21 Ilmavirroista aiheutuvat paineet ja rakenteiden ilmanpitävyys

latest change 07.06.2019, version id 4019, change: Edited by juhani.hyvarinen.
Asetusteksti 

Erityissuunnittelijan on suunniteltava rakennuksen ulko- ja ulospuhallusilmavirrat siten, ettei rakenteisiin aiheudu ylipaineen vuoksi rakenteita vaurioittavaa pitkäaikaista kosteusrasitusta eikä alipaineen vuoksi epäpuhtauksien siirtymistä sisäilmaan. Pääsuunnittelijan, erityissuunnittelijan ja rakennussuunnittelijan on tehtäviensä mukaisesti suunniteltava rakennuksen vaipan ja sisärakenteiden ilmanpitävyys ja hormivaikutuksen hallinta siten, että edellytykset ilmanvaihdon toiminnalle voidaan varmistaa ja vältetään rakenteissa olevien epäpuhtauksien, maaperässä olevien epäpuhtauksien ja radonin siirtymistä sisäilmaan ja vältetään kosteuden siirtymistä rakenteisiin.

 

Opastava teksti 

Jollei rakennuksen toiminnan erityisluonne toisin edellytä, suunnitellaan rakennuksen ulko- ja ulospuhallusilmavirrat tasapainoon staattisessa tilanteessa. Staattinen tilanne on esimerkiksi se tilanne, jossa rakennuksen ilmavirrat säädetään ilmanvaihtojärjestelmän rakentamisen valmistumisvaiheessa. Järjestelmän suunnittelussa on huomioitava mm. erillispoistojen kuten liesikuvun, takan tai keskuspölynimurin kautta rakennuksesta poistettava ilmamäärä tai muusta käyttötilanteesta kuten ilmanvaihtokoneen huurteensulatuksesta johtuva mahdollinen tulo- ja poistoilmavirtojen epätasapaino ja osoitettava, mistä korvausilma saadaan.

Ilmanvaihtojärjestelmä on suunniteltava siten, että ilma virtaa puhtaammista tiloista kohti tiloja, joissa syntyy runsaammin epäpuhtauksia tai joiden puhtausluokitus muuten on alhaisempi. Jos tilassa syntyy runsaasti epäpuhtauksia tai kosteutta, suunnitellaan se alipaineiseksi muihin tiloihin nähden.

Rakennuksen tavanomainen käyttö tai sään vaihtelu ei saa merkittävästi muuttaa rakennuksen tai huonetilojen painesuhteita. Tämä tulee toteuttaa rakenteellisin keinoin, ilmanvaihtojärjestelmän avulla ei edellytetä hallittavan rakennuksen painesuhdetta muuttuvissa ulkoisissa kuormitustilanteissa. Pyöröovet tai riittävän pitkät tuulikaapit rakennuksen alakerrosten sisäänkäynneissä, hissin odotusalueen erottaminen seinillä muusta kerroksesta sekä porraskuilukatkot ovat esimerkkejä tällaisista toimenpiteistä.

Niiden rakennusosien, jotka vaikuttavat rakennuksen painesuhteisiin (mm. vaippa, kerroksia ja tiloja erottavat rakennusosat jne.), ilmatiiveys tulee määritellä suunnitteluvaiheessa ottaen huomioon sekä tuuli-, että lämpötilaolosuhteet.

Ilmanvaihtojärjestelmä suunnitellaan ja toteutetaan siten, etteivät sään vaihtelut muuta ilmanvaihtojärjestelmän ilmavirtoja ja niiden virtaussuuntia rakennuksessa.

Korkeiden rakennusten ilmanvaihto jaetaan ilmanvaihtoteknisesti erillisjärjestelmiin, joille on määritelty ylimmän ja alimman päätelaitteen välinen maksimikorkeusero. Maksimikorkeusero voidaan arvioida CEN/TR 16798-4:2017 -raportin mukaan seuraavasti:

Dmax = 600 / ( Ta  - Tout,min ),

jossa:

  • Dmax on maksimikorkeusero (m)
  • Ta on sisälämpötila (°C) ja 
  • Tout,min on ulkolämpötila suunnitteluarvo talvitilanteessa (°C).

Esimerkki: Kun sisälämpötila on 21 °C ja ulkoilman lämpötila on -32 °C, ei ylimmän ja alimman päätelaitteen korkeuseron tule ylittää 11 metriä.

Vaihtoehtoisesti ilmanvaihtojärjestelmä voidaan varustaa vakiovirtaussäätimillä tai vastaavilla laitteilla, jotka automaattisesti kompensoivat ns. savupiippuvaikutuksen. Tässäkin tapauksessa on tarkastettava tapauskohtaisesti säätimien toiminta-alue ja siihen perustuen maksimikorkeusero ylimmän ja alimman päätelaitteen välillä.

Ilmavirtojen tarpeen mukaisen säädön toiminta suunnitellaan sellaiseksi, etteivät rakennuksen ja sen eri huonetilojen paine-erot muutu haitallisesti ilmavirtojen säädöstä johtuen.

Kahden tai useamman ilmanvaihtokoneen yhdistäminen samaan kanavaan tai kammioon tulee suunnitella ja rakentaa siten, etteivät huonetilojen paineet tai ilman virtaussuunnat ja määrät huonetilojen välillä ja kanavistoissa muutu koneiden ilmavirtoja ohjattaessa.

Yhteistä kammiota ei yleensä rakenneta, jos ilmanvaihtokoneissa käytetään palautusilmaa tai koneiden ilmavirtaa käytön aikana säädetään toisistaan riippumatta.

Jos useita ilmanvaihtokoneita yhdistetään samaan kanavaan tai kammioon, niiden puhaltimet valitaan standardin SFS 5148 mukaisesti siten, että ne eivät häiritse toistensa toimintaa. Jos vain osa koneista on samanaikaisesti käytössä, mitoitetaan yhteinen kammio tai kanava väljäksi ja valitaan puhaltimien ominaiskäyrästöistä toimintapiste siten, etteivät ilmavirrat muutu enempää kuin 3 % pysäyttämisen takia. Pysäytettävät koneet varustetaan sulkupelleillä, jotka täyttävät standardin SFS-EN 1751:1998 mukaisen suljetun pellin tiiviysluokan 3 vaatimukset.

Koneellisessa poistoilmanvaihtojärjestelmässä ulkoilmalaitteiden kautta tulevan ulkoilmavirran kohtuullinen hallinta edellyttää vähintään 10 Pa:n paine-eroa rakennuksen vaipan yli (kts. myös tämän ohjeen kappale 14 Ulkoilmalaitteiden ja ulospuhalluslaitteiden sijoittaminen).

Painovoimasta ja koneellista ilmanvaihtoa ei samassa rakennuksessa voi käyttää, koska on olemassa vaara, että painovoimaisessa hormissa ilman virtaussuunta vaihtuu.

Kommentit

Sähköpostikommentti 6. tekstikappaleeseen

Viitatussa standardissa puhutaan raitisilman sisäänotosta eikä päätelaitteiden välisestä etäisyydestä. Nyt rakennusvalvontojen tulkinta on se, että koneellisessa tulopoistoilmanvaihtojärjestelmässä päätelaitteiden etäisyys saa olla maksimissaan 17 m. Tämä tarkoittaa sitä, että yli 5.kerroksissa rakennuksissa joudutaan tekemään tupla hormit vaikka aikaisemmin on voitu tehdä 8.kerroksisia asuntoja yksillä hormeilla. Onko tämä ollut tarkoituksena?

opastavan tekstin lainaus:

Korkeiden rakennusten ilmanvaihto jaetaan ilmanvaihtoteknisesti erillisjärjestelmiin, joille on määritelty ylimmän ja alimman päätelaitteen välinen maksimikorkeusero. Maksimikorkeusero voidaan arvioida CEN/TR 16798-4:2017 -raportin mukaan seuraavasti:

Dmax = 600 / ( Ta  - Tout,min ),

jossa:

  • Dmax on maksimikorkeusero (m)
  • Ta on sisälämpötila (°C) ja 
  • Tout,min on ulkolämpötila suunnitteluarvo talvitilanteessa (°C).

Esimerkki: Kun sisälämpötila on 21 °C ja ulkoilman lämpötila on -32 °C, ei ylimmän ja alimman päätelaitteen korkeuseron tule ylittää 11 metriä.

 

ylös
70 users have voted.

Sähköpostikeskustelun lopputulos: Teksti vastaa alkuperäistä v 1987 D2:sta, jossa nimenomaan oli tarkoitus jakaa korkea rakennus Max 5 kerroksen osiin. CENissä ajatus jonkin verran muuttui.

ylös
65 users have voted.

Teknisessä raportissa CEN/TR 16798-4:2017 tarkkaan ottaen sanotaan, että "Kerrostalot olisi jaettava erillisiin ilmanvaihtovyöhykkeisiin, joille on määritelty enimmäiskorkeus.
Pystysuora etäisyys (D) vyöhykkeen alimman ja korkeimman sisäänottoaukon välillä ei saisi ylittää seuraavaa" ja sitten on tuo kaava maksimietäisyydelle. Alkuperäisessä tekstissä ei puhuta päätelaitteiden välisestä etäisyydestä (esim. keskitetty koneellinen tulo- ja poisto) vaan ulkoilma-aukkojen välisestä etäisyydestä. Eikö tämä koske enemmänkin koneellista poistoa ja korvausilmaventtiilejä? Minusta tiiviillä ulkovaipalla ja keskitetyllä koneellisella tulolla ja poistolla tilanne on erilainen hormivaikutuksen osalta

ylös
59 users have voted.

CEN:n raportin terminologia todennäköisesti viittaa koneellisen poiston järjestelmään. Sisä- ja ulkolämpötilojen eron aiheuttama savupiippuvaikutus on karkeasti jo noin 1,5 Pa/m -10°C:n ulkolämpötilassa ja se vaikuttaa vastaavasti myös koneellisen tulon tapauksessa. Kertasäätöisillä pääte-ja säätölaitteilla varustetun järjestelmän ilmamääriin tuolla on jo vaikutusta riippuen hieman siitä mille painetasoille järjestelmä toteutetaan. Järjestelmän päätelaitteiden välisen maksimikorkeuseron vaikutus kannattaa siis tiedostaa joten raportin ja vanhan v. 1987 D2:n ohjeet ovat hyviä lähtökohtia tarkastelulle.

ylös
55 users have voted.

Sähköpostikommentti:

Kaipaisin tarkennusta Talotekniikkainfon opastavaan tekstiin korkeiden rakennusten ilmanvaihdon jaosta ja maksimikorkeuserosta. Onko laskentakaavassa Tout, min alueen mitoitusulkolämpötila (esim. Helsinki -26°C), joka määrittää ylimmän ja alimman päätelaitteen korkeuseron vai voiko mitoituksessa käyttää keskimääräistä alueen talviajan ulkolämpötilaa (esim. Helsingissä -12°C…-15°C)? Eli lasketaanko korkeusero  mitoitusulkolämpötilan mukaan vai  voidaanko käyttää keskimääräistä alueen ulkolämpötilaa talvella? Näistä asioita keskustellaan usein rakennuttajan/tilaajan kanssa ja olisi mielenkiintoista kuulla tausta ja ohjeistus tuohon laskentakaavaan.

ylös
22 users have voted.

CENin teknisessä raportissa CEN/TR 16798-4, johon opastava teksti perustuu, on Tout, min selitteessä käytetty termiä mitoituslämpötila (”Tout, min on mitoituslämpötila talvella celciusasteina”). Opastavassa tekstissä on eri termi (suunnitteluarvo), mutta suunnitteluarvona ei ole syytä käyttää keskilämpötilaa: täytyyhän rakennuksen toimia oikein myös kylmemmillä lämpötiloilla, joita kuitenkin on. Suunnitteluarvona on hyvä käyttää yleisesti hyväksyttyä mitoitusarvoa eli mitoituslämpötilaa.

Tausta laskentakaavaan on tosiaankin tuo CENin tekninen raportti ja fysikaalinen tausta tulee siitä, että korkeuden kasvaessa nosteen vaikutus alimman ja ylimmän kerroksen väliseen paine-eroon ja tätä kautta paine-eron hallinta ulkoilmaan tulee merkittäväksi asiaksi. Korkeampia vyöhykkeitä suunniteltaessa on asia ratkaistava jollakin soveltuvalla tavalla.

ylös
26 users have voted.

Lisää uusi kommentti