Masterminds – Maisteriainesta

Korkeiden asuinrakennuksien suosio kasvaa Suomessa. Tässä kirjoituksessani kerron opinnäytetyöstäni, jossa olen tutkinut jään ja huurteiden muodostumisesta seinäpuhalluksen ja ulkoilman sisäänottolaitteissa. Suunnitteluhaasteita nimittäin korkeissa rakennushankkeissa riittää, ja rakentamismääräyskokoelma, jota on käytetty apuna rakennuskohteiden suunnittelussa, poistui käytöstä vuonna 2018. Tämän seurauksena LVI-suunnittelijoiden suunnitteluvastuu kasvoi merkittävästi. LVI-suunnittelijoiden osaamistaito tullaankin punnitsemaan perusteellisesti rakennusvalvonnassa.   Hajautetulla ilmanvaihdolla tavoitellaan säästöä kustannuksissa Hajautetun ilmanvaihdon suosio on kasvussa korkeissa rakennuksissa. Keskitetty IV-koneellinen ilmanvaihto vaihtoehto voi olla liian kallis toteuttaa, koska keskitetylle IV-koneelle tulee suunnitella omat huonetilat tarvittaviin kerroksiin. Keskitetty IV-koneen ilmanvaihtokanavien hajautukset tarvitsevat myös paljon hormitilaa. Haasteita ilmenee myös, jos rakennuskohde on korkea ja leveys- ja pituussuunnaltaan pieni ja siten hormien sijoittaminen kohteelle voi olla tietyissä tilanteissa jopa mahdotonta. Hajautetun ilmanvaihtokoneen ulkoilmanoton ja tilojen poistoilman ulospuhalluksen johdattamisessa käytetään julkisivuille asennettavia poistoilman ulospuhalluksen ja ulkoilman sisäänoton laitteita. Seinäpuhallus- ja ulkoilman sisäänottolaitteille tehtävien EUROFINS R074-sertifikaattitutkimusten perusteella voidaan todentaa päätelaitteiden huurtuvan maksimissaan 100 g. Sertifikaatin mukaisessa tutkimuksessa ei ole kuitenkaan otettu huomioon tilannetta, jossa päätelaitteet asennetaan eri korkeudelle kuin laboratorio-olosuhteissa. (Talotekniikkainfo 2021.) Rakentamismääräyskokoelman poistuessa on tilalle tullut Talotekniikkainfo-oppaita ja myös oma nettisivusto: https://talotekniikkainfo.fi/. Huurteen ja jään muodostuminen päätelaitteille on valitettavasti jäänyt syrjään LVI-suunnittelussa. Ympäristöministeriön asetuksissa on kuitenkin mainittu, että pää- ja erikoissuunnittelijoiden tulee suunnitella rakennuksen ilmanvaihto siten, että rakennuksen sisäiset ja ulkoiset kuormitustekijät, kuten tuuli ja kosteus, eivät heikennä ilmanlaatua. Lisäksi ilmanvaihtuvuuden tulee toimia kohteen käyttöiän verran. (Talotekniikkainfo 2021.) Jään ja huurteen muodostumiseen vaikuttavia tekijöitä Vesi on jään ja huurteen muodostumisen kannalta tärkein lähde. Ilman kosteutta jäätä tai huurretta ei muodostu. Ilmakehämme ulkoilman merkittävimmät tekijät jään ja huurteen muodostumiseksi ovat (Karttunen ym 2008.): Lämpötila: Ilman lämpötila on jään ja huurteen muodostumisen yksi merkittävin vaikuttaja. Normaalissa ilmanpaineessa maan pinnalla jäätä ja huurretta muodostuu 0 asteen lämpötilassa.  (Karttunen ym 2008.) Ilmanpaine: Ilmanpaine vaihtelee eri korkeuksissa. Mitä korkeammalle nousemme, sitä pienempi on ilmanpaine. Ilmanpaineen laskiessa jään muodostumiseen tarvitaan kylmempää ilmaa kuin maan pinnalla. Esimerkiksi Mount Everest -vuoren huipulla vesi kiehuu jo 70 asteen lämpötilassa ja jäätyy hieman alle < 0 asteen lämpötilassa. (Karttunen ym 2008.) Kosteus: Kosteutta ilmenee ilmassa vesihöyrymuotona. Vesihöyry pysyy höyrymuodossaan, kunnes vesihöyryn osapaine ylittää kriittisen pisteensä, jolloin höyry alkaa tiivistyä vedeksi. Samoin käy, kun ilman vesihöyry saa kosketusta jonkin kappaleen pintalämpötilan kanssa, jos kyseinen kappale on viileämpi kuin ilman kastepistelämpötila. Tämä ilmiö on havaittavissa esimerkiksi kylmän juomapakkauksen pinnalla. Kun otamme jääkaappiviileän juoman lämpimään huoneilmaan, viileän tölkin tai pullon pinnalle alkaa muodostua kosteutta. (Sandberg 2014.)   Kosteus asuntojen sisällä Ilmakehän ilmanlämpötilaan, ilmanpaineeseen ja kosteuteen ihminen ei voi vaikuttaa. Rakennusten sisäpuolella olevaan kosteuteen ja lämpötilaan taas voimme vaikuttaa toiminnallamme. Sisäpuolista kosteutta ei voida myöskään täysin estää, sillä asuntojen käyttäjät tuottavat omalla toiminnallaan erimääriä kosteuskuormia. Kuormaa tuottavat esimerkki peseytyminen, ruuan valmistaminen ja vaatteiden peseminen. Merkittävimmät sisäilman kosteuskuormat muodostuvat seuraavista lähteistä [g/h vesiköyryä / tunnissa] (Ympäristöministeriö 2015): Suihku: 2600 g/h Keittiötoiminta: 600-1500 g/h Kylpy: 600-1500 g/h Vaatteiden kuivaus: Lingottu pyykki 10-50 g/h, kg; vettä tippuva pyykki 20-100 g/h, kg Suositukset jään ja huurteen muodostumisen minimoimiseksi Jään ja huurteen minimoimiseksi hajautetun ilmanvaihtokoneen tulee olla varustettu kosteudenpoistoautomaatiolla. Lisäksi ulospuhalluslaitteen ilmavirran nopeus pitää olla riittävä. Alhainen ulospuhalluslaitteen ilmavirran nopeus edistää jään ja huurteen lisääntymistä ulospuhalluslaitteessa. Hajautetun ilmanvaihtokoneiden ilmavirtojen ohjaus on määritettävä automaatiossa siten, että asunnon käyttöajan ulkopuolella ilmanvaihtokonetta ei voi asettaa poissaolo-tilaan. Pahimpia esimerkkejä on esimerkiksi tilanne, jossa huoneiston asukas käy suihkussa, poistuu sen jälkeen nopeasti ja laittaa lähtiessään asunnosta ilmanvaihtokoneen ilmavirtaohjauksen poissaolotilaan. Tällöin asunnon sisäilman kosteuskuorma nousee suureksi, ja seinäpuhalluslaitteen ulospuhalluksen virtausnopeuden ollessa pieni, jäätä ja huurretta alkaa muodostua ulospuhalluslaitteelle. LVI-suunnittelijoiden ja rakennuttajien tulisi olla entistä tarkempia ja valppaampia julkisivujen seinäpuhalluksen ja ulkoilman sisäänottolaitteiden suunnittelussa ja hankinnoissa. Ei ole olemassa seinäpuhalluksen ja ulkoilman sisäänottolaitteita, jotka eivät missään tilanteissa jäätyisi. EUROFINS R074 -sertifikaattitutkimus on jo hyvä lähtökohta, mutta sekään ei takaa täydellistä varmuutta siitä, että jäätä tai huurretta ei muodostuisi seinäpuhallus- ja ilman sisäänottolaitteisiin.   Lähteet Karttunen, Hannu, Koistinen, Jarmo, Saltikoff, Elena, Manner, Olli. 2008. Ilmakehä, sää ja ilmasto. Helsinki: URSA. Sandberg, Esa. 2014. Sisäilmasto ja ilmastointijärjestelmät.  Talotekniikka-Julkaisut Oy. Talotekniikkainfo. Sisäilmasto ja ilmanvaihto, Esimerkit, Asuntoilmanvaihdon ulospuhallusilman seinäpuhalluksen ja ulkoilman sisäänoton laitevaatimukset. https://talotekniikkainfo.fi/sisailmasto-ja-ilmanvaihto-opas/12-ilmansuodatus (11.06.2021) Ympäristöministeriö. Rakenteiden kosteustekninen käyttäytyminen. [PDF] (23.01.2015) https://www.ym.fi/download/noname/%7B43C6031D-0236-41B1-9D8E-5640E6AB4F9D%7D/111281 Kirjoittaja Eero Mikkonen valmistuu keväällä 2022 LVI-Projekti-Insinööriksi Metropolian Talotekniikan YAMK-tutkinto-ohjelmasta.