Energian säästöllä markkinoitu tarpeenmukainen ilmanvaihto on ollut huoltomiehen painajainen ja toimimattomana turha rahareikä omistajalle

Tätä luvataan laitevalmistajien mainosteksteissä: ”Järjestelmä, joka sovittaa ilmanvaihdon ja ilmastoinnin tarpeen mukaan, voi säästää jopa 80 % puhallinenergiaa ja 40 % lämmitys- ja jäähdytysenergiaa. Usein riittää pienempi ilmanvaihtokone ja vedenjäähdytin, mikä pienentää investointikustannuksia.”

Käytännössä lupaukset eivät kuitenkaan toteutuneet:

”Käyttäjäpalaute oli niin kielteinen, että lopulta koneita piti käyttää täysillä ja energiaa kului liikaa”, Helsingin kaupungin tilapäällikkö Sari Hilden sanoi viime keväänä pidetyssä seminaarissa.

Aalto-yliopiston kartoitus osoitti, että järjestelmä pettää usein. Wertti Baskin diplomityössä selvitettiin kuuden Aalto-yliopiston kiinteistön ja kahden helsinkiläiskoulun muuttuvailmanvaihtojärjestelmien toimivuus. Vain yhdessä kohteessa ilmanvaihto toimi, kuten oli tarkoitus;  sisäilmaston olosuhteet olivat kuitenkin hyväksyttävät, eikä kohteissa oltu raportoitu ilmanvaihtojärjestelmien puutteista tai vioista.

”Sama tilanne on välittynyt kenttätyössä järjestelmien mittauksen ja säädön sekä teknisten selvitysten ja korjaussuunnittelun yhteydessä”, kertoo sisäilma-asiantuntija Antti Alanko Aresta omassa selvityksessään, jonka hän esitteli Sisäilmastoseminaarissa maaliskuussa.

Kuvassa on kooste käytännön haasteista tarpeenmukaisella ilmanvaihdolla varustetuissa kohteissa. Sarakkeissa on puute/vaikutus/toimilaji.

Näistä huolista huolimatta teollisuus ei lähtenyt rahoittamaan LVI-tekniikan professori Risto Kososen ehdottamaa jatkotutkimusta aiheesta.

Miksi säästöt eivät toteudu eikä järjestelmä toimi?

Tarpeenmukainen ilmanvaihto on yleinen ratkaisu rakennusten energiankulutuksen pienentämiseksi. Nykyiset ilmanvaihdon asetukset ja ohjeistukset myös ohjaavat suunnittelua tarpeenmukaiseen ilmanvaihtoon. Järjestelmien kehittämistä on pyritty tekemään siten, että tarpeenmukainen käyttö säästäisi energiaa ja ylläpitäisi tavoiteltuja sisäilmasto-olosuhteita.

Ilmamääräsäätimillä varustetuissa tarpeenmukaisen ilmanvaihdon laitoksissa on kuitenkin paljon huomioitavia asioita ja lopputulokseen vaikuttavia tekijöitä ja työvaiheita on runsaasti.

Järjestelmän monimutkaisuus ja mahdolliset virhelähteet ovat usein suuri haaste huoltohenkilöstölle, jota ei välttämättä ole perehdytetty järjestelmään lainkaan.

Antti Alanko keskittyi selvityksessään kenttätyössä vastaan tulleisiin haasteisiin ja puutteisiin.

”Jokainen järjestelmäkokonaisuus on yksilöllinen, eikä ongelmia esiinny kaikissa järjestelmissä”, hän toteaa. Hän ei myöskään ota kantaa uuden sukupolven ultraääni-ilmamääräsäätimillä varustettuihin järjestelmiin.

Hukkainvestointi energiasäästöä hakevalle?

Tarpeenmukaisen ilmanvaihtoon liittyvät haasteet ovat varsin moninaisia alkaen aina suunnittelusta jatkuen järjestelmän huoltoon asti. Nämä käytännön haasteet johtavat yleensä puutteellisesti toimivaan ilmanvaihtojärjestelmään, minkä seurauksena ilmanvaihto voi olla riittämätön käyttöön nähden, ajautua epätasapainoon ja aiheuttaa olosuhdehaittoja.

Mikäli tarpeenmukaista ilmanvaihtojärjestelmää ei saada rakennusvaiheessa toimimaan oikein, muodostuu tästä usein lisäkustannuksia kiinteistön omistajalle ja paljon ylimääräistä työtä. Monessa tapauksessa järjestelmäntoiminnan haasteiden takia järjestelmää on päädytty käyttämään ilman tarpeenmukaista ohjausta, jolloin energiansäästöön tehty investointi on ollut turha.

Haasteet ja ongelmat ovat useimmiten kohdistuneet ilmanvaihtojärjestelmän tila- tai aluekohtaisia ilmavirtoja säätäviin ilmamääräsäätimiin sekä niiden toimintaan, suunnitteluun, asennukseen, säätöön, automatiikkaan ja huoltoon.

Huomioitavaa on, että ilmamääräsäätimiä on erilaisia ja eri laitteisiin liittyy erilaisia ja eritasoisia haasteita.

Ei asenneta kuten on suunniteltu

Yleisimmät suunnittelun ja asennusten aiheuttamat haasteet ovat Alangon mukaan liittyneet laitesijoituksiin. Ilmamääräsäätimille ei ole suunniteltu eikä asennettu laitevalmistajan edellyttämiä suojaetäisyyksiä, ja laitteet sijaitsevat usein alakattotiloissa eri puolilla rakennusta. Puutteet suojaetäisyyksissä aiheuttavat virhettä mittaukseen, jolloin säädin ei kykene säätämään vakaasti suunniteltuja ilmavirtoja.

Heikot huoltoyhteydet vuorostaan vaikeuttavat oleellisesti laitteiden vianselvitystä ja huoltoa.

Haasteita ja ongelmia on liittynyt myös mitoitusilmavirtoja pienempien ilmavirtojen ohjauksiin, mikäli eri ilmavirtatasoja ei ole huomioitu kaikissa laitevalinnoissa.

Yhtenä melko yleisenä käytäntönä suunnittelussa on ollut, että saman ilmanvaihtorungon alueella joissain kytkentäkanavissa on ilmamääräsäätimet ja joissain kytkentäkanavissa ei. Käytännössä on todettu, että kammiopainesäädön tarkkuus ei aina riitä ylläpitämään vakaata ilmavirtatasapainoa ilmamääräsäätimillä varustettujen kanavahaarojen läheisissä kanavissa. Säädön tarkkuuteen vaikuttaa muun muassa järjestelmän koko, kanaviston rakenne sekä automatiikan säädöt.

Suunnittelussa ja asennuksissa on Alangon mukaan tärkeää huomioida myös ilmavirtoja ohjaavien antureiden sijoitukset. Esimerkiksi hiilidioksidi- ja lämpötilamittaukset ovat herkkiä tilassa tapahtuville häiriötekijöille, joita ovat esimerkiksi oven ja ikkunan käyttö tai anturiin suuntautuva tuloilmavirtaus. Jos laitteet altistuvat häiriötekijöille, järjestelmä ei osaa tehostaa ilmanvaihtoa todellisen tarpeen mukaisesti.

Antureiden kalibrointitaso tulisi myös tarkistaa säännöllisesti. Usein ilmamääräsäätimiä ohjaavien antureiden mittaustarkkuuden tarkastukset eivät ole sisältyneet huolto-ohjelmaan.

Järjestelmä on liian monimutkainen ja virhealtis

Itse ilmamääräsäätimiin liittyy Alangon mukaan erinäisiä haasteita ja ongelmia käytön ja huollon kannalta. Eri laitteisiin liittyy erilaisia haasteita.

”Järjestelmän monimutkaisuus ja mahdolliset virhelähteet ovat usein suuri haaste huoltohenkilöstölle, jota ei välttämättä ole perehdytetty järjestelmään lainkaan”, Alanko toteaa.

Ilmamääräsäätimien paine-eromittaus tapahtuu yleensä joko laipan tai mittaussiipien yli ja paine-eroanturi voi olla läpivirtaava tai läpi virtaamaton. Laipan yli mittauksen on yleisesti ottaen havaittu olevan mittaussiipiä herkempi suojaetäisyyksille. Ongelmia laipalla varustettujen laitteiden mittaustarkkuudessa on esiintynyt erityisesti, kun laitteet sijaitsevat lähellä ilmanvaihtokoneiden kammioita. Tällöin jopa valmistajan ilmoittamat suojaetäisyydet ovat olleet riittämättömät. Laippa on myös herkkä iskuille ja se voi taittua tai irrota asennuksen tai nuohouksen yhteydessä.

Letkujen kytkennöissä on myös ajoittain esiintynyt virhekytkentöjä, sillä kaikissa laitteissa ei ole oikeaan kytkentään opastavia merkintöjä.

Suurimmassa osassa ilmavirtasäätimiä on läpivirtausanturi, minkä läpi kulkee heikko ilmavirtaus. Läpivirtausanturin likaantuminen on yleinen ongelma, mikä ilmenee usein muutaman vuoden viiveellä. Anturin mittaustarkkuus kärsii huomattavasti anturin likaantuessa ja kenttätyössä on havaittu, että anturi likaantuu mittaustarkkuuden kannalta oleellisesti jo tavanomaisessa poistoilmassa.

Eräässä palvelurakennuksessa ilmamääräsäätimien likaantuminen havaittiin viisi vuotta rakentamisen jälkeen, jolloin eräällä poistoilmalaitteella todellinen ilmavirta oli n. 430 l/s, kun suunniteltu ilmavirta oli 330 l/s.

Anturin puhdistuksen jälkeen laite mittasi oikein. Anturi voidaan puhdistaa paineilmalla, mutta puhdistus ei kaikissa tapauksissa ole auttanut riittävästi. Anturi voi myös rikkoutua puhdistuksen seurauksena.

Ilmamääräsäätimissä on havaittu myös mekaanisia ja muita laitteiden sisäisiä vikoja, jotka vaikuttavat oleellisesti niiden toimintaan. Mekaaniset viat ilmenevät pellin toiminnassa, jolloin pelti ei joko toimi oikein tai se on löystynyt.

Automatiikassa ristiriitoja ja monesti se toimii vain ylikalliina vikahälyttimenä

Säätö- ja selvitystöiden perusteella automatiikan kytkennöissä on melko usein pieniä ristiriitoja, jolloin laite- ja tilamerkinnät ovat sekaisin ja järjestelmä ohjaa väärän tilan ilmanvaihtoa. Ristiriitoja on ollut Alangon mukaan myös ilmanvaihtopiirustusten ja toimintakaavioiden merkinnöissä.

”Mikäli huoltohenkilöstön ammattitaito ei riitä tarpeenmukaisen järjestelmän ylläpitoon, toistuvien hälytysten poistamiseksi saatetaan muuttaa asetuksia tai hälytysrajoja”, hän toteaa.

Järjestelmän käytettävyyttä ja huollettavuutta vaikeuttaa usein grafiikan epäselvyys. Monesti grafiikassa on prosenttiarvoja, ilmavirtoja ja/tai muita mittausarvoja. Erityisesti prosenttiarvojen merkitys ei aina käy grafiikalta ilmi. Prosentti voi eri järjestelmissä tarkoittaa mm. asetusarvoa tai mittausarvoa mitoitusilmavirrasta tai nominaali-ilmavirrasta tai pellin asentoa. Epäselvyydet grafiikalla vaikeuttavat huolto- ja säätömiesten työtä. Huollon tai säädön yhteydessä jokin arvo voidaan tulkita eri tavalla kuin automatiikassa on tarkoitettu, minkä seurauksena järjestelmä voi toimia virheellisesti. Valvomografiikalle tulee määritellä vaatimukset jo suunnitteluvaiheessa oikean käytön ja selkeyden takaamiseksi.

Alanko korostaa oikean viestinnän merkitystä. Hän mukaansa käytännössä kaikki kentällä esiintyneet haasteet olisivat selätettävissä, kun jo suunnittelussa, laitevalinnoissa ja tuotekehityksessä huomioitaisiin kentällä havaitut tekijät. Myös asennus-, säätö- ja huoltohenkilöstön tulee olla perehtyneitä järjestelmän toimintaan, jotta eri toimilajien välillä ei muodostu epäselvyyksiä ja virhetulkintoja.

”Eri toimilajien huolellisella työllä haasteet olisivat selätettävissä”, Alanko arvioi.