Vedottomien ulkoilmaventtiilien kehittämisperusteet

Translated title of the contribution: Development of draughtless outdoor air inlets

Jorma Heikkinen, Keijo Kovanen, Tuomo Ojanen, Marja-Liisa Pallari, Kalevi Piira, Veijo Siitonen

Research output: Book/ReportReportProfessional

Abstract

Koneellisella poistolla toimivissa ilmanvaihtojärjestelmissä korvausilman otto asuinhuoneisiin ulkoseinään asennettujen venttiilien kautta on yleisesti aiheuttanut vetoisuutta. Tässä tutkimuksessa etsittiin ulkoilmaventtiilien tuotekehitykseen tähtääviä keinoja vedon välttämiseksi. Työhypoteesina oli periaate, että kylmä tuloilma on ensin saatava lämpenemään huoneen yläosassa ennen sen tuloa oleskelualueelle. Tämän periaatteen toimivuutta testattiin ensin laskelmin suihkuteorian ja huonevirtausten laskentamallin perusteella ja sitten mittauksin koehuoneessa. Tutkimuksessa parannettiin kattopintaan kiinnittyvien suihkujen teoriaa, jolla voidaan määrittää hyvän tuloilmaelimen ominaisuudet. Tutkittavana oli ikkunan päältä ylöspäin puhaltava rako, katon rajasta säteittäin vaakasuuntaan puhaltava rakosuutin ja seinältä säteittäisesti yläviistoon puhaltava monireikäinen suutin. Vedottomuuskokeet tehtiin 0 °C:n ja -20 °C:n ulkolämpötiloissa, jotka olivat myös tuloilman lämpötiloja. Ensin mainitussa tapauksessa ikkunan alla olevan konvektiivisen lämmityspatterin teho oli nolla ja jälkimmäisessä se asetettiin tuloilmavirran lämmönkulutuksen suuruiseksi. Sisälämpötila pidettiin vakiona 21 °C:ssa hajautetun lattia- tai seinälämmityksen avulla. Oleskelualueen vedottomuus arvioitiin turbulenssin huomioon ottavalla Fangerin vetoyhtälöllä ja Suomen rakennusmääräyskokoelman osan D2 vetokäyrästöllä. Koetulokset osoittavat, että edullisesti sijoitetuilla ja suunnatuilla tuloilmaelimillä voidaan molemmissa ulkolämpötiloissa johtaa ilmaa huoneeseen ainakin 8 dm3/s, kun vetokriteerina pidetaan vetoyhtälöllä laskettua tyytymättömien osuutta 20 % tai vetokäyrästön käyrää 2. Tällöin tuloilmasuihkun nopeuden tulee olla vähintään 2-3 m/s. Tämä voidaan myös käytännössä saavuttaa sisäänpuhallusaukkojen ja muiden virtausteiden oikealla muotoilulla, ulko ja sisäilman välisen paine eron ollessa noin 10 Pa. Ilman esilämmityskeinoina tarkasteltiin kirjallisuuden perusteella tuloilmaikkunan käyttömahdollisuutta ja laskelmin ulkoilman johtamista sisään seinän tai katon eristysrakenteen kautta. Molemmat keinot ovat periaatteessa toimivia ja jopa energiaa säästäviä, mutta käytännössä niiden yhteydessä tarvittavalle ilmavirran säädölle ja takaisinvirtauksen estolle ei ole vielä tyydyttävää ratkaisua.
Original languageFinnish
Place of PublicationEspoo
PublisherVTT Technical Research Centre of Finland
Number of pages112
ISBN (Print)951-38-4362-9
Publication statusPublished - 1993
MoE publication typeNot Eligible

Publication series

NameVTT Tiedotteita - Meddelanden - Research Notes
PublisherVTT
No.1468
ISSN (Print)1235-0605
ISSN (Electronic)1455-0865

Fingerprint

Air

Keywords

  • residential buildings
  • rooms
  • air intakes
  • ducts
  • draught
  • product development
  • air heaters
  • indoor air
  • exhaust diffusers
  • exhaust systems
  • ventilation
  • design
  • temperature
  • calculations
  • utilization
  • tests
  • structures
  • seasons

Cite this

Heikkinen, J., Kovanen, K., Ojanen, T., Pallari, M-L., Piira, K., & Siitonen, V. (1993). Vedottomien ulkoilmaventtiilien kehittämisperusteet. Espoo: VTT Technical Research Centre of Finland. VTT Tiedotteita - Meddelanden - Research Notes, No. 1468
Heikkinen, Jorma ; Kovanen, Keijo ; Ojanen, Tuomo ; Pallari, Marja-Liisa ; Piira, Kalevi ; Siitonen, Veijo. / Vedottomien ulkoilmaventtiilien kehittämisperusteet. Espoo : VTT Technical Research Centre of Finland, 1993. 112 p. (VTT Tiedotteita - Meddelanden - Research Notes; No. 1468).
@book{7fde7f468447473081f51102b1227332,
title = "Vedottomien ulkoilmaventtiilien kehitt{\"a}misperusteet",
abstract = "Koneellisella poistolla toimivissa ilmanvaihtoj{\"a}rjestelmiss{\"a} korvausilman otto asuinhuoneisiin ulkosein{\"a}{\"a}n asennettujen venttiilien kautta on yleisesti aiheuttanut vetoisuutta. T{\"a}ss{\"a} tutkimuksessa etsittiin ulkoilmaventtiilien tuotekehitykseen t{\"a}ht{\"a}{\"a}vi{\"a} keinoja vedon v{\"a}ltt{\"a}miseksi. Ty{\"o}hypoteesina oli periaate, ett{\"a} kylm{\"a} tuloilma on ensin saatava l{\"a}mpenem{\"a}{\"a}n huoneen yl{\"a}osassa ennen sen tuloa oleskelualueelle. T{\"a}m{\"a}n periaatteen toimivuutta testattiin ensin laskelmin suihkuteorian ja huonevirtausten laskentamallin perusteella ja sitten mittauksin koehuoneessa. Tutkimuksessa parannettiin kattopintaan kiinnittyvien suihkujen teoriaa, jolla voidaan m{\"a}{\"a}ritt{\"a}{\"a} hyv{\"a}n tuloilmaelimen ominaisuudet. Tutkittavana oli ikkunan p{\"a}{\"a}lt{\"a} yl{\"o}sp{\"a}in puhaltava rako, katon rajasta s{\"a}teitt{\"a}in vaakasuuntaan puhaltava rakosuutin ja sein{\"a}lt{\"a} s{\"a}teitt{\"a}isesti yl{\"a}viistoon puhaltava monireik{\"a}inen suutin. Vedottomuuskokeet tehtiin 0 °C:n ja -20 °C:n ulkol{\"a}mp{\"o}tiloissa, jotka olivat my{\"o}s tuloilman l{\"a}mp{\"o}tiloja. Ensin mainitussa tapauksessa ikkunan alla olevan konvektiivisen l{\"a}mmityspatterin teho oli nolla ja j{\"a}lkimm{\"a}isess{\"a} se asetettiin tuloilmavirran l{\"a}mm{\"o}nkulutuksen suuruiseksi. Sis{\"a}l{\"a}mp{\"o}tila pidettiin vakiona 21 °C:ssa hajautetun lattia- tai sein{\"a}l{\"a}mmityksen avulla. Oleskelualueen vedottomuus arvioitiin turbulenssin huomioon ottavalla Fangerin vetoyht{\"a}l{\"o}ll{\"a} ja Suomen rakennusm{\"a}{\"a}r{\"a}yskokoelman osan D2 vetok{\"a}yr{\"a}st{\"o}ll{\"a}. Koetulokset osoittavat, ett{\"a} edullisesti sijoitetuilla ja suunnatuilla tuloilmaelimill{\"a} voidaan molemmissa ulkol{\"a}mp{\"o}tiloissa johtaa ilmaa huoneeseen ainakin 8 dm3/s, kun vetokriteerina pidetaan vetoyht{\"a}l{\"o}ll{\"a} laskettua tyytym{\"a}tt{\"o}mien osuutta 20 {\%} tai vetok{\"a}yr{\"a}st{\"o}n k{\"a}yr{\"a}{\"a} 2. T{\"a}ll{\"o}in tuloilmasuihkun nopeuden tulee olla v{\"a}hint{\"a}{\"a}n 2-3 m/s. T{\"a}m{\"a} voidaan my{\"o}s k{\"a}yt{\"a}nn{\"o}ss{\"a} saavuttaa sis{\"a}{\"a}npuhallusaukkojen ja muiden virtausteiden oikealla muotoilulla, ulko ja sis{\"a}ilman v{\"a}lisen paine eron ollessa noin 10 Pa. Ilman esil{\"a}mmityskeinoina tarkasteltiin kirjallisuuden perusteella tuloilmaikkunan k{\"a}ytt{\"o}mahdollisuutta ja laskelmin ulkoilman johtamista sis{\"a}{\"a}n sein{\"a}n tai katon eristysrakenteen kautta. Molemmat keinot ovat periaatteessa toimivia ja jopa energiaa s{\"a}{\"a}st{\"a}vi{\"a}, mutta k{\"a}yt{\"a}nn{\"o}ss{\"a} niiden yhteydess{\"a} tarvittavalle ilmavirran s{\"a}{\"a}d{\"o}lle ja takaisinvirtauksen estolle ei ole viel{\"a} tyydytt{\"a}v{\"a}{\"a} ratkaisua.",
keywords = "residential buildings, rooms, air intakes, ducts, draught, product development, air heaters, indoor air, exhaust diffusers, exhaust systems, ventilation, design, temperature, calculations, utilization, tests, structures, seasons",
author = "Jorma Heikkinen and Keijo Kovanen and Tuomo Ojanen and Marja-Liisa Pallari and Kalevi Piira and Veijo Siitonen",
year = "1993",
language = "Finnish",
isbn = "951-38-4362-9",
series = "VTT Tiedotteita - Meddelanden - Research Notes",
publisher = "VTT Technical Research Centre of Finland",
number = "1468",
address = "Finland",

}

Heikkinen, J, Kovanen, K, Ojanen, T, Pallari, M-L, Piira, K & Siitonen, V 1993, Vedottomien ulkoilmaventtiilien kehittämisperusteet. VTT Tiedotteita - Meddelanden - Research Notes, no. 1468, VTT Technical Research Centre of Finland, Espoo.

Vedottomien ulkoilmaventtiilien kehittämisperusteet. / Heikkinen, Jorma; Kovanen, Keijo; Ojanen, Tuomo; Pallari, Marja-Liisa; Piira, Kalevi; Siitonen, Veijo.

Espoo : VTT Technical Research Centre of Finland, 1993. 112 p. (VTT Tiedotteita - Meddelanden - Research Notes; No. 1468).

Research output: Book/ReportReportProfessional

TY - BOOK

T1 - Vedottomien ulkoilmaventtiilien kehittämisperusteet

AU - Heikkinen, Jorma

AU - Kovanen, Keijo

AU - Ojanen, Tuomo

AU - Pallari, Marja-Liisa

AU - Piira, Kalevi

AU - Siitonen, Veijo

PY - 1993

Y1 - 1993

N2 - Koneellisella poistolla toimivissa ilmanvaihtojärjestelmissä korvausilman otto asuinhuoneisiin ulkoseinään asennettujen venttiilien kautta on yleisesti aiheuttanut vetoisuutta. Tässä tutkimuksessa etsittiin ulkoilmaventtiilien tuotekehitykseen tähtääviä keinoja vedon välttämiseksi. Työhypoteesina oli periaate, että kylmä tuloilma on ensin saatava lämpenemään huoneen yläosassa ennen sen tuloa oleskelualueelle. Tämän periaatteen toimivuutta testattiin ensin laskelmin suihkuteorian ja huonevirtausten laskentamallin perusteella ja sitten mittauksin koehuoneessa. Tutkimuksessa parannettiin kattopintaan kiinnittyvien suihkujen teoriaa, jolla voidaan määrittää hyvän tuloilmaelimen ominaisuudet. Tutkittavana oli ikkunan päältä ylöspäin puhaltava rako, katon rajasta säteittäin vaakasuuntaan puhaltava rakosuutin ja seinältä säteittäisesti yläviistoon puhaltava monireikäinen suutin. Vedottomuuskokeet tehtiin 0 °C:n ja -20 °C:n ulkolämpötiloissa, jotka olivat myös tuloilman lämpötiloja. Ensin mainitussa tapauksessa ikkunan alla olevan konvektiivisen lämmityspatterin teho oli nolla ja jälkimmäisessä se asetettiin tuloilmavirran lämmönkulutuksen suuruiseksi. Sisälämpötila pidettiin vakiona 21 °C:ssa hajautetun lattia- tai seinälämmityksen avulla. Oleskelualueen vedottomuus arvioitiin turbulenssin huomioon ottavalla Fangerin vetoyhtälöllä ja Suomen rakennusmääräyskokoelman osan D2 vetokäyrästöllä. Koetulokset osoittavat, että edullisesti sijoitetuilla ja suunnatuilla tuloilmaelimillä voidaan molemmissa ulkolämpötiloissa johtaa ilmaa huoneeseen ainakin 8 dm3/s, kun vetokriteerina pidetaan vetoyhtälöllä laskettua tyytymättömien osuutta 20 % tai vetokäyrästön käyrää 2. Tällöin tuloilmasuihkun nopeuden tulee olla vähintään 2-3 m/s. Tämä voidaan myös käytännössä saavuttaa sisäänpuhallusaukkojen ja muiden virtausteiden oikealla muotoilulla, ulko ja sisäilman välisen paine eron ollessa noin 10 Pa. Ilman esilämmityskeinoina tarkasteltiin kirjallisuuden perusteella tuloilmaikkunan käyttömahdollisuutta ja laskelmin ulkoilman johtamista sisään seinän tai katon eristysrakenteen kautta. Molemmat keinot ovat periaatteessa toimivia ja jopa energiaa säästäviä, mutta käytännössä niiden yhteydessä tarvittavalle ilmavirran säädölle ja takaisinvirtauksen estolle ei ole vielä tyydyttävää ratkaisua.

AB - Koneellisella poistolla toimivissa ilmanvaihtojärjestelmissä korvausilman otto asuinhuoneisiin ulkoseinään asennettujen venttiilien kautta on yleisesti aiheuttanut vetoisuutta. Tässä tutkimuksessa etsittiin ulkoilmaventtiilien tuotekehitykseen tähtääviä keinoja vedon välttämiseksi. Työhypoteesina oli periaate, että kylmä tuloilma on ensin saatava lämpenemään huoneen yläosassa ennen sen tuloa oleskelualueelle. Tämän periaatteen toimivuutta testattiin ensin laskelmin suihkuteorian ja huonevirtausten laskentamallin perusteella ja sitten mittauksin koehuoneessa. Tutkimuksessa parannettiin kattopintaan kiinnittyvien suihkujen teoriaa, jolla voidaan määrittää hyvän tuloilmaelimen ominaisuudet. Tutkittavana oli ikkunan päältä ylöspäin puhaltava rako, katon rajasta säteittäin vaakasuuntaan puhaltava rakosuutin ja seinältä säteittäisesti yläviistoon puhaltava monireikäinen suutin. Vedottomuuskokeet tehtiin 0 °C:n ja -20 °C:n ulkolämpötiloissa, jotka olivat myös tuloilman lämpötiloja. Ensin mainitussa tapauksessa ikkunan alla olevan konvektiivisen lämmityspatterin teho oli nolla ja jälkimmäisessä se asetettiin tuloilmavirran lämmönkulutuksen suuruiseksi. Sisälämpötila pidettiin vakiona 21 °C:ssa hajautetun lattia- tai seinälämmityksen avulla. Oleskelualueen vedottomuus arvioitiin turbulenssin huomioon ottavalla Fangerin vetoyhtälöllä ja Suomen rakennusmääräyskokoelman osan D2 vetokäyrästöllä. Koetulokset osoittavat, että edullisesti sijoitetuilla ja suunnatuilla tuloilmaelimillä voidaan molemmissa ulkolämpötiloissa johtaa ilmaa huoneeseen ainakin 8 dm3/s, kun vetokriteerina pidetaan vetoyhtälöllä laskettua tyytymättömien osuutta 20 % tai vetokäyrästön käyrää 2. Tällöin tuloilmasuihkun nopeuden tulee olla vähintään 2-3 m/s. Tämä voidaan myös käytännössä saavuttaa sisäänpuhallusaukkojen ja muiden virtausteiden oikealla muotoilulla, ulko ja sisäilman välisen paine eron ollessa noin 10 Pa. Ilman esilämmityskeinoina tarkasteltiin kirjallisuuden perusteella tuloilmaikkunan käyttömahdollisuutta ja laskelmin ulkoilman johtamista sisään seinän tai katon eristysrakenteen kautta. Molemmat keinot ovat periaatteessa toimivia ja jopa energiaa säästäviä, mutta käytännössä niiden yhteydessä tarvittavalle ilmavirran säädölle ja takaisinvirtauksen estolle ei ole vielä tyydyttävää ratkaisua.

KW - residential buildings

KW - rooms

KW - air intakes

KW - ducts

KW - draught

KW - product development

KW - air heaters

KW - indoor air

KW - exhaust diffusers

KW - exhaust systems

KW - ventilation

KW - design

KW - temperature

KW - calculations

KW - utilization

KW - tests

KW - structures

KW - seasons

M3 - Report

SN - 951-38-4362-9

T3 - VTT Tiedotteita - Meddelanden - Research Notes

BT - Vedottomien ulkoilmaventtiilien kehittämisperusteet

PB - VTT Technical Research Centre of Finland

CY - Espoo

ER -

Heikkinen J, Kovanen K, Ojanen T, Pallari M-L, Piira K, Siitonen V. Vedottomien ulkoilmaventtiilien kehittämisperusteet. Espoo: VTT Technical Research Centre of Finland, 1993. 112 p. (VTT Tiedotteita - Meddelanden - Research Notes; No. 1468).