Toimiva ilmanvaihto sisäilman laadun turvaajana

Transkriptio

1 Kosteus ja homesienivauriot rakennuksissa: osa 1 ja Ilmanvaihdon vaikutus niiden estämiseen: osa 2

2 Kosteus ja homesienivauriot rakennuksissa: osa 1 Homesienten kasvuedellytykset

3 Homeiden esiintyminen ja leviäminen: Yli erilaista lajia Noin 200 tavattu rakennuksissa Itiöitä esiintyy käytännössä kaikkialla ilmassa Luonnollisia esiintymispaikkoja ovat kuolleet kasvit ja ruukkukasvien multa sekä maaperä Luonnossa ovat äärimmäisen hyödyllisiä Sisäilmassa olevat itiöt ovat monien ihmisten terveydelle vaarallisia

4 Homesienten kasvuedellytykset Pysyvä pitkäaikainen kosteus: Sienikasvua yli 70% suhteellisessa kosteudessa 80% suhteellisessa kosteudessa kasvavat lähes kaikki Sienet ottavat kosteuden ilmasta ja olennaiset muut ainesosat kasvualustastaan

5 Homesienten kasvuedellytykset Lämpötila: Homekasvustoa jo 0 C lähtien Ihanteelliset olosuhteet C (kuten ihmisillekin) Alle 0 C lämpötilassa jäävät sienet itiövaiheeseen ja odottavat korkeampaa lämpötilaa, missä sitten itäminen alkaa Itiöt ja sienirihmastot tuhoutuvat vasta varmasti yli 110 C lämpötilassa

6 Homesienten kasvuedellytykset Olennaiset aineosaset (kasvualusta): Orgaanisia aineita tarvitaan vähäisiä määriä (esim. kiviainestasoitteessa) Tapetit, selluloosaliimat ja maalit Pölyiset ja likaiset rakenteet eli melkein kaikkialla mahdollisissa paikoissa Tunkema useimpia senttejä ja erityisesti karkeilla pinnoilla PH-arvo 5-7 on ihanteellinen yli 11 PH:lla ei kasvua

7 Homesienten kasvuedellytykset Aika: 5 toisiaan seuraavana päivänä, pidempään kuin 12 tuntia, enemmän kuin 75% suhteellinen kosteus Makuuhuone!! tai Pidemmän ajanjakson, päivittäin noin neljän tunnin ajan, yli 80% suhteellinen kosteus Pesu-/kylpyhuone!!

8 Ikkunoiden vaihtaminen uusiin, mitä vaikutuksia sisätilaan 1. Valon tuloaukko 2. Kondenssikuivain 3. Ilmanvaihtolaite rakojen kautta 1. Valon tuloaukko 2. Kondenssivesi tiivistyy seiniin ja kylmäsiltoihin 3. Ilmatiiviitä -> ilmankosteus kohoaa

9 Ikkunoiden vaihtaminen uusiin, mitä vaikutuksia sisätilaan U = 5,0 W/m²K U = 1,1 W/m²K U = 1,3 W/m²K U = 1,5 W/m²K ikkunapenkki Tämä vesi on myöhemmin alapuolella olevalla seinällä Lisäksi ilmavuodot ikkunan rakojen kautta pienenevät 1/40 osaan tiivistyneiden ikkunarakenteiden kautta. Tehtäessä korjaukset, pitää aina miettiä, mitä vaikutuksia sillä on sisärakenteiden toimivuuteen ellei saman aikaisesti huolehdita kosteuden poistosta ilmanvaihdolla alle rakenteiden kastepisteen

10 Ikkunoiden vaihtaminen uusiin, mitä vaikutuksia sisätilaan Seuraus ikkunoiden vaihdosta olemassa olevaan rakennukseen yhden vuoden jälkeen, kun sisäilman kosteuden poistoa ei ole toteutettu oikein kaikkina vuodenaikoina.

11 Ikkunoiden vaihdon jälkeen ilmeni sisätiloissa homekasvustoja 12,7% korjatuista kohteista (Saksan liittotasavallan rakennusvirheselvitys 1995)

12 85% kaikista homesienivaurioista esiintyy kylmäsilloissa Nämä arat rakennuksen kohdat on siksi erityisesti tarkastettava ja korjattava

13 Homesienten kasvuedellytysten ehkäiseminen: Missään nimessä kosteus ei saa useimpia tunteja ylittää 80% (D2; 21 C ja 45%) Lyhyen aikaa voi kosteus kohota Kasvualusta Lämpötila C Happea 0,15%

14 Paljon kiitoksia ja lisätietoja ilmanvaihdostamme löytyy näyttelystämme tai Osan esityksen lähdeaineistona: Dosentti ja rakennusfysiikan asiantuntijan Hans Westfeldin, TÜV Rheinland, seminaareista Heinemannin tilaisuuksissa Kuopiossa

15 Ilmanvaihdon vaikutus kosteus- ja homevaurioiden estämiseen: osa 2 Rakennusfysikaalisia näkökohtia

16 D2 Suomen rakennusmääräyskokoelma: Rakennusten sisäilmasto ja ilmanvaihto Rakennus on suunniteltava ja rakennettava siten, että sisäilman kosteus pysyy rakennuksen käyttötarkoituksen mukaisissa arvoissa. Sisäilman kosteus ei saa olla jatkuvasti haitallisen korkea eikä kosteus saa tiivistyä rakenteisiin eikä niiden pinnoille tai ilmanvaihtojärjestelmään siten, että se aiheuttaa kosteusvaurioita, mikrobien tai pieneliöiden kasvua tai muuta terveydellistä haittaa Jos sisäilman kosteus ylittää arvon 7 g H 2 O/kg kuivaa ilmaa, kostutetaan huoneilmaa vain painavista syistä esimerkiksi prosessin tai varastoinnin niin vaatiessa. Arvo 7 g H 2 O/kg kuivaa ilmaa vastaa huoneilman tilaa, jossa suhteellinen kosteus on 45 %, kun huonelämpötila on 21 C ja ilman paine on 101,3 kpa Alhaisesta sisäilman suhteellisesta kosteudesta aiheutuvien haittojen vähentämiseksi vältetään lämmityskauden aikana tarpeettoman korkeita huonelämpötiloja. Ilmanvaihdon energiatehokkuus varmistetaan rakennuksen käytön kannalta tarkoituksenmukaisilla keinoilla tinkimättä terveellisestä, turvallisesta ja viihtyisästä sisäilmastosta

17 energiansäästäjä Kolarin kunnassa: Perhe muutti taloon tammikuussa 1982 ja maaliskuun loppuun mennessä -82 oli ulko-ovea höylätty 5 kertaa, koska se turposi aina liiallisesta kosteudesta kiinni. Ikkunoiden lasit ovat olleet koko ajan joko kokonaan jäässä tai kosteina ulkolämpötilan vaihtelun mukaan. Ulkoseiniin rajoittuvista nurkista ovat tapetit alkaneet homehtua. Uusi talo on siis kolmen kuukauden asumisen jälkeen jo lujaa vauhtia pilaantumassa.

18 Lämpö + kosteus : Suhteellinen ilmankosteus? Prosentti = suhteellinen Gramma = ehdoton 17,3 * 0,45 = n. 7,8 g vettä kuutiossa ilmaa 45% suhteellisessa kosteudessa 9,4 * 0,45 = n. 4,2 g vettä kuutiossa ilmaa 45% suhteellisessa kosteudessa Yläraja kosteuspitoisuudelle grammoissa ilmakuutiota kohden 2,2 * 0,45 = n. 1,0 g vettä kuutiossa ilmaa 45% suhteellisessa kosteudessa

19 Suhteellisen kosteuden muutokset jäähdytyksessä (lämmöntalteenotossa) 7,8 g / 17,3 g = 45 % 20 C 7,8 g / 9,4 g = 83 % 10 C Yläraja kosteuspitoisuudelle grammoissa ilmakuutiota kohden 7,8 g / 6,8 g = 100% 5 C ja 1 g tiivistynyttä vettä ilmakuutiota kohden

20 Toimiva ilmanvaihto sisäilman laadun turvaajana Yläraja vesihöyrypitoisuudelle (vesi-) grammoina ilmakuutiota kohden eri lämpötiloissa

21 Kuinka paljon kuutiossa ilmaa voi olla vettä höyrynä? - 10 C, 1 m³ ilmaa n. 2,2 g vettä höyrynä +/- 0 C, 1 m³ ilmaa n. 4,8 g vettä höyrynä +10 C, 1 m³ ilmaa n. 9,4 g vettä höyrynä + 21 C, 1 m³ ilmaa n. 18,4 g vettä höyrynä

22 Oikein toteutettu ilmanvaihto: Ulkoilman lt. 5 C ja suhteellinen kosteus 80% Mikä on ilmanvaihdon ilmavirta, kun ulkoilman suhteellinen kosteus on 80% ja lämpötila 5 C Yläraja vesimäärälle 5 C ilmalle kuutiota kohden on 6,83 g 80% suhteellisella kosteudella on vettä ilmakuutiossa 6,83 g*0,80 = 5,46 g vettä kuutiossa ilmaa

23 Oikein toteutettu ilmanvaihto: Ulkoilman lt. 5 C ja suhteellinen kosteus 80% Lämmitetään Ilman lt. 20 C ja suhteellinen kosteus 31% 20 C ilmakuution maksimi vesimäärä on 17,3 g Kun kuutio ulkoilmaa (5 C/80%) lämmitetään 20 C:een ja vesimäärä pysyy samana putoaa suhteellinen kosteus 5,46 g / 17,3 g = 31% suhteellinen kosteus Tämä kuivempi ulkoilma voi ottaa vettä jälleen 45% suhteelliseen kosteuteen asti 17,3 g*0,45 = 7,8 g 7,8 g 5,46 g = 2,34 g ilmakuutiota kohden = Sisäinen kosteuskuorma

24 Sisäilman kosteuslähteitä Lyhytaikainen ruoanlaitto g/tunti keittoajan mukaan Pitkäaikainen ruoanlaitto g/tunti keittoajan mukaan Paistaminen noin 600 g/tunti kypsennysajan mukaan Ammekylpy noin 400 g/kylpykerta Suihkukylpy noin 500 g/kylpykerta Astianpesukerta pesukoneella noin 200 g Pyykinpesukerta pesukoneella noin g Ihmiset: Ruukkukasvit 7 15 g/tunti 10 kasvia*10 g*24 tuntia = g/päivä!! Nukkuminen/lepääminen g/tunti, koon mukaan Kotitaloustyöt noin 90 g/tunti Energiaa kuluttava toiminta noin 175 g/tunti 4 hengen perhe 7-10 litraa (ka g) päivässä

25 Yöaikainen kosteuskuormitus makuuhuoneessa * Kahden hengen makuuhuone pinta-ala 20 m² * korkeus 2,5 m = tilavuus 50 m³ * Huonelämpötila 20 C ja suhteellinen kosteus enintään 45% = 17,3 g * 0,45 = 7,8 g vettä ilmakuutiossa * Vaihdettava ulkoilma 5 C ja 80% suhteellinen kosteus vettä tulee sisään ilmakuutiossa 5,5 g * Vaihdettaessa kuutio ilmaa, poistuu kosteutta aina 7,8 g 5,5 g = 2,3 g, ilmakuutiota kohden 800 g poistamiseksi yön aikana (8 tuntia) tarvitaan 800 g / 2,3 g = 348 m³ ulkoilmaa * Eli 348 m³ / 8 h = 43,5 m³/h > 12,1 l/s, jotta kosteuspitoisuus ei nouse yli RaMk D2 ohjearvon * 0,5-kertainen ilmanvaihto m³/ (50*0,5) m³/h = 14 tuntia -- ei ole riittävä Ilmanvaihdon on poistettava koko ajan makuuhuoneeseen syntyvä kosteus sekä hiilidioksidi eikä missään nimessä saa palauttaa kosteutta sekä hajuja

26 Toimiva ilmanvaihto sisäilman laadun turvaajana Ilman lämpöt. Kastepistelämpötila on riippuvainen lämpötilasta ja suhteellisesta kosteudesta Ilman suhteellinen kosteus Suhteellinen kosteus, hyvän sisäilmaston kannalta, alleviivatut prosentit Makuuhuone (ei ilmanvaihtoa): C 30% 35% 40% 45% 50% 55% 60% 65% 70% 75% 80% 85% 90% 95% ,8 11,1 13,1 15,0 16,6 18,1 19,5 20,8 22,0 23,2 24,2 25,2 26,2 27,1 8,0 10,2 12,2 14,1 15,7 17,2 18,6 19,9 21,1 22,2 23,3 24,3 25,2 26,1 7,1 9,4 11,4 13,2 14,8 16,3 17,6 18,9 20,1 21,2 22,3 23,2 24,2 25,1 6,2 8,5 10,5 12,2 13,9 15,3 16,7 18,0 19,1 20,3 21,3 22,3 23,2 24,1 5,4 7,6 9,6 11,3 12,9 14,4 18,8 17,0 18,2 19,3 20,3 21,3 22,3 23,1 4,5 6,7 8,7 10,4 12,0 13,5 14,8 16,1 17,2 18,3 19,4 20,3 21,3 22,2 3,6 5,9 7,8 9,5 11,1 12,5 13,9 15,1 16,3 17,4 18,4 19,4 20,3 21,2 2,8 5,0 6,9 8,6 10,2 11,6 12,9 14,2 15,3 16,4 17,4 18,4 19,3 20,2 1,9 4,1 6,0 7,7 9,3 10,7 12,0 13,2 14,4 15,4 16,4 17,4 18,3 19,2 1,0 3,2 5,1 6,8 8,3 9,8 11,1 12,3 13,4 14,5 15,5 16,4 17,3 18,2 0,2 2,3 4,2 5,9 7,4 8,8 10,1 11,3 12,5 13,5 14,5 15,5 16,3 17,2-0,4 1,4 3,2 5,0 6,5 7,9 9,2 10,4 11,5 12,5 13,5 14,5 15,3 16,2-1,4 0,5 2,4 4,1 5,6 7,0 8,2 9,4 10,5 11,6 12,6 13,5 14,4 15,2-2,2-0,3 1,5 3,2 4,7 6,1 7,3 8,5 9,6 10,6 11,6 12,5 13,4 14,2 Kastepiste lämpötila( C) Pinta-ala 16 m² ja korkeus 2,5 m tilavuus 40 m³ Kaksi henkilöä kosteuden tuotto g/henkilö/tunti = noin 100 g/tunnissa - ei ruumiillisia aktiviteettejä 100 g / 40 m³ = 2,5 g/m³/h Lähtötilanne Ulkoilma 5 C/ 80% ->20 C/31% 5,5g (RaMk D2 enintään 45%/21 C/8,3g) Tunnin kuluttua kosteutta kuutiossa 2,5 g + 5,5 g = 8 g/17,3 g -> 46,2% Kahden tunnin kuluttua kuutiossa 5 g + 5,5 g = 10,5 g/17,3 g -> 60,7% Makuuhuoneen ilman pitämiseksi hyvänä, pitää sen ilma vaihtaa kerran tunnissa - vertaa 6 l/s/henkilö = 43,2 m³/tunti

27 Ilmanvaihto asunnon kosteuden poistajana eli kuinka paljon kosteutta poistuu ilmaa vaihdettaessa Asunnon pinta-ala 100 m² ja korkeus 2,5 m 4-henkinen perhe = vedentuotto keskimäärin g 250 m³ kokonaistilavuuteen Ulkoilma: 1 m³ ; 5 C ; 80% suht.kost. = 5,5 g vettä Lämmitys Ilmanvaihto Huoneilma: 1 m³ ; 21 C ; 30% suht. kost. = 5,5 g vettä 250 m³ asunnosta poistetaan kosteuskuormitus tarvitaan ilmanvaihtoa g / 2,8 g/m³ = 3036 m³ eli kosteuden poistamiseksi tarvitaan n. 0,5-kertainen ilmanvaihto (3036 m³/24h = 127 m³/h 127 m³/h / 250 m³ = 0,51 1/h) Kosteuden poisto Ilmanvaihto Kosteuden lisäys 45% suhteelliseen kosteuteen 21 C sisälämpötilassa (RaMk D2) = 8,3 g 5,5 g = 2,8 g Ilmakuutioon voidaan lisätä em. vesimäärä Sisäkosteuden hallitsemiseksi ja etenkin rakenteisiin (seinät, nurkat ja ikkunat) tapahtuvan kosteuden tiivistymisen välttämiseksi, on asumisen eri toiminnoista syntyvä kosteus poistettava aina suoraan ulos, eikä sitä saa palauttaa sisäilmaan. Näin vältetään myös sisämateriaalien kostuminen ja homevaurioiden syntyminen.

28 Toimivan ilmanvaihdon vaatimukset ihmisten kannalta: 1. Kosteuden poisto ( n g / henkilö / tunti; toimintojen mukaan ) 2. Päästöjen poistaminen ( rakennus- ja sisustusmateriaalit sekä erilaiset sähköiset laitteet, jotka luovuttavat päästöjä sisäilmaan ) 3. Hyvän sisäilmaston hiilidioksiditason ylläpito ( suositeltava yläraja on noin ppm, minkä yli menevät pitoisuudet laskevat keskittymiskykyä voimakkaasti ) 4. Puhtaan ilman ( hapen ) tuonti oleskeluvyöhykkeille ( liian alhainen happipitoisuus aiheuttaa väsymystä, päänsärkyä jne. ) Edellä mainittujen syiden takia tarpeellinen ilmanvaihto on laskettava, suunniteltava ja myös todennettava toteutuksen jälkeen Koskee etenkin peruskorjauksia, joissa muutetaan rakennuksen aiempia toimintoja ( rakenteiden tiivistäminen, lisäeristykset, ikkunoiden ja ulko-ovien vaihto jne.)

29 Johtopäätökset: Lämmöneristys nostaa rakenteiden lämpötilaa ja vaikeuttaa homesienien muodostusta Yksityiskohdat = kylmäsillat ovat ratkaisevia menestykseen tai vahinkoihin Asiantuntevassa korjauksessa ilmanvaihdon suunnitteluun on oltava selkeät ohjeet. Ilmanvaihdon on toimittava käyttäjästä riippumattomasti. Käyttäjän on voitava kuitenkin tehostaa ilmanvaihtoa tarvittaessa. Ilmanvaihdon toiminnan varmistus voi tapahtua vain pakkokytkennällä

30 Paljon kiitoksia ja lisätietoja ilmanvaihdostamme löytyy näyttelystämme tai Osan esityksen lähdeaineistona: Dosentti ja rakennusfysiikan asiantuntijan Hans Westfeldin, TÜV Rheinland, seminaareista Heinemannin tilaisuuksissa Kuopiossa