Ilmanvaihtojärjestelmän aiheuttamat paine-erot voivat olla merkittävä tekijä epäpuhtauksien kulkeutumisessa. Suurimmat haitalliset paine-erot syntyvät erillispoistoista.
VTT Expert Services Oy:n erityisasiantuntija Mikko Saari painotti Sisäilmastoseminaarin esityksessään, että rakennusten toimiva ilmanvaihto on edellytys hyvälle sisäilmastolle ja sisäilman puhtaudelle.
– Siksi on tärkeää, että sisäilman laatuun kohdistuvien tutkimusten ohessa tehdään aina riittävän yksityiskohtaiset ilmanvaihtojärjestelmän toimivuuden varmistavat tutkimukset.
Saaren mukaan sisäilman ja ilmanvaihdon tutkimukset liittyvät yhteen.
– Näiden asioiden riippuvuus toisistaan tulisi saada kaikessa asiantuntijakoulutuksessa riittävästi mukaan. Uudet Suomen LVI-liiton ohjeet ja koulutus ilmanvaihdon kuntotutkimuksiin tuovat toivottavasti parannusta osaamiseen ja tutkimusten laatuun.
Rakennuksen vaipan ilmanpitävyys vaikuttaa
– Rakennuksen vaipan hyvä ilmanpitävyys on tärkeätä kaikkien ilmanvaihtojärjestelmien toimivuuden ja hyvän sisäilmaston varmistamisessa, Mikko Saari korostaa.
Hyvä ilmanpitävyys vähentää lämpötilaeron ja tuulen aiheuttamaa hallitsematonta ilmanvaihtoa. Se mahdollistaa ilmavirroiltaan tasapainoisten ja energiatehokkaiden ilmanvaihtojärjestelmien toteutuksen.
Tyypillisimmät ja suhteellisen vaarattomat vuotokohdat keskittyvät ikkunoihin ja ulko-oviin. Rakennuksen vaipan ilmanpitävyyden parantuessa rakennukseen jää edelleen runsaasti vuotokohtia, jotka saattavat keskittyä epäpuhtauksien kulkeutumisen kannalta epäedullisiin paikkoihin. Etenkin alapohjan ja yläpohjan sekä niissä olevien liitosten ja läpivientien vuodoista voi aiheutua haittaa rakennukselle ja sen käyttäjille.
– Sisäilmastokorjausten yhteydessä tehtävien tiivistyskorjausten onnistumisen varmistamiseksi myös ilmanvaihto on säädettävä tasapainoisemmaksi, jotta vuotoilmavirtaa ja epäpuhtauksien kulkeutumista saadaan pienennettyä riittävästi. Muutoin ongelmat voivat jopa pahentua.
Paine-erojen syntyminen
– Ilmanvaihtojärjestelmän ulkoilma- ja jäteilmavirtojen ero aiheuttaa rakennuksen ulkovaipan yli paine-eron, Mikko Saari sanoo.
Yleensä sisäilma on alipaineinen ulkoilmaan verrattuna. Paine-eron suuruus riippuu vaipan ilmanpitävyydestä sekä ulkoilma- ja jäteilmavirtojen erosta. Mikäli ilmanvaihdon ilmavirtojen ero on suuri, voi tiiviissä rakennuksessa syntyä epäpuhtauksien kulkeutumisen kannalta haitallisen suuria paine-eroja, jopa 30 – 100 Pa.
– Sopiva suunnittelualipaine tavanomaisissa rakennuksessa on muutamia pascaleita, elleivät rakennuksen paine-erojen hallinta tai ilmanvaihtojärjestelmä edellytä suurempaa alipainetta, Mikko Saari sanoo.
Esimerkiksi ulkoilmaventtiileillä varustettu koneellinen poistoilmanvaihtojärjestelmä vaatii vähintään 10 Pa alipaineen toimiakseen tyydyttävästi. Tällöin tiiviissäkin rakennuksessa merkittävä osa tuloilmasta tulee vaipan vuotokohdista rakenteiden läpi. Rakentamismääräyskokoelman osan D2 mukaan alipaine ei yleensä saa olla suurempi kuin 30 Pa.
Myös rakennuksen eri tilojen välille voi syntyä paine-eroja, mikäli tilakohtaiset ilmavirrat ovat epätasapainossa ja tilojen välinen tiiviys on riittävä. Se voi vaikeuttaa paine-erojen mittausta ja paikallisten paine-erojen vaikutusten arviointia.
– Ulkovaipan ja tilojen välisten paine-erojen mittaus ja seuranta ovat normaaleja toimenpiteitä sisäilmaongelmaisen rakennuksen tutkimuksissa.
Tilojen käyttö, tuuli sekä esimerkiksi lämpötila- ja korkeuserot voivat kuitenkin vaikeuttaa tulosten tulkintaa. Suurissa ja monimutkaisissa kohteissa ilmanvaihtojärjestelmän osuus paine-erojen aiheuttajana voikin olla vaikea selvittää.
Ilmanvaihtojärjestelmän vaikutus
– Ilmanvaihtojärjestelmän suunnittelussa vaipan yli vallitsevaa paine-eroa ei yleensä suunnitella, Mikko Saari toteaa.
Ilmanvaihdon alipaineisuus suunnitellaan ulkoilma- ja jäteilmavirtojen kokemusperäisen ilmavirtaeron tai -suhteen avulla, ei paine-eron. Varsinkin suurissa rakennuksissa ja muuttuvissa kuormitustilanteissa ilmavirtojen tasapainon hallinta voi olla käytännössä vaikeaa. Toimivuuden selvittämistä helpottaa ilmanvaihtokoneiden kokonaisilmavirtojen mittauslaitteiden yleistyminen ja liittäminen rakennusautomaatiojärjestelmään.
Koneellinen poistoilmanvaihto aiheuttaa usein suurimmat paine-erot vaipan yli. Myös erillispoistot (keittiöiden rasvapoistot, myrkylliset poistot, hygieniatilojen ja porrashuoneiden poistot, keskuspölynimurit ym.) voivat aiheuttaa ilmanpitävässä rakennuksessa suuren alipaineen, vaikka pääasiallinen ilmanvaihtojärjestelmä olisi ilmavirroiltaan tasapainossa.
Erillispoistoilla voi olla suuri vaikutus paine-eroihin ja epäpuhtauksien leviämiseen. Ilmanvaihdon aiheuttamien paine-erojen hallitsemiseksi ilmavirtojen tasapainotus tulee varmistaa ilmanvaihtokoneiden ja rakennuksen tasolla. Huonekohtaisten ilmavirtojen mittaustarkkuus (±20 %) ei Saaren mielestä ole välttämättä riittävän luotettavaa ilmavirtojen tasapainotukseen ja paine-erojen hallintaan.
Riittääkö ilmanvaihto?
– Suunniteltua pienemmät tilakohtaiset ilmavirrat johtuvat usein puutteellisesta ilmavirtojen perussäädöstä. Aina vika ei kuitenkaan ole yksin säätäjässä, Saari totesi.
Usein ilmanvaihtojärjestelmä ja etenkin kanavisto on jo alun perin mitoitettu niin ahtaaksi, että järjestelmää on mahdotonta saada asiallisesti säädettyä. Ilmavirrat jäävät suunniteltua pienemmiksi ja ilmanjaon tehokkuus voi heikentyä. Väljäksi mitoitettu kanavisto on helposti säädettävissä ja toimii hyvin jopa esisäädöillä ilman perinteistä perussäätöä. Väljyys parantaa tilojen muuntelumahdollisuutta ja mahdollistaa tilojen käytön tehostamisen tarvittaessa ilman kanavistomuutoksia.
Ilmanvaihdon käyttötavat voivat myös olla syynä suunniteltua pienempään ilmanvaihtoon. Käyttötavat tulee selvittää ennen laajempiin korjauksiin ryhtymistä.
Rakentamismääräyskokoelmassa on ohjeistettu mahdollisuus käyttää hygieniatilojen ilmanvaihtoa rakennuksen käyttöajan ulkopuoliseen ilmanvaihtoon. Se on myös ollut hyvin yleisesti käytetty tapa vuosikymmeniä.
– Joissain tapauksissa ratkaisu voi toimia, mutta kokemuksien mukaan se ei aina takaa riittävää ja tasaisesti jakautunutta käyttöajan ulkopuolista ilmanvaihtoa. Rakennusten vaipan parantunut tiiviys on heikentänyt entisestään ratkaisun toimintamahdollisuuksia. Poistoilmanvaihdon aiheuttamat paine-erot voivat lisätä epäpuhtauksien kulkeutumista rakennukseen ja leviämistä rakennuksessa, Saari sanoi.
Varsinkaan suurissa rakennuksissa, kuten toimistoissa ja kouluissa, ratkaisu ei toimi. Näissä jopa kaksi kolmasosaa ajasta voi olla käyttöajan ulkopuolista aikaa, jolloin ilmanvaihtoa ei käytännössä ole lainkaan, mutta jatkuva alipaine on. Silloin epäpuhtauspitoisuudet voivat nousta korkeiksi, koska yleisilmanvaihto on pois päältä.
Puutteelliset siirtoilmareitit
<p”>Hallitulla siirtoilman käytöllä pystytään korvaamaan ulkoilman käyttöä ja pienentämään turvallisesti rakennuksen kokonaisilmanvaihtoa. Puhtaiden tilojen huoneilmaa voidaan käyttää poistoilmanvaihdolla varustettujen likaisempien tilojen korvausilmana. Järjestely vähentää myös epäpuhtauksien leviämistä likaisista tiloista puhtaisiin tiloihin, mutta edellyttää toimivat siirtoilmareitit tai laitteet.
Käytännössä on havaittu, että uudehkoissakin rakennuksissa siirtoilmareitit ovat puutteellisia. Usein yleisimmät siirtoilmareitit eli oviraot ovat liian pieniä tai ne puuttuvat kokonaan. Puutteet siirtoilmareiteissä voivat heikentää ilmanvaihdon toimivuutta, ilman laatua ja viihtyisyyttä merkittävästi. Toimiva ratkaisu edellyttää eri alojen suunnittelijoiden yhteistyötä. Tarvittava tieto oviraon koosta ja muista vaatimuksista (ääneneristävyys) ei aina välity väliovien toimittajille.
Kammioiden ja myös ilmanvaihtokoneiden viemäröinnissä ja vesilukoissa voi olla muitakin toimivuuteen vaikuttavia virheitä, joita ei ilman yksityiskohtaisia tutkimuksia pystytä selvittämään. Vesilukkoja tulee myös huoltaa säännöllisesti, jotta ne voivat toimia suunnitellusti eikä ongelmia synny.
Lähde: Mikko Saari, Mikko Nyman, Taneli Päkkilä ja Helena Järnström, VTT Expert Services Oy: Havaintoja ilmanvaihtojärjestelmistä sisäilmaongelmaisissa kohteissa. Sisäilmastoseminaarin julkaisu, Sisäilmayhdistys 2016.
Julkaisun voi tilata Sisäilmayhdistyksen verkkokaupasta: