna ulkopuolinen lämmöneriste muuttaa kuitenkin tiilijulkisivun ulkonäköä, mikä ei ole yleensä rakennussuojelun näkökulmasta sallittua. Sisäpuolinen lämmöneristys on kosteusteknisesti haastava tapa parantaa massiivitiiliseinän lämmöneristävyyttä, sillä rakenteita rasittavat sekä sisäilmasta vesihöyryn diffuusiolla siirtyvä kosteus että tiileen sadevedestä kapillaarisesti imeytyvä vesi. Sisäpintaan asennettava höyrynsulku ei ole toimiva ratkaisu, koska se estää rakenteeseen tunkeutuneen sadeveden kuivumisen sisäänpäin. Ratkaisuna voidaan käyttää kapillaarista lämmöneristettä, joka voi varastoida kosteutta nesteenä ja vesihöyrynä, ja siirtää materiaalin huokosverkoston kapillaari-imun avulla rakenteen sisäpintaa kohti, josta kosteus voi kuivua sisäilmaan. Tutkimuksessa etsittiin kosteusteknisesti toimivia sisäpuolelta eristettyjä rakenteita nykyilmaston ja ennustetun tulevaisuuden ilmaston olosuhteissa käyttämällä FRAME-projektissa valmistunutta rakenteiden kosteusteknisen toiminnan analysointimenetelmää. Rakenteet mallinnettiin yksiulotteisina lämpö- ja kosteustekniseen laskentaan sopivalla WUFI Pro 6.5 -ohjelmalla, ja rakenteiden toimivuutta arvioivana toimintakriteerinä käytettiin Suomalaisen homemallin homeindeksin maksimiarvoa. Homeen kasvua ei sallittu tiilimuurin sisäpuolisissa rakennekerrosten rajapinnoissa, joten toimintakriteerin raja-arvoksi valittiin Mmax < 1. Kosteusteknisesti parhaiksi rakenteiksi todettiin kalsiumsilikaatilla lämmöneristetyt rakenteet, mutta niiden toimivuus vuoden 2100 ilmastossa vaikutti epävarmalta. Kalsiumsilikaattieristeen toiminta heikentyi oleellisesti, jos rakenteessa käytettiin sen kanssa yhteensopimatonta sisäverhouslevyä tai rakenteen sisäpinnassa vesihöyrytiivistä pinnoitetta. Epävarmuutta sisältävien reunaehtojen ja materiaaliominaisuuksien vaikutuksia saatuihin tuloksiin arvioitiin useiden herkkyystarkasteluiden avulla, ja etenkin tiilen materiaaliominaisuuksien havaittiin vaikuttavan homeindeksien suuruuksiin merkittävästi. Rakenteiden toimivuutta voitiin parantaa merkittävästi sadeveden imeytymistä tiileen vähentävän impregnointikäsittelyn avulla. Impregnoinnin avulla 100 mm kalsiumsilikaattieristys havaittiin kosteusteknisesti toimivaksi ratkaisuksi myös tulevaisuuden ilmastossa.

Rakentamisen mitoitussäät (RAMI) -hankkeen tavoitteena oli määrittää mitoitusolosuhteet ja käytännöt rakenteiden lämpö- ja kosteusteknisen toiminnan sekä huonetilojen kesäaikaisen lämpötilan ja jäähdytystehontarpeen suunnittelua varten. Hankkeen lähtötietoina toimivat aiemmassa RASMI-hankkeessa määritetyt tuntiaineistot, joita täydennettiin ilmakehästä alaspäin suuntautuvan pitkäaaltosäteilyn osalta. Rakenteiden rakennusfysikaalisen toiminnan tutkimusosiossa valitut uudet mitoitusvuodet Jokioinen 2011 (yleiskriittinen vuosi), Jokioinen 2017 ja Vantaa 2017 sekä näitä vastaavat tulevaisuuden ilmasto-olosuhteiden vuodet kattavat yhdessä kaikki homeen kasvun tarkastelut koko Suomen alueella. Näiden lisäksi erikseen nimettyjä paikkakuntakohtaisia mitoitusvuosia voidaan hyödyntää kosteuden määrän sekä julkisivujen pakkasrasituksen ja betoniterästen korroosion tarkasteluissa. Kuukausitasolla tehtäviä kosteuden kondensoitumisen laskelmia varten mitoitusvuosiksi valittiin paikkakuntakohtaiset vuodet 2009–2010 heinäkuusta kesäkuuhun. Lisäksi tuloksissa on esitetty talvi- ja kesäkautta kuvaavia ulkoilman mitoittavia lämpötila- ja kosteusolosuhteita stationääritilanteiden laskelmia varten. Kiviainespintaisten julkisivujen rasitusolosuhteiden tutkimusosion perusteella ulkoilman hiilidioksidipitoisuuden, lämpötilan ja sademäärien muuttuminen nopeuttaa betonin karbonatisoitumista ja aktiivisen korroosion vaihetta, mutta vaikuttaa vaihtelevasti julkisivujen pakkasrapautumiseen riippuen paikkakunnasta ja julkisivun ilmansuunnasta. Työosion tuloksia hyödynnettiin rakennusfysiikan mitoitusvuosien valinnassa. Rakennusten sisäolosuhteiden ja jäähdytystehontarpeen mitoitusolosuhteisiin keskittyneessä tutkimusosiossa valittiin Suomen neljää säävyöhykettä kuvaaville paikkakunnille (Vantaa (I), Jokioinen (II), Jyväskylä (III) ja Sodankylä (IV)) kutakin vuoden kuukautta kuvaavat jäähdytyksen mitoituspäivät sekä mitoittavat entalpian ja ulkolämpötilan arvot nykyisille ja tulevaisuuden ilmasto-oloille. Matalimmalla ja keskimääräisellä päästöskenaariolla (RCP2.6 ja RCP4.5) ilmastonmuutoksen vaikutus mitoitusolosuhteisiin oli suhteellisen vähäinen, mutta korkeimman päästöskenaarion (RCP8.5) tapauksessa ilmastonmuutoksella alkaa jo olla enemmän vaikutusta jäädytysjärjestelmien mitoitukseen vuoden 2050 jälkeen.

Peatland water table depth (WTD) and wetness have widely been monitored with optical and synthetic aperture radar (SAR) remote sensing but there is a lack of studies that have used multi-sensor data, i.e., combination of optical and SAR data. We assessed how well WTD can be monitored with remote sensing data, whether multi-sensor approach boosts explanatory capacity and whether there are differences in regression performance between data and peatland types. Our data consisted of continuous multiannual WTD data from altogether 50 restored and undrained Finnish peatlands, and optical (Landsat 5–8, Sentinel-2) and Sentinel-1 C-band SAR data processed in Google Earth Engine. We calculated random forest regressions with dependent variable being WTD and independent variables consisting of 21 optical and 10 SAR metrics. The average regression performance was moderate in multi-sensor models (R2 43.1%, nRMSE 19.8%), almost as high in optical models (R2 42.4%, nRMSE 19.9%) but considerably lower in C-band SAR models (R2 21.8%, nRMSE 23.4%) trained separately for each site. When the models included data from several sites but were trained separately for six habitat type and management option combinations, the average R2 was 40.6% for the multi-sensor models, 36.6% for optical models and 33.7% for C-band SAR models. There was considerable site-specific variation in the model performance (R2 −3.3–88.8% in the multi-sensor models ran separately for each site) and whether multi-sensor, optical or C-band SAR model performed best. The average regression performance was higher for undrained than for restored peatlands, and higher for open and sparsely treed than for densely treed peatlands. The most important variables included SWIR-based optical metrics and VV SAR backscatter. Our results suggest that optical data works usually better than does C-band SAR data in peatland WTD monitoring and multi-sensor approach increases explanatory capacity moderately little. peerReviewed

Moisture damage can influence the subjective assessment of indoor air quality (subjective IAQ) in various ways. We studied whether the frequency of symptoms reported across students at school level mediates the relationship between observed mold and dampness in a school building and students’ subjective IAQ. To answer this research question, we tested a multilevel path model. The analyzed data was created by merging two nationwide data sets: 1) survey data from students, including information on subjective IAQ (N = 24,786 students); 2) data from schools, including information on mold and dampness in a school building (N = 222). After the background variables were adjusted, schools’ observed mold and dampness was directly and significantly related to poor subjective IAQ (standardized beta (β)= 0.22, p = 0.002). In addition, in schools with mold and dampness, students reported significantly more symptoms (β = 0.22, p = 0.023) than in schools without; the higher the prevalence of symptoms at school level, the worse the students’ subjective IAQ (β = 0.60, p < 0.001). This indirect path was significant (p = 0.023). In total, schools’ observed mold and dampness and student‐reported symptoms explained 52 % of the between‐school variance in subjective IAQ. peerReviewed

Ilmastonmuutoksen voimakas eteneminen muuttaa rakennusalan käytänteitä. Ympäristöministeriön julkaiseman vähähiilisen tiekartan mukaan vähähiilisyys on mukana rakentamismääräyksissä 2020-luvun puolivälissä. Tämä on syynä kiinnostuksen kasvuun hiiltä sitovien rakennusmateriaalien käyttöä kohtaan rakentamisessa. Kutterinlastu- ja sahanpurulämmöneristeiden avulla hiiltä pystytään sitomaan rakennuksiin jopa vuosikymmeniksi. Tämän työn tavoitteena oli selvittää laskentatarkasteluilla kutterinlastu- ja sahanpurueristeiden lämpö- ja kosteusteknistä toimintaa nykyisissä ja tulevaisuuden ilmasto-olosuhteissa sekä etsiä diffuusioavoimet rakennusfysikaalisesti toimivat ratkaisut seinä-, yläpohja- ja alapohjarakenteille. Laskentatarkastelut tein Tampereen teknillisen yliopiston kehittämällä rakenteiden kosteusteknisen toiminnan analysointimenetelmällä, jossa laskentatarkastelut seinä-, yläpohja- ja alapohjarakenteille tapahtuvat mitoittavissa nykyisissä ja tulevaisuuden ilmasto-olosuhteissa. Tarkastelun kriittisen arvioinnin kohteena on homeen kasvu, jota arvioidaan Suomalaisen homemallin avulla. Tässä työssä tarkastelualueena homeen kasvulle olivat lämmöneristetilaan liittyvät rakenteet. Näissä rakenteissa homeen kasvu ei saanut ylittää Suomalaisen homemallin homeindeksin arvoa 1. Työn laskentatarkastelut suoritin Delphin 5.9.6 rakennusfysiikkaohjelmalla. Laskentatarkastelujen lähtötietoina käytin Tampereen teknillisen yliopiston aikaisemmissa tutkimuksissa selvitettyjä materiaaliominaisuuksia, rakennusfysikaalisia testivuosia ja ilmakehästä alaspäin suuntautuvan pitkäaaltoisen säteilyn arvoja sekä aikaisemmissa diplomitöissä määritettyjä eri laskentaparametrejä. Laskentatarkasteluissa käytin apuna Tampereen yliopiston Narvi Cluster -laskentapalvelua, jonka avulla laskentatapausten määrä voitiin kasvattaa suureksi, mikä puolestaan auttoi rakennusfysikaalisesti toimivien rakenneratkaisujen selvittämisessä. Tässä tutkimuksessa tarkastelin ideaalisia rakenteita, joissa ei esiintynyt virheitä. Ilmanvuototapauksia en tässä työssä tarkastellut. Laskentatarkastelut tein pääosin käyttötilatarkasteluina. Tein myös kuivumistarkasteluja eri alkukosteusarvoilla. Laskentatarkastelujeni perusteella mineraalivilla osoittautui soveltuvan hyvin tuulensuojamateriaaliksi purutuotteilla eristetyille rakenteille. Saamani tulokset osoittivat, että mineraalivillatuulensuojalevyn avulla pystyttiin toteuttamaan kuivumiskykyisiä diffuusioavoimia rakenneratkaisuja, jotka toimivat kosteusteknisesti myös tulevaisuuden ilmasto-olosuhteissa. Laskentatarkastelujeni perusteella puukuitutuulensuojalevyllä varustetut purutuotteilla eristetyt rakenteet eivät osoittautuneet kovin kuivumiskykyisiksi. Laskentatarkasteluni osoittivat, että kuivumisongelmat korostuvat erityisesti suuremmilla eristevaipan paksuuksilla. Saamieni tulosten mukaan tuuletustilallisen harjakattoisen yläpohjarakenteen tapauksessa puukuitulevyn kosteuskapasiteetista on kuitenkin hyötyä rakenteen kosteustekniseen toimintaan. Tutkimuksissani saamani tulokset osoittavat, että korkean kosteuskapasiteetin omaavia, kutterinlastulla sekä kutterinlastun ja purunyhdistelmäeristeellä eristettyjä rakenteita voidaan toteuttaa sisäpinnaltaan diffuusioavoimina ja höyrysululla varustettuina rakenteina. Höyrysululla varustetut rakenteet kuitenkin toimivat kosteusteknisesti paremmin, mutta myös kosteusteknisesti hyvin toimivia diffuusioavoimia ratkaisuita löytyi jokaiseen rakennetyyppiin.

Short term variation in environmental conditions requires individuals to adapt via changes in behavior and/or physiology. In particular variation in temperature and humidity are common, and the physiological adaptation to changes in temperature and humidity often involves alterations in gene expression, in particular that of heat-shock proteins. However, not only traits involved in the resistance to environmental stresses, but also other traits, such as immune defenses, may be influenced indirectly by changes in temperature and humidity. Here we investigated the response of the ant F. exsecta to two temperature regimes (20 degrees C & 25 degrees C), and two humidity regimes (50% & 75%), for two populations. We measured the survival and the expression of six metabolism- and immunity-related genes, and furthermore compared the expression levels in each condition with the pre-experiment expression levels. Both populations survived equally well at the two humidities, but one population showed higher mortality at 25 degrees C than 20 degrees, at 50% humidity. Similarly, the two populations showed striking differences in their gene expression before the experiment, and in their responses to the environmental conditions. Surprisingly, instead of converging to similar expression levels in the same environmental conditions, gene expression diverged further apart. This indicates different reaction norms to both temperature and humidity for the two populations. Furthermore, our results suggest that also immune defenses are indirectly affected by environmental conditions.

Aims of study: Forestry-related companies require quality monitoring methods capable to pass a large number of samples. This review paper is dealing with the utilization of near infrared (NIR) technique for wood analysis. Area of study: We have a global point of view for NIR applications and characterization of different kind of wood species is considered. Material and methods: NIR spectroscopy is a fast, non-destructive technique, applicable to any biological material, demanding little or no sample preparation. NIR spectroscopy and multivariate analysis serve well in laboratories where the conditions are controlled. The main challenges to NIR spectroscopy technique in field conditions are moisture content and portability. Results: In this review, the methods and challenges for successfully applying NIR spectroscopy in the field of wood characterization are presented. Portable equipment need to record NIR spectra with low noise and low sensitivity to temperature and humidity variations of the air in forest environments. Studies concerning the sample preparation effects on the robustness of the calibrations are thus required. peerReviewed

Most of the iron in the world is produced using a blast furnace process, which has iron ore (iron oxides) and coke as its raw materials. When pellets are used in a blast furnace, the iron burden material is charged in the form of pellets and fine, iron-rich by-products are charged typically in the form of cold-bonded briquettes at the top of the blast furnace. Coke is the primary fuel and reductant in the blast furnace. Coke reacts with the oxygen of the blast air and forms carbon monoxide in the up-flowing gas, which reduces the descending iron oxide burden. In addition, carbon and hydrogen bearing reductants are injected from the tuyeres in the lower part of the furnace. Hydrogen partially replaces the carbon monoxide as a reducing agent and changes the composition of the reducing gas. The high temperature properties of the burden have a significant effect on the flow of reducing gas and formation of the cohesive zone which markedly affect the furnace efficiency. The raw materials are commonly stored outdoors and therefore include moisture in varying amounts. In addition, the briquette contains chemically bound water. The rate of injected reductants, the high temperature properties and the water content of the raw materials have significant effects on blast furnace performance. They cause various phenomena in the blast furnace which set limitations on the process. The limiting phenomena related to the use of pellets in the blast furnace were studied in this doctoral thesis with the aim of obtaining additional knowledge about the limiting phenomena. The results show that hydrogen increases the reduction rate of iron oxides at temperatures below 850 °C. High water vapour concentration causes a rapid conversion through a catalysed water-gas shift reaction at above 300 °C in a gas mixture similar to the one in the upper part of the blast furnace. The reduction rate of the cold-bonded briquette is higher than pellets due to a self-reducing effect. The phase transformations occurring in the briquette during reduction follow the path of phase equilibria. The softening of the pellet is caused by the formation of melt which initiates wüstite dissolution in the surrounding slag phase. Tiivistelmä Suurin osa maailmassa valmistettavasta raudasta tuotetaan masuuniprosessilla, jonka pääraaka-aineita ovat rautarikaste eli raudan oksidit ja koksi. Masuunissa, jossa käytetään pellettiä, rautarikaste panostetaan pelletin muodossa ja hienojakeiset rautapitoiset sivutuotteet tyypillisesti kylmäsidottuna brikettinä masuunin huipulta. Koksi on masuunin pääasiallinen polttoaine ja pelkistin, joka masuunin sisään puhallettavan ilman hapen kanssa reagoidessaan muodostaa ylöspäin virtaavaan kaasuun hiilimonoksidia, joka pelkistää masuunin kuilussa vajoavat rautaoksidit. Lisäksi yleensä käytetään hiiltä ja vetyä sisältäviä pelkistysaineita, jotka injektoidaan masuuniin alaosan hormeilta. Vety korvaa osittain hiilimonoksidia rautaoksidien pelkistimenä ja muuttaa pelkistävän kaasun koostumusta. Panosmateriaalien korkealämpötilaominaisuudet vaikuttavat suuresti kuilun kaasuvirtauksiin ja koheesiovyöhykkeen muodostumiseen masuunissa, mitkä vaikuttavat merkittävästi masuunin tehokkuuteen. Suurista määristä johtuen raaka-aineet varastoidaan usein ulkona, joten ne sisältävät kosteutta vaihtelevissa määrin. Lisäksi briketti sisältää kemiallisesti sitoutunutta vettä. Injektoitavien pelkistysaineiden käyttömäärällä, raaka-aineiden korkealämpötilaominaisuuksilla ja vesipitoisuudella on merkittäviä vaikutuksia masuunin toimintaan. Ne aikaansaavat masuunissa erilaisia ilmiöitä, jotka asettavat prosessille rajoituksia. Tässä väitöskirjassa tutkittiin näitä masuunille rajoituksia asettavia ilmiöitä ja pyrittiin lisäämään tietämystä niistä. Tulokset osoittavat, että vety nopeuttaa rautaoksidien pelkistymistä alle 850 °C lämpötilassa. Suuri vesihöyrymäärä johtaa nopeaan konversioon masuunin yläkuilun aluetta vastaavassa kaasuseoksessa yli 300 °C lämpötilassa katalysoidun vesikaasun siirtoreaktion kautta. Kylmäsidottu briketti pelkistyy pellettiä nopeammin itsepelkistymisen vaikutuksesta. Briketin pelkistyessään läpikäymät faasitransformaatiot seuraavat faasien tasapainotiloja. Pelletin pehmenemisen aiheuttaa sulan muodostuminen, joka laukaisee wüstiitin liukenemisen sitä ympäröivään sulaan kuonafaasiin.

Skogen är en förnyelsebar energikälla som möjliggör för ett minskat beroende av fossila bränslen. Ur ett politiskt perspektiv minskar såväl klimatpåverkan som beroendet av importerad energi från oroliga delar av världen genom att ta tillvara skogsbränsle lokalt. I Sverige är sågverkens biprodukter fullt utnyttjade och därför har skogsbränsle i from av grot (GRenar Och Toppar) en av de största potentialerna till ökat uttag. Barrträdens barr är en omstridd fråga i samband med tillvaratagandet av grot. Barren står för en liten del av biomassan, men för en stor del av näringen i ett bestånd. Därför är det önskvärt att så mycket som möjligt av barren lämnas på föryngringsytan. Om barrandel i färsk grot är känd kan den även användas för att beräkna hur mycket barr som egentligen lämnas kvar på hygget. Den energiomvandlande industrin vill inte heller ha för mycket barr i bränslet, då de anses skapa problem i förbränningen. Studien är ett fältexperiment genomförd på tio olika hyggen i södra Sverige under mars och april 2015. En grothög lastades på ett personbilssläp och transporterades till företaget Skogsbränsle Smålands flishugg för sönderdelning. Provmaterialet bearbetades sedan på Linnéuniversitetet där bl.a. fukthalt och barrandel bestämdes. Resultatet i denna studie genomförd i södra Sverige pekar på att medelvärdet för barrandelen i färsk grot från gran är 22,2 %, men där variationen mellan olika hygge kan variera stort (17,5–32,4 %). Medelvärdet ligger dock i nedre delen av det vedertagna intervallet motsvarande 20–30 %. Studien visade på ett medelvärde för fukthalt på 38,7 %, vilket är lägre än vad tidigare studier fastställt. Barrträd har lägst fukthalt under vårvintern, dvs. under genomförandet av denna studie vilket kan förklara en relativt låg fukthalt som annars generellt brukar vara 50–55 %. Denna studie har konstaterat att barrandelen för färsk grot från gran i södra Sverige är lägre än vedertaget intervall för hela Sverige. Det har även kunnat konstateras att det förekommer stora lokala avvikelser i barrandel, varför slutsatsen dras att det inte är rätt att anta ett generellt värde för barrandelen. Ett generellt antagande innebär t.ex. att bedömningen av hur mycket barr som lämnats kvar på föryngringsytan blir missvisade. Den ursprungliga barrandelen har en stor inverkan på hur mycket barr som lämnas kvar. Vidare har denna studie fastställt att fukthalten för grot från gran är lägre under vårvintern. The forest is a renewable source of energy, enabling a reduction in dependence on fossil fuels. From a political point of view both climate impact as the dependence on imported energy from troubled parts of the world can be reduced by making use of forest fuel locally. In Sweden sawmill byproducts are fully exploited and therefore there is a potential to increase the proportion of forest fuels, particularly the removal of logging residues in form of branches and tops. Needles is a contentious issue in connection with the utilization of logging residues. The needles accounts for a small proportion of the biomass, but for a large part of the nutrients in a forest stand. Therefore, it is desirable that as much needles as possible is left in the harvesting area. If the needle proportion in fresh logging residues is known, it can also be used to calculate how much needles actually is left in the harvesting area. The energy converting industry does not want too much needles in the fuel, as it seems to create problems with combustion. The study is a field experiment conducted on 10 different harvesting areas in southern Sweden during March and April 2015. A pile of logging residues were loaded on a car trailer and then transported to Skogsbränsle Småland's chipper for decomposition. The test material was then processed at Linnaeus University, where needle and moisture content was determined. The results of this study conducted in the south of Sweden indicate that the average value of the needle content in fresh logging residues from spruce in southern Sweden is 22.2 %. The variation between different harvesting areas can vary greatly (17,5–32,4 %). This study showed a mean moisture content of fresh logging residues from spruce in southern Sweden of 38.7 %, which is lower than previous studies found. Softwood has the lowest moisture during early spring, during the implementation of this study, which may explain a relatively low moisture content which otherwise generally tend to be 50–55 %. This study found that the needle content in fresh logging residues from spruce in the south of Sweden is lower than the established range of 20–30 %. It has also been noted that there are large local variations in the needle content, therefore concluded that it is not right to adopt an overall value of the needle content. A general adoption of the needle content means e.g. that the assessment of how much needles left on the harvesting area becomes misleading. The needle content in fresh logging residues has a great impact on how much needles is left. Furthermore, this study found that the moisture content of logging residues from spruce is lower during early spring. Metsä on uusiutuva energianlähde, jolla on mahdollista vähentää riippuvuutta fossiili polttoaineista. Poliittisesta näkökulmasta metsäpolttoaine vähentää sekä ilmastovaikutusta kuin tuontienergian riippuvaisuutta peräisin levottomista osista maailmaa. Ruotsissa sahan sivutuotteita hyödynnetään täysimääräisesti, siksi on iso mahdollisuus nostaa metsäpolttoaineiden osuutta, erityisesti hakkuutähteiden oksia ja latvoja. Havupuiden neulaset on kiistanalainen kysymys. Neulasten osuus on pieni osa metsän biomassasta, mutta suuri osa ravinteesta. On toivottavaa että niin paljon neulasia kuin mahdollista jätetään hakkuupaikalle. Energiateollisuus ei halua neulasia polttoaineeseen, koska se näyttää luovan ongelmia poltossa. Osuus neulasia tuoreissa hakkuutähteissä käytetään arvioimaan kuinka paljon neulasia todellisuudessa jää hakkuupaikalle. Tutkimus on kenttäkoe suoritettu kymmenellä eri hakkuupaikalla Etelä-Ruotsissa maalis-huhtikuun aikana 2015. Yksi kasa hakkuutähteitä lastattiin auton perävaunuun ja kuljetettiin Skogsbränsle Småland:in hakkurille hajottamista varten. Testimateriaali käsiteltiin sitten Linnaeus yliopistossa, jossa muun muassa osuus neulasia ja kosteuspitoisuus määritettiin. Tämän tutkimuksen tulokset osoittavat, että osuus neulasia tuoreissa hakkuutähteissä kuusesta Etelä-Ruotsissa on 22,2 %, mutta osuus eri hakkuupaikoilla vaihtelee suuresti (17,5–32,4 %). Yleinen arvo Ruotsissa on 20–30 %. Tämä tutkimus osoittaa myös, että kosteuspitoisuus tuoreissa hakkuutähteissä kuusesta Etelä-Ruotsissa on 38,7 %, joka on vähemmän kuin aiemmissa tutkimuksissa todettu. Havupuilla on alhaisin kosteus kevättalvella, samaan aikaan kun tämän tutkimuksen kenttätyö. Tämä voi selittää suhteellisen alhaisen kosteuspitoisuuden, joka muutoin yleensä pyrkii olemaan 50–55 %. Tutkimuksessa todettiin, että osuus neulasia tuoreissa hakkuutähteissä kuusesta Etelä-Ruotsissa on alempi kuin koko Ruotsin yleinen arvo. On myös todettu, että on olemassa suuria paikallisia vaihteluja hakkutähteiden neulasten osuudessa. Siksi päätellään, ettei ole oikein käyttää yleistä arvoa. Alkuperäisellä neulasosuudella on suuri vaikutus siihen, miten paljon neulasia on jätetty. Lisäksi tässä tutkimuksessa todettiin, että kuusen hakkutähteiden kosteuspitoisuus on alhaisempi kevättalvella.

Tutkimusraportti on ”Metsäpolttoaineiden käytettävyyden parantaminen” –projektin (Biovarma) osaraportti. Projektin päätavoitteena oli lisätä metsäpolttoaineiden käyttöä energian tuotannossa. Tämä saadaan aikaan parantamalla metsäpolttoaineiden laatua, laadunhallintaa ja toimituslogistiikkaa, parantamalla metsäpolttoaineiden käytettävyyttä lämpö- ja voimalaitoksissa ja osuutta polttoaineseoksissa sekä alentamalla tuotanto- ja käyttöketjun kustannuksia. Kyseessä olevassa tutkimustehtävässä luotiin malli, jonka avulla voidaan laskea energiapuun kosteuden muutos varastokasassa varastoinnin eri aikoina. Mallissa otetaan huomioon ensisijaisesti varastoalueen sadanta, haihdunta ja energiapuuvaraston alkukosteus. Lisäksi arvioidaan lumen sulamisen, kasan peittämisen ja varastopaikan sijainnin vaikutusta kasankosteuden muuttumiseen. Mallilla tehtävää laskentaa voivat hyödyntää polttoaineen tuottajat ja energialaitokset arvioidessaan, mikä on eri kasojen kosteus silloin, kun niitä haluttaisiin käyttää. Laadittua mallia on mahdollista sovittaa ja soveltaa käyttöön energiapuun hankinnan informaatiojärjestelmässä. Malli auttaa optimoimaan toimituslogistiikkaa yhdistämällä hakkeen laadun (kosteuden) laskenta keskenään kommunikoivien toimitusohjausjärjestelmänja voimalaitoksen polttoaineen laadunhallintajärjestelmien kanssa. Käytännöllisintä olisi liittää se osaksi energialaitoksen tai polttoaineen tuottajan energiapuun hankinta- ja varastoseurantajärjestelmää.

Tutkimusraportti on ”Metsäpolttoaineiden käytettävyyden parantaminen” –projektin (Biovarma) osaraportti. Projektin päätavoitteena oli lisätä metsäpolttoaineiden käyttöä energian tuotannossa. Tämä saadaan aikaan parantamalla metsäpolttoaineiden laatua, laadunhallintaa ja toimituslogistiikkaa, parantamalla metsäpolttoaineiden käytettävyyttä lämpö- ja voimalaitoksissa ja osuutta polttoaineseoksissa sekä alentamalla tuotanto- ja käyttöketjun kustannuksia. Kyseessä olevassa tutkimustehtävässä luotiin malli, jonka avulla voidaan laskea energiapuun kosteuden muutos varastokasassa varastoinnin eri aikoina. Mallissa otetaan huomioon ensisijaisesti varastoalueen sadanta, haihdunta ja energiapuuvaraston alkukosteus. Lisäksi arvioidaan lumen sulamisen, kasan peittämisen ja varastopaikan sijainnin vaikutusta kasankosteuden muuttumiseen. Mallilla tehtävää laskentaa voivat hyödyntää polttoaineen tuottajat ja energialaitokset arvioidessaan, mikä on eri kasojen kosteus silloin, kun niitä haluttaisiin käyttää. Laadittua mallia on mahdollista sovittaa ja soveltaa käyttöön energiapuun hankinnan informaatiojärjestelmässä. Malli auttaa optimoimaan toimituslogistiikkaa yhdistämällä hakkeen laadun (kosteuden) laskenta keskenään kommunikoivien toimitusohjausjärjestelmänja voimalaitoksen polttoaineen laadunhallintajärjestelmien kanssa. Käytännöllisintä olisi liittää se osaksi energialaitoksen tai polttoaineen tuottajan energiapuun hankinta- ja varastoseurantajärjestelmää.

Tässä hankkeessa selvitettiin, millaisilla korjausrakenteiden periaateratkaisuilla 1950-, 1960- ja 1970-lukujen kerros-, rivi- ja pientalotalojen tyyppirakenteet voidaan korjata. Tavoitteena oli lämmönläpäisykertoimien (U-arvojen) puolitus alkuperäisestä ja kosteusteknisen toimivuuden varmistus ainakin alkuperäisen rakenteen tasolle. Korjausratkaisujen kosteustekninen toimivuus varmistettiin laskennallisin simuloinnein. Laskenta antaa yleiskäsityksen ratkaisun kuivumiskyvystä ja materiaalivalintoihin liittyvistä riskeistä. Laskennan lisäksi arvioitiin laskennan ulkopuolelle jäävien tekijöiden vaikutusta kosteustekniseen toimivuuteen ja siihen liittyviin riskeihin. Detaljiratkaisuilla on suuri vaikutus rakenteiden toimivuuteen. Korjaustapausten energiatehokkuuden kannattavuutta arvioitiin elinkaarikustannuslaskennan avulla. Tuloksissa on paljon vaihtelua riippuen siitä, mitä lisätöitä lisälämmöneristäminen edellyttää kohteessa, ja siten kohteet ovat varsin yksilöllisiä. Kiinteistönpidolla voidaan merkittävästi vaikuttaa tarvittavien korjausten ajoitukseen ja laajuuteen. Aktiivinen kunnossapito voi pidentää kiinteistön eri osien käyttöikää, ja suuret korjaukset voidaan tehdä hyvin ennakoituina. Lähtökohtana korjausrakentamisessa on vanhassa rakenteessa mahdollisesti havaittujen kosteusvaurioiden tai kosteusperäisten sisäilmaongelmien syiden ja seurausten selvitys ja poisto. Kohteeseen valittavien ratkaisujen toimivuus tulee varmistaa erikseen kokonaisuus huomioiden, ja tästä vastaavat suunnittelijat omien suunnittelualueidensa osalta. Rakenteiden ja rakennedetaljien mitoitus tulee tehdä kohdekohtaisesti suunnitellen esimerkiksi tässä esitettyjen periaatteiden mukaan. Vastuu suunnittelusta ja toteutettavasta korjausratkaisusta yksittäisessä hankkeessa on rakennushankkeeseen ryhtyvällä. Urakoitsijan vastuista sovitaan sopimusasiakirjoissa.

Kiinteää bioperäistä polttoainetta käyttäviä voimalaitoksia on Suomessa useiden terawattituntien edestä. Polttoaineiden tuottajien, myyjien, toimittajien ja käyttäjien välillä tehdään kauppaa miljoonilla euroilla. Usein maksuperuste määräytyy toimitetun polttoaineen lämpöarvon mukaan. Lämpöarvon määrittämiseksi on toimitetusta polttoaineesta otettava näytteitä, jotta voidaan kokeellisesti selvittää toimitetun polttoaineen laatu. Puuperäisten polttoaineiden lämpöarvoon eniten vaikuttava ominaisuus on kosteus. Työssä selvitettiin Jyväskylän Keljonlahden voimalaitoksen polttoaineen vastaanottolaitteiston soveltuvuutta automaattiseen näytteenottoon. Tutkimus suoritettiin vuoden 2012 kevättalvella ja syksyllä, laitoksen normaalin tuotannon aikana. Testeissä otettiin standardin mukaisia käsinäytteitä ja automaattisen laitteiston määriteltyjen sekvenssien mukaisesti ottamia näytteitä yhteensä 35 kappaletta. Käsi- ja automaattinäytteitä verrattiin SPSS analyysiohjelmiston avulla parittaisella t-testillä ja selvitettiin eroavatko ne tilastollisesti merkitsevästi toisistaan. Varsinainen laitteisto oli tutkimusta aloitettaessa jo suunniteltu ja osittain asennettu, joten itse rakenteisiin ja laitemitoituksiin ei voitu juuri puuttua. Vertailutestien lisäksi käyttöönotossa kiinnitettiin huomiota toimintosekvensseihin ja laitteiston päivittäiseen käyttöön. Koska polttoainekuljettajien oikeanlainen toiminta purkuvaiheessa vaikuttaa sekä automaattisen- että käsinäytteen onnistumiseen, oli myös henkilöstön koulutukseen panostettava. Testijakso kesti kaiken kaikkiaan 6 kuukautta, jonka aikana vikoja korjattiin ja laitteiston toimintaa muokattiin voimalaitosoperaattoreiden toivomaan suuntaan. Laboratorioanalyysien tuloksena kuormista otetut käsi- ja automaattinäytteet erosivat keskimäärin -0,22 mittayksikköä. Parivertailun erotusten merkitsevyystaso eli p-arvo oli 0,70, joka ylitti raja-arvon 0,05 selkeästi. Vertailutestien perusteella laitteiston ottamat näytteet eivät eroa tilastollisesti merkitsevästi käsinäytteistä. Tutkimuksen perusteella vastaanottolaitteisto on toimitusarvojen mukainen ja analyysien perusteella automaattisen laitteiston ottamia näytteitä voidaan käyttää tuotannolliseen käyttöön käsinäytteenoton sijaan. Solid biofuel is very important fuel in Finnish electricity and district heating production. Sellers, buyers, producers, users and transporters trade millions of Euros through wood fuel industry. The cost is usually based on the calorific value of the wood. Several samples have to be taken to measure the calorific value of the received wood fuel. Moisture content is the most weighted value in the calorific value of the wood based fuels. Study consists of an evaluation of automatic sampling system in commercial use of fuel sampling in Keljonlahti power plant in Jyväskylä. Testing and commissioning were made during the standard production in 2012 spring and autumn. Testing and sampling performed from the delivered loads and altogether 35 approved paired samples were taken with both procedures, automatic and manual. Automatic and manual samples were compared with paired samples t-test with the help of SPSS analysis program. The goal was to statistically investigate if the two methods differ each other statistically significantly. The automatic sampling devices were designed and almost fully assembled when the test planning started so modifications of equipment and layout was difficult. Beside of the sample testing commissioning had an important role in running through the system testing to gain daily operation function. Even though the system is called automatic it needs some interfaces with operators, and those are truck drivers. There are some important points to be done and training of the drivers is the foundation of the working system. Trial took overall 6 months and several faults were fixed and instrumentation and control system was modified according to the operator’s wishes. As a result of the laboratory analysis the difference between manually and automatically taken samples was -0,22 units. Significance level of the paired samples t-test did exceed the limit value of 0,05 and was 0,70. According to the paired samples test the sampling procedures do not differ each other statistically significantly. The whole fuel reception station and also the automatic sampling system works as ordered so there is no disincentive to commercial usage of the equipment.

Tässä hankkeessa selvitettiin, millaisilla korjausrakenteiden periaateratkaisuilla 1950-, 1960- ja 1970-lukujen kerros-, rivi- ja pientalotalojen tyyppirakenteet voidaan korjata. Tavoitteena oli lämmönläpäisykertoimien (U-arvojen) puolitus alkuperäisestä ja kosteusteknisen toimivuuden varmistus ainakin alkuperäisen rakenteen tasolle. Korjausratkaisujen kosteustekninen toimivuus varmistettiin laskennallisin simuloinnein. Laskenta antaa yleiskäsityksen ratkaisun kuivumiskyvystä ja materiaalivalintoihin liittyvistä riskeistä. Laskennan lisäksi arvioitiin laskennan ulkopuolelle jäävien tekijöiden vaikutusta kosteustekniseen toimivuuteen ja siihen liittyviin riskeihin. Detaljiratkaisuilla on suuri vaikutus rakenteiden toimivuuteen. Korjaustapausten energiatehokkuuden kannattavuutta arvioitiin elinkaarikustannuslaskennan avulla. Tuloksissa on paljon vaihtelua riippuen siitä, mitä lisätöitä lisälämmöneristäminen edellyttää kohteessa, ja siten kohteet ovat varsin yksilöllisiä. Kiinteistönpidolla voidaan merkittävästi vaikuttaa tarvittavien korjausten ajoitukseen ja laajuuteen. Aktiivinen kunnossapito voi pidentää kiinteistön eri osien käyttöikää, ja suuret korjaukset voidaan tehdä hyvin ennakoituina. Lähtökohtana korjausrakentamisessa on vanhassa rakenteessa mahdollisesti havaittujen kosteusvaurioiden tai kosteusperäisten sisäilmaongelmien syiden ja seurausten selvitys ja poisto. Kohteeseen valittavien ratkaisujen toimivuus tulee varmistaa erikseen kokonaisuus huomioiden, ja tästä vastaavat suunnittelijat omien suunnittelualueidensa osalta. Rakenteiden ja rakennedetaljien mitoitus tulee tehdä kohdekohtaisesti suunnitellen esimerkiksi tässä esitettyjen periaatteiden mukaan. Vastuu suunnittelusta ja toteutettavasta korjausratkaisusta yksittäisessä hankkeessa on rakennushankkeeseen ryhtyvällä. Urakoitsijan vastuista sovitaan sopimusasiakirjoissa.

Kyseessä oli alustava tutkimus, jossa selvitettiin, onko neutroniaktivaation avulla mahdollista mitata puun kosteutta. Tarkasteltavana menetelmänä oli välittömien neutroniaktivaatiogammojen mittaaminen (PGNAA). Menetelmällä voidaan mitata alkuaineiden isotooppien suhteellisia osuuksia näytteissä.

Pientalon rakennuttaja, joka usein on hämmennyksissä lukuisten määräysten, ohjeiden, neuvojen ja sidosryhmien kanssa oman hankkeensa keskellä, tarvitsee asiantuntevaa opastusta oman rakennushankkeensa ohjaukseen ja hallintaan. Tämän julkaisun avulla ympäristöministeriö haluaa tarjota pientalon rakennuttajille ja heidän suunnittelijoille ja muille yhteistyökumppaneille konkreettisen apuvälineen pientalohankkeen teknisen laadun hallintaan. Lukijaa ei rasiteta liiallisilla teknillisillä ja taloudellisilla neuvoilla. Oppaassa esitetään joukko yksinkertaisia ja helppoja valintakysymyksiä, joihin vastaamalla kyllä tai ei pientalorakennuttaja itse voi ohjata hankkeensa kosteudenkestävyyden, sisäilmaston laadun, energiankulutuksen ja ympäristövaikutukset haluamalleen tasolle. Kumppaneikseen hän tarvitsee osaavat ja vastuulliset suunnittelijat ja rakentajat. Jokaisen kestävästä, pitkäikäisestä ja laadukkaasta omakotitalosta haaveilevan tai sellaista suunnittelevan perheen kannatta tutustua tähän julkaisuun ja käyttää sitä hyväkseen.

The objective of the present research was to find ways of minimising emissions from municipal solid waste (MSW) landfills by means of laboratory experiments.

Työssä tutkittiin FR-4 -monikerrospiirilevylle valmistettujen mikroliuska- ja liuskasiirtolinjojen ominaisimpedanssin arvon riippuvuutta valmistushajonnoista, lämpötilasta ja kosteudesta. Lisäksi tutkittiin kehitetyn mittausmenetelmän soveltuvuutta piirilevysiirtolinjojen karakterisointiin. Ominaisimpedanssi mitattiin vektoripiirianalysaattorilla, jonka antama taajuusalueen mittaustieto muunnettiin tietokoneen avulla Fourier-muunnosta hyväksikäyttäen aika-alueen mittaustiedoksi. Ohjelma simuloi TDR (Time Domain Reflectometry) -mittausmenetelmää. Muutosohjelman oikeellisuus tarkistettiin vertailumittauksin. Mittausmenetelmän toistettavuuden epätarkkuudeksi saatiin 0.1 . Ominaisimpedanssin muutokseksi lämpötilavälillä +20°C - +120°C mitattiin mikroliuskajohdolle -3 % ja liuskajohdolle -3.2 %. Kosteuden aiheuttama ominaisimpedanssin kokonaismuutos mikroliuskajohdolla oli -1.5…-4 % riippuen käytetystä kostutuskäsittelystä, esikovetemateriaalista ja laminointipaineesta. Kahden yhtenäisen maatason välissä olevan liuskajohdon impedanssin kosteusriippuvuudelle havaittava muutos voitiin todeta vasta n. 1700 h jälkeen lähellä levyn reunaa olevassa johdossa. Mikroliuskajohdon ominaisimpedanssin valmistushajonnat olivat suuremmat kuin liuskajohdolla. Laminointipaineen suurentaminen pienensi impedanssia, kasvatti eristevakiota ja lisäsi arvojen hajontaa. Mikroliuskajohdon päällystäminen juotteenestopinnoitteella kasvatti ominaisimpedanssin arvoa 3.4 %, ja samalla arvojen hajonta suureni. Siirtojohtojen kosteusherkkyyttä juotteenestopinnoite lisäsi selvästi.

Työssä tutkittiin FR-4 -monikerrospiirilevylle valmistettujen mikroliuska- ja liuskasiirtolinjojen ominaisimpedanssin arvon riippuvuutta valmistushajonnoista, lämpötilasta ja kosteudesta. Lisäksi tutkittiin kehitetyn mittausmenetelmän soveltuvuutta piirilevysiirtolinjojen karakterisointiin. Ominaisimpedanssi mitattiin vektoripiirianalysaattorilla, jonka antama taajuusalueen mittaustieto muunnettiin tietokoneen avulla Fourier-muunnosta hyväksikäyttäen aika-alueen mittaustiedoksi. Ohjelma simuloi TDR (Time Domain Reflectometry) -mittausmenetelmää. Muutosohjelman oikeellisuus tarkistettiin vertailumittauksin. Mittausmenetelmän toistettavuuden epätarkkuudeksi saatiin 0.1 . Ominaisimpedanssin muutokseksi lämpötilavälillä +20°C - +120°C mitattiin mikroliuskajohdolle -3 % ja liuskajohdolle -3.2 %. Kosteuden aiheuttama ominaisimpedanssin kokonaismuutos mikroliuskajohdolla oli -1.5…-4 % riippuen käytetystä kostutuskäsittelystä, esikovetemateriaalista ja laminointipaineesta. Kahden yhtenäisen maatason välissä olevan liuskajohdon impedanssin kosteusriippuvuudelle havaittava muutos voitiin todeta vasta n. 1700 h jälkeen lähellä levyn reunaa olevassa johdossa. Mikroliuskajohdon ominaisimpedanssin valmistushajonnat olivat suuremmat kuin liuskajohdolla. Laminointipaineen suurentaminen pienensi impedanssia, kasvatti eristevakiota ja lisäsi arvojen hajontaa. Mikroliuskajohdon päällystäminen juotteenestopinnoitteella kasvatti ominaisimpedanssin arvoa 3.4 %, ja samalla arvojen hajonta suureni. Siirtojohtojen kosteusherkkyyttä juotteenestopinnoite lisäsi selvästi.