Perinteikäs painovoimainen ilmanvaihto korvaantui 1970-luvulta lähtien nopeasti koneellisella ilmanvaihdolla, mutta viime vuosina tuuli on puhaltanut taas perinteiden suuntaan. Elämme ajassa, jossa hybridiratkaisuin täydennetty moderni painovoimainen ilmavaihto haastaakin vuorostaan koneavusteisen järjestelmän.

Nykyisin Ruotsissa moderni painovoimainen ilmanvaihto on arkea uudisrakentamisessa, kun Suomessa otetaan ensiaskelia vasta kokeellisilla projekteilla. Tuoreina kotimaisina esimerkkeinä tästä ovat Oulun kaksi vuokrataloa ja Helsingin Oulunkylän Käskynhaltijantielle valmistuva massiivitiilestä rakennettu kerrostalo. Lisää uusia hankkeita on suunnitelmissa ainakin Uudellemaalle. Lupaileeko tämä painovoimaisen ilmanvaihdon paluuta myös Suomessa, sillä maailmalla se on tähän päivään tuotuna hyvinkin elinvoimainen järjestelmä. Vahvistavatko poikkeukset säännön ja kuinka nopealla aikajänteellä?

Jotta ei mentäisi ojasta allikkoon, tehdyistä muutoksista ja virheistä on myös otettava opiksi. Sisäilmaongelmat kun voivat syntyä niin hallitsemattomasta ilmanvaihdosta, itse laitteista kuin rakennuksen tai sen käytön muutoksista.

Perinteinen painovoimainen ilmanvaihtojärjestelmä perustuu läpeensä hengittäviin rakennuksiin. Sittemmin niin saneerauksia kuin uudisrakentamista on tehty uusilla rakennevaatimuksilla. Sisäilmaongelmien taustalta löytyykin usein talotekninen muutos, jossa rakenteiden toimivuus on muuttunut radikaalisti remontoimisen, tulisijojen poistamisen, sisälle otetun veden ja sen käytön räjähdysmäisen lisääntymisen, lisälämmöneristämisen, muovittamisen ja lämmitysjärjestelmien muuttamisen myötä, vain muutama tekijä esiin nostettuna.

Painovoimaista ilmanvaihtoa syytetään ilmanvaihdon tehottomuudesta ja sääolojen riippuvuudesta, muttei kone-avusteinenkaan ilmanvaihto aivan ongelmatonta ole. Monimutkainen ja äänekäs laitteisto, tekniikan sähköriippuvuus ja käytön energiakustannukset sekä tasapainottamisen vaikeudet kalpenevat yksinkertaisen, äänettömän ja edullisesti toimivan luonnonmukaisen järjestelmän rinnalla, joka istuu myös kestävän kehityksen teemaan mainiosti.

Luonnonmukaisen ilmanvaihdon hidas virtaus ei irrota rakenteista pienpartikkeleita hengitysilmaan, mutta koneellinen poistoilmanvaihto imee täysin palkein korvausilmaa mahdollisista rakenteiden vuotokohdista. Ilmanvaihto myös muuttuu vähästä, sillä jo pelkkä ilmansuodatintyypin vaihtaminen tai päätelaitteen sulkeminen muuttaa ilmavirtojen määriä ja reittejä.

Koneellisen ilmanvaihdon tuloilman lämpötila on jo sisään tullessaan yleensä huoneilman lämpöistä lämmeten sisällä edelleen. Yhdistettynä sisäilman alhaiseen suhteelliseen kosteuteen siitä aiheutuu paitsi staattista sähköä, suomalaisen tutkimuksen mukaan myös silmien ärsytystä, kuivaa yskää ja nielun ärsytystä, nenän tukkoisuutta sekä iho-oireita luonnollisesti ilmastoitua rakennusta enemmän¹. Koneellisesti lämmitetyn tuloilman on todettu joissakin tutkimuksissa sisältävän myös enemmän bakteereita. Luonnonmukaisessa ilmanvaihdossa lämpötila ja suhteellinen ilmankosteus saadaan pysymään työskentelyolosuhteille sopivana.

Ilmanvaihtoon liittyvä rakennustekninen järjestelmä on siis paitsi herkkä, myös epävakaa. Ilman johdonmukaista ja testatusti toimivaa, tarkoin määriteltyä järjestelmää ilmanvaihto on täysin sattumanvaraista ja hallitsematonta. Hallittu ilmanvaihtojärjestelmä on suunniteltava huoneiston läpi kulkeviksi reitistöiksi tuloilmanoton päätelaitteista siirtoreittien kautta poistoilmanottoon saakka. Siksi se pitää suunnitella hallittuna kokonaisuutena, vakioida säädöin ja ylläpitää suunnitelmassa määritellysti.

¹ https://yle.fi/uutiset/3-10230798

Moderni painovoimainen ilmanvaihto kiinnostaa monia kasvavissa määrin, mutta ammattilaisten asenteet eri ilmanvaihtojärjestelmien välillä ovat vielä vahvasti koneellisessa. Asenteiden, joita leimaavat epäilyt ja tiukat järjestelmän toimivuuden todentamisvaatimukset, haastaminen ja muuttaminen on työläs taival ilman kotimaisia kohdekokemuksia.

Painovoimainen ja koneelliset painivat Suomessa todennäköisesti vielä pitkään eri sarjoissa myös rakennuslupavaiheessa. Ilmanvaihtojärjestelmän voi valita vapaasti, mutta ilman koneellista ohjausta sen toimivuus on aina osoitettava laskelmin. Vaikka järjestelmä ja laskelmat olisivat osaavan LVI-suunnittelijan tekemät, siltä voidaan lisäksi edellyttää puolueettomia ulkopuolisia tarkastuksia. Kokeellisissa kohteissa vaaditaan myös järjestelmän muuttamista koneelliseksi, jos ongelmia ilmenee.

Ensimmäinen pilkahdus asennemuutoksesta Suomessa oli Espoon Steinerkoulun uudisrakennushanke, jonka ilmanvaihtojärjestelmän tutkimuslaitos VTT totesi käyttökelpoiseksi ja jonka Espoon rakennusvalvonta hyväksyi vuonna 2004. Rakennuttaja kuitenkin luopui (lopulta) hankkeesta.

Vuonna 2007 Tampereen kaupungin hyvän rakentamisen palkinnon saanut Rudolf Steiner -koulu oli ensimmäinen suomalainen koulurakennus, johon toteutettiin kaupungin rakennusvalvonnan hyväksymä termodynamiikkaan perustuva ilmanvaihtojärjestelmä. Kohteessa raitis tuloilma ohjataan ensin rakennuksesta erillään sijaitsevien raitisilmatornien kautta maanalaiseen tunneliin ja sieltä edelleen rakennuksen alla olevaan raitisilmaonteloon (kulvertti). Sen jälkeen maalämmöstä lämpiävä ilma nousee pystyhormeja pitkin huonetiloihin ja poistuu säädettävistä poistoilmaluukuista. Ilmanvirtausta säädetään flekteillä ja huonetilojen poistoilma-aukoilla sekä ilman lämpötilaa radiaattoreilla. 

Oulussa syksyllä valmistuvassa painovoimaisen rakennuskokeilun kohteessa tavoitteena on kokeilla, miten perinteinen ilmanvaihto toimii nykyajan uudisrakennuksissa. Ensihaasteensa kokeilu kohtasi jo uskaliaan suunnittelijan löytämisessä, mutta projekti on edennyt hyvin, sillä TA-Yhtiöiden rakennuttamat uudet kerrostalot saavat asukkaansa ensi syksynä. Rakennuksissa ulkoilma otetaan sisään tuloilmaikkunoiden kautta ja poisto tapahtuu erityisiin poistoilmahormeihin, joita lämmitetään aurinkokennoilla kesäkaudella vedon parantamiseksi. Lue lisää: Ylen uutinen 5.2.20 Oulun rakennuskokeilu

Avarrus Arkkitehdit suunnittelivat Oulunkylään kerrostalon, jossa on toteutettu moderni painovoimainen ilmanvaihto. Kohde on kahden kiven massiivimuurattu tiilikerrostalo ja se on osa Helsingin kaupungin Kehittyvä-kerrostalo -ohjelmaa, jossa tutkitaan valittujen rakenne- ja ilmanvaihtoratkaisujen yhteistoimivuutta ja vaikutusta arkkitehtuuriin. Kokonaisalaltaan 2883 brm² suuruisessa hankkeessa on 29 asuntoa ja sen toteuttaa Jukivest Oy. Suunnitelmissa on mm. asuntojen väliset muuratut hormiseinät, ikkunoiden viereen sijoitetut venttiilit ja tuulettuva yläpohja.  Julkisivujen IV-säleiköt ovat tyylikäs yksityiskohta arkkitehtonisesti mielenkiintoisessa kokonaisuudessa. Hankkeen suunnitteluvaihe jatkuu tämän vuoden syksyyn.  Rakentamisen aloitus on suunniteltu ensi vuodelle ja valmistuminen seuraavalle. Hanke raportoidaan ja arvioidaan sekä valmistuttuaan että kaksi vuotta sisään muutosta. Avarrus on aiemmin suunnitellut mm. painovoimaisella ilmanvaihdolla olevia massiivipuisia pientaloja, esim. As Oy Helsingin Konstaapeli Spaakin. Lue lisää: Avarrus Arkkitehdit – kehittyvä kerrostalo

Suomessa ilmanvaihtojärjestelmien kehittäminen ja osaaminen on painottunut koneelliseen ilmanvaihtoon, mutta maailmalla myös painovoimaista ilmanvaihtoa on kehitetty ahkerasti. Muun muassa mm. tuulta on hyödynnetty hormien vedon tehostajina erilaisilla hormihatuilla ja lämmön talteenotto- sekä tuloilmalaitteista löytyy sähköttömiä versioita. Luonnon voimiin tukeutuvien modernien ratkaisujen puolestapuhujaksi Suomessa on noussut mm. Tallinnan teknisen yliopiston professori, arkkitehti Kimmo Lylykangas.

Ensimmäinen moderni luonnonmukaisella ilmanvaihdolla toteutettu kohde Ruotsissa on vuonna 1992 valmistunut Kungävin Steinerkoulu Göteborgin kupeessa. Uraauurtava rakennus käynnisti modernin järjestelmän voittokulun, myös maan ulkopuolella. Tukena hankkeissa on käytetty monenlaista tekniikkaa, joten perustellusti niitä voidaan nimittää hybridi-ilmanvaihdoksi. Moderni, eri tavoin toteutettu luonnonmukainen ilmanvaihto on valittu myös lukuisiin asuin- ja toimistorakennuksiin, pientaloihin, saneerauskohteisiin ja esim. Akzo Nobelin pääkonttoriin.

Koneellisen ilmanvaihdon terveys- ja meluongelmat ovat lisänneet painovoimaisen ilmanvaihdon käyttöä Ruotsissa esim. kouluissa ja päiväkodeissa. Maassa on jo yli 200 koulua ilman koneellista ilmastointia. Kouluista järjestelmällisesti kerätyt käyttäjäkokemukset ovat selvästi painovoimaisen puolella.

Euroopan tasolla luonnonmukaista ilmanvaihtoa on seurattu seitsemän maan yhteisessä Natvent-projektissa todellisissa kohteissa. Kohteina olivat mm. alan vaikuttajan, Rensonin pääkonttori Belgiassa, kattoikkunavalmistaja Veluxin toimitila Sveitsissä, Ullevalin sairaala Norjassa ja Tage Møller arkkitehtitoimiston rakennus Ruotsissa.

Oppia moderniin painovoimaisen ilmanvaihdon tutkimus- ja kehittämistyöhön sekä toteutuksiin on siis saatavilla, ne on vain etsivän löydettävä. Haaste tiukkojen energiamääräysten ja terveysvaatimusten toteutumiseen on kaikille yhteinen.

Aiheeseen liittyvää luettavaa: