Ikkunanvalmistukseen uutta ajattelua, ytimessä aurinkosuojaus

Voiko ikkunan keksiä uudelleen? Voi – ja ehkä pitäisikin – uskoo Keski-Suomen Hankasalmella Tapijola-ikkunoita valmistavan Puusepänliike Veljekset Aitto-ojan toimitusjohtaja Jussi Aitto-oja.

Uuden ratkaisun innovointiin osin pakottikin tilanne, jossa asiakas reklamoi yrityksen valmistamien ikkunoiden vaurioista ja kiista eteni lopulta käräjäoikeuteen. Vaikka ikkunat oli valmistettu vallitsevien standardien mukaisesti, niissä esiintyneet poikkeamat eivät ylittäneet standardin toleransseja eikä tavarantarkastuksessa löydetty poikkeamaa, Aitto-oja hävisi kiistan.

Vaurioituneiden ikkunoiden korjaaminen on lähes mahdotonta, ja käytännössä ikkunat olisi vaihdettava uusiin. Kaikilta osin Aitto-oja ei sulata tuomiota, koska vauriot jäivät kuuden millimetrin toleranssin sisään.

”Olemme kolme vuosikymmentä valmistaneet ikkunoita, ja tämä oli ensimmäinen kerta, kun meille kävi näin. Lämpövaurioihin emme ole törmänneet koskaan aiemmin tuotteissamme, ennen kuin aloimme valmistaa selektiivi-ikkunoita.”

Niinpä Aitto-oja lähti etsimään ongelmaan ratkaisua, jonka juurisyy on tuhannen taalan kysymys. Hän kertoo, että hänellä on ongelman syntyyn vain teoria, mutta todennäköisesti liian korkea lämpötila ikkunan sisällä voi aiheuttaa vaurioita ikkunan rakenteeseen.

”Vaikka valmistamme ikkunat voimassa olevien standardien mukaisesti, näin voi silti käydä. Henkilökohtaisesti epäonnistuminen kirveli pahasti, ja olinkin yhteydessä useisiin ammattilaisiin, mutta täyttä varmuutta ongelman syntyyn en saanut mistään”, Aitto-oja sanoo.

”Kuumuus on syy vaurioille, mutta vaurioprosessi on tunnistamaton.”

Tästä lähti liikkeelle ajatus eliminoida ongelman aiheuttaja tai ainakin vähentää kuumuuden ikkunoille aiheuttamaa kuormitusta. Mutta miten estää auringonpaisteen aiheuttama ylikuumeneminen?

Yksi keskeinen syyhän ikkunavaurioiden syntyyn on tavoite estää myös auringon tuottaman lämpösäteilyn johtuminen asuntojen sisätiloihin selektiivisellä ikkunalasilla, jotta asuntojen sisätilat eivät kuumenisi liikaa. Tämä kuormittaa ikkunaa rajusti, koska yksi lasipinta ottaa vastaan valtavan määrän lämpösäteilyä.

Niinpä Aitto-oja alkoi pohtia, kuinka ongelman voisi ratkaista järkevästi ja kustannustehokkaasti. Yksi ratkaisu olisi ikkunan välitilan viilentäminen jollain muulla konstilla eli käytännössä estää sen kuumeneminen.

Tällöin hänelle heräsi ajatus, että mitä jos sisäänrakennetun sälekaihtimen asentaisikin välitilan sijaan ikkunan ulkopuitteeseen. Tällöin sälekaihdin toimisi näkösuojan ja varjostamisen ohessa myös aurinkosuojana estäen rakenteen ylikuumenemisen.

Aurinkosuojia asennetaan perinteisesti ikkunoiden ulkopuolelle, mutta tällöin ne ja niiden mekanismit ovat alttiina sään vaikutuksille. Kiinteästi asennettuina niitä ei voi säätää, vaan ne varjostavat kaikissa olosuhteissa – myös silloin, kun valoa kaivattaisiin lisää asuntoon.

”Olen aina ollut keksijäluonne. Monesti sitä lähtee ideoimaankin vähän asian vierestä, mutta nyt sain aika äkkiä idean sijoittaa kaihtimet ulkopuitteeseen.”

Aitto-oja on tehnyt pitkin talvea ja kevättä mittauksia, joiden tulokset ovat kiistattomia: kaihtimet vähentävät ikkunarakenteeseen kohdistuvaa lämpökuormaa merkittävästi.

Muitakin ratkaisuja Aitto-oja on kokeillut, mutta yksi asia on selvinnyt tutkimuksissa: MSE-tyypin ikkunassa auringonsuojalasi eli niin sanottu selektiivilasi on väärässä kohdassa. Se sijoitetaan perinteisesti ikkunarakenteen sisälle, koska herkkä suojapinnoite halutaan pitää turvassa.

”Kun aurinko paistaa ikkunarakenteeseen, muuttuu auringon ultraviolettisäteily lämmöksi jopa 500 W/m2:n teholla. Auringonsuojalasi imee kaiken tämän lämmön ja alkaa kuumentua, mahdollisesti jopa ylikuumenee, jolloin myös ikkunarunko saattaa vaurioitua.”

Aitto-oja huomauttaa, että selektiivilasi on älyttömän hyvä eristämään asunnon sisältä tulevaa lämpöä, mutta se ei huomioi samalla tavalla ulkoa tulevaa lämpöä. Ja säiden kuumetessa ongelma vain pahenee tulevaisuudessa.

Vaikka alun perin oli tarkoitus pienentää ikkunarakenteen lämpövaurioita, Aitto-oja huomasi mittauksissaan, että ikkunan välitilan viilentäminen paransi merkittävästi ikkunan suorituskykyä. Sälekaihtimen integrointi ikkunan ulkopuitteeseen vaikuttaa myös koko rakennuksen energiatehokkuuteen.

Uudistuksella saatiin ikkunan välitilan lämpötilaa laskettua verrokkiin nähden jopa kuusi astetta kovimmilla hellejaksoilla. Samalla saatiin asumismukavuutta parantava vaikutus, koska ikkunan välitilan viilennys vaikuttaa myös asunnon sisälämpötilaan merkittävästi.

Pahimmillaanhan ikkuna toimii eräänlaisena lämpöpatterina, ja tämä ilmiö korostuu juuri lämpimänä vuodenaikana. Tämä johtaa asuntojen ylikuumenemiseen.

”Aiemmin tätä ongelmaa ei ollut, koska ikkunanvalmistajat eivät käyttäneet pinnoitettuja laseja. Kun niitä käytetään, ikkunan välitila kuumenee ja rakenteen keräämä lämpö siirtyy sisälle, mikä on ei-toivottu sivuvaikutus, kun ollaan alun perin haettu energiatehokkuuden parantamista”, Aitto-oja toteaa.

Periaatteessa ikkunoihin kohdistuvaa lämpökuormaa voisi ehkäistä myös ulkopuolisella aurinkosuojauksella. Se olisi jopa ylivoimaisesti paras ratkaisu myös ikkunan itsensä kannalta, mutta se monimutkaistaisi ikkunan rakennetta ja lisäisi niin valmistus-, ylläpito- kuin huoltokustannuksiakin.

Kerrostaloissa ongelmat vielä mutkistuisivat, ja toimiakseen kaikkina vuodenaikoina ikkunoihin pitäisi rakentaa erilliset mekanismit, joiden hinta karkaisi kohtuuttomaksi. Joissain toimitaloissa on päädytty kiinteisiin rakenteisiin, mutta – jo ulkonäkösyistäkin johtuen – tällaiset eivät välttämättä istuisi kauniisti asuntojen julkisivuihin.

”Ikkunoiden sisään asennettavat kaihtimet ovat edullisia ja vakioitu ratkaisu. Sille on vaikea nähdä muuta vaihtoehtoa”, Aitto-oja sanoo.

Hän aikoo vielä tehdä tuotteelle hienosäätöä ja kokeilla muun muassa uusia profiileja ja mekanismeja. Tärkeintä on kuitenkin seurata asiakaspalautetta.

”Esimerkiksi hopeanväriset kaihtimet olisivat valkoisia paremmat heijastamaan lämpöä, mutta niille ei saa takuuta. Meillä on suunnitteilla myös kiinteästi ulkopuitteeseen asennettava pimennysrullaverho, joka toimisi myös aurinkosuojana, mutta sellaista meillä ei ole vielä tuotannossa.”