Lypsykarjapihaton luonnollinen ilmanvaihto

Ismo Heimonen, Jorma Heikkinen, Jarmo Laamanen, Tapani Kivinen

Research output: Book/ReportReport

Abstract

Luonnollisella ilmanvaihdolla toimivat verhoseinäpihatot ovat yleistyneet Suomessa sen jälkeen kun ensimmäiset rakennettiin 2000-luvun alussa. Kokemuksia verhoseinäpihatoista on saatu runsaasti viimeisen kymmenen vuoden ajalta ja näitä kokemuksia on hyödynnetty tässä tutkimusprojektin "Lypsykarjarakennusten kevennetyt ilmanvaihtojärjestelmät" julkaisussa. Projektin päämääränä oli esittää ratkaisut ja perustelut kevennettyjen ilmanvaihtojärjestelmien toteutukseen lypsykarjarakennuksissa. Kyselyiden ja haastattelujen perusteella kokemukset verhoseinä- ja kennolevyseinäisten pihattorakennusten olosuhteista ja ilmanvaihdon toimivuudesta ovat hyviä tai erinomaisia. Keskustelut karjankasvattajien kanssa sekä neljällä tilalla tehdyt mittaukset osoittivat, että olosuhteet ovat suhteellisen hyvin hallittavissa säätämällä ilman tulo- ja poistoaukkoja. Säätö tapahtuu sisälämpötilan perusteella joko käsin tai automaattisesti. Lämpötila pysyi nollan yläpuolella lyhytaikaisia poikkeuksia lukuun ottamatta eläinten tuottamalla lämmöllä ilman varsinaista lämmitystä. Kesällä lämpötilat pysyivät pääosin lehmille määritellyn kriittisen maksimilämpötilan alapuolella. Mitatut ilmankosteudet ylittivät talven seurantajaksoilla maksimiohjearvon 85 %, mutta ilman kosteussisältö oli niin pieni, ettei lyhytaikainen kosteus yleensä aiheuta haittaa rakenteille. Hiilidioksidipitoisuudet pysyivät maksimiohjearvon 3000 ppm alapuolella. Ilmanvaihdon toimintaa kaikkina vuoden tunteina laskettiin malleilla, jotka pe-rustuvat rakennuksen lämpö-, kosteus ja hiilidioksiditaseisiin. Laskentamallit on hienosäädetty vastaamaan mitattuja todellisia tilanteita. Malleilla on selvitetty, kuinka ilmanvaihdon toimivuutta voidaan kohteissa edelleen parantaa. Tarkasteluissa havaittiin, että ilmanvaihdon automaattisäätö sisälämpötilan perusteella pitää olosuhteet hyvin tavoitearvoissaan. Lypsykarjanavetan lämpötaseen tarkastelu osoitti, että eläinten tuottama lämpö poistuu pääasiassa ilmanvaihdon avulla. Eläinten lämpö kattaa ilmanvaihdon lämmitystarpeen aina -30 asteen ulkolämpötilaan saakka, jos sisälämpötila halutaan pitää nollan yläpuolella ja hiilidioksidipitoisuus 3000 ppm:n alapuolella. Lämmön johtuminen rakenteiden läpi on eristetyissä navetoissa tyypillisesti 30 % kokonaislämpöhäviöstä. Eniten lämpöä johtuu ulos katon ja verhoseinän kautta. Vaikka johtumislämpöhäviö on pienehkö ilmanvaihdon lämpöhäviöön verrattuna, antaa hyvä lämpöeristys väljyyttä lämpötilan hallintaan kovilla pakkasilla. Sisäolosuhteiden hallinta edellyttää, että ilmanvaihtomäärä voidaan pitää sopivana kovalla pakkasella ja se saadaan tarpeeksi suureksi hellekaudella. Ilmanvaihdon mitoitukseen on työssä esitetty yksinkertainen menettelytapa ja nyrkkisääntöjä. Uudiskohteissa poistoaukkojen määrä mitoitetaan suhteessa lattian pinta-alaan siten, että poistoaukkojen määrä on 0,5 % lattia-alasta. Tuloilma-aukkojen korkeuden tulee olla vähintään 1,2 m, jos verhoseinä on koko sivuseinän mittainen. Kesän lämpöolojen hallinnan kannalta suositellaan mahdollisimman laajoja verhopinta-aloja ja lisäksi sekoituspuhaltimia. Pakkasjakson lämpötilojen hallintaa varten tuloilma-aukkojen minimialan tulee olla 0,1 % lattiapinta-alasta. Tämä vastaa tavallisesti noin 2 cm rakoa koko sivuseinien pituudella, sisältäen vuotoilmaraot seinärakenteissa sekä verhon ja seinän saumakohdissa. Vasikka- ja hiehokasvattamoissa poistoaukkojen alaksi riittää 0,25 % lattian pinta-alasta. Nämä mitoitussuositukset koskevat navettaa, jossa poistohormin pään ja tuloaukon välinen korkeusero on noin 7 metriä. Jos korkeusero on selvästi tätä pienempi, on aukkojen oltava suurempia. Poistoilma-aukoiksi suositellaan hormeja kasvihuoneharjan sijaan. Kun vanha lämmin navetta muutetaan verhoseinä- tai kennolevyseinäratkai-suksi, mitoitetaan tuloilma-aukko lehmien lukumäärän perusteella käyttäen verhoseinän pinta-alalle suunnitteluarvoa 0,85 m2/lehmä. Poistoaukkojen mitoitukseen voidaan käyttää suunnitteluarvoa 0,03 m2/lehmä. Ilmanvaihtoa säädetään muuttamalla poistohormin avausta tai verhoseinien avausta käsin tai automaattisesti lämpötilan perusteella. Pääasiassa säätö tapahtuu verhoilla. Kovilla pakkasilla (10-20 pakkasasteen alapuolella) on syytä pienentää myös poistoilma-aukkoja. Tuulisissa oloissa ilmanvaihtoa on helpompi hallita, kun säätö tapahtuu pääasiassa tuloilma-aukkoja pienentämällä, jolloin läpituuleminen rakennuksen läpi on vähäisempää kuin jos säätö tapahtuisi poistoaukkoja pienentämällä. Edellä esitetyt suunnittelu- ja säätöperiaatteet on esitetty pihattojen normaaleille täyttöasteille. Mikäli pihattoja pidetään vajaatäytöllä, minimi-ilmanvaihdon säädön on pystyttävä kompensoimaan vajaatäytön pienempi ilmanvaihdon tarve tai rakennukseen on eläinlämmön puuttumisen vuoksi lisättävä lämmitystä. Tämä seikka on huomioitava erityisesti, kun rakennus otetaan käyttöön talvella eikä eläinmäärä toteudu ensimmäisenä talvena suunnitellulla tavalla.
Original languageFinnish
Place of PublicationEspoo
PublisherVTT Technical Research Centre of Finland
Number of pages174
ISBN (Electronic)978-951-38-7907-5
Publication statusPublished - 2012
MoE publication typeNot Eligible

Publication series

SeriesVTT Technology
Number71
ISSN2242-1211

Keywords

  • curtain wall ventilation
  • natural ventilation
  • passive stack ventilation
  • cross ventilation
  • animal house
  • dairy barn ventilation
  • heifer barn ventilation

Cite this

Heimonen, I., Heikkinen, J., Laamanen, J., & Kivinen, T. (2012). Lypsykarjapihaton luonnollinen ilmanvaihto. Espoo: VTT Technical Research Centre of Finland. VTT Technology, No. 71
Heimonen, Ismo ; Heikkinen, Jorma ; Laamanen, Jarmo ; Kivinen, Tapani. / Lypsykarjapihaton luonnollinen ilmanvaihto. Espoo : VTT Technical Research Centre of Finland, 2012. 174 p. (VTT Technology; No. 71).
@book{571427c0126d480281b74a29a5dd9cf0,
title = "Lypsykarjapihaton luonnollinen ilmanvaihto",
abstract = "Luonnollisella ilmanvaihdolla toimivat verhosein{\"a}pihatot ovat yleistyneet Suomessa sen j{\"a}lkeen kun ensimm{\"a}iset rakennettiin 2000-luvun alussa. Kokemuksia verhosein{\"a}pihatoista on saatu runsaasti viimeisen kymmenen vuoden ajalta ja n{\"a}it{\"a} kokemuksia on hy{\"o}dynnetty t{\"a}ss{\"a} tutkimusprojektin {"}Lypsykarjarakennusten kevennetyt ilmanvaihtoj{\"a}rjestelm{\"a}t{"} julkaisussa. Projektin p{\"a}{\"a}m{\"a}{\"a}r{\"a}n{\"a} oli esitt{\"a}{\"a} ratkaisut ja perustelut kevennettyjen ilmanvaihtoj{\"a}rjestelmien toteutukseen lypsykarjarakennuksissa. Kyselyiden ja haastattelujen perusteella kokemukset verhosein{\"a}- ja kennolevysein{\"a}isten pihattorakennusten olosuhteista ja ilmanvaihdon toimivuudesta ovat hyvi{\"a} tai erinomaisia. Keskustelut karjankasvattajien kanssa sek{\"a} nelj{\"a}ll{\"a} tilalla tehdyt mittaukset osoittivat, ett{\"a} olosuhteet ovat suhteellisen hyvin hallittavissa s{\"a}{\"a}t{\"a}m{\"a}ll{\"a} ilman tulo- ja poistoaukkoja. S{\"a}{\"a}t{\"o} tapahtuu sis{\"a}l{\"a}mp{\"o}tilan perusteella joko k{\"a}sin tai automaattisesti. L{\"a}mp{\"o}tila pysyi nollan yl{\"a}puolella lyhytaikaisia poikkeuksia lukuun ottamatta el{\"a}inten tuottamalla l{\"a}mm{\"o}ll{\"a} ilman varsinaista l{\"a}mmityst{\"a}. Kes{\"a}ll{\"a} l{\"a}mp{\"o}tilat pysyiv{\"a}t p{\"a}{\"a}osin lehmille m{\"a}{\"a}ritellyn kriittisen maksimil{\"a}mp{\"o}tilan alapuolella. Mitatut ilmankosteudet ylittiv{\"a}t talven seurantajaksoilla maksimiohjearvon 85 {\%}, mutta ilman kosteussis{\"a}lt{\"o} oli niin pieni, ettei lyhytaikainen kosteus yleens{\"a} aiheuta haittaa rakenteille. Hiilidioksidipitoisuudet pysyiv{\"a}t maksimiohjearvon 3000 ppm alapuolella. Ilmanvaihdon toimintaa kaikkina vuoden tunteina laskettiin malleilla, jotka pe-rustuvat rakennuksen l{\"a}mp{\"o}-, kosteus ja hiilidioksiditaseisiin. Laskentamallit on hienos{\"a}{\"a}detty vastaamaan mitattuja todellisia tilanteita. Malleilla on selvitetty, kuinka ilmanvaihdon toimivuutta voidaan kohteissa edelleen parantaa. Tarkasteluissa havaittiin, ett{\"a} ilmanvaihdon automaattis{\"a}{\"a}t{\"o} sis{\"a}l{\"a}mp{\"o}tilan perusteella pit{\"a}{\"a} olosuhteet hyvin tavoitearvoissaan. Lypsykarjanavetan l{\"a}mp{\"o}taseen tarkastelu osoitti, ett{\"a} el{\"a}inten tuottama l{\"a}mp{\"o} poistuu p{\"a}{\"a}asiassa ilmanvaihdon avulla. El{\"a}inten l{\"a}mp{\"o} kattaa ilmanvaihdon l{\"a}mmitystarpeen aina -30 asteen ulkol{\"a}mp{\"o}tilaan saakka, jos sis{\"a}l{\"a}mp{\"o}tila halutaan pit{\"a}{\"a} nollan yl{\"a}puolella ja hiilidioksidipitoisuus 3000 ppm:n alapuolella. L{\"a}mm{\"o}n johtuminen rakenteiden l{\"a}pi on eristetyiss{\"a} navetoissa tyypillisesti 30 {\%} kokonaisl{\"a}mp{\"o}h{\"a}vi{\"o}st{\"a}. Eniten l{\"a}mp{\"o}{\"a} johtuu ulos katon ja verhosein{\"a}n kautta. Vaikka johtumisl{\"a}mp{\"o}h{\"a}vi{\"o} on pienehk{\"o} ilmanvaihdon l{\"a}mp{\"o}h{\"a}vi{\"o}{\"o}n verrattuna, antaa hyv{\"a} l{\"a}mp{\"o}eristys v{\"a}ljyytt{\"a} l{\"a}mp{\"o}tilan hallintaan kovilla pakkasilla. Sis{\"a}olosuhteiden hallinta edellytt{\"a}{\"a}, ett{\"a} ilmanvaihtom{\"a}{\"a}r{\"a} voidaan pit{\"a}{\"a} sopivana kovalla pakkasella ja se saadaan tarpeeksi suureksi hellekaudella. Ilmanvaihdon mitoitukseen on ty{\"o}ss{\"a} esitetty yksinkertainen menettelytapa ja nyrkkis{\"a}{\"a}nt{\"o}j{\"a}. Uudiskohteissa poistoaukkojen m{\"a}{\"a}r{\"a} mitoitetaan suhteessa lattian pinta-alaan siten, ett{\"a} poistoaukkojen m{\"a}{\"a}r{\"a} on 0,5 {\%} lattia-alasta. Tuloilma-aukkojen korkeuden tulee olla v{\"a}hint{\"a}{\"a}n 1,2 m, jos verhosein{\"a} on koko sivusein{\"a}n mittainen. Kes{\"a}n l{\"a}mp{\"o}olojen hallinnan kannalta suositellaan mahdollisimman laajoja verhopinta-aloja ja lis{\"a}ksi sekoituspuhaltimia. Pakkasjakson l{\"a}mp{\"o}tilojen hallintaa varten tuloilma-aukkojen minimialan tulee olla 0,1 {\%} lattiapinta-alasta. T{\"a}m{\"a} vastaa tavallisesti noin 2 cm rakoa koko sivuseinien pituudella, sis{\"a}lt{\"a}en vuotoilmaraot sein{\"a}rakenteissa sek{\"a} verhon ja sein{\"a}n saumakohdissa. Vasikka- ja hiehokasvattamoissa poistoaukkojen alaksi riitt{\"a}{\"a} 0,25 {\%} lattian pinta-alasta. N{\"a}m{\"a} mitoitussuositukset koskevat navettaa, jossa poistohormin p{\"a}{\"a}n ja tuloaukon v{\"a}linen korkeusero on noin 7 metri{\"a}. Jos korkeusero on selv{\"a}sti t{\"a}t{\"a} pienempi, on aukkojen oltava suurempia. Poistoilma-aukoiksi suositellaan hormeja kasvihuoneharjan sijaan. Kun vanha l{\"a}mmin navetta muutetaan verhosein{\"a}- tai kennolevysein{\"a}ratkai-suksi, mitoitetaan tuloilma-aukko lehmien lukum{\"a}{\"a}r{\"a}n perusteella k{\"a}ytt{\"a}en verhosein{\"a}n pinta-alalle suunnitteluarvoa 0,85 m2/lehm{\"a}. Poistoaukkojen mitoitukseen voidaan k{\"a}ytt{\"a}{\"a} suunnitteluarvoa 0,03 m2/lehm{\"a}. Ilmanvaihtoa s{\"a}{\"a}det{\"a}{\"a}n muuttamalla poistohormin avausta tai verhoseinien avausta k{\"a}sin tai automaattisesti l{\"a}mp{\"o}tilan perusteella. P{\"a}{\"a}asiassa s{\"a}{\"a}t{\"o} tapahtuu verhoilla. Kovilla pakkasilla (10-20 pakkasasteen alapuolella) on syyt{\"a} pienent{\"a}{\"a} my{\"o}s poistoilma-aukkoja. Tuulisissa oloissa ilmanvaihtoa on helpompi hallita, kun s{\"a}{\"a}t{\"o} tapahtuu p{\"a}{\"a}asiassa tuloilma-aukkoja pienent{\"a}m{\"a}ll{\"a}, jolloin l{\"a}pituuleminen rakennuksen l{\"a}pi on v{\"a}h{\"a}isemp{\"a}{\"a} kuin jos s{\"a}{\"a}t{\"o} tapahtuisi poistoaukkoja pienent{\"a}m{\"a}ll{\"a}. Edell{\"a} esitetyt suunnittelu- ja s{\"a}{\"a}t{\"o}periaatteet on esitetty pihattojen normaaleille t{\"a}ytt{\"o}asteille. Mik{\"a}li pihattoja pidet{\"a}{\"a}n vajaat{\"a}yt{\"o}ll{\"a}, minimi-ilmanvaihdon s{\"a}{\"a}d{\"o}n on pystytt{\"a}v{\"a} kompensoimaan vajaat{\"a}yt{\"o}n pienempi ilmanvaihdon tarve tai rakennukseen on el{\"a}inl{\"a}mm{\"o}n puuttumisen vuoksi lis{\"a}tt{\"a}v{\"a} l{\"a}mmityst{\"a}. T{\"a}m{\"a} seikka on huomioitava erityisesti, kun rakennus otetaan k{\"a}ytt{\"o}{\"o}n talvella eik{\"a} el{\"a}inm{\"a}{\"a}r{\"a} toteudu ensimm{\"a}isen{\"a} talvena suunnitellulla tavalla.",
keywords = "curtain wall ventilation, natural ventilation, passive stack ventilation, cross ventilation, animal house, dairy barn ventilation, heifer barn ventilation",
author = "Ismo Heimonen and Jorma Heikkinen and Jarmo Laamanen and Tapani Kivinen",
year = "2012",
language = "Finnish",
series = "VTT Technology",
publisher = "VTT Technical Research Centre of Finland",
number = "71",
address = "Finland",

}

Heimonen, I, Heikkinen, J, Laamanen, J & Kivinen, T 2012, Lypsykarjapihaton luonnollinen ilmanvaihto. VTT Technology, no. 71, VTT Technical Research Centre of Finland, Espoo.

Lypsykarjapihaton luonnollinen ilmanvaihto. / Heimonen, Ismo; Heikkinen, Jorma; Laamanen, Jarmo; Kivinen, Tapani.

Espoo : VTT Technical Research Centre of Finland, 2012. 174 p. (VTT Technology; No. 71).

Research output: Book/ReportReport

TY - BOOK

T1 - Lypsykarjapihaton luonnollinen ilmanvaihto

AU - Heimonen, Ismo

AU - Heikkinen, Jorma

AU - Laamanen, Jarmo

AU - Kivinen, Tapani

PY - 2012

Y1 - 2012

N2 - Luonnollisella ilmanvaihdolla toimivat verhoseinäpihatot ovat yleistyneet Suomessa sen jälkeen kun ensimmäiset rakennettiin 2000-luvun alussa. Kokemuksia verhoseinäpihatoista on saatu runsaasti viimeisen kymmenen vuoden ajalta ja näitä kokemuksia on hyödynnetty tässä tutkimusprojektin "Lypsykarjarakennusten kevennetyt ilmanvaihtojärjestelmät" julkaisussa. Projektin päämääränä oli esittää ratkaisut ja perustelut kevennettyjen ilmanvaihtojärjestelmien toteutukseen lypsykarjarakennuksissa. Kyselyiden ja haastattelujen perusteella kokemukset verhoseinä- ja kennolevyseinäisten pihattorakennusten olosuhteista ja ilmanvaihdon toimivuudesta ovat hyviä tai erinomaisia. Keskustelut karjankasvattajien kanssa sekä neljällä tilalla tehdyt mittaukset osoittivat, että olosuhteet ovat suhteellisen hyvin hallittavissa säätämällä ilman tulo- ja poistoaukkoja. Säätö tapahtuu sisälämpötilan perusteella joko käsin tai automaattisesti. Lämpötila pysyi nollan yläpuolella lyhytaikaisia poikkeuksia lukuun ottamatta eläinten tuottamalla lämmöllä ilman varsinaista lämmitystä. Kesällä lämpötilat pysyivät pääosin lehmille määritellyn kriittisen maksimilämpötilan alapuolella. Mitatut ilmankosteudet ylittivät talven seurantajaksoilla maksimiohjearvon 85 %, mutta ilman kosteussisältö oli niin pieni, ettei lyhytaikainen kosteus yleensä aiheuta haittaa rakenteille. Hiilidioksidipitoisuudet pysyivät maksimiohjearvon 3000 ppm alapuolella. Ilmanvaihdon toimintaa kaikkina vuoden tunteina laskettiin malleilla, jotka pe-rustuvat rakennuksen lämpö-, kosteus ja hiilidioksiditaseisiin. Laskentamallit on hienosäädetty vastaamaan mitattuja todellisia tilanteita. Malleilla on selvitetty, kuinka ilmanvaihdon toimivuutta voidaan kohteissa edelleen parantaa. Tarkasteluissa havaittiin, että ilmanvaihdon automaattisäätö sisälämpötilan perusteella pitää olosuhteet hyvin tavoitearvoissaan. Lypsykarjanavetan lämpötaseen tarkastelu osoitti, että eläinten tuottama lämpö poistuu pääasiassa ilmanvaihdon avulla. Eläinten lämpö kattaa ilmanvaihdon lämmitystarpeen aina -30 asteen ulkolämpötilaan saakka, jos sisälämpötila halutaan pitää nollan yläpuolella ja hiilidioksidipitoisuus 3000 ppm:n alapuolella. Lämmön johtuminen rakenteiden läpi on eristetyissä navetoissa tyypillisesti 30 % kokonaislämpöhäviöstä. Eniten lämpöä johtuu ulos katon ja verhoseinän kautta. Vaikka johtumislämpöhäviö on pienehkö ilmanvaihdon lämpöhäviöön verrattuna, antaa hyvä lämpöeristys väljyyttä lämpötilan hallintaan kovilla pakkasilla. Sisäolosuhteiden hallinta edellyttää, että ilmanvaihtomäärä voidaan pitää sopivana kovalla pakkasella ja se saadaan tarpeeksi suureksi hellekaudella. Ilmanvaihdon mitoitukseen on työssä esitetty yksinkertainen menettelytapa ja nyrkkisääntöjä. Uudiskohteissa poistoaukkojen määrä mitoitetaan suhteessa lattian pinta-alaan siten, että poistoaukkojen määrä on 0,5 % lattia-alasta. Tuloilma-aukkojen korkeuden tulee olla vähintään 1,2 m, jos verhoseinä on koko sivuseinän mittainen. Kesän lämpöolojen hallinnan kannalta suositellaan mahdollisimman laajoja verhopinta-aloja ja lisäksi sekoituspuhaltimia. Pakkasjakson lämpötilojen hallintaa varten tuloilma-aukkojen minimialan tulee olla 0,1 % lattiapinta-alasta. Tämä vastaa tavallisesti noin 2 cm rakoa koko sivuseinien pituudella, sisältäen vuotoilmaraot seinärakenteissa sekä verhon ja seinän saumakohdissa. Vasikka- ja hiehokasvattamoissa poistoaukkojen alaksi riittää 0,25 % lattian pinta-alasta. Nämä mitoitussuositukset koskevat navettaa, jossa poistohormin pään ja tuloaukon välinen korkeusero on noin 7 metriä. Jos korkeusero on selvästi tätä pienempi, on aukkojen oltava suurempia. Poistoilma-aukoiksi suositellaan hormeja kasvihuoneharjan sijaan. Kun vanha lämmin navetta muutetaan verhoseinä- tai kennolevyseinäratkai-suksi, mitoitetaan tuloilma-aukko lehmien lukumäärän perusteella käyttäen verhoseinän pinta-alalle suunnitteluarvoa 0,85 m2/lehmä. Poistoaukkojen mitoitukseen voidaan käyttää suunnitteluarvoa 0,03 m2/lehmä. Ilmanvaihtoa säädetään muuttamalla poistohormin avausta tai verhoseinien avausta käsin tai automaattisesti lämpötilan perusteella. Pääasiassa säätö tapahtuu verhoilla. Kovilla pakkasilla (10-20 pakkasasteen alapuolella) on syytä pienentää myös poistoilma-aukkoja. Tuulisissa oloissa ilmanvaihtoa on helpompi hallita, kun säätö tapahtuu pääasiassa tuloilma-aukkoja pienentämällä, jolloin läpituuleminen rakennuksen läpi on vähäisempää kuin jos säätö tapahtuisi poistoaukkoja pienentämällä. Edellä esitetyt suunnittelu- ja säätöperiaatteet on esitetty pihattojen normaaleille täyttöasteille. Mikäli pihattoja pidetään vajaatäytöllä, minimi-ilmanvaihdon säädön on pystyttävä kompensoimaan vajaatäytön pienempi ilmanvaihdon tarve tai rakennukseen on eläinlämmön puuttumisen vuoksi lisättävä lämmitystä. Tämä seikka on huomioitava erityisesti, kun rakennus otetaan käyttöön talvella eikä eläinmäärä toteudu ensimmäisenä talvena suunnitellulla tavalla.

AB - Luonnollisella ilmanvaihdolla toimivat verhoseinäpihatot ovat yleistyneet Suomessa sen jälkeen kun ensimmäiset rakennettiin 2000-luvun alussa. Kokemuksia verhoseinäpihatoista on saatu runsaasti viimeisen kymmenen vuoden ajalta ja näitä kokemuksia on hyödynnetty tässä tutkimusprojektin "Lypsykarjarakennusten kevennetyt ilmanvaihtojärjestelmät" julkaisussa. Projektin päämääränä oli esittää ratkaisut ja perustelut kevennettyjen ilmanvaihtojärjestelmien toteutukseen lypsykarjarakennuksissa. Kyselyiden ja haastattelujen perusteella kokemukset verhoseinä- ja kennolevyseinäisten pihattorakennusten olosuhteista ja ilmanvaihdon toimivuudesta ovat hyviä tai erinomaisia. Keskustelut karjankasvattajien kanssa sekä neljällä tilalla tehdyt mittaukset osoittivat, että olosuhteet ovat suhteellisen hyvin hallittavissa säätämällä ilman tulo- ja poistoaukkoja. Säätö tapahtuu sisälämpötilan perusteella joko käsin tai automaattisesti. Lämpötila pysyi nollan yläpuolella lyhytaikaisia poikkeuksia lukuun ottamatta eläinten tuottamalla lämmöllä ilman varsinaista lämmitystä. Kesällä lämpötilat pysyivät pääosin lehmille määritellyn kriittisen maksimilämpötilan alapuolella. Mitatut ilmankosteudet ylittivät talven seurantajaksoilla maksimiohjearvon 85 %, mutta ilman kosteussisältö oli niin pieni, ettei lyhytaikainen kosteus yleensä aiheuta haittaa rakenteille. Hiilidioksidipitoisuudet pysyivät maksimiohjearvon 3000 ppm alapuolella. Ilmanvaihdon toimintaa kaikkina vuoden tunteina laskettiin malleilla, jotka pe-rustuvat rakennuksen lämpö-, kosteus ja hiilidioksiditaseisiin. Laskentamallit on hienosäädetty vastaamaan mitattuja todellisia tilanteita. Malleilla on selvitetty, kuinka ilmanvaihdon toimivuutta voidaan kohteissa edelleen parantaa. Tarkasteluissa havaittiin, että ilmanvaihdon automaattisäätö sisälämpötilan perusteella pitää olosuhteet hyvin tavoitearvoissaan. Lypsykarjanavetan lämpötaseen tarkastelu osoitti, että eläinten tuottama lämpö poistuu pääasiassa ilmanvaihdon avulla. Eläinten lämpö kattaa ilmanvaihdon lämmitystarpeen aina -30 asteen ulkolämpötilaan saakka, jos sisälämpötila halutaan pitää nollan yläpuolella ja hiilidioksidipitoisuus 3000 ppm:n alapuolella. Lämmön johtuminen rakenteiden läpi on eristetyissä navetoissa tyypillisesti 30 % kokonaislämpöhäviöstä. Eniten lämpöä johtuu ulos katon ja verhoseinän kautta. Vaikka johtumislämpöhäviö on pienehkö ilmanvaihdon lämpöhäviöön verrattuna, antaa hyvä lämpöeristys väljyyttä lämpötilan hallintaan kovilla pakkasilla. Sisäolosuhteiden hallinta edellyttää, että ilmanvaihtomäärä voidaan pitää sopivana kovalla pakkasella ja se saadaan tarpeeksi suureksi hellekaudella. Ilmanvaihdon mitoitukseen on työssä esitetty yksinkertainen menettelytapa ja nyrkkisääntöjä. Uudiskohteissa poistoaukkojen määrä mitoitetaan suhteessa lattian pinta-alaan siten, että poistoaukkojen määrä on 0,5 % lattia-alasta. Tuloilma-aukkojen korkeuden tulee olla vähintään 1,2 m, jos verhoseinä on koko sivuseinän mittainen. Kesän lämpöolojen hallinnan kannalta suositellaan mahdollisimman laajoja verhopinta-aloja ja lisäksi sekoituspuhaltimia. Pakkasjakson lämpötilojen hallintaa varten tuloilma-aukkojen minimialan tulee olla 0,1 % lattiapinta-alasta. Tämä vastaa tavallisesti noin 2 cm rakoa koko sivuseinien pituudella, sisältäen vuotoilmaraot seinärakenteissa sekä verhon ja seinän saumakohdissa. Vasikka- ja hiehokasvattamoissa poistoaukkojen alaksi riittää 0,25 % lattian pinta-alasta. Nämä mitoitussuositukset koskevat navettaa, jossa poistohormin pään ja tuloaukon välinen korkeusero on noin 7 metriä. Jos korkeusero on selvästi tätä pienempi, on aukkojen oltava suurempia. Poistoilma-aukoiksi suositellaan hormeja kasvihuoneharjan sijaan. Kun vanha lämmin navetta muutetaan verhoseinä- tai kennolevyseinäratkai-suksi, mitoitetaan tuloilma-aukko lehmien lukumäärän perusteella käyttäen verhoseinän pinta-alalle suunnitteluarvoa 0,85 m2/lehmä. Poistoaukkojen mitoitukseen voidaan käyttää suunnitteluarvoa 0,03 m2/lehmä. Ilmanvaihtoa säädetään muuttamalla poistohormin avausta tai verhoseinien avausta käsin tai automaattisesti lämpötilan perusteella. Pääasiassa säätö tapahtuu verhoilla. Kovilla pakkasilla (10-20 pakkasasteen alapuolella) on syytä pienentää myös poistoilma-aukkoja. Tuulisissa oloissa ilmanvaihtoa on helpompi hallita, kun säätö tapahtuu pääasiassa tuloilma-aukkoja pienentämällä, jolloin läpituuleminen rakennuksen läpi on vähäisempää kuin jos säätö tapahtuisi poistoaukkoja pienentämällä. Edellä esitetyt suunnittelu- ja säätöperiaatteet on esitetty pihattojen normaaleille täyttöasteille. Mikäli pihattoja pidetään vajaatäytöllä, minimi-ilmanvaihdon säädön on pystyttävä kompensoimaan vajaatäytön pienempi ilmanvaihdon tarve tai rakennukseen on eläinlämmön puuttumisen vuoksi lisättävä lämmitystä. Tämä seikka on huomioitava erityisesti, kun rakennus otetaan käyttöön talvella eikä eläinmäärä toteudu ensimmäisenä talvena suunnitellulla tavalla.

KW - curtain wall ventilation

KW - natural ventilation

KW - passive stack ventilation

KW - cross ventilation

KW - animal house

KW - dairy barn ventilation

KW - heifer barn ventilation

M3 - Report

T3 - VTT Technology

BT - Lypsykarjapihaton luonnollinen ilmanvaihto

PB - VTT Technical Research Centre of Finland

CY - Espoo

ER -

Heimonen I, Heikkinen J, Laamanen J, Kivinen T. Lypsykarjapihaton luonnollinen ilmanvaihto. Espoo: VTT Technical Research Centre of Finland, 2012. 174 p. (VTT Technology; No. 71).