Ilman sisäänotto ulkovaipan kautta: Esitutkimus

Merkittävässä osassa asuinrakennuksia (mm. lähes kaikissa uusissa kerrostaloissa) on ilmanvaihtojärjestelmänä koneellinen poisto. Poistoilmanvaihdon suurimpana puutteena ja ongelmana pidetään hallitsematonta tuloilman sisäänottoa ja tästä aiheutuvaa vetoisuutta. Lähinnä kokeiden perusteella selvitettiin viihtyisyyden kannalta hyväksyttäviä ulkoilman sisäänottomahdollisuuksia ulkovaipan kautta. Kokeellista tietoa täydennettiin suppealla mittaustulosten teoreettisella tarkastelulla. Energiataloudellisesti parhaaseen tulokseen päästään ulkovaipan hyvällä ilmanpitävyydellä ja saattamalla oikeilla sisäänottotavoilla tuloilmamäärä mahdollisimman vähän riippuvaksi ulkoisista tekijöistä. Sisään purkautuva virtaus aiheuttaa herkästi vetona tuntuvaa epäviihtyisyyttä. Lämpötilaeron ja ilman nopeuden vaikutusta vedon tunteeseen käsitellään lähinnä ulkomaiseen tutkimusaineistoon viitaten. Ulkoilman mahdollisia sisäänottotapoja arvioidaan seuraavien toiminnallisten vaatimusten perusteella: vedottomuus, painesuhteiden hallinta, ilman lämpeneminen tai lämmöntalteenottomahdollisuus ja vesihöyryn kondensoitumisen välttäminen. Myös soveltuvuutta olemassa olevaan rakennuskantaan ja painovoimaiseen ilmanvaihtoon sekä nykyisiin seinärakennekokonaisuuksiin sivutaan. Kokeellisen tutkimuksen kohteeksi valittiin tuloilmaikkuna ja huokoinen seinärakenne. Molemmissa voidaan ulkovaipan johtumishäviöitä hyödyntää ilman esilämmityksessä, mikä voi olla ilmanvaihdon energiatalouden ja viihtyisyyden kannalta merkittävä etu. Mittauksissa pyrittiin selvittämään ilmamäärät, jotka em. ulkoilman sisäänottoratkaisuilla voidaan tuoda huonetilaan vedottomasti. Molemmista sisäänottovaihtoehdoista tutkittiin lähinnä sisäänpuhallusjärjestelyn (rako, reikälevy, ylöspäin suunnattu virtaus) vaikutusta virtauksen leviämiseen huonetilassa parametreinä ilmavirta ja ulkoilman lämpötila. Sekä huokoisen rakenteen että tuloilmaikkunan kautta on mahdollista ottaa asuinhuoneiden perusilmanvaihdon tarvitsema ilma hallitusti ja vedottomasti sisään. Ilmanvaihtoa tehostettaessa on vetoriski jo ilmeinen. Otettaessa ilmaa tuloilmaikkunan kautta havaittiin selvästi ikkunan sisäpinnan kondenssiherkkyys. Ikkunapinnan kostuminen kaksilasisella ikkunalla (virtaus lasivälissä alhaalta ylös) havaittiin jo ilmamäärällä 1,4 dm3/m2s, kun ulkolämpötila oli -10°C. Tuloilmaikkunaa käytettäessä vältetään vetoisuus, kun sisään tulevan viileän virtauksen ei anneta purkautua suoraan huonetilaan, vaan ohjataan seinäpinnan suuntaisesti. Huokoisen kerroksen kautta sisään otettava ilmamäärä, joka voidaan sallia termisen viihtyisyyden kannalta, riippuu virtausaukon ja huokoisen kerroksen suuruudesta sekä patteritehosta. Väljä virtausaukko on ahdasta parempi vedon suhteen, sillä väljää aukkoa käytettäessä kylmä ilma putoaa seinämän läheisyydessä alas ja jatkuu lattiavirtauksena. Lattiavirtauksen lämpötilaan voidaan vaikuttaa patteritehoa säätämällä. Ahtaasta aukosta purkautuva virtaus saavuttaa oleskeluvyöhykkeen aikaisemmin ja riski vedon kannalta on suurempi. Huokoista kerrosta käytettäessä ei havaittu kondenssihaittoja.