Ali Aaltonen, koulutuspäällikkö
Rakennusten koneellisen ilmanvaihdon aiheuttamasta alipaineesta on tehty viime aikoina melkoinen mörkö. Maaliskuussa 2019 pidetyssä Sisäilmastoseminaarissa esiteltiin useampiakin tutkimuksia rakennusten painesuhteiden hallinnasta. Ansiokkaasti tehtyjä selvityksiä, joissa oli oikeaoppisesti eliminoitu ulkoiset häiriötekijät. Tein mielessäni yhteenvedon, että rakennuksen painesuhteet voidaan saada tasapainoon, mikäli ulkona ei tuule, ei ole kylmä eikä rakennuksessa ole yhtä kerrosta enempää.
Harva painovoimaisen ilmanvaihdon romantisoija tuntuu ymmärtävän, että senkin toiminta perustuu alipaineeseen. Lämmin ilma pyrkii kevyempänä nousemaan ylöspäin ja poistuu hormien kautta. Rakennukseen syntynyt alipaine tuo korvausilmaa sisälle. Painovoimainen ilmanvaihto toimii sitä paremmin, mitä suurempi lämpötilaero sisä- ja ulkoilman välillä on. Lämpimällä ilmalla ilmanvaihtoa ei juuri ole. Valitettavan yleinen korvausilmaventtiilien tukkiminen pienentää ilmanvaihtoa ja kasvattaa rakennuksen alipainetta sekä vuotoilmavirtaa rakenteiden kautta. Jos rakennuksessa on jo olemassa mikrobivaurio ulkovaipassa, niin alipaine voi tuoda epäpuhtauksia sisäilmaan.
Tulo-poisto-ilmanvaihtojärjestelmiä on erilaisia
Koneellisessa tulo-poisto-ilmanvaihdossa poistopuhallin poistaa halutun määrän ilmaa ja tulopuhallin tuo vastaavan määrän ulkoilmaa tilalle. Yleensä järjestelmään kuuluu lisäksi lämmön talteenotto, jossa tuloilmaa lämmitetään poistoilman lämpöenergialla. Tällä on huomattava energiaa säästävä vaikutus. Tällainen koneellinen ilmanvaihto voi olla joko keskitetty, koko rakennuksesta huolehtiva kone tai tilakohtainen hajautettu ilmanvaihtojärjestelmä. Silloin esim. koulun joka luokan yhteydessä on oma ilmanvaihtolaite.
Tilakohtaisilla ilmanvaihtokoneilla rakennuksen yli- ja alipaine hallintaan
Hajautetussa ilmanvaihtojärjestelmässä pystyhormeja ei tarvita välttämättä lainkaan. Esim. luokkakohtaisessa ilmanvaihdossa luokan ilmanvaihdosta huolehtiva kone voi ottaa raitisilman koneen läheltä ulkoseinästä ja poistoilmakin voidaan usein puhaltaa seinästä ulos. Yhden tilan ilmanvaihtoa voidaan säätää yksinkertaisesti puhallinnopeuksia muuttamalla vaikkapa hiilidioksidipitoisuuden, kosteuden tai VOC-arvon mukaan. Kun tulo- ja poistopuhaltimia säädetään yhtä aikaa, mitään säätöpeltejä ei tarvita, lämpötilaerot eivät vaikuta ilmavirtoihin ja paine-ero luokassa ei muutu. Öisin ja loma-aikaan puhallinnopeutta voi huoleti pienentää, koska ilmanvaihdon tasapaino säilyy silloinkin. Laajalla säätöalueella varustettujen ilmanvaihtokoneiden kanssa jaksottaiset käytöt ja sammuttelut voidaan unohtaa.
Onnistutaanko ilmavirtojen mittauksessa?
Hajautetussa ilmanvaihtojärjestelmässä ilmavirtojen mittaus on helppoa ja nopeaa. Kun yhden luokan ilmavirrat on säädetty, sinne ei enää tarvitse palata, koska rakennuksen muiden tilojen ilmanvirtojen säätö ei siihen vaikuta.
Suuren kiinteistön keskitetty ilmanvaihto on haasteellinen säädettävä. Mikäli järjestelmään kuuluu vielä tilakohtaisia säätöpeltejä, tulo- ja poistoilmavirtojen keskinäisen suhteen säilyttäminen käyttöasteen muuttuessa ei ole helppoa. Yksittäisten säätöpeltien rikkoutumista vuosien varrella ei välttämättä edes huomata.
Lisäksi keskitettyyn ilmanvaihtojärjestelmään vaikuttaa ulkoilman lämpötila. Korkeassa rakennuksessa katolla oleva ilmanvaihtokone joutuu työntämään talvella lämmintä ilmaa alempiin kerroksiin kovemmalla voimalla – tai vastaavasti ilmaa tulee vähemmän. Poistoilmavirta taas kasvaa kylmällä säällä, kun lämmin ilma kulkee kanavissa helpommin ylöspäin. Säätö pitäisi siis tehdä kesällä ja talvella eri tavalla.
Ulko- ja sisäilman välisen paine-eron mittaaminen rakennuksen vaipan läpi tasapainon säilyttämiseksi ei sekään ole helppoa. Tuulisella säällä tuulen puoleisella seinällä voi olla hyvinkin suuri ylipaine. Vastaavasti tuulen alapuolella on alipaine. Pakkasella rakennuksen sisällä paine nousee ylöspäin noustessa n. 1 pa metriä kohden ilmanvaihdosta tai sen puutteesta riippumatta. Oikean paikan löytäminen luotettavan paine-eron mittaamiseksi voi olla mahdotonta.
Hajautettu ilmanvaihto on järkevä ratkaisu
Ilmanvaihtolaitteen valinnassa kannattaa olla tarkkana ja varmistaa, että laite on sellainen, joka ei muuta tulo- tai poistoilmavirtaa ilmanvaihtolaiteen jäätymiseneston aktivoituessa. Valloxin MC-sulatusautomatiikalla varustetuissa laitteissa kenno sulatetaan vain tarvittaessa ja silloinkin painesuhteet säilyvät ennallaan. Vain tarvittaessa toimiva sulatusautomatiikka mahdollistaa myös lämmön talteenottokennon tehon täyden hyödyntämisen ja siten mahdollisimman pienen energiankulutuksen.
Tilakohtainen ilmanvaihto antaa moniin tällä hetkellä askarruttaviin ilmanvaihdon ongelmiin luonnollisen ratkaisun: tarpeenmukainen säätö, tasapainoinen ilmanvaihto, yksinkertaiset ja varmatoimiset ilmanvaihtolaitteet ja helppo ilmavirtojen mittaus ja säätö. Luotettava ilmavirtojen säätö on ensiarvoisen tärkeää, jotta haitallista rakennuksen yli- tai alipainetta ei pääse syntymään. Hajautetussa järjestelmässä ilmanvaihtolaitteet ovat siellä, missä ilmanvaihtoakin tarvitaan, joten kanavat ovat pienempiä ja lyhyempiä. Tilansäästö on huomattava, koska suuria kanavien koteloita ja pystyroiloja ei tarvita. Varsinkin rakennustöissä kustannussäästöt ovat huomattavat. Esimerkiksi Someron Lukion väistötilojen hajautettu ilmanvaihto maksoi vain n. 6000 € luokkaa kohden. Silti kyseessä oli hiilidioksidiohjauksella, lämmön talteenotolla sekä tuloilman suodatuksella ja lämmityksellä varustettu järjestelmä, johon käyttäjät ovat olleet tyytyväisiä.