Ilmanvaihtolaitteiston aiheuttama paine-ero rakennuksen ulkovaipan yli
Kuurola, Pentti (2016)
2016
Konetekniikan koulutusohjelma
Teknisten tieteiden tiedekunta - Faculty of Engineering Sciences
This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Hyväksymispäivämäärä
2016-06-08
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tty-201605183994
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tty-201605183994
Tiivistelmä
Tämän diplomityön tavoite oli selvittää, miten tulo- ja poistoilmasuodattimien eriaikainen likaantuminen vaikuttaa ilmanvaihtolaitteiston toimintaan ja rakennuksen ulkovaipan yli syntyvään paine-eroon. Lisäksi selvitettiin muita ilmanvaihtolaitoksen toimintaan ja syntyviin paine-eroihin vaikuttavia ulkoisia tekijöitä.
Tutkimuskohteiksi valittiin yksi koulu- ja päiväkotikiinteistö. Kiinteistöjen valintaperusteena tutkimukseen oli niiden ilmanvaihtojärjestelmätyyppi sekä lähtökohtainen oletus siitä, että em. rakennusten tiloissa syntyvä vaate yms. pöly vaikuttaisi poistoilmasuodattimen nopeampaan likaantumiseen. Ilmanvaihtojärjestelmän osalta tutkimus rajautuu vakioilmavirtajärjestelmään eli ns. CAV-järjestelmään. Ilmanvaihtolaitteiston toimintaa valituissa kohteissa seurattiin paine-eromittauksin. Mittauksia tehtiin rakennuksen ulkovaipan yli, suodattimien yli sekä ilmanvaihtokoneen ilmamääriä seurattiin paine-eromittaukseen perustuen. Tutkimuksessa ei selvitetty tai mitattu rakennuksen sisäisiä, huoneiden välisiä paine-eroja eikä ilmavirtauksia.
Tehtyjen seurantamittausten tuloksena voidaan todeta, että tilojen, joissa syntyy kohtuullisen paljon mm. vaatepölyä, poistoilmasuodatin likaantuu nopeammin kuin tuloilmasuodatin. Suodattimien virtausvastusten muuttuessa voi syntyä tilanne, jossa rakennuksesta muodostuu ylipaineinen ulkoilmaan nähden. Kuinka nopeasti tällainen tilanne muodostuu, riippuu alkutilanteen paine-erosta vaipan yli sekä poisto- ja sisäänotettavan tuloilman likaisuudesta. Tämän tutkimuksen tulosten pohjalta ei voida yleispätevästi määritellä tarkempaa laskentatapaa suodattimien vaihtovälille.
Suositeltavaa olisi rakennuksen rakenteiden toiminnan kannalta, vakioilmamäärälaitoksen kyseessä ollessa, suorittaa paine-eromittaus vaipan yli säännöllisesti esim. suodatinvaihtojen yhteydessä. Lisäksi vanhoissa järjestelmissä tulisi harkita järjestelmän modernisointia. Uusissa kohteissa on suositeltavaa käyttää kehittyneitä ilmanvaihtokoneiden ohjausjärjestelmiä, jotka huomioivat myös epäsuhdat massavirroissa ja pyrkivät tasaamaan massaepätasapainon ilmavirroissa. Haaste on luonnollisten voimien kompensointi ilmanvaihtojärjestelmässä sekä uuden ajattelun omaksuminen tilavuusvirtaamien mitoituksessa. Suunnitteluun juurtunut ajatustapa, jossa poistoilman tilavuusvirta on noin 10-15 % suurempi kuin tuloilman tilavuusvirtaus, johtaa liian suuriin paine-eroihin ulkovaipan yli uudisrakentamisessa. Rakenteiden toiminnan kannalta suositeltavaa on pyrkiä Asumisterveysoppaan mukaiseen 0-2 Pa:n paine-eroon vaipan yli.
Tutkimuskohteiksi valittiin yksi koulu- ja päiväkotikiinteistö. Kiinteistöjen valintaperusteena tutkimukseen oli niiden ilmanvaihtojärjestelmätyyppi sekä lähtökohtainen oletus siitä, että em. rakennusten tiloissa syntyvä vaate yms. pöly vaikuttaisi poistoilmasuodattimen nopeampaan likaantumiseen. Ilmanvaihtojärjestelmän osalta tutkimus rajautuu vakioilmavirtajärjestelmään eli ns. CAV-järjestelmään. Ilmanvaihtolaitteiston toimintaa valituissa kohteissa seurattiin paine-eromittauksin. Mittauksia tehtiin rakennuksen ulkovaipan yli, suodattimien yli sekä ilmanvaihtokoneen ilmamääriä seurattiin paine-eromittaukseen perustuen. Tutkimuksessa ei selvitetty tai mitattu rakennuksen sisäisiä, huoneiden välisiä paine-eroja eikä ilmavirtauksia.
Tehtyjen seurantamittausten tuloksena voidaan todeta, että tilojen, joissa syntyy kohtuullisen paljon mm. vaatepölyä, poistoilmasuodatin likaantuu nopeammin kuin tuloilmasuodatin. Suodattimien virtausvastusten muuttuessa voi syntyä tilanne, jossa rakennuksesta muodostuu ylipaineinen ulkoilmaan nähden. Kuinka nopeasti tällainen tilanne muodostuu, riippuu alkutilanteen paine-erosta vaipan yli sekä poisto- ja sisäänotettavan tuloilman likaisuudesta. Tämän tutkimuksen tulosten pohjalta ei voida yleispätevästi määritellä tarkempaa laskentatapaa suodattimien vaihtovälille.
Suositeltavaa olisi rakennuksen rakenteiden toiminnan kannalta, vakioilmamäärälaitoksen kyseessä ollessa, suorittaa paine-eromittaus vaipan yli säännöllisesti esim. suodatinvaihtojen yhteydessä. Lisäksi vanhoissa järjestelmissä tulisi harkita järjestelmän modernisointia. Uusissa kohteissa on suositeltavaa käyttää kehittyneitä ilmanvaihtokoneiden ohjausjärjestelmiä, jotka huomioivat myös epäsuhdat massavirroissa ja pyrkivät tasaamaan massaepätasapainon ilmavirroissa. Haaste on luonnollisten voimien kompensointi ilmanvaihtojärjestelmässä sekä uuden ajattelun omaksuminen tilavuusvirtaamien mitoituksessa. Suunnitteluun juurtunut ajatustapa, jossa poistoilman tilavuusvirta on noin 10-15 % suurempi kuin tuloilman tilavuusvirtaus, johtaa liian suuriin paine-eroihin ulkovaipan yli uudisrakentamisessa. Rakenteiden toiminnan kannalta suositeltavaa on pyrkiä Asumisterveysoppaan mukaiseen 0-2 Pa:n paine-eroon vaipan yli.