Asuinhuoneiston seinäulospuhalluksen tarkastelu ja ilmanvaihdon oppimisympäristön suunnittelu

KARELIA-AMMATTIKORKEAKOULU

Talotekniikka

Oona Sormunen

ASUINHUONEISTON SEINÄULOSPUHALLUKSEN TARKASTELU JA ILMANVAIHDON OPPIMISYMPÄRISTÖN SUUNNITTELU

Opinnäytetyö Marraskuu 2021

OPINNÄYTETYÖ Lokakuu 2021

Talotekniikan koulutus

Tikkarinne 9 80200 JOENSUU

+358 13 260 600 (vaihde) Tekijä(t)

Oona Sormunen Nimeke

Asuinhuoneiston seinäulospuhalluksen tarkastelu ja ilmanvaihdon oppimisympäristön suunnittelu

Toimeksiantaja

Karelia-ammattikorkeakoulu Tiivistelmä

Opinnäytetyön tarkoituksena oli tutustua Ympäristöministeriön vuonna 2018 julkaiseman uuden sisäilmaston ja ilmanvaihdon asetuksen tuomiin muutoksiin. Työssä tarkasteltiin asetuksen sallimaa seinäulospuhallusta sekä vertailtiin kahden eri laitevalmistajan ulos- puhalluslaitteiden toimintaa.

Uuden asetuksen pohjalta suunniteltiin Karelia-ammattikorkeakoululle ilmanvaihdon op- pimisympäristö, jossa pystytään suorittamaan testauksia ja erilaisia mittauksia. Oppimis- ympäristön suunnittelussa otettiin huomioon talotekniikan koulutusohjelman sisältö sekä tilan tuleva jatkokäyttö.

Tuloksista pääteltiin, että riski jäteilman kulkeutumiseen viereiseen ulkoilman sisäänot- toon on pienillä ilmamäärillä suhteellisen suuri. Aihe vaatii vielä jatkotutkimuksia ja selvi- tyksiä, jotta voidaan varmistaa seinäulospuhalluksen oikeanlainen toimivuus. Tällä het- kellä moni standardi ja suunnitteluohje on kohdennettu katolta tapahtuvaan jäteilman puhallukseen.

Kieli suomi

Sivuja 54 Liitteet 5

Liitesivumäärä 5 Asiasanat

ilmanvaihto, seinäulospuhallus, uusi asetus

THESIS

September 2021

Degree Programme in Building Services Engineering

Tikkarinne 9 80200 JOENSUU FINLAND

+ 358 13 260 600 (switchboard) Author (s)

Oona Sormunen Title

Consideration of a Wall Exhaust of a Residential Apartment and the Design of a Ventilation Learn- ing Environment

Commissioned by

Karelia University of Applied Sciences Abstract

The aim of this thesis was to learn about the changes brought by the new indoor climate and ventilation regulation, published by the Ministry of the Environment in 2018. This study investigated more closely the discharging exhaust air through the external wall allowed by the regulation and compared the operation of the exhaust air outlets of two different device manufacturers.

Based on the new regulation, a ventilation learning environment was designed for the Karelia University of Applied Sciences, in which tests and various measurements can be carried out. The design of the learning environment took into account the content of the degree program in building services engineering, as well as future further use of the space.

It was concluded that the possibility of exhaust air being diverted to outdoor air intakes is relatively high with small amount of airflow. The subject still requires further research to allow designers to have enough information for designing. At the moment, most of the standards and design guidelines are focused on rooftop stack exhausts

Language Finnish

Pages 54 Appendices 5

Pages of Appendices 5 Keywords

ventilation, exhaust through the external wall, new regulation

Sisältö

1 Johdanto ... 6

2 Ilmanvaihto ja sisäilmasto ... 7

2.1 Ilmanvaihto ja ilmastointi ... 7

2.2 Lämmöntalteenotto ... 8

2.2.1 Regeneratiiviset lämmönsiirtimet ... 8

2.2.2 Rekuperatiivinen lämmönsiirtimet ... 9

2.2.3 Epäsuora rekuperatiivinen lämmönsiirrin ... 10

2.3 Sisäilmasto ... 11

3 Ilmanvaihdon ja sisäilmaston suunnitteleminen ... 12

3.1 Tulo- ja poistoilmavirtojen mitoitus ... 12

3.2 Ilmanjako ... 13

3.3 Ilmavirtojen ohjaus ... 14

3.4 Ilmanvaihtojärjestelmän mittaukset ja mittausmenetelmät ... 14

3.5 Asuntokohtaisen ilmanvaihtojärjestelmän paloturvallisuus ... 16

4 Asuinhuoneistojen seinäulospuhallus ... 18

4.1 Suunnittelu ja vaatimukset ... 18

4.2 Laite vaatimukset ja asennus ... 20

4.3 Seinäulospuhalluksen toimivuuden arviointi ja etäisyydet ... 23

4.3.1 ASHRAE 62.2 ... 24

4.3.2 EN 16798-4:2017 ... 25

5 Oppimisympäristön suunnittelu ... 27

5.1 Tavoitteiden määrittäminen... 27

5.2 Swego Casa W3xs ... 27

5.3 Ilmanvaihtosuunnitelmat ... 28

5.3.1 Päätelaitteet ... 30

5.3.2 LUMI ja LUMO ... 31

5.3.3 STQA ... 33

5.4 Seinäulospuhalluksen suunnitteleminen oppimisympäristöön ... 34

6 Suunnitellut mittaukset ja mittalaitteet ... 37

6.1 5-pistemenetelmä ... 38

6.2 Siipipyöräanemometri ... 40

6.3 Laitekohtaiset mittaustavat ... 41

7 Oppimisympäristön toteutus ... 42

7.1 Asennus ... 42

7.2 Käyttöönoton ja toimivuuden mittausten tulokset ... 42

7.3 Seinäulospuhalluksen toimivuuden mittaus- ja vertailutulokset ... 43

7.4 Savukokeen tulokset ... 43

7.4.1 Tuote A:n tulokset ... 44

7.4.2 Tuote B:n tulokset ... 46

7.5 Mittausvirheet ... 48

8 Tulosten arviointi ja pohdinta ... 49

8.1 Säädöt ... 49

8.2 Seinäulospuhalluksen toimivuus ... 49

9 Oppimisympäristön jatkokäyttö ja mahdolliset laboratorioharjoitukset. ... 52

Lähteet ... 53

Liitteet

Liite 1 Pohjakuva asunnosta

Liite 2 Eri laskentamenetelmiä ulospuhalluksen ja ulkoilman sisäänoton minimi etäisyydelle (Palmiste. U ym. 2020)

Liite 3 Oppimisympäristön asennuskuva Liite 4 Seinäulospuhallus mittauspöytäkirja Liite 5 Päätelaitteet mittauspöytäkirja

1 Johdanto

Suomen rakentamismääräyskokoelman D2 osan korvaava uusi asetus raken- nusten sisäilmastosta ja ilmanvaihdosta astui voimaan vuonna 2018. Yksi ase- tuksen mukana tullut uudistus oli, että vastaedes rakennuksen jäteilman ulos joh- taminen voidaan toteuttaa seinäpuhalluksena.

Opinnäytetyön tavoitteena oli tarkastella seinäulospuhallusta sekä samalla tuot- taa uuden asetuksen mukainen ilmanvaihdon oppimisympäristö Karelia-ammat- tikorkeakoululle. Tarkoituksena oli perehtyä uuden asetuksen tuomiin muutoksiin ilmanvaihdon suunnittelussa ja toteutuksessa rajaamalla tarkastelu asuinkerros- taloihin. Työssä tehtiin kerrostalo kaksion ilmanvaihtosuunnitelma, joka mahdol- lisuuksien mukaan toteutettiin Wärtsilä-kampuksen laboratoriotilaan. Tavoitteena oli suunnitella oppimisympäristön mittaukset niin, että niillä voidaan tutkia jäteil- man seinäpuhalluksen toimintaa sekä vertailla eri valmistajien seinäulospuhallus- päätelaitteita.

Työssä pyrittiin siihen, että lopputulos palvelisi monipuolisesti ja kattavasti talo- tekniikan opiskelijoiden laboratorioharjoituksia. Työ keskittyi ilmanvaihtoon, mutta oppimisympäristön suunnittelussa ja toteutuksessa otettiin huomioon myös Ka- reliassa talotekniikan koulutusohjelmaan kuuluvat sähkön ja automaation opetus.

2 Ilmanvaihto ja sisäilmasto

2.1 Ilmanvaihto ja ilmastointi

Seppäsen ja Seppäsen (2010,161) mukaan ilmanvaihdolla tarkoitetaan ilman laadun ylläpitämistä vaihtamalla ilmaa ja poistamalla epäpuhtauksia. Epäpuh- tauslähteinä voivat toimia mm. ihmisten aineenvaihdunta, asumisen erilaiset toi- minnot, rakennus- ja sisustusmateriaalit, ulkoilma ja mahdollisesti maaperä. Il- manvaihdon suuruus määräytyy yleensä sen epäpuhtauden mukaan, jonka pitoisuuden alentamiseen tarvitaan eniten puhdasta ilmaa (Valvira 2003, 25).

Energiatehokkaan pientalon ilmanvaihto-oppaan mukaan sisäilman laadun indi- kaattorina käytetään ihmisen hengityksestä peräisin olevaa hiilidioksidia (Saari, Antson, Kukkonen & Nyman 2014). Kun sisäilman laatua, lämpötilaa, kosteutta ja puhtautta ylläpidetään ilmankäsittelyllä, puhutaan tällöin ilmastoinnista.

Ilmanvaihdon täytyy taata oleskelutiloihin terveellinen, turvallinen ja viihtyisä si- säilma. Tämän varmistamiseksi ilmanvaihtojärjestelmän on tuotava rakennuk- seen riittävä ulkoilmavirta sekä kyettävä poistamaan sisäilmasta terveydelle hai- tallisia aineita, liiallista kosteutta, epämiellyttäviä hajuja sekä erilähteistä peräisin olevia sisäilman epäpuhtauksia. Puhdas ilma tuodaan oleskelutiloihin ja likaisen ilman poisto tapahtuu mm. keittiöistä, WC:stä sekä pesu- ja kylpyhuoneista. (Sep- pänen & Seppänen.2010,161.)

Asuinkerrostaloissa on yleisesti käytetty ilmanvaihtojärjestelmänä seuraavia jär- jestelmiä: painovoimasta ilmanvaihtojärjestelmää, koneellista poistoilmanvaihto- järjestelmää, koneellista tulo- ja poistoilmanvaihtojärjestelmää sekä lämmöntal- teenotolla varustettu tulo- ja poistoilmanvaihtoa.

Painovoimaisen ilmanvaihtojärjestelmän toiminta perustuu rakennuksen sisä- osien ja ulkopuolen paine-eroihin. Paine-erot johtuvat korkeus- ja lämpötilaerojen sekä tuulen aiheuttamista paine-eroista. Tällöin sisäilmaa virtaa rakennuksesta ulos ja ulkoilmaa tulee tilalle ulkoilmalaitteiden kautta tai epätiiviin rakennuksen

vaipan läpi. (Ympäristöministeriön asetus uuden rakennuksen sisäilmastosta ja ilmanvaihdosta 1009/2017, 2 §.)

Koneellisella poistoilmanvaihtojärjestelmässä rakennuksesta poistetaan ilmaa koneellisesti puhaltimen avulla ja tilalle tulee ulkoilmaa ulkoilmalaitteiden tai epä- tiiviin rakennuksen vaipan kautta (Ympäristöministeriön asetus uuden rakennuk- sen sisäilmastosta ja ilmanvaihdosta 1009/2017, 2§). Koneellisessa tulo- ja pois- toilmanvaihtojärjestelmässä sekä ilman poistaminen, että ulkoilman sisään tuominen tapahtuu koneellisesti puhaltimien avulla.

2.2 Lämmöntalteenotto

Lämmöntalteenotolla eli LTO: lla tarkoitetaan rakennuksesta poistettavassa il- massa olevan lämpösisällön talteenottoa. Talteenotettua lämpöä käytetään esi- merkiksi rakennuksen tuloilman, lämmitysveden tai käyttöveden lämmitykseen.

Pääasiallinen syy lämmöntalteenottoon on energiakustannusten säästö.

Ilmanvaihdon lämmöntalteenottoratkaisut voidaan jaotella lämmönsiirtimen mu- kaan regeneratiiviisiin, rekuperatiivisiin sekä epäsuoriin rekuperatiiviisin järjestel- miin.

2.2.1 Regeneratiiviset lämmönsiirtimet

Harju (2008,75) kirjoittaa, että regeneratiivisen lämmönsiirtimen toiminta perus- tuu pyörivään reiälliseen kiekkoon, jonka läpi poisto- ja tuloilma virtaavat. Pois- toilma virtaa esim. kiekon yläosan läpi ja tuloilma virtaa alaosan läpi. Poistoilman lämpöä varastoituu kiekon massaan, kiekko lämpenee ja poistoilma jäähtyy. Kie- kon pyörähtäessä 180 astetta lämmennyt kiekon kohta tulee tuloilmakanavan kohdalle ja kiekon läpi virtaava kylmempi tuloilma lämpenee. Hyötysuhteeltaan, pyörivä lämmönsiirrin, jopa yli 85 %, on paras ratkaisu. Pyörivät lämmönsiirtimet voidaan jaotella kosteutta siirtäviin ja kosteutta siirtämättömiin. Järjestelmän heikkoutena on, että epäpuhtaudet saattavat siirtyä poistoilmasta tuloilmaan, jos poistoilmapuoli on ylipaineinen tuloilmaan nähden. Epäpuhtauksien siirtymistä voidaan estää oikein mitoitetulla ja sijoitetulla puhtaaksipuhallussektorilla, jonka

kautta osa tuloilmasta ohjataan poistopuolelle ennen lämmöntalteenottoa. Tä- män lisäksi epäpuhtauksien kulkeutumista voidaan ehkäistä oikeanlaisella tulo- ja poistopuolen painesuhteiden hallinnalla.

Kuva 1. Pyörivä lämmönsiirrin (Kuva: Sandberg. 2016. s.178)

2.2.2 Rekuperatiivinen lämmönsiirtimet

Rekuperatiivisen eli levylämmönsiirtimen periaatteena on se, että poistettava ja lämmitettävä ilma kulkevat metallilevyjen välissä niin, että joka toisessa välissä kulkee poistoilma ja joka toisessa tuloilma. Poistettavan ilman lämpösisältö siirtyy metallilevyn välityksellä lämmittämään tuloilmaa. Levylämmönsiirtimet voidaan jakaa vastavirta-, ristivirta- ja myötävirtasiirtimiin. Opinnäytetyön ilmanvaihtokone on varustettu vastavirtalämmönsiirtimellä. Vastavirtalevylämmönsiirtimen hyöty- suhde on noin 80 %, ristivirtalämmönsiirtimellä päästään noin 65 % hyötysuhtee- seen. Ilmanvaihtokoneen hyötysuhteen ilmoittaa aina valmistaja standardin mu- kaisesti.

Kuva 2. Vastavirta lämmönsiirrin (Kuva: Sandberg. 2016. s.183)

2.2.3 Epäsuora rekuperatiivinen lämmönsiirrin

Epäsuorassa rekuperatiivisessa eli nestekiertoisessa lämmönsiirtimessä lämpöä otetaan talteen nesteen välityksellä. Tulo- ja poistoilmakoneissa on omat läm- möntalteenottopatterit. Hyötynä tässä järjestelmässä on, että tulo- ja poistoilmat eivät pääse kosketuksiin keskenään. Järjestelmän etuna on myös se, että läm- möntalteenottopattereiden ei tarvitse sijaita samassa tilassa. Hyötysuhde neste- kiertoisessa järjestelmässä on tyypillisesti 40–60 %.

Kuva 3. Nestekiertoinen lämmöntalteenotto (Kuva: Sandberg. 2016, s.184)

2.3 Sisäilmasto

Sisäilmastolla tarkoitetaan rakennuksessa vaikuttavien kemiallisten, fysikaalisten ja mikrobiologisten olosuhteiden muodostamaan kokonaisuutta (Ympäristöminis- teriön asetus uuden rakennuksen sisäilmastosta ja ilmanvaihdosta 1009/2017,2

§). Seppänen ja Seppänen kirjoittavat (2007,11), että sisäilmastoon vaikuttavia tekijöitä ovat mm. huoneilman ja pintojen lämpötilat, veto, huoneilman kosteus, epäpuhtaudet, pöly, valaistus ja melu. Sisäympäristön muodostuminen selven- netään kuvassa 4.

Kuva 4. Sisäympäristön muodostuminen (Kuva: Sandberg. 2016. s.14)

3 Ilmanvaihdon ja sisäilmaston suunnitteleminen

3.1 Tulo- ja poistoilmavirtojen mitoitus

Ympäristöministeriön uusi asetus määrää, että ilmanvaihtojärjestelmä on suunni- teltava siten, että:

1) valitun ilmanvaihtojärjestelmän toiminnan kannalta keskeisiä toi- mintoja voidaan mitata, ohjata ja seurata;

2) oikein käytettynä, huollettuna ja kunnossapidettynä järjestelmä kestää toimintakuntoisena suunnitellun käyttöiän;

3) järjestelmän toiminta voidaan kokonaisuudessaan pysäyttää. Ko- neellisessa järjestelmässä on oltava selvästi merkitty pysäytyskytkin, jonka on oltava helposti saavutettavassa paikassa. Painovoimai- sessa järjestelmässä ilmanvaihtoventtiilien on oltava helposti suljet- tavissa. (Ympäristöministeriön asetus uuden rakennuksen sisäil- mastosta ja ilmanvaihdosta 1009/2017, 8 §.)

Suunnittelussa tulee varmistaa, että oleskelutiloissa on terveellinen, turvallinen ja viihtyisä sisäilman laatu. Tilojen ulkoilmavirrat mitoitetaan lähtökohtaisesti henki- lömäärän mukaan. Uudessa asetuksessa määrätään, että oleskelutiloihin on joh- dettava henkilöä kohden vähintään 6 dm³/s ulkoilmavirtaa normaalissa käyttöti- lanteessa. Pinta-alaan perustuvaa mitoitusta käytetään tilanteissa, joissa tilojen henkilömäärät eivät ole tiedossa. Suunnittelussa on kuitenkin huomioitava, että ulkoilmavirran tulee olla vähintään 0,35 (dm³/s) / m² niin koko rakennuksen pinta- alaa kuin jokaista asuinhuonetta kohden. Tämä vastaa vanhan asetuksen mää- räämää ilmanvaihtokerrointa 0,5 1/h huonekorkeuden ollessa 2,5 m. Asunnon kokonaisulkoilmavirran tulee olla vähintään 18 dm³/s ja yksittäisen asuinhuoneen vähintään 8 dm³/s. Tilojen ilmanvaihtoa suunnitellessa tulee aina ottaa huomioon tiloissa tapahtuva toiminta ja hyvän sisäilman laadun ylläpitämisen takaaminen.

(FINVAC ry:n opas asuinrakennusten ilmanvaihdonmitoitukseen.2019,5.)

Ilmanvaihto tulee suunnitella niin, että normaalissa käytössä ilma virtaa koko oleskeluvyöhykkeelle ilman epäviihtyisää vedon tunnetta ja epäpuhtaudet pois- tuvat tehokkaasti. Uusi asetus sallii tehostetun ilmanvaihdon aikana epäviihtyisän ilman liikkeen. Ilmavirtoja ei enää opasteta uudessa asetuksessa

suunnittelemaan alipaineiseksi vaan ne tulisi yleensä suunnitella tasapainoon.

(Ympäristöministeriön asetus uuden rakennuksen sisäilmastosta ja ilmanvaih- dosta 1009/2017, 17 §.)

Erillispoistojen kuten keittiön poistoilmanvaihdon tehostuksen, keskuspölynimu- rin tai takan tarvitsema ulkoilmavirran lisäys voidaan toteuttaa FINVAC ry:n asuin- rakennusten ilmanvaihdonmitoitukseen oppaan mukaan seuraavasti

- lisäämällä tuloilman määrää

- pienennetään muiden huoneiden poistoilmamäärää - lisäilman tuonti ulkoilmaventtiilin tai ikkunan kautta

- näiden yhdistelmillä. (FINVAC ry:n opas asuinrakennusten il- manvaihdonmitoitukseen 2019,10.)

Suunnittelija voi esittää sisäilmaston suunnitteluun vaikuttavien tekijöiden huomi- oimisen laatimalla rakennuslupavaiheessa LVI-suunnittelun ja toteutuksen sekä käyttöönotonperusteet –asiakirjan. Asiakirjassa esitetään mm. sisäilmaston suunnittelu- ja tavoitearvot, mitoitus kuormat ja taloteknisten järjestelmien pääpe- riaatteet. (RT 07-11297 2018,10.)

3.2 Ilmanjako

Ilmajaon tarkoituksena on saavuttaa oleskelutilassa tavoitteiden mukaiset termi- set ja sisäilman laadulliset olosuhteet tulo- ja poistoilmalaitteiden sijoittelulla ja niiden ilmavirtojen hallinnalla. Ilmanjaossa käytetään kahta pääperiaatetta: syr- jäyttävä ja sekoittava ilmanjako, joista sekoittava ilmanjako on asuntoilmanvaih- dossa yleisemmin käytetty ratkaisu.

Sekoittavassa ilmanvaihdossa on tarkoitus saada tuloilma sekoittumaan huoneil- man kanssa. Näin saadaan aikaan tasaiset epäpuhtaus- ja lämpöolosuhteet koko huonetilaan. Sekoittava ilmanjako toteutetaan tuloilman suurilla nopeuksilla.

Syrjäyttävässä ilmanjaossa huoneilmaa kylmempi tuloilma johdetaan huonetilaan pienellä nopeudella lattian tasosta, jolloin puhdas ilma syrjäyttää likaisen ilman.

Likainen lämmin ilma kerrostuu huoneen yläosaan, josta se poistetaan. Tarkoitus on saada tavoiteltu olosuhde oleskeluvyöhykkeelle.

3.3 Ilmavirtojen ohjaus

Ilmavirtojen tulee olla ohjattavissa tilojen käytön tai ilman laadun mukaan. Suun- niteltaessa asuinhuoneistojen ilmavirtoja huomioon on otettava, että niitä tulee pystyä ohjaamaan joko rakennus- tai asuntokohtaisesti niin, että ilmavirtoja pys- tytään tehostamaan vähintään 30 prosenttia käyttöajan arvoja suuremmiksi.

Asuntokohtaisesti ohjattavan ilmanvaihdon ilmavirtoja voidaan pienentää enin- tään 60 prosenttia normaalin käyttöajan ulkopuolella. (Ympäristöministeriön ase- tus uuden rakennuksen sisäilmastosta ja ilmanvaihdosta 1009/2017,9 §.)

3.4 Ilmanvaihtojärjestelmän mittaukset ja mittausmenetelmät

Mittauksia suunnitellessa tärkeää on, että mittauksissa käytetään sellaisia mene- telmiä ja mitataan asioita, jotka pystytään tulkitsemaan. Tärkeimpien toiminta-ar- vojen mittaamista ja toimintojen valvontaa varten tulee järjestelmään suunnitella ja asentaa tarvittavat mittauslaitteet tai mittausmahdollisuudet. (Talotekniikkain- fon sisäilmasto ja ilmanvaihto -opas 2020, luku 8.)

Tarvittavia mittareita ilmanvaihtojärjestelmässä ovat esimerkiksi lämmöntalteen- otolla varustetun ilmanvaihtokoneen kaikkiin kanaviin asennettavat lämpötilamit- tarit ja automaatiojärjestelmään liitettävät lämpötila-anturit sekä ilmavirtojen mit- taukseen tarvittavat mittarit. Mittauspaikat tulee suunnitella niin, että arvot pystytään helposti lukemaan ja laitteet helposti huoltamaan. (Talotekniikkainfon sisäilmasto ja ilmanvaihto -opas 2020, luku 8.)

Ennen kuin rakennus otetaan käyttöön, tulee ilmanvaihtojärjestelmän ilmavirrat olla mitattu ja säädetty. Ilmanvaihtojärjestelmän ominaissähköteho tulee olla myös määritelty ja järjestelmä todettu suunnitelman mukaisesti toimivaksi. Asen- nustarkastuksella voidaan korvata ilmanvaihtojärjestelmän tiiviysmittaus, jos ky- seessä on yksi rakennus tai asuinhuoneisto, jonka kanavisto täyttää vähintään

tiiviysluokka C vaatimukset. (Ympäristöministeriön asetus uuden rakennuksen si- säilmastosta ja ilmanvaihdosta 1009/2017, 27§.)

Hyväksyttävät poikkeamat suunnitelluista arvoista:

1) ilmavirta järjestelmä- ja huoneistokohtaisesti ± 10 prosenttia;

2) ilmavirta huonekohtaisesti ± 20 prosenttia, kuitenkin siten, että poikkeama voi aina olla vähintään 1 dm3/s;

3) ilmanvaihtojärjestelmän ominaissähköteho + 10 prosenttia. Hy- väksyttävät poikkeamat sisältävät sekä mittaustuloksen poikkeamat että mittausepävarmuuden, joka on esitettävä mittaustulosten yhtey- dessä. Mittausmenetelmän ja mittauslaitteiden on sovelluttava mitat- tavan ilmavirran mittaukseen. Mittauslaitteiden on oltava kalibroituja, kalibroinnin on oltava voimassa ja mittausarvoa on korjattava kalib- roinnin mukaan. (Ympäristöministeriön asetus uuden rakennuksen sisäilmastosta ja ilmanvaihdosta 1009/2017, 27 §.)

Ilmavirtojen mittaukseen on useita eri menetelmiä, joista yleisemmin käytetty on ilmavirran määritys ilman nopeuden ja kanavan virtauspoikkipinta-alan tulona kaavan 3.1 mukaisesti.

𝑞 = 𝐴𝑣

jossa

q=tilavuusvirta

A= kanavan poikkileikkauksen pinta-ala

v= keskimääräinen virtausnopeus poikkileikkauksessa.

Ilman nopeuden mittaamiseen soveltuvia mittausmenetelmiä ovat mm. anemo- metri, pitot-putki ja paine-eroon perustuva mittaus. Ilman nopeuden mittauksessa suositellaan ilman nopeuden epätasaisuuden takia käytettävän keskiarvoon pe- rustuvaa menetelmää, jossa ilman nopeus mitataan useasta eri mittauspisteestä.

Järjestelmä tasolla kokonaisilmavirta tulee mitata joko ilmanvaihtokoneen tai

puhaltimen vaippaan integroidulla mittauslaitteella. Päätelaitteiden ilmavirtojen mittaukseen on olemassa useita menetelmiä mm. pussi-, vertailupaine- ja suppi- lomenetelmä. (SFS-12599 2013, 24) Mittauksissa käytettävien laitteiden tulee olla aina kalibroituja ja mittaukset suoritetaan järjestelmän suunnitteluilmavirralla.

Opinnäytetyön mittaustapojen valintaan vaikutti se, että työ tehtiin oppimisympä- ristöön. Työhön haluttiin tämän takia sisällyttää erilaisia mittauksia ja mittauslait- teitta, kuitenkin niin, että mittausten käytännön suoritus tulisi olla suhteellisen hel- posti toteutettavissa.

3.5 Asuntokohtaisen ilmanvaihtojärjestelmän paloturvallisuus

Ilmanvaihtolaitteistojen paloturvallisuuden keskeiset periaatteet ovat palon sytty- misen estäminen, sen rajoittaminen palo-osastoon, palon leviämisen estäminen palo-osastosta toiseen sekä savukaasujen leviämisen estäminen (Perttunen 2018,14).

Ympäristöministeriön laatiman asetuksen rakennusten paloturvallisuudesta (2017,19§) mukaan ilmanvaihtojärjestelmä ei saa myötävaikuttaa palon tai savu- kaasujen leviämiseen vaaraa aiheuttavalla tavalla. Useaa palo-osastoa tai osaa palvelevien ilmakanavien seinämät on tehtävä vähintään A2-s1, d0-luokan tar- vikkeista. Osastoivan rakenteen läpi menevän kanavan tulee palonkestävyydel- tään vastata lävistetyn osaston rakennetta (Talotekniikkainfon ilmanvaihtolaitos- ten paloturvallisuus -opas 2020, luku 5).

Asuntokohtaisessa ilmanvaihdossa tulee paloturvallisuus ottaa huomioon suun- nitellessa ja valittaessa kanavamateriaaleja sekä poistokanavien sijoitus- ja asennustapoja. Asuntokohtaiset laitteistot olisi hyvä suunnitella niin, että ne muo- dostaisivat omat erilliset järjestelmänsä. Suunnitellessa seinäulospuhalluksen lä- pivientiratkaisua tulee kohteen eri alojen suunnittelijoiden yhdessä varmistaa, ettei palo pääse leviämään sitä kautta ulkoseinän eristerakenteeseen. (Talotek- niikkainfon ilmanvaihtolaitosten paloturvallisuus -opas 2020, luku 7.) Kuvassa 5.

nähdään seinäpuhallukselle asettuja patoturvallisuusvaatimuksia.

Kuva 5. Palotekniset etäisyysvaatimukset ulospuhallus- ja ulkoilma aukoille.

(Kuva: Talotekniikkainfon ilmanvaihtolaitosten paloturvallisuus -opas. 2020)

4 Asuinhuoneistojen seinäulospuhallus

4.1 Suunnittelu ja vaatimukset

Ympäristöministeriön asetuksessa uuden rakennuksen sisäilmastosta ja ilman- vaihdosta sanotaan ulospuhalluksesta seuraavaa:

Ulospuhallusilman johtaminen ulos rakennuksesta on suunniteltava siten, ettei rakennukselle tai muille rakennuksille, ympäristölle tai nii- den käyttäjille aiheudu terveydellistä tai muuta haittaa.--. Poistoilma- luokan 1 tai asuinhuoneistojen ilmanvaihdon ulospuhallusilma voi- daan johtaa ulos myös rakennuksen seinässä olevan ulospuhallusilmalaitteen kautta (seinäpuhallus), jos muutoin tässä momentissa esitetyt vaatimukset täytetään. (Ympäristöministeriön asetus uuden rakennuksen sisäilmastosta ja ilmanvaihdosta 1009/2017, 14§.)

Palmiste. U, Kurnitski.J. & Voll. H. (2020) toteavat artikkelissaan, että nykyiset suunnitteluohjeet, standardit sekä tutkimukset on kohdennettu pääosin katolta ta- pahtuvaan jäteilman ulosjohtamiseen eikä rakennusten seinästä tapahtumaan poistoon ole vielä perehdytty samalla tavalla. Ohjeistukset ja laskentamenetelmät tarvitsevat kirjoittajien mielestä lisäselvityksiä ja tutkimuksia.

Seinäpuhallus mahdollistaminen tuo entistä lyhyempien kanavavetojen kautta niin kustannus- kuin energiansäästöjä. Sen ansiosta myös asuinneliötä saadaan enemmän käyttöön, kun pystykanavien tarve häviää. Moni asia vaikeuttaa kui- tenkin toimivan seinäulospuhalluksen suunnittelua. Suunnittelijan tulee ottaa huomioon, kuinka varmistetaan se, ettei jäteilma kulkeudu takaisin ulkoilman si- säänottoaukkoihin. Ulospuhallusta ja sen hallintaa vaikeuttavat mm. laitteiden arkkitehtiset vaatimukset julkisivussa sekä niiden suojaaminen sateelta ja lu- melta. Suojaukset ja laitteiden mataluus saattavat aiheuttaa sen, ettei jäteilma- suihku kulkeudu tarpeeksi pitkälle ulkoseinästä ja epäpuhtaudet jäävät loukkuun rakennuksen ns. kierrätysvyöhykkeisiin. (Palmiste, Kurnitski & Voll 2020.)

Palmiste ym. (2020) kirjoittavat artikkelissaan, että suunnittelijan tulee huomioida jäteilman turbulenttisuus. Jäteilma liikkuu virtausnopeutensa ansiosta pois seinä- pinnasta, mutta nopeus hidastuu vähitellen ulkoilman vaikutuksesta. Rakennuk- sen ympärille syntyy rakennuksen ja tuulen vaikutuksesta monimutkaisia ilmavir- tauksia, jotka vaikuttavat epäpuhtauksien kulkeutumiseen ja laimenemiseen.

Kuvassa 6. nähdään rakennuksen ympärille mahdollisesti muodostuvat ilmavir- taukset. Aurinko lämmittäessään julkisivua aiheuttaa myös julkisivua pitkin liikku- via konvektiovirtauksia.

Ulospuhallusta suunniteltaessa toteutettavaksi samalta julkisivulta ulkoilman si- säänoton kanssa, erityistä huomiota tulee kiinnittää niin paikalisiin sääolosuhtei- siin, rakennuksen geometriaan, ympäristöön kuin eettisiin näkökulmiin (Palmiste ym. 2020).

Kuva 6. Keskimääräinen ilmavirta rakennuksen ympärillä (Kuva: Palmiste ym.

2020).

Asuinhuoneistojen seinäulospuhalluslaitteille ja niiden sijoitteluun on monia vaa- timuksia, jotka näkyvät Talotekniikkainfon laatimassa taulukossa 1. Toimivuutta voidaan arvioida esimerkiksi ulospuhallusaukosta mitatulla virtausnopeudella, joka tulee olla vähintään 5 m/s käyttöajan normaalilla ilmavirralla. Jos rakennuk- sessa on automatiikka, joka tunnistaa tehostustarpeen, voidaan nopeuden ar- vona käyttää myös tehostusajan ilmavirtaa (Talotekniikkainfon esimerkit ulkolait- teiden ja ulospuhalluslaitteiden sijoittaminen 2020, luku 3).

Vaatimus Vaatimuksen täyttyminen Seinäpuhalluslaitteen etäisyys toisten

huoneistojen ulkoilmalaitteista, parvekkeista ja erikseen määritellyistä avattavista ikkunoista

vähintään 3 m

Seinäpuhalluslaitteen vapaan ulospuhallusaukon keskimääräinen

virtausnopeus käyttöajan

tehostamattomalla ilmavirralla

vähintään 5 m/s

Seinäpuhalluslaitteen etäisyys viereisistä seinistä

vähintään 3 m

Seinäpuhalluslaitteen etäisyys naapuritontista

vähintään 4 m

Seinäpuhalluslaitteen etäisyys vastapäisestä seinästä tai rakennuksesta

vähintään 15 m

Seinäpuhallus laitteen sijoitus ei sijoiteta umpinaisten sisäpihojen puoleisille julisisivulle

Seinäpuhalluslaitteen sijoitus ei sijjoiteta julkisivussa oleviin syvennyksiin tai nurkkauksiin

Seinäpuhalluslaitteen toimivuus varmistettu suunnitellussa käyttötarkoituksessa

Taulukko 1. Asuinhuoneistojen seinäulospuhalluslaitteelle asetetut vaatimukset (Talotekniikkainfon sisäilmasto ja ilmanvaihto-opas, 2020).

4.2 Laite vaatimukset ja asennus

Tässä työssä käsitellään tuoteominaisuuksia ja vaatimuksia, jotka perustuvat Suomen lakeihin, asetuksiin ja rakentamismääräyskokoelmaan sekä niihin liitty- viin ohjeisiin ja oppaisiin. Taulukosta 2. nähdään ulospuhalluslaitteille ja niiden ominaisuuksille asetetut vaatimukset.

Ominaisuus Määritysmenetelmä Vaatimus

Laitteen tiiviys EN 1751 Vuotoilmavirta ≤ 0,2 dm³/s paine-erolla 250 Pa Virtaustekniset suositusar-

vot (paine/ilmavirta)

EN 12238 Mitatut arvot vastaavat val- mistajan ilmoittamia arvoja Äänitekniset suositusarvot ISO 3741, ISO 5135 LWA ≤ 45 dB(A) ulkoympä-

ristöön nimellisvirralla. Mi- tatut arvot vastaavat val- mistajan ilmoittamia arvoja Ulospuhallusilman ulospu-

hallusnopeus

qv / Avapaa otsapinta, minimi ≥ 5 m/s nimellisvirralla

Yhdistelmälaitteissa ulkoil- mavirran virtausnopeus

qv / Avapaa otsapinta ≤ 2,0 m/s nimellisilmavir- ralla

Ulospuhallusilman hajotus- kuvio

EN 12238 Mitatut hajotuskuviot vas- taavat valmistajan ilmoitta- mia (nopeuden 0,5 m/s ra- japinta)

Ulospuhallusilman ulospu- halluksen ja yhdistelmälai- teissa ulkoilman sisään- oton sadevesierotuskyky

Testaus vähintään kol- mella ilmavirralla, EN 13030

≥80% soveltuvilla otsapin- tanopeuksilla. Veden poisto on toteutettu toimin- tavarmalla tavalla

Yhdistelmälaitteissa ulos- puhallusilman osuus si- sään otettavasta ulkoilma- virrasta

Merkkiainemittaus EN 13141-8 mukaisesti, vir- tauslaskenta tarvittaessa

≤0,6 % nimellisilmavirralla, isoterminen tuuleton ti- lanne

Toiminta matalilla ulkoil- man lämpötiloilla

Toimintakoe laboratori- ossa EN 13141-8 sovel- taen

Toimivuus todettu ulkoil- man lämpötilalla – 20 °C.

Jäätymisen esto ja jäteil- masta tiivistyvän veden poisto on toteutettu toimin- tavarmalla tavalla. Tes- taustilanteessa ulospuhal- lusnopeutta 5 m/s vastaavalla ilmavirralla

painehäviö saa yleensä kasvaa enintään 50 %.

Asennus, käyttö- ja huolto- ohje

Tarkistus ja arviointi Minimietäisyydet vierei- sistä seinistä, yläpuoli- sesta rakenteesta ja ala- puolisesta rakenteesta.

Ulospuhallussuihku ei saa aiheuttaa haittaa raken- teille. Laitteen ja ulkosei- nän liitoksen tulee olla to- teutettu niin, että ilmatiiviys, vesitiiviys ja kyl- mäsillattomuus on otettu huomioon. Huollettavuus, puhdistettavuus sekä mah- dollisten suojaverkkojen ja suodatusten toimivuus ar- vioidaan painehäviön, mahdollisen tukkeutumi- sen ja ohivuodon kannalta Taulukko 2. Ulospuhalluslaitteen vaatimukset (Talotekniikkainfon esimerkki asuntoilmanvaihdon ulospuhallusilman seinäpuhalluksen ja ulkoilman sisään- oton laitevaatimukset, 2020).

Puhallusseinän kostuminen voidaan estää tuomalla seinäulospuhalluslaitteen ul- koreuna ns. tippanokan verran ulos seinäpinnasta. Ulostuleva puhallusosa on hyvä lämpöeristää, jolla vältetään kostean ulospuhallusilman huurtuminen ulos- puhalluslaitteeseen. Sadevesien sisäänpääsyn estämisen ja ilmavuotojen välttä- miseksi tehdyt ratkaisut esitetään seinäulospuhalluslaitteen liitoksen detaljipiirus- tuksesta. Piirustuksesta selviää myös ratkaisut, joilla varmistetaan lämpöeristyksen jatkuvuus ja kylmäsiltojen katkaiseminen. (Talotekniikkainfon esimerkki ulkolaitteiden ja ulospuhalluslaitteiden sijoittaminen 2020, luku 3.)

Ulospuhallusilma tulee energiatehokkuuden varmistamiseksi puhaltaa ulos ly- hyintä mahdollista reittiä pitkin ja ulospuhalluskanava on aina lämmöneristettävä.

Lämpimissä tiloissa tai pitkiä ulkona kulkevia ulospuhalluskanavia tulee mahdol- lisuuksien mukaan välttää, jotta vältytään mahdollisilta mm. kosteus- ja sisäilma- ongelmilta sekä järjestelmän toimivuuden heikentymiseltä. (Talotekniikkainfon esimerkki ulkolaitteiden ja ulospuhalluslaitteiden sijoittaminen 2020, luku 3.)

4.3 Seinäulospuhalluksen toimivuuden arviointi ja etäisyydet

Talotekniikkainfon mukaan tärkein kriteeri seinäulospuhalluksen toimivuuden ar- vioinnissa on epäpuhtauksien pitoisuus ulkoilmavirrassa. Oleskelualueille, avat- tavien ikkunoiden läheisyyteen tai ulkoilmansisäänottolaitteisiin ei saa kulkeutua ollenkaan ulospuhallettavaa ilmaa tai sen pitää olla laimentunut vaadittavan mää- rän. Toimivuutta voidaan arvioida myös tutkimalla ulkoseinän pinnan ja ilman- sisäänottokohtien virtauskuvioita. Suunnittelussa ja laitevalinnoissa voidaan käyt- tää seuraavaa kriteeristöä:

- Hyvä taso: Ulospuhallusilman pitoisuus ulkoilmassa ilmansisäänottokoh- dassa saa olla enintään 1 %. Ensisijaisesti suunnittelussa tulee käyttää hyvää tasoa.

- Tyydyttävä taso: Ulospuhallusilman pitoisuus ulkoilmassa ilmansisäänot- tokohdassa saa olla enintään 5 %. (Talotekniikkainfon esimerkki ulkolait- teiden ja ulospuhalluslaitteiden sijoittaminen 2020, luku 3.)

Ulospuhallusaukko ja ulkoilmansisäänotto voivat sijaita vierekkäin. Tällaisessa ratkaisussa ulospuhallusilman palautuminen estetään mm. ulospuhalluksen suu- rella puhallusnopeudella. Opinnäytetyön yksi tarkastelukohta oli selvittää, toi- miiko seinäpuhallus vaatimusten mukaisesti tilanteessa, jossa ilmanvaihtojärjes- telmä toimii käytönajan ulkopuolisella asetuksella, jolloin ilmanvaihto on 60 prosenttia pienempi normaalitilanteesta. Suunnitellessa ja valittaessa laitteiden sijoittelua, rakennetta ja suojaratkaisuja täytyy huomioida mahdolliset sääolosuh- teet esimerkiksi tuulen vaikutus ulospuhallusilman palautumiseen ulkoilman si- säänottoon. On pystytty laskennallisesti osoittamaan, että seinäpuhallus toimii yleensä parhaiten ulospuhallusaukon sijaitessa ilman sisäänottoa ylempänä.

(Talotekniikkainfon esimerkki ulkolaitteiden ja ulospuhalluslaitteiden sijoittaminen 2020, luku 3.)

Palmiste. U ym. (2020) arvioivat eri laskentamenetelmillä seinäulospuhallus ja ilman sisäänotto aukon etäisyyksien määrittämiseksi. Opinnäytetyössä todennet- tiin laskennallisesti, onko toteutunut ulospuhallusnopeus riittävä kanavien etäi- syyteen nähden.

4.3.1 ASHRAE 62.2

Palmiste. ym. (2020). esittelivät artikkelissaan ASHRAE 62.2 -standardissa ole- van laskentakaavan 6.1 ulospuhallus- ja sisäänottoaukon vähimmäisetäisyyden määrittelemiseksi

𝐿 = 0,04 ∙ √𝑄 ∙ (√𝐷𝐹 −

)

jossa

L= sisäänotto aukon ja ulospuhallusaukon etäisyys Q= Jäteilman ilmavirta l/s

DF= laimennuskerroin käyttäen tilavuuspitoisuutta

U=poistoilman virtausnopeus. Virtausnopeus voi olla positiivinen, negatiivinen tai nolla, riippuen ulospuhallusilmavirran suunnasta si- säänottoon nähden. Arvo on positiivinen vaakasuoralle ilmavirralle (ASHRAE 62.2)

DF laimennuskerroin on ulkoilman ilmavirran suhde tunkeutuvaan jä- teilmamäärään sisäänottoaukossa, joka voidaan määritellä seuraa- vasti:

𝐷𝐹 = 𝑄

/𝑄

jossa

Qout= Ilmavirta sisäänotossa (ASHRAE 62.2)

Liitteessä 3 Eri laskentamenetelmiä ulospuhalluksen ja ulkoilman sisäänoton etäisyydelle nähdään, että minimi laimennuskertoimen arvoksi on annettu 15.

4.3.2 EN 16798-4:2017

Standardi EN 16798-4 esittelee ulospuhalluksen ja ulkoilman sisäänottoaukkojen sijoittamiseen kaksi diagrammia. Kuvassa 7. on diagrammi, josta näkyy ulkoilma- laitteiden etäisyyden määrittäminen ulospuhalluslaitteista poistoilmaluokkien 1–3 ulospuhallusilmavirroille, jotka ovat yli 0,5 m³/s

Kuva 7. Ulkoilmalaitteiden etäisyys ulospuhalluslaitteista, jotka ovat yli 0,5 m³/s.

(Kuva: Talotekniikkainfon esimerkki ulkolaitteiden ja ulospuhalluslaitteiden, 2020)

Toimistorakennuksiin sovelletaan kuvassa 8. näkyviä laskukaavoja jäteilmavirran jäädessä alle 0,5 m³/s.

Kuva 8. Minimi etäisyys ulospuhallus ja ilman sisäänotto suuttimille jäteilmavirran ollessa < 0,5 m³/s. (Kuva: Palmiste ym. 2020)

5 Oppimisympäristön suunnittelu

5.1 Tavoitteiden määrittäminen

Oppimisympäristöä suunnitellessa lähtökohtana oli, että se täyttää uuden ase- tuksen vaatimukset asuinrakennuksille niiltä suunnittelun osilta kuin se oli mah- dollista. Tavoitteisiin otettiin mukaan myös Rakennustieto Oy:n julkaiseman si- säilmaluokituksen luokka S2. Työssä suunniteltiin kaksion ilmanvaihto sekä lain minimi-ilmavirroilla, että S2-luokan vaatimilla ilmavirroilla. Näin oppimisympäris- tössä tehtävillä jatkoharjoituksissa voidaan suorittaa säätöjä eri ilmavirran ar- voilla. Pohjakuvaa ja suunnitelmia tehdessä pyrittiin siihen, että ne olisivat mah- dollisimman vastaavanlaisesti rakennettavissa koulun tiloihin. Valitun asunnon pohjakuva on näkyvissä liitteessä 1.

5.2 Swego Casa W3xs

Oppimisympäristön ilmanvaihtokoneena toimii vastavirtatekniikalla toimiva Swegon Casa W3xs (kuvassa 9.). Kone soveltuu alle 150 m² asuntoihin sen il- mavirta-alueen ollessa 10–80 l/s. Koneeseen liitettiin Swegon Jazz-liesikupu. Ko- neen liesikupu toiminnolla estetään alipaineen muodostuminen liesikupua käyt- täessä sekä parannetaan käryn poistoa ilmavirtoja tasapainottamalla. Toiminto käynnistyy automaattisesti, kun Swegon CASA -liesikuvun pelti avataan tai liesikuvuksi määritetty IO on aktiivinen. Liesikupu voidaan kytkeä myös erilliseen poistoilmakanavaan. Jos tällöin koneessa on valittuna huippuimurikäyttö, tasa- painotus pienentää ensin poistoilmavirtaa ja suurentaa tuloilmavirtaa tarvitta- essa. (Swegon Group AB Casa W3xs tuote-esite, 2020.)

Kuva 9. Swegon Casa W3xs (Kuva: Swegon 2020)

W3xs on varustettu sisäänrakennetulla Modbus-väylällä, joka voidaan kytkeä ul- koisella SEM-moduulilla. Konetta voidaan ohjata täysin Modbus:n kautta. Casa W3xs on varustettu suodatinluokan F7 tuloilmasuodattimella sekä G3 poistoilma- suodattimella. (Swegon Group AB Casa W3xs tuote-esite, 2020.)

5.3 Ilmanvaihtosuunnitelmat

Työssä valittiin käytettäväksi taulukossa 3. näkyvää S2-luokan kaavaa 7.1. Vali- tulle asunnolle ilmavirraksi tuli näin 32 dm³/s. Käyttöajan ulkopuolinen ilmavirta oli 12,8 dm³/s ja tehostettu ilmavirta 42 dm³/s.

Uusi asetus määrää, että asuinhuoneiston kokonaisilmamäärän tulee olla vähin- tään 18 dm³/s. Oleskelutiloihin tulee asetuksen mukaan johtaa vähintään 6 dm³/s henkilöä kohden ja yli 11 m² makuuhuoneisiin 12 dm³/s. Valitun kaksion minimi ulkoilmamäärä näillä kriteereillä oli 20 dm³/s, tehostettu ilmavirta 26 dm³/s ja käyt- töajan ulkopuolinen ilmavirta sai alimmallaan olla 8 dm³/s.

Taulukko 3. S2 ja lain minimi vaatimuksia kaksion sisäilmastolle

S2 MINIMI

Asuintilat (MH/OH)

+8 dm³/s, hlö

(makuuhuone mitoitetaan kah- delle hengelle)

• + 6dm³/s, hlö

• jokaiseen asuinhuoneeseen väh. 0,35 dm3/s, m²

• + 8 dm³/s, yli 11 m² makuuhuo- neisiin 12 dm³/s

Keittiö - 8 dm³/s - 8 dm³/s

Pesuhuone/ WC - 10 dm³/s - 10 dm³/s

Sauna +/- 6 dm³/s +/- 6 dm³/s

Vaatehuone - 6 dm³/s - 6 dm³/s

Koko huoneisto

• +0,50 (dm³/s) /m²

• Kaava (7.1):

0,35 ∗ (^dm3

s )/m2 + 7^𝑑𝑚3

s , hlö

• +18 dm³/s

• +0,35 (dm³/s) /m²

Hiilidioksidipitoi- suus ulkoilmaan verrattuna

< 550 ppm < 800 ppm

Huonelämpötila lämmityskau- della (suunnitte- luarvo)

21,5°C 21°C

Keittiön poisto suunniteltiin toteutettavaksi eteisen kautta, koska suunnitelmaa tehtäessä täytyi ottaa huomioon laboratoriotilan aiheuttamat vaatimukset toteu- tukselle. Eteisessä oleva poisto sijaitsi kuitenkin lähellä keittiötä, joten se tulisi toimia myös keittiön poistona. Liesikupu asennettiin ilmanvaihtokoneen omaan liesikuvun erillispoistoon. Työssä käytettiin DIMsilencer-mitoitusohjelmaa äänen- vaimentimien mitoitukseen. Äänenvaimentimiksi valittiin Lindab KVDPX-125- 1000-1, jotka asennettiin niin poisto- kuin tuloilmakanavaan.

5.3.1 Päätelaitteet

Tulo- ja poistoilmaventtiilien sijoittelussa käytettiin apuna Fläktgroupin Select-mi- toitusohjelmaa, josta tarkistettiin valittujen venttiilien hajotuskuviot sekä parhaat mahdolliset säätöarvot asuntoon (kuvat 10 ja 11). Kuvasta 10. nähdään, ettei olo- huone/keittiötilaan LUMI-päätelaiteen heittokuvio ole optimaalinen. Tilanne voi- taisiin korjata joko lisäämällä toinen LUMI-venttiili tai vaihdettaisiin se STQA- venttiiliin. Työssä mietittiin oppimisympäristöä ja siinä tehtäviä harjoituksia, joten mukaan haluttiin ottaa myös LUMI-venttiili, jossa on erilainen säätö- ja mittaus- tapa kuin muissa laboratorion päätelaitteissa. Tämän takia suunnitelma jätettiin ennalleen.

Kuva 10. LUMI Select, S2-ilmavirta

Kuva 11. STQA Select, S2-ilmavirta

5.3.2 LUMI ja LUMO

Tuloilmaventtiili LUMI ja poistoilmaventtiili LUMO on tarkoitettu koneellisiin ilman- vaihtojärjestelmiin (kuva 12).

Kuva 12. LUMI ja LUMO-päätelaitteet (Kuva: Fläktgroup)

Ne voidaan asentaa seinään tai kattoon. Ilmavirran mittaus, säätö ja lukitseminen voidaan tehdä suoraan venttiilin etupuolelta irrottamatta venttiiliä kehyksestä. Il- mavirta mitataan kiinnittämällä mittausletku suoraan venttiilin karan onttoon pää- hän. Ilmamäärää säädetään kiertämällä kantta ja muuttamalla säätöä s (mm).

Säätöasento voidaan mitata tuotteen mukana toimitettavalla mittatulkilla tai millä

tahansa mitalla. Säätöasento on näkyvissä olevan karan pituus. Karan säätöar- von s vaikutus k-kertoimeen näkyy alla olevista taulukoista 4 ja 5. (Fläktgroup Finland Oy LUMI ja LUMO tekniset esitteet.)

Taulukko 4. LUMI-venttiilin k-kertoimen määritys (Taulukko: LUMI-tekninen esite)

Taulukko 5. LUMO-venttiilin k-kertoimen määritys. (Taulukkoa: LUMO-tekninen esite)

5.3.3 STQA

STQA on tuloilmaventtiili, joka voidaan asentaa seinälle, lähelle kattopintaa. Se soveltuu käytettäväksi asuinhuoneistoissa ja muissa pienten ilmavirtojen tiloissa, joissa ilmanjako tapahtuu seinältä (kuva 13). Venttiilin etulevy on helposti irrotet- tavissa, minkä ansiosta ilmavirtojen mittaus ja säätö sekä kanaviston puhdistus on helppo suorittaa. STQA asennetaan tiiviisti suoraan ilmanvaihtokanavaan il- man erillistä kiinnityskehystä. Etulevy kiinnittyy runko-osaan jousivoimalla. Ilma- virran mittaus suoritetaan paine-eromittauksena etulevyn reiän kautta. Ilmavirran säätö suoritetaan auki olevien reikien lukumäärää muuttamalla. (Fläktgroup Fin- land Oy STQA tekninen esite.)

Kuva 13. STQA-päätelaite (Kuva: Fläktgroup Finland Oy)

STQA-venttiiliin ilmavirran mittaus tapahtuu paine-eromittauksena laitteeseen asennetulla mittaussondilla laitteen etulevyn reiän kautta. k-kertoimen arvoon vaikuttaa venttiiliin auki olevien reikien lukumäärä. Alla venttiilin k-kertoimen mää- ritys taulukko 6. sekä diagrammi 1. ilmavirran määritykseen ilman laskentakaa- van 8.3 käyttöä.

Taulukko 6. STQA-venttiilin k-kerroin (Taulukko: Fläktgroup Finland Oy.)

Diagrammi 1. STQA-venttiilin ilmavirran määritys (Diagrammi. Fläktgroup Finland Oy)

5.4 Seinäulospuhalluksen suunnitteleminen oppimisympäristöön

Työssä vertailtiin kahden ulospuhallussuuttimen toimintaa, joista työssä käyte- tään nimiä tuote A ja tuote B. Raitisilmakanava asennettiin suunnitelman mukai- sesti jäteilmakanavan viereen 18,5 cm:n etäisyydelle toisistaan. Tämä mahdollisti tutkia jäteilman kulkeutumista sisäänottoaukkoon, sekä helpotti oppimisympäris- tön toteuttamista.

Oppimisympäristön laboratoriotilassa takaseinä oli noin 7,5 metrin päässä seinä- ulospuhallussuuttimesta. Tämä ei toteuta taulukossa 2. nähtävää vastakkaisen seinän etäisyysvaatimusta. Myöskään yläpuolelle ei saatu vaadittuja etäisyyksiä.

Sivu suunnassa asetuksen vaatima etäisyys seinästä tai rakenteesta täyttyi. La- boratoriotilaan ei sen muun käytön takia rakennettu väliseinää, johon ulospuhal- luslaitteet olisi asennettu. Tämän takia seinästä aiheutuvia vaikutuksia esim. heit- tokuvioon ei pystytty tutkimaan.

Kuvasta 14. näkyy järjestely, kuinka tilaan luotiin puhaltimella vastatuuli. Puhallin asetettiin puhaltaman samalta korkeudelta päätelaitteiden kanssa.

Kuva 14. Puhallin vastatuulen synnyttämiseksi

weather.jns.fi sivuilta saatujen Joensuun Kuhasalon sääaseman vuosiraporttien pohjalta laskettiin kymmenen edellisen vuoden kesäkuukausien (kesä-elokuu) keskiarvotuuli (taulukko 7). Kuhasalon sääasema sijaitsee linnuntietä noin 3 km:n

päässä Karelia-ammattikorkeakoulusta. Laboratoriossa pyrittiin savukoe toteut- tamaan niin, että ulospuhallussuuttimen aukon kohdalla vastatuuli olisi noin 1,6 m/s. Mittaustavasta riippuen ilman nopeus vaihteli välillä 1,2–1,96 m/s. Opinnäy- tetyön tekijä hyväksyi tämän vaihteluvälin sillä perusteella, ettei normaaleissa oloissa tuuli ole täysin tasainen vaan se vaihtelee.

Taulukko 7. Lasketut kesäkauden keskituulet

Jäteilmakanavan päälle asetettiin mittatikku heittokuvion hahmottamisen helpot- tamiseksi sekä videon avulla lasketun ulospuhallusnopeuden mahdollista- miseksi. Mittatikun avulla pystyttiin katsomaan ilmasuihkun kulkema matka ja vi- deolta voitiin selvittää matkaan kulunut aika, jolloin pystyttiin laskemaan ilmasuihkun nopeus.

2020 2019 2018 2017 2016 2015 2014 2013 2012 2011 2010 Keski- arvo m/s Kesä-

kuu m/s

0,9 1,5 1,7 1,3 1,7 2,9 1,5 1,5 2,1 2 2,1 1,75

Heinä- kuu m/s

1,3 0,9 1 0,8 1,1 1,6 1,3 2 2 1,8 1,8 1,42

Elokuu m/s

1 1 1,4 1,2 1,5 1,6 1,7 1,6 1,8 1,9 1,9 1,51

Kesän kes- kiarvo m/s

1,0 7

1,13 1,37 1,10 1,43 2,03 1,50 1,70 1,97 1,90 1,93 1,56

6 Suunnitellut mittaukset ja mittalaitteet

Mittauspaikkojen valinnassa otettiin huomioon se, että virtaus olisi kohdassa mahdollisimman laminaarinen. Standardin 5512 mukaan pyöreiden kanavien suojaetäisyyden lasketaan kaavalla 8.1.

𝐿 = 𝑁

𝐷

jossa

L=mittauspaikan ja häiriölähteen välinen etäisyys D= kanavan halkaisija

N1= suojaetäisyyskerroin virtaussuunnassa ennen mittauskohtaa N2= suojaetäisyys virtaussuunnassa mittauskohdan jälkeen

Työssä laskettiin etäisyydet niin, että etäisyys ennen mittausta N1 on ≥ 5 ja etäi- syys mittauksen jälkeen N2 on ≥ 2. Kaavalla 8.1 laskettuna Ø125 kanavan N1 on 625 mm ja N2 250 mm. Työn mittauspisteet sijaitsivat päätelaitteista katsottuna 625 mm:n päässä pääte-elimestä.

Järjestelmän ominaissähköteho SFP määritettiin koneeseen asennetun energia- mittarin avulla kaavaa 8.2 käyttäen

SFP= ^{𝑃𝑣𝑒𝑟𝑘𝑘𝑜}

𝑞_{𝑣𝑚𝑎𝑥}

jossa

SFP= ominaissähköteho, kW/m³/s

Pverkko= Ilmanvaihtokoneen sähköverkosta ottama teho, kW qvmax= ilmanvaihtojärjestelmän suurin tilavuusvirta

6.1 5-pistemenetelmä

Jäteilmakanavaan tehtiin ala- ja sivuosaan reikä ja mittaukset suoritettiin määri- tellyistä pisteistä. Mittaukset tehtiin Swema 3000-mittaria (kuva 16) sekä siihen yhdistettäviä pitot-putkea ja kuumalanka-anemometriä käyttäen. Tulevissa oppi- misympäristön virtausteknisissä harjoituksissa voidaan näin suorittaa kahden eri mittaustavan vertailua. Jäteilman kanavan halkaisija on 125 mm, joten kuvan 15.

mukaisesti mittauspisteet ovat:

x1 = 12,5 mm, x3 = 112,5 mm ja x5 = 62,5 mm etäisyydellä kanavan seinästä.

Kuva 15. Viiden pisteen menetelmä. (Kuva: muokattu SFS 5512)

Kuva 16. Swema 3000-mittari. (Kuva: Pietiko Oy.)

Pitot-putkeen laitettiin teipillä mittauspisteiden paikat, jotka oli mitattu niin, että teipin yläreunan ollessa kanavassa olevan reiän ulkopintaa vasten, pitot-putken tulisi olla halutussa mittauspisteessä (kuva 17).

Kuva 17. Pitot-putki, mittauspisteillä

6.2 Siipipyöräanemometri

Seinäulospuhalluksen päätelaitteiden ilmannopeuden mittaukseen käytettiin sii- pipyöräanemometriä. Toimintaperiaatteena mittarissa on ilmavirran aikaan- saama laakeroidun siipipyörän pyöriminen. Siipipyörä pyörii sitä nopeammin mitä ilma liikkuu. Siipipyörämittarin tulos on keskimääräinen ilman nopeus siipipyörän alalta.

Kuva 18. Testo 440 dB mittaussetti (Kuva: XXX)

Työssä oli käytössä Testo 440-mittari (kuva 18) ja siihen lisäosina saatavat mit- tauskartiot ja anturit. Testo 440:llä voidaan mitata mm. nopeutta, tilavuusvirtaa ja lämpötilaa.

6.3 Laitekohtaiset mittaustavat

Huoneilmavirtojen mittauksiin käytettiin paine-eroon perustuvaa menetelmää, jossa määritys tapahtui venttiiliin valmistajan toimesta asennetuilla paineenmit- tausyhteillä ja ilmoitetulla ilmavirran riippuvuudella mittauspaine-eroon kaavan 8.3 mukaan. Mittaukset tehtiin Testo 440 ja Swema 3000 -mittareilla.

𝑞

= 𝑘√∆𝑝

jossa

qv= mitattu ilmavirta

k= valmistajan ilmoittama kerroin

∆pm= mitattu paine-ero

Tilanteissa, joissa mitattavan ilman tiheys eroaa enemmän kuin 2 % ilman tihey- destä 1,2 kg/m³, tehdään tiheyskorjaus kaavaa 8.4 käyttäen.

𝑞

= 𝑞

√

𝑥

(8.4)

jossa

qvx= ilmavirta tiheydellä ρx (Sandberg.2016,116)

7 Oppimisympäristön toteutus

7.1 Asennus

Opinnäytetyön tekijä ei itse osallistunut oppimisympäristön asentamiseen, muu- ten kuin työnjohtajan roolissa yhdessä ohjaavan opettajan kanssa. Asennuksen suoritti Riveria-ammattikoulun kaksi opiskelijaa, joista toiselle työ oli näyttötyö.

Liitteessä 2 on näkyvissä oppimisympäristön karkea asennuskuva.

7.2 Käyttöönoton ja toimivuuden mittausten tulokset

Päätelaitteet säädettiin vastaamaan suunniteltuja lain minimivaatimukset täyttä- viä ilmavirtoja. Kaikilla koneen asetuksilla ilmavirrat saatiin säädettyä +/- 20 pro- sentin sisään suunnitellusta. Koneen käyntitilat määritettiin säätöasentoja muut- tamalla ja mittaamalla päätelaitteiden ilmavirrat. Koneen asetuksiksi saatiin näin:

- Matkoilla/Poissa 37 % - Kotona 47 %

- Tehostus 58 %.

Ilmavirrat mitattiin lopuksi jäteilmakanavasta anemometrillä. Päätelaitteiden mit- taus- ja säätöpöytäkirja on nähtävissä liitteessä 6.

Mittausten ajaksi ilmanvaihtokone oli kytketty energiamittariin. Mittarin mukaan kone otti sähköverkosta keskimäärin 20,7 W:n tehon. Käyttäen suurimpana ilma- virtana 5-pistemenetelmästä saatua jäteilman arvoa, SFP-luvuksi saatiin kaavaa 8.2 käyttäen 0,98 kW/m³/s.

7.3 Seinäulospuhalluksen toimivuuden mittaus- ja vertailutulokset

Siipipyörämittarin mittausajaksi päätettiin 10 sekuntia, mittauksia suoritettiin ase- tuskohtaisesti kolme kappaletta ja tuloksista laskettiin keskiarvot. Anemometrillä ja 5-pistemenetelmällä suoritettiin kolme mittausta ja tuloksista laskettiin keskiar- vot. Pitot-putki menetelmää käyttäessä tuli olla erityisen huolellinen, että mittaus tapahtui oikeasta paikasta sekä, että anturi oli tarkasti oikeassa suunnassa vir- taukseen nähden.

Liitteessä 5 näkyvien ulospuhallusnopeuksien ja mitattujen ilmavirtojen ja kaavan 6.1 mukaan tuote A:n tulisi sijaita 0,35 m:n päässä raitisilma-aukosta ja tuote B:n 0,49 m. Mittauksista huomattiin, että käyttöajanulkopuolinen ilmavirta oli suu- rempi kuin suunniteltu 40 % normaalista ilmavirrasta. Päätelaitteita säätäessä il- mavirta saatiin lähelle haluttua ja mitatut arvot ovat kuitenkin tarpeeksi alhaisia, joten tämän takia koneen käyntiasetuksia ei lähdetty muuttamaan.

7.4 Savukokeen tulokset

Työssä käytettiin Antari Mobile-1 savukonetta. Savukoneeseen tehtiin mutterista, teipistä ja lyhyestä muoviletkusta järjestely, jolloin saatiin syötettyä savua jäteil- makanavaan. Kokeet videoitiin puhelimen kameralla. Tuote B:n ylälaita asetettiin mittatikun 1,40 m:n kohtaan ja tuote A:n 1,34 m:n kohdalle. Kokeen ajaksi tilan oma ilmanvaihto sammutettiin, jotta se ei sotkenut testausta. Myös kaikki tilassa olevat tietokoneet sammutettiin, estäen näin niiden synnyttämien mahdollisten pluumien vaikutukset tuloksiin. Kokeen videoista laskettiin ulospuhallusnopeudet Avidemux 2.7 -videotoisto-ohjemaa käyttäen. Tulokset ovat näkyvissä liitteen 5 seinäulospuhalluksen mittauspöytäkirjassa.

7.4.1 Tuote A:n tulokset

Kotona asetuksella tuote A:n ulospuhaltama ilmasuihku eteni pisimmillään n. 75 cm:n päähän kanavan päästä (kuva 19). Suutin ohjasi savun pois raitisilmasuut- timesta paremmin kuin tuote B. Suurin osa ilmavirrasta kääntyi takaisin n. 65–70 cm:n päässä päätelaitteesta

Kuva 19. Tuote A, kotona asetus

Tehostuksella tuote A:n ilmasuihku kulkeutui pisimmillään n. 95 cm:n päähän suuttimesta (kuva 20). Tällä ilmavirralla havaittiin, että suutin ohjasi jäteilman pois raitiskanavasta tuulellisista testaustilanteista parhaiten.

Kuva 20. Tuote A, tehostus asetus

Kuva 21. Tuote A, poissa asetus

Käyttöajan ulkopuolisella ilmavirralla ilmasuihku kantautui tuote A:sta pisimmil- lään 45 cm:n päähän, ennen kuin kääntyi takaisin (kuva 21). Suurin osa ilmasuih- kusta jäi n. 35 cm:n päähän päätelaitteesta.

7.4.2 Tuote B:n tulokset

Kotona asetuksella tuote B:n ilmasuihku oli n. 55 cm:n päässä päätelaitteesta ennen kuin suihku kääntyi takaisin (kuva 22). Suurin osa suihkusta kääntyi jo 40 cm:n etenemisen jälkeen takaisin.

Kuva 22. Tuote B, kotona asetus

Tehostuksella B:n ilmasuihku kulkeutui n. 85 cm:n päähän, suurin osa virrasta kääntyi n. 70–75 cm:n päässä päätelaitteesta takaisin (kuva 23).

Kuva 23. Tuote B, tehostus asetus

Kuva 24. Tuote B, poissa asetus

Pisimmillään käyttöajan ulkopuolisella ilmavirralla ilmasuihku kulkeutui n.22 cm:n päähän ennen kuin kääntyi takaisin (kuva 24). Savu ohjautui suoraan joko oike- alla tai vasemmalle kanavaan nähden, kun taas kotona ja tehostus asetuksilla osa savusta ohjautui venttiilin päälle.

Lopuksi tehtiin molemmilla suuttimilla testit käyttäen normaaleja käytönajan ilma- virtoja ja ilman vastatuulta. Kumpikin ulospuhalluslaite toimi näissä olosuhteissa moitteettomasti.

7.5 Mittausvirheet

Mittausvirhettä ei lähdetty erikseen laskukaavalla laskemaan, koska työn mittaus- virheisiin täytyisi soveltaa tilastollisia menetelmiä eikä käytössä olleilla testilait- teilla tähän pystytty.

Työssä mittausvirheitä aiheuttivat mm. virtauksen turbulenttisuus, mittauslait- teista sekä mittaustavasta sekä mittaajasta aiheutuvat virheet. 5-pistemenetel- män mittauksessa pitot-putken asennolla oli suuri merkitys mittaustuloksiin. Mit- tauksia pyrittiin tämän takia suorittamaan useampia.

Videolta tehtyjen nopeuksien määrityksissä hankaluutta aiheutti ulospuhalluksen epätasaisuus. Videoilta oli myös melko vaikea saada tarkkaa ilmasuihkun kulke- maa matkaa määritettyä, koska savu hajosi vastatuulen vaikutuksesta eikä savun seasta pystynyt ottamaan tarkkaa kohtaa, jonka etenemistä olisi pystynyt seuraa- maan. Tässä tekijä mietti olisiko esimerkiksi pienen paperipalan asettaminen il- masuihkuun auttanut matkan tarkemmassa määrityksessä.

8 Tulosten arviointi ja pohdinta

8.1 Säädöt

Säätöjä tehdessä todettiin, että päätelaitteet olisi ollut parempi suunnitella Ø100 kanaviksi. Ø125 kanavien säätäminen ilman säätöpeltejä oli hankalaa pienillä il- mavirroilla ja venttiilien painehäviöt jäivät melko pieniksi. Suunnitelmia tehdessä ajateltiin mahdollista melua, mutta oppimisympäristössä tätä ei olisi tarvinnut kui- tenkaan miettiä. Säätöjen hankaluus vaikutti myös siihen, että käyttöajan ulko- puolinen ilmavirta jäi hiukan suuremmaksi kuin oli suunniteltu. Tämä ei kuiten- kaan ollut este tutkimuksien suorittamiselle.

Säätöjä tehdessä mietittiin säätöpeltien tarpeellisuutta. Ne olisivat saattaneet hel- pottaa säätöjen tekemistä ja mittauksia, mutta suojaetäisyyksien täyttyminen op- pimisympäristössä olisi vaikeaa toteuttaa.

8.2 Seinäulospuhalluksen toimivuus

Tuloksia analysoidessa on otettava huomioon, että työ toteutettiin laboratorioti- lassa, joten mittauksissa ei saatu aikaan todenmukaista ympäristöä esim. sisäti- laan ei pystytty simuloimaan auringon tai rakennuksen ja rakenteiden vaikutuksia ilmavirtauksiin. Jälkikäteen pohdittiin myös sitä, olisiko ollut parempi simuloida testausympäristöön muu kuin suora vastatuuli.

Eri mittaustapoja vertaillessa todettiin, että jäteilman nopeuden mittaustulokset olivat melko yhteneväiset niin anemometrillä kuin 5-pistemenetelmällä toteutet- tuna. Tulosten pieni eroavaisuus ajateltiin johtuvan pitot-putken asennon hei- toista eri mittausten aikana.

Ilmamäärissä huomattiin, että tuote B:n tuloksissa on anemometrin ja 5-pisteme- netelmässä suurempi ero kuin tuote A: n. Samalla tavalla nopeuden mittauksissa tuote B:n aikana eroavaisuudet tuloksissa olivat suuremmat.

Siipipyörämittarin tulokset osoittivat, ettei kumpikaan ulospuhalluslaite kyennyt luomaan vaadittavaa 5,0 m/s ulospuhallusnopeutta, ei edes tehostus ilmavirralla.

Mittausten ja savukokeiden tulosten pohjalta voidaan todeta, että kaksion minimi vaatimukset täyttävillä ilmamäärillä on todennäköistä, että jäteilma palautuu rai- tiskanavaan, jos päätelaitteet sijaitsevat lähekkäin. Tuote A ohjasi ilmavirtaa pa- remmin sivuun ja pois raitisilman sisäänotosta. Jäteilmaa kuitenkin kantautui myös tuote A:lla raitiskanavaan ja varsinkin käyttöajan ulkopuolisella asetuksilla ilmavirta raitiskanavaan oli huomattava. Tuotteen B:n osalta jäteilmaa kantautui raitiskanavaan testissä selvästi enemmän. Tässä on huomioitava se, että tuote A on yhdistelmälaite ja tuote B on ulospuhallussuutin, johon yhdistettiin perintei- nen raitisilmasäleikkö.

Molemmat päätelaitteet toimivat moitteettomasti testitilanteessa, jossa vasta- tuulta ei ollut. Täysin tuuletonta tilannetta ei kuitenkaan normaalisti ole ja varsin- kin korkeammissa kerroksissa tuulta voidaan olettaa olevan aina.

Tulosten perusteella raitis- ja jäteilmakanavan ei tulisi sijaita toistensa lähellä vaan mieluiten eri seinillä. Tämä on keskellä kerrostaloa mahdotonta toteuttaa, jolloin kanavien tulisi sijaita asunnon laidoilla. Huomioon on kuitenkin otettava eri asuntojen kanavien väliset etäisyydet, koska asunnon laidoilla sijaitsevat kanavat ovat väistämättä viereisen asunnon kanavien läheisyydessä. Testissä tehostus ilmavirralla tuote A päätelaiteyhdistelmä toimi melko hyvin, jolloin voidaan arvi- oida, että asunnon koon kasvaessa kolmioon ja sitä suuremmaksi, myös ulospu- halluslaitteen toimivuus paranee ilmavirran kasvaessa.

Videoilta tehdyissä nopeuden mittauksissa huomattiin tulosten suurta vaihtelua.

Tämä oli koetilanteessa silmämääräisestikin havaittavissa molemmilla suutti- milla, koska ulospuhalluksessa tapahtui sykähdyksiä eikä se ollut tasaista. Poh- tiessa tuloksia videon nopeuksien olisi kuulunut olla jonkin verran pienempiä kuin siipipyörämittarilla saadut tulokset. Siipipyörällä arvot mitattiin ulospuhallusaukon suulta ja videon pohjalta tehdyissä laskuissa suihku oli edennyt jo jonkin verran ja sen nopeus oli pienentynyt vastatuulen vaikutuksesta.

Palmisteen ja kumppaneiden artikkelissa todettiin, että on ulospuhallus toimisi parhaiten jäteilma-aukon ollessa raitisilmakanavaa ylempänä. Testin havain- noissa huomattiin sama asia, koska jäteilma palautui suurimmaksi osaksi joko suuttimen sivuille tai sen yli.

Seinäulospuhallus tarvitsee vielä reilusti lisätutkimuksia, jotta siitä saataisiin toi- miva ja varmistutaan, ettei jäteilma kantaudu takaisin sisätiloihin. Ajatus seinästä tapahtuvasta jäteilman puhalluksesta on hyvä, mutta tämän hetken tiedoilla ja tutkimuksilla sen oikeanlaista toimivuutta voidaan vahvasti epäillä. Työn aikana esiin nousi pohdinta suunnittelun ja laitteiden toimivuuden lisäksi toteutuksien valvonnasta ja siitä, kuinka hyvin valvojat todellisuudessa varmistuvat seinäpu- halluksen vaatimusten täyttymisestä.

9 Oppimisympäristön jatkokäyttö ja mahdolliset laboratorio- harjoitukset.

Tulevia oppimisympäristössä suoritettavia harjoituksia varten laboratoriotilaan olisi mahdollista kytkeä keskuspölynimurille oma kytkin, joka liitetään ilmanvaih- tokoneen imuriksi määritettyyn tuloon. Takalle asennetaan myös oma kytkin, täl- löin koneen eri toimintojen samanaikaista toimintaa voidaan tutkia. Yhden pois- toventtiiliin alle voitaisiin asettaa ilmankostutin, jolloin saadaan tutkittua ilmanvaihtokoneen kosteudesta johtuvan tehostuksen toimintaa. Automaation la- boratorioharjoituksia varten ilmanvaihtokone kytketään Modbus-väylään.

Tulevaisuudessa raitisilmakanavaan voitaisiin asentaa jäähdytyspatteri, jolloin harjoituksissa pystytään simuloimaan talvikuukausia ja tutkimaan esimerkiksi LTO:n toimintaa talvella. Jatkossa ainakin osaan kanavista voitaisiin asentaa säätöpellit, säätöjen helpottamiseksi sekä kaikkiin kanaviin kiinteitä antureita mm.

automaation säätöharjoituksia varten.

Jatkokäyttöä ajatellen opinnäytetyöhön liitetään oppimisympäristöä esittelevä vi- deo, jossa kuvataan järjestelmää ja sen eri toimintoja.

Lähteet

FINVAC ry. 2019. Opas asuinrakennusten ilmanvaihdonmitoitukseen. https://talotekniik- kainfo.fi/sites/default/files/opas_asuinrakennusten_ilmanvaihdon_mitoituk- seen_2019.pdf. 8.10.2021

FläktGroup Finland Oy. 2020. LUMI Tekninen esite. https://www.flakt-

group.com/api/v1/Documents/fe4e45be-c765-43dd-803e-94a911c2fb1f?se- arch=1. 20.8.2021

FläktGroup Finland Oy. 2020. LUMO Tekninen esite.

https://www.flaktgroup.com/api/v1/Documents/fdcb8c15-eb65-47d7-a218- e35000db2e42?search=0. 20.8.2021

FläktGroup Finland Oy.2020. STQA, STQP Tekninen esite. https://www.flakt-

group.com/api/v1/Documents/ae4cb044-6c68-4586-8c9b-efcc01259533?se- arch=0. 20.8.2021

Harju P. 2008. Ilmastointitekniikan oppikirja 1. Kouvola: Penan Tieto-Opus Ky.

Harju. P. 2014. Talotekniikan mittauksia, säätöjä ja automatiikkaa. Kouvola: Penan Tieto-Opus Ky.

Holopainen. R, Pasanen. P, Railio.J, Säteri. J & Virranta. P. 2008. Ilmanvaihtojärjestel- män puhdistus ja tasapainotus. Helsinki: Opetushallitus

LVI 014-10290. 1999. LVI-laitosten mittaukset. Rakennustieto

Palmiste. U, Kurnitski.J. & Voll. H. 2020. Design criteria for outdoor air intakes and ex- haust air outlets located on an external wall. E3S Web of Conferences 172, 09008. https://doi.org/10.1051/e3sconf/202017209008. 10.5. 2021

Perttunen. R. 2020. FläktGroup Finland Oy. Ilmanvaihdon paloturvallisuus -käsikirja.

Railio. J. 2018. Sisäilmasto ja ilmanvaihto uusi asetus ja oppaat. SuLVI ry

https://sulvi.fi/wp-content/uploads/2017/11/Railio_Sisailmasto_ja_ilman- vaihto.pdf. Luettu 2.12.2020

RT 07-11297. 2018.Sisäilmaluokitus 2018. Sisäympäristön tavoitearvot, suunnitteluoh- jeet ja tuotevaatimukset. Rakennustieto.

Saari M., Antson A., Kukkonen P. & Nyman M. 2014. Energiatehokkaan pientalon ilman- vaihto-opas. Rakennustuoteteollisuus RTT ry.

Sandberg E. 2016. Sisäilmasto ja ilmastointijärjestelmät Ilmastointitekniikka osa 1.

Forssa: Talotekniikka-Julkaisut Oy.