21 Ilmavirroista aiheutuvat paineet ja rakenteiden ilmanpitävyys
Erityissuunnittelijan on suunniteltava rakennuksen ulko- ja ulospuhallusilmavirrat siten, ettei rakenteisiin aiheudu ylipaineen vuoksi rakenteita vaurioittavaa pitkäaikaista kosteusrasitusta eikä alipaineen vuoksi epäpuhtauksien siirtymistä sisäilmaan. Pääsuunnittelijan, erityissuunnittelijan ja rakennussuunnittelijan on tehtäviensä mukaisesti suunniteltava rakennuksen vaipan ja sisärakenteiden ilmanpitävyys ja hormivaikutuksen hallinta siten, että edellytykset ilmanvaihdon toiminnalle voidaan varmistaa ja vältetään rakenteissa olevien epäpuhtauksien, maaperässä olevien epäpuhtauksien ja radonin siirtymistä sisäilmaan ja vältetään kosteuden siirtymistä rakenteisiin.
Jollei rakennuksen toiminnan erityisluonne toisin edellytä, suunnitellaan rakennuksen ulko- ja ulospuhallusilmavirrat tasapainoon staattisessa tilanteessa. Staattinen tilanne on esimerkiksi se tilanne, jossa rakennuksen ilmavirrat säädetään ilmanvaihtojärjestelmän rakentamisen valmistumisvaiheessa. Järjestelmän suunnittelussa on huomioitava mm. erillispoistojen kuten liesikuvun, takan tai keskuspölynimurin kautta rakennuksesta poistettava ilmamäärä tai muusta käyttötilanteesta kuten ilmanvaihtokoneen huurteensulatuksesta johtuva mahdollinen tulo- ja poistoilmavirtojen epätasapaino ja osoitettava, mistä korvausilma saadaan.
Ilmanvaihtojärjestelmä on suunniteltava siten, että ilma virtaa puhtaammista tiloista kohti tiloja, joissa syntyy runsaammin epäpuhtauksia tai joiden puhtausluokitus muuten on alhaisempi. Jos tilassa syntyy runsaasti epäpuhtauksia tai kosteutta, suunnitellaan se alipaineiseksi muihin tiloihin nähden.
Liesikuvun tai liesituulettimen vaatima korvausilmavirta otetaan huomioon ilmanvaihtojärjestelmän suunnittelussa. Korvausilman saannin suunnittelussa sovelletaan muiden erillispoistojen ratkaisuja kuten ilmanvaihtokoneen tulo- ja poistoilmamäärien tarpeenmukaista ohjausta tai muita soveltuvia keinoja.
Rakennuksen tavanomainen käyttö tai sään vaihtelu ei saa merkittävästi muuttaa rakennuksen tai huonetilojen painesuhteita. Tämä tulee toteuttaa rakenteellisin keinoin, ilmanvaihtojärjestelmän avulla ei edellytetä hallittavan rakennuksen painesuhdetta muuttuvissa ulkoisissa kuormitustilanteissa. Pyöröovet tai riittävän pitkät tuulikaapit rakennuksen alakerrosten sisäänkäynneissä, hissin odotusalueen erottaminen seinillä muusta kerroksesta sekä porraskuilukatkot ovat esimerkkejä tällaisista toimenpiteistä.
Niiden rakennusosien, jotka vaikuttavat rakennuksen painesuhteisiin (mm. vaippa, kerroksia ja tiloja erottavat rakennusosat jne.), ilmatiiveys tulee määritellä suunnitteluvaiheessa ottaen huomioon sekä tuuli-, että lämpötilaolosuhteet.
Ilmanvaihtojärjestelmä suunnitellaan ja toteutetaan siten, etteivät sään vaihtelut muuta ilmanvaihtojärjestelmän ilmavirtoja ja niiden virtaussuuntia rakennuksessa.
Esimerkiksi korkeiden rakennusten ilmanvaihto voidaan jakaa ilmanvaihtoteknisesti erillisjärjestelmiin, joille on määritelty ylimmän ja alimman päätelaitteen välinen maksimikorkeusero. Maksimikorkeusero voidaan arvioida CEN/TR 16798-4:2017 -raportin mukaan seuraavasti:
Dmax = 600 / ( Ta - Tout,min ),
jossa:
- Dmax on maksimikorkeusero (m)
- Ta on sisälämpötila (°C) ja
- Tout,min on ulkolämpötila suunnitteluarvo talvitilanteessa (°C).
Esimerkki: Kun sisälämpötila on 21 °C ja ulkoilman lämpötila on -32 °C, ei ylimmän ja alimman päätelaitteen korkeuseron tule ylittää 11 metriä.
Vaihtoehtoisesti ilmanvaihtojärjestelmä voidaan varustaa vakiovirtaussäätimillä tai vastaavilla laitteilla, jotka automaattisesti kompensoivat ns. savupiippuvaikutuksen. Tässäkin tapauksessa on tarkastettava tapauskohtaisesti säätimien toiminta-alue ja siihen perustuen maksimikorkeusero ylimmän ja alimman päätelaitteen välillä.
Ilmavirtojen tarpeen mukaisen säädön toiminta suunnitellaan sellaiseksi, etteivät rakennuksen ja sen eri huonetilojen paine-erot muutu haitallisesti ilmavirtojen säädöstä johtuen.
Kahden tai useamman ilmanvaihtokoneen yhdistäminen samaan kanavaan tai kammioon tulee suunnitella ja rakentaa siten, etteivät huonetilojen paineet tai ilman virtaussuunnat ja määrät huonetilojen välillä ja kanavistoissa muutu koneiden ilmavirtoja ohjattaessa.
Yhteistä kammiota ei yleensä rakenneta, jos ilmanvaihtokoneissa käytetään palautusilmaa, tai jos koneiden ilmavirtaa käytön aikana säädetään toisistaan riippumatta.
Jos useita ilmanvaihtokoneita yhdistetään samaan kanavaan tai kammioon, niiden puhaltimet valitaan standardin SFS 5148 mukaisesti siten, että ne eivät häiritse toistensa toimintaa. Jos vain osa koneista on samanaikaisesti käytössä, mitoitetaan yhteinen kammio tai kanava väljäksi ja valitaan puhaltimien ominaiskäyrästöistä toimintapiste siten, etteivät ilmavirrat muutu enempää kuin 3 % pysäyttämisen takia. Pysäytettävät koneet varustetaan sulkupelleillä, jotka täyttävät standardin SFS-EN 1751:1998 mukaisen suljetun pellin tiiviysluokan 3 vaatimukset.
Käytettäessä kammiopaineohjattuja puhaltimia on kammiopainemittauksen luotettavuuden kannalta tärkeää, että paine-eromittaukseen käytettävä referenssipaine pysyy vakaana ja että tilan, jonka painetta mittauksessa käytetään referenssipaineena, paine-ero ympäröiviin tiloihin pysyy mahdollisimman pienenä. Usein referenssipaineena käytetään iv-konehuoneen painetta. Tällöin on syytä varmistaa, että esimerkiksi iv-konehuoneen ylilämmön poistojärjestelmä, kanavistojen vuodot tai viereisten tilojen ilmanvaihdon tasapainoerot eivät aiheuta konehuoneeseen paine-eroa ympäröiviin tiloihin nähden.
Koneellisessa poistoilmanvaihtojärjestelmässä ulkoilmalaitteiden kautta tulevan ulkoilmavirran kohtuullinen hallinta edellyttää vähintään 10 Pa:n paine-eroa rakennuksen vaipan yli (kts. myös tämän ohjeen kappale 14 Ulkoilmalaitteiden ja ulospuhalluslaitteiden sijoittaminen).
Painovoimasta ja koneellista ilmanvaihtoa ei samassa rakennuksessa voi käyttää, koska on olemassa vaara, että painovoimaisessa hormissa ilman virtaussuunta vaihtuu.
Kirja tekstimuodossa Lataa kirja PDF:nä
Kommentit
Sähköpostikommentti 6.
Sähköpostikommentti 6. tekstikappaleeseen
Viitatussa standardissa puhutaan raitisilman sisäänotosta eikä päätelaitteiden välisestä etäisyydestä. Nyt rakennusvalvontojen tulkinta on se, että koneellisessa tulopoistoilmanvaihtojärjestelmässä päätelaitteiden etäisyys saa olla maksimissaan 17 m. Tämä tarkoittaa sitä, että yli 5.kerroksissa rakennuksissa joudutaan tekemään tupla hormit vaikka aikaisemmin on voitu tehdä 8.kerroksisia asuntoja yksillä hormeilla. Onko tämä ollut tarkoituksena?
opastavan tekstin lainaus:
Korkeiden rakennusten ilmanvaihto jaetaan ilmanvaihtoteknisesti erillisjärjestelmiin, joille on määritelty ylimmän ja alimman päätelaitteen välinen maksimikorkeusero. Maksimikorkeusero voidaan arvioida CEN/TR 16798-4:2017 -raportin mukaan seuraavasti:
Dmax = 600 / ( Ta - Tout,min ),
jossa:
Esimerkki: Kun sisälämpötila on 21 °C ja ulkoilman lämpötila on -32 °C, ei ylimmän ja alimman päätelaitteen korkeuseron tule ylittää 11 metriä.
In reply to Sähköpostikommentti 6. by juhani.hyvarinen
Teksti vastaa alkuperäistä v
Sähköpostikeskustelun lopputulos: Teksti vastaa alkuperäistä v 1987 D2:sta, jossa nimenomaan oli tarkoitus jakaa korkea rakennus Max 5 kerroksen osiin. CENissä ajatus jonkin verran muuttui.
Teknisessä raportissa CEN/TR
Teknisessä raportissa CEN/TR 16798-4:2017 tarkkaan ottaen sanotaan, että "Kerrostalot olisi jaettava erillisiin ilmanvaihtovyöhykkeisiin, joille on määritelty enimmäiskorkeus.
Pystysuora etäisyys (D) vyöhykkeen alimman ja korkeimman sisäänottoaukon välillä ei saisi ylittää seuraavaa" ja sitten on tuo kaava maksimietäisyydelle. Alkuperäisessä tekstissä ei puhuta päätelaitteiden välisestä etäisyydestä (esim. keskitetty koneellinen tulo- ja poisto) vaan ulkoilma-aukkojen välisestä etäisyydestä. Eikö tämä koske enemmänkin koneellista poistoa ja korvausilmaventtiilejä? Minusta tiiviillä ulkovaipalla ja keskitetyllä koneellisella tulolla ja poistolla tilanne on erilainen hormivaikutuksen osalta
CEN:n raportin terminologia
CEN:n raportin terminologia todennäköisesti viittaa koneellisen poiston järjestelmään. Sisä- ja ulkolämpötilojen eron aiheuttama savupiippuvaikutus on karkeasti jo noin 1,5 Pa/m -10°C:n ulkolämpötilassa ja se vaikuttaa vastaavasti myös koneellisen tulon tapauksessa. Kertasäätöisillä pääte-ja säätölaitteilla varustetun järjestelmän ilmamääriin tuolla on jo vaikutusta riippuen hieman siitä mille painetasoille järjestelmä toteutetaan. Järjestelmän päätelaitteiden välisen maksimikorkeuseron vaikutus kannattaa siis tiedostaa joten raportin ja vanhan v. 1987 D2:n ohjeet ovat hyviä lähtökohtia tarkastelulle.
Kaipaisin tarkennusta
Sähköpostikommentti:
Kaipaisin tarkennusta Talotekniikkainfon opastavaan tekstiin korkeiden rakennusten ilmanvaihdon jaosta ja maksimikorkeuserosta. Onko laskentakaavassa Tout, min alueen mitoitusulkolämpötila (esim. Helsinki -26°C), joka määrittää ylimmän ja alimman päätelaitteen korkeuseron vai voiko mitoituksessa käyttää keskimääräistä alueen talviajan ulkolämpötilaa (esim. Helsingissä -12°C…-15°C)? Eli lasketaanko korkeusero mitoitusulkolämpötilan mukaan vai voidaanko käyttää keskimääräistä alueen ulkolämpötilaa talvella? Näistä asioita keskustellaan usein rakennuttajan/tilaajan kanssa ja olisi mielenkiintoista kuulla tausta ja ohjeistus tuohon laskentakaavaan.
In reply to Kaipaisin tarkennusta by Toimitus
CENin teknisessä raportissa
CENin teknisessä raportissa CEN/TR 16798-4, johon opastava teksti perustuu, on Tout, min selitteessä käytetty termiä mitoituslämpötila (”Tout, min on mitoituslämpötila talvella celciusasteina”). Opastavassa tekstissä on eri termi (suunnitteluarvo), mutta suunnitteluarvona ei ole syytä käyttää keskilämpötilaa: täytyyhän rakennuksen toimia oikein myös kylmemmillä lämpötiloilla, joita kuitenkin on. Suunnitteluarvona on hyvä käyttää yleisesti hyväksyttyä mitoitusarvoa eli mitoituslämpötilaa.
Tausta laskentakaavaan on tosiaankin tuo CENin tekninen raportti ja fysikaalinen tausta tulee siitä, että korkeuden kasvaessa nosteen vaikutus alimman ja ylimmän kerroksen väliseen paine-eroon ja tätä kautta paine-eron hallinta ulkoilmaan tulee merkittäväksi asiaksi. Korkeampia vyöhykkeitä suunniteltaessa on asia ratkaistava jollakin soveltuvalla tavalla.
Kammiopaineohjatun
Kammiopaineohjatun ilmanvaihdon vakauden kannalta on erittäin oleellista, että ilmanvaihtokonehuoneessa on mahdollisimman pieni paine-ero ympäröiviin tiloihin nähden ja että paine-ero pysyisi mahdollisimman vakaana. Tästä on kaksi esimerkkiä:
1. Ilmavirtojen mittauksen ja säädön yhteydessä on tavanomaista, että konehuoneen ovi on pönkätty auki. Jos konehuone on ovi suljettuna voimakkaasti ali- tai ylipaineinen, niin kammiopaine muuttuu huomattavasti kun ovi laitetaan kiinni. Eli jos säätö silloin tehdään konehuoneen ovi auki ja tämän tilanteen kammiopaineasetus syötetään pöytäkirjoihin ja automatiikkaan, niin puhaltimien käyntitasot poikkeavat säätötilanteesta kun ovi suljetaan ja automatiikka ohjaa kammiopainetta väärässä tilanteessa kirjattujen asetusten mukaan.
2. Konehuoneessa on ylilämmön poistoa varten huippuimuri, joka käy lämpötila-asetuksen mukaan. Jos korvausilmareitti on ilmamäärään nähden liian ahdas, vaikuttaa se oleellisesti konehuoneen paine-eroon ja sen myötä kammiopaineeseen. Puhaltimien ohjaus häiriintyy ja ohjaa eri ilmavirtoja, kuin mitä on haluttu. Korvausilmareitit ovat usein liian ahtaita. Pahin, mikä on tullut vastaan on 90 Pa alipaine ylilämmönpoiston ollessa käynnissä.
Eli konehuoneen paine-erojen tulee olla hallitut ja säädetyt, johtuivat ne sitten vuotavien kanavien aiheuttamista paine-eroita tai ylilämmönpoistosta. Tätä voisi kuvata esimerkiksi seuraavasti: "Kammiopainemittauksen luotettavuuden ja vakauden takaamiseksi ilmanvaihtokonehuoneen tulee pysyä tasapainoisena ympäröiviin tiloihin nähden. Ylilämmön poiston, kanaviston vuotojen tai viereisen tilan ilmanvaihdon aiheuttama paine-ero saa olla enintään ±5 Pa."
Tästä voisi olla myös maininta kohdassa 27 Ilmanvaihtojärjestelmän suunnitelmanmukaisuuden toteaminen. Esim. "Ilmavirtojen mittauksen ja säädön yhteydessä ilmanvaihtokonehuoneen paine-erot tulee säätää mahdollisimman tasapainoiseksi. Paine-ero saa olla korkeintaan ±5 Pa. Ilmanvaihtokoneiden kammiopaineasetukset tulee määritellä pöytäkirjoihin ja automatiikkaan siinä tilanteessa kun konehuoneen ovet ovat suljettuina"
In reply to Kammiopaineohjatun by Antti Alanko (ei varmistettu)
Topten vastaanottokortti
Topten vastaanottokortti voisi olla tähän parempi ohjeistuskanava. Välitetään tieto Toptenin ilmavirtojen mittauspöytäkirjan ylläpitäjälle: mittauspöytäkirjaan säätila. Ehdotetaan myös harkittavaksi mukaan SuLVI mittaajakoulutukseen.
Lisätään opastavaan tekstiin kappale:
Käytettäessä kammiopaineohjattuja puhaltimia on kammiopainemittauksen luotettavuuden kannalta tärkeää, että paine-eromittaukseen käytettävä referenssipaine pysyy vakaana ja että tilan, jonka painetta mittauksessa käytetään referenssipaineena, paine-ero ympäröiviin tiloihin pysyy mahdollisimman pienenä. Usein referenssipaineena käytetään iv-konehuoneen painetta. Tällöin on syytä varmistaa, että esimerkiksi iv-konehuoneen ylilämmön poistojärjestelmä, kanavistojen vuodot tai viereisten tilojen ilmanvaihdon tasapainoerot eivät aiheuta konehuoneeseen paine-eroa ympäröiviin tiloihin nähden.
Lisää uusi kommentti