LUENTO 7 SISÄILMA JA SEN LAATU, PAINESUHTEET, ILMANVAIHDOSTA RAKENNUSFYSIIKAN PERUSTEET 453535P, 2 op Esa Säkkinen, arkkitehti esa.sakkinen@oulu.fi Jaakko Vänttilä, diplomi-insinööri, arkkitehti jaakko.vanttila@oulu.fi
Ilmavirtaukset Rakennuksen ympärillä vaikuttavat pintojen lämpötiloihin ja kosteuspitoisuuteen Rakenteen läpi kulkevat ilmavirtaukset vaikuttavat rakennuksen kosteus- ja lämpötekniseen toimivuuteen Rakennuksen sisällä vaikuttavat pintojen ja tilan lämpötiloihin ja kosteuspitoisuuksiin sekä tilan viihtyvyyteen Ilmavirtauksilla on suuri merkitys rakenteiden kosteus- ja lämpötekniseen toimintaan sekä rakennuksen energiatalouteen ja viihtyvyyteen
Sisäilma Rakennuksen tai muun tilan sisällä oleva ilma Koostuu kaasumaisista ja hiukkasmaisista yhdisteistä Sisältää käyttäjistä, rakenteista ja ilmanvaihtotekijöistä aiheutuvia yhdisteitä
Ilmanvaihdon tarve eri kriteerien mukaan
Ilman suhteellisen kosteuden vaikutus Bakteerit ja virukset Homesienet Pölypunkit Hygieniariskit Pölyävyys Rakennusmateriaalien emissiot Staattinen sähkö Metallien korroosionopeus Energiankulutus Limakalvojen ja ihon oireet
Rakennusten sisäilmasto ja ilmanvaihto SRMK D5:n mukaan Rakennus on suunniteltava ja rakennettava kokonaisuutena siten, että oleskeluvyöhykkeellä saavutetaan kaikissa tavanomaisissa sääoloissa ja käyttötilanteissa terveellinen, turvallinen ja viihtyisä sisäilmasto Ei yksistään toimita energiataloudellisuuden nimissä Pääsuunnittelija huolehtii siitä, että rakennussuunnitelma ja erityissuunnitelmat muodostavat kokonaisuuden, joka täyttää sisäilmastolle asetetut vaatimukset Vaikuttavat tekijät 1. sisäiset kuormitustekijät kuten prosessit, henkilökuormat, lämpö- ja kosteuskuormitus, sekä rakennus- ja sisustusmateriaalien päästöt eli emissiot 2. ulkoiset kuormitustekijät kuten sää- ja ääniolot, ulkoilman laatu ja muut ympäristötekijät ja 3. sijainti ja rakennuspaikka Sisäilmaston epäpuhtauksien enimmäisarvoja:
Sisäilmaston luokitus Uusien kohteiden sisäilman laatu luokitellaan lämpötila, äänitaso, ilmanvaihto, kosteus S1 yksilöllinen S2 hyvä S3 tyydyttävä Luokitus on tehty aistinvaraisin menetelmin perustuu pitkäaikaisiin tutkimuksiin ja kokemuksiin Myös mitatut raja-arvot
Mittausmenetelmät VOC-tutkimus Laite, jolla saadaan ilman kemialliset yhdisteet laboratoriotutkimuksena VOC-profiili, jossa verrataan mitattuja yhdisteitä viitearvoihin Muuttuva tieteenala Andersen menetelmä homeet, itiöt, hiukkaset Tärkeimmät lähteet sisäilmayhdistys melkein kaikki standardisoitu tieto www.sisailmayhdistys.fi asumisterveysopas viranomaislähtöinen julkaisu home ja terveys ihmislähtöinen lähestymistapa
Veto ja sen aiheuttama epäviihtyisyys Suomen Rakentamismääräyskokoelman määräys Huonetiloissa tulee olla ilmanvaihto, jolla käyttöaikana taataan terveellinen, turvallinen ja viihtyisä sisäilman laatu
Rakennuksessa esiintyvät painesuhteet Rakenteiden kosteus- ja lämpötekniseen toimintaan sekä sisäilmaston laatuun vaikuttavat osaltaan rakennuksessa esiintyvät ilmanpaineet ja niiden vaihtelut Ilmanpaine-eroja aiheuttavat savupiippuvaikutus, tuuli, lämmitys ja ilmanvaihto Painesuhteet muuttuvat jatkuvasti, koska Lämpötilat vaihtelevat vuoden- ja vuorokauden- aikojen mukaan Tuulisuus lisääntyy erityisesti syksyllä Ilmanvaihtoa säädetään vuorokauden aikojen mukaan Muutokset ovat suuria ja nopeita ja voivat muuttaa täysin painesuhteita Tavoitteena on PIENI alipaine
Savupiippuvaikutus
Tuuli
Lämmitys ja ilmanvaihto Rakennuksen koneellinen ilmanvaihto ja lämmitys asettavat vaatimuksia rakenteiden tiiveydelle. Varsinkin koneellisesti aikaansaatu ylipaine yhdessä keinotekoisen ilmankosteuden kanssa edellyttää seinärakenteilta (myös alapohjilta) hyvää ilman- ja kosteudentiiviyttä rakenteiden oikean kosteus- ja lämpöteknisen toiminnan takaamiseksi. Huonetilaan koneellisesti aikaansaatu alipaine imee kylmää ulkoilmaa seinämärakenteiden läpi. Seinämän läpi virtaava ilma lämpenee, jolloin ilman suhteellinen kosteus alenee. Näin alipaineen avulla huoneeseen virtaava ilma kuivattaa seinämiä ja on täten seinämän kosteustekniikan kannalta turvallinen ilmanvaihtoratkaisu. Ilman sisäänvirtauksen edellytyksenä ovat tietysti seinämissä esiintyvät epätiiviydet.
Ilmanvaihdon tehtävät Poistaa epäpuhtaudet tiloista: CO2, kosteus, hajut, emissiot Tupakansavut Tuoda puhdasta ilmaa raikastaa lämmittää / jäähdyttää kostuttaa / kuivata Estää epäpuhtauksien leviämisen poistot likaisista tiloista, esim. WC kohdepoistot Ilmanvaihdosta yleensä ilmanvaihto voi olla pelkästään poistoilmanvaihto tai tulo- ja poistoilmanvaihto rakennuksen ilmanvaihdon teho voi vaihdella päivän mittaan, rakennuksessa saattaa olla päivällä alipaineisia tiloja ja yöllä ylipaineisia tiloja
Painovoimainen ilmanvaihto Perinteinen ilmanvaihtomenetelmä perustuu lämpötilaeroihin tai tuuleen herkkä sään vaihteluille Vaikea säädettävä ja hallittava ilmavirrat saattavat vaihtaa jopa suuntaa joissain tiloissa ja joissain olosuhteissa liian suurta, joissain tiloissa ilma ei vaihdu lainkaan vaatii paljon pystykanavia, ei voi käyttää vaakakanavia Ominaisuuksiltaan puutteellinen ei aina toimi (ei lämpötilaeroja tai tuulta) ei lämmön talteenottoa ei korvausilman lämmitystä
Koneellinen poistoilmanvaihto Rakennukseen saadaan jatkuva alipaine tarvittaessa Ongelmia säädön kanssa tuulen paineet vaikuttavat painesuhteisiin ja ilmanvaihtoon helposti vedon tunnetta tuloilman suodatus hajautettuna hankalaa vähän pystykanavia, vaakakanavat mahdollisia melun leviäminen kanavia pitkin -> virtausnopeuksien oltava pieniä Ominaisuuksiltaan puutteellinen ei lämmön talteenottoa ei korvausilman lämmitystä
Koneellinen tulo - poistojärjestelmä Rakennukseen saadaan varmatoiminen haluttu ilmanvaihto vyöhykkeittäin Helpommin säädettävä ja hallittava vaatii paljon kanavia, pystyyn ja vaakaan vaatii säännöllisen huollon toimiakseen ja ollakseen turvallinen järjestelmän tasapainotus, painesuhteet tilojen välillä suodattimien vaihdot, kanavien nuohous Ominaisuudet lämmön talteenotto korvausilman lämmitys kallis, kuluttaa myös paljon sähköä meluisa
Yhteenveto Hallitut paine-erot ja ilmavirtaukset ovat välttämättömiä rakennuksen toimivuuden kannalta Rakennuksissa tiloissa tarvitaan ilmanvaihto ylimääräisen kosteuden, hiilidioksidin ja muiden emissioiden poistamiseksi Tasaamaan lämpötilaeroja huonetilassa ja huoneiden välillä Kuivaamaan rakenteita Rakennuksen hallitsemattomat ilmavirtaukset voivat aiheuttaa monenlaista lämpö- ja kosteusteknistä sekä toiminnallista haittaa Tiloissa ei saa olla liian suuresta ilmannopeudesta johtuvaa vedon tunnetta, nopeat viileät ilmavirtaukset koetaan hyvin epämiellyttävinä Rakennuksen ulkopuolelta tulevat ilmavirtaukset voivat tuoda tullessaan maaperästä radonia ja rakenteista erilaisia epäpuhtauksia Rakennuksessa on periaatteessa järkevää pitää jatkuvasti riittävä alipaine takaamaan rakenteiden terveen toimivuuden Kuitenkin on mahdollista (ja korjaustilanteissa usein suotavaakin) järjestää painesuhde tasapaineiseksi, tarkasti punnituilla perusteilla jopa ylipaineiseksi
Kiitos mielenkiinnosta!