Ilmanvaihtojärjestelmän merkitys sisäilman laadulle

Transkriptio

1 VTT EXPERT SERVICES OY VTT EXPERT SERVICES OY Ilmanvaihtojärjestelmän merkitys sisäilman laadulle Mikko Saari, Mikko Nyman, Risto Koivusaari ja Helena Järnström

2 Ilmanvaihdon merkitys sisäilman laadulle Rakennusten toimiva ilmanvaihto on edellytys hyvälle sisäilmastolle ja sisäilman puhtaudelle. Sisäilmastoongelmaisten rakennusten selvityksissä on havaittu, että ilmanvaihtojärjestelmä voi aiheuttaa ja pahentaa sisäilman laatuun liittyviä ongelmia. Ongelmien syyt ovat usein eri suunnitelmien, urakoiden ja vastuualueiden rajapinnoilla. Ilmanvaihtojärjestelmän aiheuttamat suunnittelemattomat paineerot rakenteiden yli voivat olla merkittävä tekijä epäpuhtauksien kulkeutumisessa. Suurimmat paine-erot syntyvät erillispoistoista ja käyttöajan ulkopuolisen ilmanvaihdon vaikutuksesta. Ilmanvaihtojärjestelmän ulkoilman sisäänottoratkaisujen puutteellisen suunnittelun ja toteutuksen takia sisäänpuhallettava ilma saattaa sisältää merkittävästi epäpuhtauksia ja aiheuttaa ongelmia. Pyörivässä lämmöntalteenotossa epäpuhtaudet voivat siirtyä kondenssiveden ja ilmavuotojen välityksellä poistoilmasta tuloilmaan ja ne voivat lisätä sisäilmaongelmaisten rakennusten ongelmia entisestään. Asuinrakennuksissa pyörivä lämmöntalteenotto yhdessä liian pienen ilmanvaihdon kanssa saattaa heikentää kosteuden poistoa merkittävästi. Usein ilmanvaihtojärjestelmä mitoitetaan ahtaaksi, jolloin painehäviöt kasvavat. Tällöin ilmanvaihdon perussäätö vaikeutuu ja ilmavirtojen hallinta heikkenee. Osassa tiloja ilmavirrat jäävät suunniteltua pienemmiksi ja ilmanjako voi olla tehotonta. Ilmanvaihtokanaviston eristykset ovat usein puutteellisia. Tästä voi seurata energiatehokkuuden heikkenemisen lisäksi viihtyisyyshaittoja ja kosteuden tiivistymistä rakenteisiin. Ilmanvaihdon käyttöönotto, opastus, käyttö ja ylläpito vaativat nykyistä enemmän ohjeistusta, jotta ilmanvaihtojärjestelmän turvallinen käyttö voidaan varmistaa. 2

3 VTT EXPERT SERVICES OY 1. ILMANVAIHTO SISÄILMASTOSELVITYKSISSÄ Rakennusten toimiva ilmanvaihto on edellytys hyvälle sisäilmastolle ja sisäilman puhtaudelle. 1 Toisaalta ilmanvaihtojärjestelmä voi myös aiheuttaa ja pahentaa sisäilmasto-ongelmia. 6 Sisäilman laatuun kohdistuvien tutkimusten lisäksi tulee aina tehdä riittävän yksityiskohtaiset ilmanvaihtojärjestelmän toimivuuden varmistavat tutkimukset. Nykyisin on melko tyypillistä, että ilmanvaihtoon liittyvät tutkimukset ja selvitykset tehdään yksittäisinä toimenpiteinä ja erillisinä muista kunto- ja sisäilmatutkimuksista. 2 Niiden perusteella voi olla vaikea saada kokonaiskuvaa ilmanvaihdon toimivuudesta ja vaikutuksista sisäilmaongelmiin. Lopputulos riippuu paljolti kuntotutkijan kokemuksesta ja ammattitaidosta RAKENNUKSEN ILMANPITÄVYYS JA EPÄPUHTAUKSIEN KULKEUTUMINEN Rakennuksen vaipan hyvä ilmanpitävyys on tärkeää kaikkien ilmanvaihtojärjestelmien toimivuuden ja hyvän sisäilmaston varmistamisessa. Hyvä ilmanpitävyys vähentää lämpötilaeron ja tuulen aiheuttamaa hallitsematonta ilmanvaihtoa. Hyvä ilmanpitävyys 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. 3

4 3. PAINE-EROJEN SYNTYMINEN RAKENTEIDEN YLI 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 voi olla vaikea selvittää. Ilmanvaihtojärjestelmän ulkoilma- ja jäteilmavirtojen ero aiheuttaa rakennuksen ulkovaipan yli paine-eron. 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 Pa. Yksi Pascal (Pa) vastaa 100 g punnusta yhden neliömetrin pinta-alalla (kuva 1). Kahden täysinäisen vesiämpärin paino vastaa oveen kohdistuvaa voimaa 100 Pa paine-erolla. Sopiva suunnittelualipaine tavanomaisissa rakennuksessa on muutamia Pascaleita, elleivät rakennuksen paine-erojen hallinta tai ilmanvaihtojärjestelmä edellytä suurempaa alipainetta. Esimerkiksi ulkoilmaventtiileillä varustettu koneellinen poistoilmanvaihto-järjestelmä vaatii vähintään 10 Pa alipaineen toimiakseen tyydyttävästi (kuva 2). Tällöin tiiviissäkin rakennuksessa vain noin puolet ulkoilmavirrasta tulee hallitusti ulkoilmaventtiileistä ja loput vuotoina. Rakentamismääräyskokoelman osan D2 kohdan mukaan alipaine ei yleensä saa olla suurempi kuin 30 Pa 1. Myös rakennuksen eri tilojen välille voi syntyä paine-eroja, mikäli tilakohtaiset ilmavirrat ovat epätasapainossa ja tilojen välinen tiiviys on riittävä. Tämä voi vaikeuttaa paine-erojen mittausta ja paikallisten paine-erojen vaikutusten arviointia. Kuva 2. Rakennuksen vaipan ilmanvuotoluvun vaikutus vaipan läpi tulevaan vuotoilmavirtaan 4. Jos vaipan ilmanvuotoluku n50 on 2 1/h, niin 10 Pa paine-erolla vaipan läpi tulee vuotoilmavirta, joka vastaa vuotoilmanvaihtokerrointa 0,65 1/h. Tämä on suurempi kuin asuinrakennusten vähimmäisilmanvaihtokerroin 0,5 1/h 2. 4

5 4. ILMANVAIHTOJÄRJESTELMÄN VAIKUTUS PAINE-EROIHIN Ilmanvaihtojärjestelmän suunnittelussa vaipan yli vallitsevaa paine-eroa ei yleensä suunnitella. 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 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 5 (kuva 3). Erillispoistoilla voi olla suuri vaikutus paine-eroihin ja epäpuhtauksien leviämiseen. Etenkin tarpeen mukaan tehotettavien erillispoistojen aiheuttamia paine-eroja on vaikea hallita. Pientalossa suuri alipaine voi heikentää tulisijan vetoa ja aiheuttaa vaaraa. Paloilman saanti tulisi järjestää niin, että se toimii ilmanvaihdosta riippumatta. Ilmanvaihdon aiheuttamien paine-erojen hallitsemiseksi ilmavirtojen tasapainotus tulee varmistaa ilmanvaihtokoneiden ja rakennuksen tasolla. Huonekohtaisten ilmavirtojen mittaustarkkuus (±20 %) 1 ei ole välttämättä riittävän luotettavaa ilmavirtojen tasapainotukseen ja paine-erojen hallintaan. Ilman lämpötila voi vaikuttaa myös ilmanvaihtokoneiden ilmavirtoihin ja voi muuttaa ilmanvaihdon tasapainoa. Ilmanvaihtokoneiden puhaltimet tulisi sijaita niin, ettei jäteilman massavirta pienene ulkoilman massavirtaa pienemmäksi talvella. Perinteisesti pientalojen ja huoneistokohtaisen ilmanvaihdon lämmöntalteenoton jäätymissuojauksessa on käytetty tuloilmapuhaltimen ajoittaista pysäytystä estämään jäätymistä. Tämä voi aiheuttaa tiiviissä rakennuksessa suuren paine-eron ulkovaipan yli. Ilmanvaihtokoneen ulko- ja jäteilmavirran suhde tulee säilyä tasapainossa myös jäätymissuojauksen ja sulatuksen aikana, jotta suuria paine-eroja ei syntyisi. Näin tapahtuukin uusimmissa ilmanvaihtokoneissa. Kuva 3. Tiiviissä pientalossa liesituuletin ja keskuspölynimuri voivat aiheuttaa erittäin suuren alipaineen. Kuvassa esitetään kahden pientalon laskennallinen paine-ero ulkovaipan yli, jos erillispoistojen korvausilman saannista ei ole huolehdittu ro ulkovaipan yli, Pa tarvitsema Liesituulettimen korvausilmavirta tarvitsema korvausilmavirta Liesituulettimen tarvitsema korvausilmavirta Kannus, n50 = 1,0 1/h Oulunsalo, n50 = 0,14 1/h Paine-ero ulkovaipan yli, Pa Keskuspölynimurin Kannus, n50 = 1,0 1/h Oulunsalo, tarvitsema n50 = 0,14 1/h Korvausilmavirta ulkovaipan läpi, dm³/s Paine-ero ulkovaipan yli, Pa 0 korvausilmavirta Keskuspölynimurin tarvitsema korvausilmavirta Paine-ero ulkovaipan yli, Pa 5

6 5. MIKSI ILMANVAIHTO ON SUUNNITELTUA PIENEMPI Suunniteltua pienemmät tilakohtaiset ilmavirrat johtuvat usein puutteellisesta ilmanvirtojen perussäädöstä. Aina vika ei ole yksin säätäjässä. Usein ilmanvaihtojärjestelmä ja etenkin kanavisto on jo alun perin mitoitettu niin ahtaaksi, että järjestelmää on mahdotonta saada asiallisesti säädettyä. Ilmavirrat jäävät suunniteltua pienemmiksi ja tällöin myös ilmanjaon tehokkuus voi heikentyä. Ilmavirran lisäksi päätelaitteiden riittävällä kanavapainetasolla on suuri merkitys ilmanjaon toimivuuteen, tehokkuuteen ja ilman sekoittumiseen. 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 korjaustoimenpiteisiin ryhty- mistä. Eräässä sisäilmasto-ongelmaisessa kohteessa käyttäjien vetovalitukset olivat saaneet huoltomiehen pienentämään koko rakennuksen ilmanvaihdon puoleen suunnitellusta. Käyttäjien valitukset puutteellisesta ilmanvaihdosta olivat käynnistäneet laajat ilmanvaihtokanaviston korjaukset, mutta perussyy jäi korjaamatta. Ilmanvaihdon aiheuttama veto voidaan yleensä poistaa tilakohtaisilla ilmavirta- ja päätelaitemuutoksilla sekä lämpöolojen hallinnalla. Suunnittelussa tai toteutuksessa on epäonnistuttu, mikäli suunniteltuja ilmavirtoja ei pystytä jakamaan tiloihin vedottomasti ja myös meluttomasti. Tilakohtaiset ilmavirrat voivat olla suunnitelmien mukaiset, mutta suuri osa tuloilmaa on palautusilmaa (esimerkiksi toimistotilojen poistoilmaa). Palautusilman käyttö ei aina ole edes käyttöhenkilöstön tiedossa. Sisäilmaongelmaisissa rakennuksissa palautusilmaa ei tulisi käyttää, koska se voi levittää ongelmaa laajalle alueelle ja vaikeuttaa selvitystyötä. 6

7 6. KÄYTTÖAJAN ULKOPUOLINEN ILMANVAIHTO Rakentamismääräyskokoelman osan D2 1 kohdassa on ohjeistettu mahdollisuus käyttää hygieniatilojen ilmanvaihtoa rakennuksen käyttöajan ulkopuoliseen ilmanvaihtoon. Tämä 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. Varsinkaan suurissa rakennuksissa kuten toimistoissa ja kouluissa ratkaisu ei toimi. Näissä jopa 2/3-osa ajasta voi olla käyttöajan ulkopuolista aikaa, jolloin ilmanvaihtoa ei käytännössä ole lainkaan, mutta jatkuva alipaine on (kuva 4). Tällöin epäpuhtauspitoisuudet voivat nousta korkeiksi, koska yleisilmanvaihto on pois päältä. Paine-eron aiheuttamien vuotojen sisältämien epäpuhtauksien lisäksi myös materiaaleista peräisin olevien epäpuhtauksien pitoisuuden voivat olla korkeita. Puhtausluokitellut rakennusmateriaalit eivät sellaisenaan takaa puhdasta sisäilmaa. Luokiteltujen materiaalien epäpuhtauksien tuotto on mitattu ja hajun hyväksyttävyys on arvioitu tilanteessa, jossa ilmanvaihtokerroin on 0,5 1/h. Luokitusmittaus tehdään yksittäiselle tuotteelle kun taas oikea rakenne koostuu monesta materiaalista ja päästöihin vaikuttaa rakenteen kosteus ja lämpötila. Tutkimusten perusteella erityisesti uusissa rakennuksissa vaaditaan hyvä ilmanvaihto usean kuukauden ajan, vaikka on käytetty vähäpäästöisiä materiaaleja 7. Esimerkiksi hiilidioksidipitoisuuden perusteella ohjattavissa ilmanvaihtojärjestelmissä huoneilman epäpuhtauspitoisuudet voivat olla korkeita vielä rakennuksen käytön alkaessa Kuva 4. Toimistorakennuksessa yli puolet ajasta on käyttöajan ulkopuolista aikaa. Tällöin erillispoistot pitävät rakennuksessa yli 25 Pa alipainetta, joka imee tiloihin epäpuhtauksia ja hajuja rakenteista. Pitoisuudet voivat olla korkeistakin, koska yleisilmanvaihto on pois päältä. Paine-ero, Pa Ulkoseinä Yläpohja Kellonaika, h 7

8 7. PUUTTEELLISET SIIRTOILMAREITIT 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. Esimerkiksi pientaloissa suuri osa siirtoilmareitteinä toimivista oviraoista on liian pieniä tai ne puuttuvat kokonaan (kuva 5). Riittävät oviraot voidaan varmistaa ainoastaan ilmanvaihtosuunnittelun ja rakennussuunnittelun yhteistyöllä. Tieto oviraosta ja sen koosta tulisi välittyä myös väliovien toimittajille. Saadun tiedon mukaan näin ei ole. Puutteet siirtoilmareiteissä voivat heikentää ilmanvaihdon toimivuutta ja tehokkuutta merkittävästi. Käytännössä on havaittu, että uudehkoissakin rakennuksissa siirtoilmareitit ovat puutteellisia. Usein yleisimmät siirtoilmareitit eli oviraot ovat liian pieniä tai ne puuttuvat kokonaan. Toimiva ratkaisu edellyttää eri alojen suunnittelijoiden yhteistyötä. Tarvittava tieto oviraon koosta ja muista vaatimuksista ei aina välity väliovien toimittajille. WC- ja pyykinpesutiloissa myös ääneneristävyys on otettava huomioon. Malliratkaisut tähän puuttuvat (ovat 1980-luvulta) eikä tuotteita käytännössä ole. Virtaus- ja ääniteknisiltä ominaisuuksiltaan tunnettu siirtoilmalaite on ovirakoa parempi ratkaisu etenkin, jos siirtoilmavirta on suuri. Kuva 5. WC:n siirtoilmareittinä toimiva ovirako oli peitetty kynnyksellä. 8

9 8. TEKNISTEN TILOJEN ILMANVAIHTO Ilmanvaihtokonehuoneiden ja muiden teknisten tilojen ilman laatu voi olla huono. Näistä tiloista epäpuhtaudet ja hajut voivat levitä puhtaisiin tiloihin kuilujen ja läpivientien vuotokohtien kautta. Tyypillisesti ilmanvaihtokonehuoneissa on vain termostaatilla varustettu ylilämmön poistoon tarkoitettu koneellinen poisto, joka ei käytännössä ole juuri koskaan käynnissä. Ilmanvaihtokoneiden vuodot vaihtavat koneiden käynnissä ollessa jonkin verran myös konehuoneen ilmaa. Ilmanvaihtokonehuoneisiin ja teknisiin tiloihin tulee järjestää ilmanvaihto, joka on mahdollisuuksien mukaan päällä myös rakennuksen käyttöajan ulkopuolella. Tämä on tärkeää myös, koska käyttötiloista poiketen teknisissä tiloissa voi olla myös luokittelemattomia rakennustuotteita. 9. PALOPELLIT Lauenneet palopellit voivat olla syypää puutteelliseen ilmanvaihtoon (kuva 6). Palopeltien tarkastus tulisi sisältyä aina sisäilmasto-ongelmaisen rakennuksen tarkastuksiin. Yleensä palopellin kiinniolo voidaan havaita tilakohtaisilla ilmavirtamittauksilla. Aina näin ei kuitenkaan ole. Joissain tapauksissa palopellin lauettua esimerkiksi tuloilmakanavisto voi muodostua siirtoilmareitiksi, jolloin ilmaa kuitenkin virtaa päätelaitteen kautta tilaan. Palopellin laukeaminen aiheuttaa yleensä myös muiden tilojen ilmavirtojen ja vaipan paine-erojen muutoksia. Näiden mittausten perusteella palopeltien laukeamista on kuitenkin vaikea päätellä. Palopeltejä voi sijaita erittäin hankalasti tarkastettavissa paikoissa alaslasketuissa katoissa tai koteloissa. Paloalueista riippuen samassa runkokanavassa voi olla useitakin palopeltejä. Palopeltien sijainnit selviävät yleensä suunnitelmista. Palopeltien paikat tulisi olla selvästi merkittynä tarkastusluukkuun. Palopeltien toimivuutta tulisi valvoa automaattisesti. Mikäli näin ei ole, palopeltien tarkastus tulee liittää osaksi ylläpito- ja huolto-ohjelmaa. Kuva 6. Lauenneen palopellin takia puutteellista ilmanvaihtoa oli yritetty lisätä rikkomalla tuloilmalaitteen ilmavirran säätöosa. 9

10 10. ULKOILMAN SISÄÄNOTTO Rakentamismääräysten mukaan ulkoilman sisäänotto tulee sijoittaa niin, että ilma on mahdollisimman puhdasta. Liikenteen päästöt, jätteiden säilytystilat ja -paikat, tuuletusviemärit, jäteilman ulospuhallukset (myös pysäköintihallit), keskuspölynimurien jäteilma, naapurin parvekkeiden läheisyys, tupakointipaikat, ammattikeittiön rasvapoistot, piha- ja parvekegrillaus sekä tulisijan savupiippu ovat sisään otettavan ulkoilman laatua heikentäviä tekijöitä. Joskus sisäänotettavan ulkoilman laatu heikkenee suunnittelu- tai toteutusvirheen takia. Ongelmakohteiden sisäilmaselvityksissä on havaittu, että ulkoilmasäleikön ja kanavan liitos ulkoseinällä voi olla toteutettu niin, että ulkoilmaa imetään ulkoverhouksen tuuletusraoista tai seinärakenteesta (kuva 7). Säleikköä ei ole liitetty asianmukaisesti ilmanvaihtokanavaan vaan esimerkiksi tiiliverhoukseen. Koska paine-ero ulkoilmasäleikön yli voi olla useita kymmeniä Pascaleita, epäpuhtaudet voivat kulkeutua ulkoilmavirran mukana rakennuksen sisälle. Tämä voi joissain tapauksissa osaltaan lisätä sisäilmaongelmia, eikä ilmanvaihdon lisääminen välttämättä paranna tilannetta. Kuva 7. Ulkoilmasäleikön ja kanavan liitos ulkoseinällä on toteutettu niin, että ulkoilmaa imetään ulkoverhouksen tuuletusraosta seinärakenteen sisältä. 10

11 11. ULKOSÄLEIKÖN HUURTUMINEN Huoneistokohtaisessa ilmanvaihdossa ulkoilmasäleiköt huurtuvat sopivissa ulkoisissa olosuhteissa jopa täysin umpeen (kuva 8). Säleikköjen, ulkoseinien ja myös ikkunoiden huurtumista esiintyy pakkasella silloin, kun taivas on kirkas ja ulkoilman suhteellinen kosteus on korkea. Korjauskeinona on ollut säteilysuojan (yleensä lippa tai huuva) rakentaminen taivaan kylmäsäteilyn vaikutuksen estämiseksi. Perinteinen ratkaisu etenkin suurissa säleiköissä on ollut sähköinen sulanapitolämmitys. Rakennuksen ulkopintojen lämpötilat laskevat taivaan kylmäsäteilyn vaikutuksesta alle ulkoilman lämpötilan ja kosteus tiivistyy huurteeksi pinnoille. Varjostava puusto ja rakennukset sekä esimerkiksi pitkät räystäät vähentävät huurtumista. Kuva 8. Esimerkki lähes umpeen huurtuneesta asunnon ulkoilmasäleiköstä. 11

12 12. SADEVEDEN EROTUS JA VIEMÄRÖINTI Sadeveden pääsy ilmanvaihtojärjestelmään voidaan estää käyttämällä toimivaa vedenerotussäleikköä (erotusaste 100 %) ja riittävän pientä ilman virtausnopeutta (0,5 1,0 m/s). Joissain tapauksissa säleikön erottaman veden poisjohtamista ei ole suunniteltu. Seurauksena voi olla esimerkiksi leväkasvustoa. Sadeveden hallitsematon kulkeutuminen rakenteisiin on mahdollinen riski myös rakenteille. Vedenerotussäleikön päällä mahdol-lisesti olevat arkkitehtoniset koristesäleiköt vaikeuttavat toimivuuden varmistamista. Ulkoilmakammioiden viemäröinnissä on havaittu puutteita ongelmakohteissa (kuva 9). Pahimmassa tapauksessa viemäri tuulettuu alipaineiseen kammioon ja viemärinhaju leviää tiloihin. Ajoittainen (viikonloppujen jälkeen ja aamuisin) viemärin haju on melko tyypillinen ilmiö toimistorakennuksissa. Kammioiden ja myös ilmanvaihtokoneiden viemäröinnissä ja vesilukoissa voi olla muitakin toimivuuteen vaikuttavia virheitä, joita ei ilman yksityiskohtaisia tutkimuksia pystytä selvittämään. Vaikka vesilukkojen valmistajilla on erilliset mallistot teknisiin tarkoituksiin, niin toteutusratkaisuissa on silti suuria eroja. Osa vesilukoista asennetaan alipaineisiin ja osa ylipaineisiin ilmanvaihtokoneen osiin. Tässä saattaa tulla virheellisiä ratkaisuja. Myös viemäröintien yhdistämisestä voi tulla ongelmia. Suunnittelijoiden ja urakoitsijoiden tulee varmistaa, että vesi johdetaan viemäriin niin, etteivät viemärin hajut leviä. Etenkin tuloilmakammion väärin toteutettu vedenpoistoreitti voi toimia hajulähteenä. Vesilukkoja tulee myös huoltaa säännöllisesti, jotta ne voivat toimia suunnitellusti eikä ongelmia synny. Kuva 9. Esimerkki ulkoilmakammiosta ja sen viemäröinnistä. Ulkoilmakammioissa on tyypillisesti rakenneaineisia osia. Ne eivät yleensä vastaa hygieenisyydeltään, tiiviydeltään ja puhdistettavuudeltaan ilmanvaihtojärjestelmän vaatimuksia. Pienessä kuvassa on ilmanvaihtokonehuoneen kuivunut lattiakaivo, josta tuli viemärinhajua. 12

13 13. RAKENNEAINEISET KAMMIOT Rakenteeltaan ja puhdistettavuudeltaan ulkoilmakammiot eivät useinkaan täytä ilmanvaihtojärjestelmälle asetettuja vaatimuksia. Etenkään rakenneaineisten kammioiden puhtaus, puhdistettavuus ja tiiviys eivät vastaa vaatimuksia. Seurauksena voi olla sisään otettavan ilman laadun heikkenemistä, mikäli ylläpito on puutteellista. Myöskään aikanaan yleiset konehuonekammiot eivät vastaa nykyvaatimuksia ilman laadun suhteen. Lisäksi niissä voidaan varastoida sinne kuulumatonta tavaraa tai sinne voidaan asentaa laitteita, jotka pilaavat tuloilman laadun ja saattavat pahentaa sisäilmaongelmia. 14. ILMANVAIHTOKANAVISTON ERISTYKSET PUUTTEELLISIA Kanavien eristys on usein puutteellista. Ainoastaan paloeristyksistä on selkeät määräykset ja ohjeet ja niitä yleensä noudatetaan. Ulko- ja jäteilmakanavat tulisi pyrkiä suunnittelemaan mahdollisimman lyhyiksi ja eristettävä tehokkaasti. Nykyisin ilmanvaihtosuunnittelijat piirtävät kuviin mm ohuita ns. hikoilueristeitä, jotka eivät vastaa toimivuustavoitteita. Etenkin asuinrakennuksissa on esiintynyt puutteellisesta eristämisestä johtuvia viihtyisyyshaittoja ja kosteuden tiivistymistä rakenteisiin. Tuloilman jäähdytys tai siihen varautuminen edellyttää tuloilmakanavien eristämistä. Lisäksi tulisi riittävän yksityiskohtaisesti ohjeistaa höyrytiiviin pinnan tarve lämmöneristyksen päällä ja kylmäsiltojen välttäminen muun muassa kannakoinnissa. On hyvin yleistä, että höyrynsulun ulkopuolista yläpohjan kevytsoraeristekerrosta tai ullakon puhallusvillakerrosta käytetään lämpimien tulo- ja poistoilmakanavien reititystilana. Lämpimiä ilmanvaihtokanavia ei tulisi asentaa höyrynsulun ulkopuolelle kylmiin tiloihin, ullakoille tai yläpohjan eristeen sisään. Höyrynsulun tarpeeton lävistäminen lisää yläpohjan ilmanvuotoriskiä ja saattaa aiheuttaa kosteuden kulkeutumista yläpohjarakenteisiin. Koska yläpohjaa vasten vallitsee talvella lämpötilaeron vaikutuksesta ajoittain ylipaine, yläpohjan ilmatiiviyden varmistaminen on erityisen tärkeää. 13

14 15. REGENERATIIVINEN LÄMMÖNTALTEENOTTO Rakennusten ilmanvaihtojärjestelmissä yleisesti käytettävät lämmöntalteenottotavat ovat pattereilla toteutettu epäsuora lämmöntalteenotto, levylämmönsiirrin (rekuperatiivinen) ja pyörivä lämmönsiirrin (regeneratiivinen). Epäsuorassa lämmöntalteenotossa epäpuhtaudet eivät pääse lainkaan kulkeutumaan likaisesta ilmasta puhtaaseen ilmaan. Myös levylämmönsiirtimeen perustuvassa lämmöntalteenotossa epäpuhtauksien kulkeutuminen on vähäistä, vaikka paine-erot olisivat suuria, koska poistoilma ja tuloilma kulkevat eri reittejä. Regeneratiivisessa lämmöntalteenotossa puhdas tuloilma ja likainen poistoilma kulkevat samoja reittejä vuorotellen. Epäpuhtauksien kulkeutuminen likaisesta ilmasta puhtaaseen ilmaan on mahdollista. Regeneratiivista lämmöntalteenottoa käytetään yleisesti toimisto-, liike- ja koulurakennusten yleisilmanvaihdossa luokan 1 poistoilmasta 1. Sitä käytetään myös huoneisto-kohtaisissa ilmanvaihtokoneissa. Pyörivän lämmönsiirtimen tiivistäminen ympäröiviin rakenteisiin on haasteellista. Lisäksi lämmönsiirtimen sisällä voi kulkeutua (carry over) likaista ilmaa puhtaalle puolelle, mikäli laitteessa ei ole niin sanottua puhtaaksipuhallussektoria tai se on asennettu väärin. Regeneratiivisessa lämmöntalteenotossa epäpuhtaudet voivat siirtyä kondenssiveden, pintojen ja ilmavuotojen välityksellä poistoilmasta tuloilmaan 8. Ilmavuodot syntyvät suurten paine-erojen ja vuotavien tiivisteiden takia. Etenkin suurissa ilmanvaihtokoneissa suuret paineerot voivat syntyä ilmanvaihtosuunnittelijan tietämättään tekemistä suunnitteluvirheistä. Mikäli ilmanvaihtokoneen painehäviöt suunnitellaan oikein, ei pyörivän lämmönsiirtimen yli synny suuria paine-eroja. Harjatiivisteiden huoltoväli on 2 5 vuotta. Usein huolto jätetään tekemättä ja kuluneet tiivisteet voivat vuotaa merkittävästi (kuva 10). Hyvin suunnitellussa ilmanvaihtokoneessa on viimeisenä ennen tuloilmakanavaa tehokas hienosuodatin. Tämä poistaa ilmanvaihtokoneessa syntyvät ja regeneratiivisen lämmönsiirtimen kautta mahdollisesti tulevat epäpuhtaudet tuloilmasta. Valitettavasti sekä asuntokohtaisissa ja suurissa ilmanvaihtokoneissa hienosuodatin on usein vain ulkoilmavirrassa ennen lämmöntalteenottoa. Ilmansuodattimien kiinnitys ja tiivistys voi olla puutteellista. Tehokaskaan suodatin ei toimi suunnitellusti, jos suodattimien ohivuoto on suuri. 14

15 Mikäli rakennuksessa on merkittävää kosteuden tuottoa (esimerkiksi asunnot), voi suunniteltu ilmanvaihto olla riittämätöntä kosteuden poistoon, koska regeneratiivinen lämmönsiirrin (myös ei-hygroskooppinen) palauttaa merkittävän osan kosteudesta takaisin. Tätä on perinteisesti pidetty hyvänä asiana talvella, jolloin huoneilma voi olla hyvin kuivaa. Kosteuden mukana voi kuitenkin palautua haitallisia vesiliukoisia yhdisteitä, kuten ammoniakkia 7. Jos ilmanvaihtoa käytetään pitkään hyvin pienellä teholla, saattaa huoneilman kosteus nousta. Ilmanvaihto voi myös olla mitoitettu pienemmälle kuormalle kuin todellisuudessa on. Korkea kosteus voi lisätä epäpuhtauspitoisuuksia ja aiheuttaa sisäilmaongelmia. Kuva 10. Regeneratiivisen lämmöntalteenoton lämmönsiirtimen tiiviyden tarkastus silmämääräisesti ja merkkisavulla. 15

16 16. ILMANVAIHTOJÄRJESTELMÄN KÄYTTÖÖNOTTO Rakentamisen aikainen puhtauden- ja pölyhallinta jää usein asiakirjatasolle. Usein puhtaista ilmanvaihtotuotteista tehty järjestelmä joudutaan puhdistamaan ennen käyttöönottoa. Ilmanvaihtojärjestelmässä on aina vaikeasti puhdistettavia paikkoja, joten rakennusaikaisesta pölystä ja liasta vaihtelevin menetelmin puhdistettu järjestelmä on aina riski puhtaana pidettyyn järjestelmään verrattuna. Käyttöönoton yhteydessä tehtävien toimintakokeiden aikataulu on usein liian tiukka. Tällöin todellisen toiminnan ja toimivuuden tarkistaminen voi jäädä tekemättä. Tällöin ilmanvaihtojärjestelmä ei toimi edes uutena suunnitellulla tavalla ja seurauksena saattaa olla pahimmassa tapauksessa sisäilman laatu- ja terveysongelmia. Uudessa rakennuksessa tulisi käyttää ensimmäisen vuoden aikana hieman suunniteltua suurempaa ilmanvaihtoa. Tällöin ilmanvaihtoa ei tule sulkea tai käyttää pienempää poissaoloilmanvaihtoa lainkaan. Näin saadaan rakennuksesta haihtuvat vähäiset epäpuhtaudet ja kosteus poistettua hallitusti. 17. ILMANVAIHDON OPASTUS JA KÄYTTÖ Käyttäjien ja käyttöhenkilöstön opastus ja ohjeistus ilmanvaihdon käyttöön, ylläpitoon ja huoltoon jää usein vaillinaiseksi. Pelkkä huoltokirja tai tuoteasiakirjat hyllyssä eivät riitä. Usein urakoitsijan osaaminen ja mahdollisuudet opastukseen ovat rajalliset. Riittävän henkilökohtaisen ja kirjallisen opastuksen saaminen tulee varmistaa. Ilmanvaihdon ja muun talotekniikan ohjauksen käyttöliittymät ovat aiheuttaneet loppukäyttäjissä epätietoisuutta. Aina ei tiedetä, mitä säätönupista käännettäessä tai napista painaessa tapahtuu. Esimerkiksi jos käyttöliittymissä on plus ja miinus säätö, mutta käyttäjän voi olla vaikea ymmärtää, mikä lisääntyy tai vähenee, lämpötila, ilmanvaihto vai jäähdytys. Lisäksi automaattiset toiminnot voivat sekoittaa käyttäjää ja aiheuttaa tyytymättömyyttä. Tekniikan monimutkaistumisen seurauksena osa rakentajista ei haluaisi antaa käyttäjille minkäänlaisia säätötai vaikutusmahdollisuuksia. Tarpeenmukaisen ilmanvaihdon toiminnassa on havaittu usein puutteita. Etenkin hiilidioksidipitoisuuden perusteella pienennetty ilmanvaihto koetaan helposti puutteelliseksi. Suunnittelijan mukaan järjestelmä toimii suunnitellusti, mutta käyttäjät valittavat tunkkaisesta huoneilmasta. Ilman jako huonetilaan voi olla tehotonta pienillä ilmavirroilla. Myös antureiden sijainti voi olla väärä, jolloin mittaustulos ei vastaa olosuhteita tilassa. Esimerkiksi simulointilaskelmissa huoneilma oletetaan täydellisesti sekoittuneeksi ja säätö toimii mainiosti. Rakennuksen ja tilojen käyttöaikana ilmanvaihdon merkittävää pienentämistä tulee välttää, mikäli nenä sanoo toisin eikä täyttä varmuutta toimivuudesta ole. 16

17 18. ILMANVAIHTOJÄRJESTELMÄN YLLÄPITO Ilmanvaihdon moitteeton toiminta sekä hyvän ja terveellisen sisäilmaston varmistaminen edellyttävät ilmanvaihtojärjestelmän säännöllistä ylläpitohuoltoa. Huollot tehdään suunnittelijan, urakoitsijan ja laitevalmistajien huolto-ohjelman mukaan. Huoltohenkilöstön ammattitaito ja osaaminen vaihtelevat suuresti. Usein ilmanvaihtojärjestelmän huoltotoimenpiteiden suorittaminen on tehty hyvin vaikeaksi tekemällä esimerkiksi huoltoluukut pieniksi ja vaikeasti avattavaksi. Ilmanvaihtojärjestelmän säännölliset tarkastukset ja seuranta sekä ennakoivat huoltotoimenpiteet ovat avainasemassa ilmanvaihtojärjestelmän toimivuuden varmistamisessa ja hyvän sisäilmaston hallinnassa. 19. TOIMIVUUDEN VARMISTAMISELLA TERVEELLINEN SISÄILMASTO Toimivuuden varmistaminen on suunnittelutavoitteiden asettamisesta alkaen koko rakennuksen elinkaaren kattavaa systemaattista toimintaa, jolla varmistetaan se, että rakennukselle ja sen järjestelmille asetettavat tavoitteet on määritelty selkeästi ja niiden toteutumista seurataan ja ohjataan säännöllisesti rakennushankkeen eri vaiheissa (kuva 11). Ilmanvaihtojärjestelmän toimi- vuuden varmistaminen sisältää suunnittelu-, toteutus-, käyttöönotto- ja käyttövaiheet. Ilmanvaihtojärjestelmän osalta suunnittelu- ja käyttöönottovaiheet ovat kokemuksen mukaan erityisen tärkeitä vaiheita. Toimivuuden varmistaminen tulee saada rakentamisessa normaaliksi käytännöksi ja toimintatavaksi, jota sovelletaan tarkoituksenmukaisessa laajuudessa Kuva 11. Prosessikuvaus rakennuksen toimivuuden varmistamisesta energiatehokkuuden ja sisäilmaston kannalta. Kuvan alalaidassa esitetään toimivuuden varmistamisen keskeiset alueet. Tavoitteiden ja tiedon siirtyminen vaiheesta toiseen on varmistettava. 9 17

18 VTT EXPERT SERVICES OY LÄHDELUETTELO 1. Suomen rakentamismääräyskokoelma, osa D2. Määräykset ja ohjeet Ympäristöministeriön asetus rakennusten sisäilmastosta ja ilmanvaihdosta. Ympäristöministeriö, Rakennetun ympäristön osasto. 34 s. 2. Sosiaali- ja terveysministeriön asetus asunnon ja muun oleskelutilan terveydellisistä olosuhteista sekä ulkopuolisten asiantuntijoiden pätevyysvaatimuksista. 12 s. 3. Ilmanvaihto- ja ilmastointijärjestelmien ja -laitteiden kuntotutkimusmenettely (IV-kuntotutkimus). Ohjeet ja raportointimallit (versiot 1/2016). Suomen LVI-liitto ry. 4. Pientalon ilmanvaihtojärjestelmän suunnitteluperusteet (1989) Kauppa- ja teollisuusministeriö, Helsinki. 73 s. (KTM sarja D:175). 5. Saari, M., Nyman, M., Rautiainen, K. ja Porkola, P. (2015) Energiatehokkaan pientalon ilmanvaihto-opas. Sisäilmastoseminaari 2015, SIY raportti 33. s Saari, M., Nyman, M., Päkkilä, T. ja Järnström H. (2016) Havaintoja ilmanvaihtojärjestelmistä sisäilmaongelmaisissa kohteissa. Sisäilmastoseminaari 2016, SIY raportti 34. s Järnström H. (2008). Reference values for building material emissions and indoor air quality in residential buildings, Helsinki (VTT Publications 672) 8. Enbom, S. (1986) Regeneratiivisen lämmöntalteenottolaitteen epäpuhtauksien siirto. Valtion teknillinen tutkimuskeskus, Espoo. 53 s. + liitt. 13 s (VTT Tiedotteita 639) 9. Pietiläinen, J., Kauppinen, T., Kovanen, K., Nykänen, V., Nyman, M., Paiho, S., Peltonen, J., Pihala, H., Kalema, T. ja Keränen, H. (2007) ToVa-käsikirja. Rakennuksen toimivuuden varmistaminen energiatehokkuuden ja sisäilmaston kannalta. VTT, Espoo, s. + liitt. 56 s. (VTT Tiedotteita 2413) OTA YHTEYTTÄ VTT EXPERT SERVICES OY PL 1001, VTT Puh , faksi info@vtt.fi VTT Expert Services Oy tarjoaa monipuolisia asiantuntija-, sertifiointija tuotehyväksyntä-, testaus- ja tarkastus-, sekä kalibrointipalveluja. Tuemme asiakkaitamme tuotteiden ja palvelujen kehityksessä, markkinoille viemisessä ja ylläpidon aikana. Testaus-, kalibrointi-, tarkastus- ja sertifiointipalvelumme ovat oleellisilta osin akkreditoitu. Olemme usean direktiivin ja rakennustuoteasetuksen ilmoitettu laitos. VTT Expert Services Oy:n toimintajärjestelmä on ISO 9001 ja ISO sertifioitu. VTT Expert Services Oy on Teknologian tutkimuskeskus VTT Oy:n tytäryhtiö.