Seinäulospuhallus yleistyy – ”Eri kaupunkien rakennusvalvonnoissa on erilaisia näkökulmia”

Jaakko Ruottisen opinnäytetyö ”Asuinkerrostalon seinäulospuhalluksen virtaussimulointi” käsittelee seinäulospuhallusjärjestelmien simuloinnin haasteita ja käyttää edistyneitä simulointityökaluja ilman virtauksien tutkimiseen rakennusten ympärillä.

Vuodesta 2018 alkaen asuinkerrostalojen ilmanvaihtojärjestelmissä on tapahtunut muutoksia, kun perinteisestä kattoulospuhalluksesta on voinut siirtyä seinäulospuhallukseen. Muutos on johtunut tarpeesta löytää sekä kustannus- että energiatehokkaampia ratkaisuja.

– Sääntelyyn liittyvät muutokset ovat mahdollistaneet seinäulospuhalluksen käytön, mutta sen toteuttaminen vaatii tarkkaa suunnittelua, erityisesti sen varmistamisessa, ettei ulospuhallusilma pääse takaisin rakennukseen ilmanottoventtiilien, ikkunoiden tai parvekkeiden kautta. Haitallisista epäpuhtauksista ei sinänsä ole kyse, Ruottinen sanoo.

Helpompi tapa 

Etenkin korjausremontointikohteissa seinäpuhallus voi olla helpompi tapa toteuttaa koneellinen ilmanvaihto.

– Toteutus voi olla helpompi kuin se, että johdettaisiin ilma katolle asti. Lisäksi saatetaan hyvinkin säästää euroja ja remontista tulee pienempi.

Ruottinen kertoo, että seinäulospuhallus on ollut mahdollinen jo yli viisi vuotta, mutta rakennusvalvonnat ovat vasta viime aikoina olleet myönteisempiä sitä kohtaan.

– Eri kaupunkien rakennusvalvonnoissa on erilaisia näkökulmia, miten tämä pitää toteuttaa. Esimerkiksi Helsingissä haluttiin aikaisemmin aina simulointi kohteesta. Halusimme tutkia sitä, että onko simulointi sellainen työkalu, mikä antaa sellaista dataa, että sen avulla voidaan sanoa jotain varmaa. Lisäksi tutkin, ovatko ehdot sellaiset, että sen voisi tehdä ilman simulointia, eli ovatko ehdot luotettavat ja tuleeko niiden avulla hyvää jälkeä.

Tuuli ratkaisevassa asemassa

Ruottinen käytti tutkimuksessaan Ansys Fluent -ohjelmistoa luodakseen yksityiskohtaisia simulaatioita asuinkerrostalojen seinäulospuhalluksen ilmavirtauksista. Tutkimuksessa tarkasteltiin useita skenaarioita, joissa tuulen suunta ja nopeus vaihtelivat, jotta voitiin arvioida näiden tekijöiden vaikutusta ulospuhallusilman leviämiseen.

Ruottinen loi tietokonesimulointimallin: loi kuvitteellisen rakennuksen ja tutki, miten ehdot täyttyvät ja mitä tapahtuu, jos ehtoja rikotaan. Tärkeimpiä tarkasteltuja parametreja olivat rakennuksen geometria, ulospuhallusaukkojen sijoittelu ja ympäristötekijät, kuten tuuliolosuhteet.

– Etäisyysehtona oli kolme metriä, lisäksi oli puhallusnopeuden ehto. Kulmauksia ja soppitiloja, eli sellaisia tiloja, missä ilma ei pääse sekoittumaan hyvin, pitäisi välttää. Lisäksi puhallusnopeus vaikuttaa siihen, että ilma ei heti käänny takaisin.

Simulaatiot osoittivat, että tuulen suunta ja nopeus ovat ratkaisevassa asemassa ulospuhallusilman käyttäytymisessä.

– Kun tuuli puhaltaa suoraan rakennuksen julkisivua kohti, ulospuhallusilma kääntyy ja leviää pitkin seinää, mikä voi johtaa ulospuhallusilman sisäänmenoon lähellä olevien ilmanottoventtiilien kautta, Ruottinen sanoo.

Skenaarioissa, joissa tuuli puhalsi julkisivun suuntaisesti tai sivusuunnasta, ulospuhallusilman riski kulkeutua takaisin rakennukseen oli vähäisempi.

Ongelmia syntyy, jos tuuli puhaltaa suoraan seinään päin.

– Tuulen suunta pitää ottaa suunnittelussa huomioon. Todella tuulinen sijainti ei rajoita, mutta se pitää ottaa huomioon. Yleensä tuulee jostain suunnasta eniten. Ilmantieteen laitokselta voi katsoa tuulen käyttäytymisen 20 metrin tarkkuudella.

Ruottinen lisää, että simuloinnissa tuuli oli tasainen. Oikeassa elämässä näin ei ole.

– Yksinkertaistetut geometriset mallit ja vakaat tuuliolosuhteet simulaatioissa eivät välttämättä täysin vastaa todellisia olosuhteita, mikä voi johtaa eroon ennustettujen ja todellisten tulosten välillä.

Etuna pienemmät hormit

Ruottinen kertoo, että seinäpuhalluksessa jokaisessa asunnossa on oma ilmanvaihtokone. Eli ulkoilma otetaan ulkoa, johdetaan ilmanvaihtokoneeseen, jossa se tarvittaessa esilämmitetään ilmanvaihtokoneen LTO-laitteella (lämmityskaudella).

– Eli lämpöä otetaan talteen poisjohdettavasta ilmasta ja siirretään se sisään tulevaan ilmaan. Näin saadaan myös energiatehokkuutta. Ilma johdetaan huoneistoon ja ulospuhallettava ilma puhalletaan pois.

Ruottinen kertoo, että yleensä käytetään yhdistelmälaitetta, jonka alareunasta otetaan ulkoilmaa sisään ja ulospuhallusilma puhalletaan laitteen otsapinnasta ulos.

– Yhdistelmälaite on pieni pömpeli, joka kyllä näkyy, jos sitä katsoo, mutta ei ole kovin huomattava. Jos ulospuhallusilma johdettaisiin katolle, seinään tulisi vain säleikkö ulkoilman sisäänotolle.

Seinäpuhallusratkaisussa kaikki kanavat ovat asunnossa, katolle mentäessä kanavat menevät hormissa katolle asti.

– Seinäpuhalluksen etuna on pienemmät hormit, sillä kanavia on vähemmän. Sitä kautta saadaan rakennukseen lisää asuinneliöitä. Remontointikohteessa ei välttämättä löydy muuta ratkaisua, jos halutaan parempi ilmanvaihto tai lisää energiatehokkuutta. Ensisijaisesti pitää kuitenkin miettiä ratkaisua, jossa ilma johdetaan katolta ulos.

Osaavalla suunnittelulla hyvä lopputulos

Yhtenä työn johtopäätöksenä oli se, että soppitiloihin ei seinäpuhallusta kannata laittaa, eikä sisäpihoille tai sisäkulmiin, kuten ohjeissakin sanotaan.

– Ohjeiden mukaisestikaan asennettuna ei välttämättä tule hyväksyttävää jälkeä, jos ulospuhallus on asennettu minimietäisyydelle.

Ulospuhallus on yleistymässä, ja osaavalla suunnittelulla tulee hyvä lopputulos, Ruottinen sanoo.

– Tämä korostaa tarvetta käyttää kehittyneempiä mallinnustekniikoita ja suorittaa käytännön testejä varmistamaan, että seinäulospuhallusjärjestelmät täyttävät sääntelyvaatimukset ilman, että ne heikentävät ilmanlaatua.

Tulokset korostavat myös tuuliolosuhteiden huomioon ottamisen tärkeyttä seinäulospuhallusjärjestelmien suunnittelussa. Lisäksi tutkimus peräänkuuluttaa selkeiden ja tarkkojen ohjeiden tarvetta suunnittelijoille väärinymmärrysten välttämiseksi ja turvallisten ja tehokkaiden ratkaisujen toteuttamiseksi.

Tutkimuksen tulokset osoittivat, että vaikka seinäulospuhallusjärjestelmät voivat olla tehokkaita, ne on suunniteltava huolellisesti Talotekniikkainfon asettamien raja-arvojen ylittämisen välttämiseksi.

– Toivoisin, että turhia simulointeja ei tarvitsisi tehdä. Toiveena olisi, että Talotekniikkainfon ohjeet olisivat niin hyvät, että toteutuksen voisi tehdä niiden perusteella, ilman rakennusvalvontojen täsmennyksiä.

Tämä juttu on julkaistu ensimmäisen kerran Talotekniikka-lehdessä 6/24 ja verkkosivuilla 1.12.2024.