Hengitä helpommin: ilmanvaihdon rooli nykyaikaisessa rakentamisessa
Ilmanvaihtojärjestelmien tavoitteena on luoda käyttäjille mahdollisimman viihtyisä, terveellinen ja energiatehokas ympäristö. Tärkeitä tekijöitä käyttäjäkeskeisessä ilmanvaihdon suunnittelussa ovat muun muassa optimoitu sisäilman laatu, lämpömukavuus ja energiatehokkuus. Muuntojoustavuus on etenkin erilaisissa suurissa julkisissa rakennuksissa nykyaikaa, ja toimivan ilmanvaihdon on taivuttava tukemaan myös sitä. Ilmastonmuutos, kesien piteneminen ja sään ääri-ilmiöt tuovat omat haasteensa ilmanvaihdon suunnitteluun.
Keskiössä huomamaattomuus ja energiatehokkuus
–Ilmanvaihto on merkittävin yksittäinen talotekninen asia, joka vaikuttaa rakennusten energiatehokkuuteen, toteaa aluemyyntipäällikkö Ville Nummelin Interventiltä.
Tieto on valtaa, ja käytön seuranta on ilmanvaihdon onnistuneessa toteutuksessa todella merkittävää. Siksi nykyaikaiset omalla automatiikalla varustetut ilmanvaihtokoneet ovat ylivertaisia, sillä niistä saa dataa lämmön- ja sähkönkulutuksesta. Nämä puolestaan vaikuttavat suoraan käyttökustannuksiin – ja ovat tärkeää tietoa rakennusten omistajille.
–Eräs isännöitsijä sanoi hyvin: ei minua kiinnosta ilmanvaihto, minua kiinnostaa liikevaihto, kertoo Nummelin. Mutta ilmanvaihto ja liikevaihto eivät ole erillisiä toisistaan ja modernit ilmanvaihtokoneet ovat hyödyllisiä myös taloudellisesti.
Samoilla linjoilla on kollega, Interventin aluemyyntipäällikkö Maarit Käkelä.
–Omalla automatiikalla varustettu ilmanvaihtokone toimii optimaalisemmin ja antaa myös tilaa muuntojoustavuudelle.
Ilmanvaihdon merkitys viihtyisän sisäympäristön luomisessa on korostunut viime vuosina. Osittain tämä johtuu nykyrakentamisen tiiviydestä. Nummelinin mukaan vaatimukset ovat myös kasvaneet: lämpötilan vakiointi, hyvä kosteustaso ja äänetön ilmastointi ilman vedontunnetta ovat nykyään perusvaatimustasoa.
–Tänä päivänä raikkaan ilman lisäksi toivotaan myös viilennystä, mihin vaikuttavat osaltaan pitenevät ja lämpenevät kesäkaudet, sanoo Käkelä. Ilmanvaihto on toimiva silloin kun sitä ei huomaa – kun sen huomaa, jossain on yleensä epäsuhtaa.
Käyttäjäkeskeisyyttä ja ulkoilman huomioimista ilmanvaihdon suunnittelussa
Käyttäjäkeskeisyys on tärkeä osa nykyaikaista ilmanvaihdon suunnittelua. Viihtyisyyttä ei kannata aliarvioida – esimerkiksi vuokra- ja sijoitusasuinrakennuksissa merkitystä on, miten pitkään asukkaat viihtyvät ja kuinka pitkäaikaisia vuokralaisia omistaja saa. Tärkeimmiksi ilmanvaihdon ominaisuuksiksi Käkelä ja Nummelin nimeävät raikkaan sisäilman ja jo mainitun ilmanvaihdon huomaamattomuuden. He korostavat käyttäjän kuuntelua, erityisesti saneeraushankkeissa.
–Paras tuntuma ilmanvaihdon toimivuudesta on käyttäjällä, ei suunnittelijalla, toteaa Nummelin.
Ilmanvaihdolla on sisäilman laadun hallinnassa suuri merkitys. Ikkunoiden avaamisen tarve voi huonontaa sisäilman laatua merkittävästi. Sitä kautta sisään pääsee suodattamattomana tulevan ilman mukana muun muassa keväisin katupölyä ja siitepölyä.
Luonnollista ilmanvaihtoa, eli suodatettua ulkoilmaa, voi kuitenkin käyttää vuodenajan sen salliessa. Suomessa ollaan sen suhteen onnellisessa asemassa, että puhdasta ulkoilmaa on tarjolla ja käytettävissä. Nummelin mainitsee vapaajäähdytyksen, mikä tarkoittaa viilennystarpeen ratkaisemista maksamatta siitä mitään. Hyödyt ovat siis sekä ekologisia että taloudellisia.
–Vapaajäähdytystä käyttäessä nostetaan ilmamäärää, kun ulkona on viileää ilmaa tarjolla. Kun taas ulkona on lämmintä, otetaan koneellinen jäähdytys käyttöön.
–Tätä pystyy hyvin hyödyntämään toimistoissa ja tiloissa, jotka on suunniteltu vaihtelevilla ilmamäärillä. Asuinrakennuksissa luonnollinen ilmanvaihto puolestaan on haastavampaa, koska vedontunne tulee herkemmin, kertoo Käkelä.
Ilmanvaihtojärjestelmien käyttäjäkeskeistä suunnittelua on kannattavaa lähestyä jo rakennusvaiheessa. Käkelän mukaan rakennuksen painesuhde on otettava huomioon, sillä mikäli ilmamäärät ovat epätasapainossa, kompensoidaan sitä muualta. Rakentamisen orgaanisten aineiden pääsy sisäilmaan ei ole käyttäjän terveyden ja edun mukaista, ja toisinpäin – sisäilman kosteuden karkaaminen ulospäin vie kosteutta rakenteisiin ja saa aikaan rakennuksen homehtumisen.
Hyvänä esimerkkinä pieleen menneestä ilmanvaihdosta on Käkelän mukaan homekoulut, joissa usein laitetaan ilmanvaihto yöksi kiinni. Koska nykyrakentaminen on todella tiivistä, aiheuttaa tämä sen, että tiloissa oleva kosteus ei poistu, vaan menee rakenteisiin.
Nummelin haluaakin painottaa nykyaikaisten ilmanvaihtokoneiden seurantaominaisuuksia: niistä voi nähdä poistuvan ja tulevan ilman tarkat litramäärät, ja mikäli epätasaisuutta ilmenee, analysoida mikä on pielessä.
–Vanhoissa koneissa ei ole samanlaista tietoa. Konetta tarkistaessa näet, että se humisee, mutta et pysty tietämään mahdollista korjaustarvetta.
Erilaisissa rakennustyypeissä on erilaisia haasteita ja tarpeita
Suurten asuinrakennusten, eli kerrostalojen, sekä erilaisten julkisten tilojen, kuten ostoskeskusten, toimistojen ja koulujen tarpeet ilmanvaihdolle ovat hieman erilaiset. Myös haasteet vaihtelevat rakennustyypin ja käyttötarkoituksen mukaan. Kerrostalojen haasteet liittyvät vuodenaikojen vaihteluihin. Erityisesti Nummelinin mieltä painaa viilennyksen standardoimattomuus.
–Tällä hetkellä suunnitellaan koneita, joissa on jäähdytys ja sellaisia, joissa sitä ei ole. Talvessa haasteena puolestaan on huurteenhallinta ilmastointikoneilla energiatehokkaasti.
Käkelä mainitsee ongelmaksi ilman kosteuden: kaikki ilma, kylpyhuoneita myöten, menee keskitettyyn ilmanvaihtokoneeseen. Säiden painuessa pakkaselle lämmön talteenotto alkaa jäätyä, jolloin asukkaille tulee vedontunnetta, jos huurteenhallintaa ei ole tehty asianmukaisesti.
Julkisten tilojen osalta suurin ilmanvaihdon haaste liittyy puolestaan rakennusten käyttötarkoitukseen. Vuokrasopimukset kestävät yleensä noin kymmenen vuotta, mutta tilojen käyttötarkoitus saattaa muuttua senkin aikana. Hyvänä esimerkkinä käyttötarkoituksen ja ilmanvaihdon tarpeen muuttumisesta toimii esimerkiksi varastotila, joka muutetaan kuntosaliksi. Tilan käyttäjämäärän kasvaessa ja kosteuden lisääntyessä muuttuu ilmanvaihdon tarvekin olennaisesti.
–Ilmanvaihto palvelee usein alkuperäistä käyttötarkoitusta, vaikka muutoksia olisikin tullut. Nämä muutokset voivat olla vaikkapa vain väliseiniä, mutta se vaikuttaa silti ilmanvaihtoon, sanoo Käkelä.
Ilmanvaihdon suunnittelussa onkin enenevissä määrin otettava huomioon tilojen muuntojoustavuus – konsepti, johon myös ilmanvaihdon olisi taivuttava.
Kerrostalojen ilmanvaihdossa Nummelin ja Käkelä kertovat keskitetyn ilmanvaihtokoneen olevan energiatehokkain ja taloudellisin vaihtoehto.
–Lämmön talteenotto on myös tehokkaampaa keskitetyssä ilmanvaihtokoneessa verrattuna huoneistokohtaisiin koneisiin. Jälkimmäisessä vaihtoehdossa automaatioon ja ohjaukseen ei satsata niin paljon, sillä ohjausjärjestelmä maksaa saman verran yhteen koneeseen kuin vaikkapa neljäänkymmeneen. Keskitetyssä koneessa energianseuranta on myös helpommin hallittavissa ja poikkeamiin pystytään reagoimaan nopeammin, he summaavat.
Julkisissa tiloissa hiilidioksidimäärien mittaus on hyvä tapa tehostaa ilmastointia lisäämällä ilmamäärää hiilidioksidin mukaan. Tällöin voidaan ajaa ilmanvaihtokoneita hieman pienemmälläkin teholla silloin, kun käyttöä ei ole niin paljon, mikä tuo säästöjä niin energiassa kuin kuluissakin. Nummelinin mukaan tarpeenmukaisuus on tärkeää viihtyisyyden ja energiansäästön kannalta.
–Ilmanvaihdon automatisoinnilla on merkitystä. Esimerkiksi hiilidioksidi- ja lämpötilamittaukset ovat hyviä työkaluja ilmanvaihdon toimivuudelle ja tehokkuudelle.
–Ilmanvaihto on suurin yksittäinen energiatehokkuuteen vaikuttava talotekninen osa. Ilmalla harvemmin lämmitetään kiinteistöjä, yleensä lämmitys tapahtuu lattialämmityksen tai radiaattoreiden kautta. Pieleen mennään usein silloin, jos käytetään ilmanvaihtoa lämmitysjärjestelmänä, sanoo Nummelin.
Käkelä painottaa, että ilmanvaihdolla on suuri merkitys energiankulutukseen. Mikäli rakennuksessa on esimerkiksi 20-30 vuotta vanha ilmanvaihtokone, kannattaa teettää investointilaskelmat koneen vaihdosta, se ei yleensä maksa mitään.
Nummelin säestää kertoen tekniikan menneen valtavia harppauksia eteenpäin pelkästään viimeisen kymmenen vuoden aikana. Myös lakisääteisesti lämmön talteenottoon tuli minimiarvot vuodesta 2016 alkaen.
Tulevaisuus tuo haasteita ja mahdollisuuksia ilmanvaihdon suunnitteluun
Nykyinen ilmanvaihtoteknologia on erinomaista ja kehittyy jatkuvasti, mutta tulevaisuuden haasteena Nummelin näkee seurannan. Se on hänen mukaansa hieman vajavaista tällä hetkellä, sillä rakennusautomaatiojärjestelmien käyttöliittymät eivät perinteisesti ole kovin käyttäjäystävällisiä.
–Talotekniikan laitteiden ollessa tänä päivänä selainpohjaisia näen tulevaisuuden mahdollisuutena käyttäjäystävällisempien käyttöliittymien toteuttamisen. Se automaatiourakoitsija, joka tekee käyttöliittymän, jota kuka tahansa pystyy käyttämään, voittaa tämän pelin.
Käkelä lisää laitteiden itsessään olevan aika lailla huipputeknisiä. Koska rakennusala tulee hieman kehitystä jäljessä, ei laitteiden tekniikasta osata ottaa kaikkea mahdollista irti. Automaatiojärjestelmien tulisi hänen mukaansa tulevaisuudessa olla integroitavissa laitteisiin.
Nummelin kehottaa alan toimijoita kiinnittämään tulevaisuudessa huomiota myös määräyksiin ja ohjeisiin esimerkiksi tilan minimi-ilmamäärästä. Hän kertoo perusajatuksen nykyään olevan, että tiloihin suunnitellaan vähimmäismäärä ilmaa, vaikka ajatusmallia voisi hyvin muuttaa ilman lisäämisen suuntaan. Tämä toisi tiloihin myös muuntojoustavuutta.
Lisäksi Nummelin ja Käkelä haluavat painottaa laitteiden perustoimintojen varmistamista jo suunnittelupöydällä ja toimintakokeissa.
–Tämä on olennaista, sillä käyttäjän täytyy ymmärtää järjestelmää ja osata käyttää sitä. Tällä hetkellä suunnitellaan vähän turhan monimutkaisia järjestelmiä.
–Yksinkertainen on monesti kaunista, summaa Käkelä.
Yhtenä tulevaisuuden haasteista he mainitsevat vielä ilmaston. Tärkeää olisi pystyä tekemään energiatehokkaita ja ympäristöystävällisesti valmistettuja koneita, joista on tiedossa sekä hiilijalanjälki että hiilikädenjälki. Sään ääri-ilmiöt vaikuttavat myös ilmanvaihtoon: laitteiden tulee toimia siten, että ne kestävät niin 30 asteen pakkasen kuin 30 asteen helteenkin, ja sisäilma on silti huomaamatonta ja laadukasta.
Teksti: Eveliina Kammonen
