Tämä kirjoitus on suunnattu IV-järjestelmien tasapainottajille ja mittaajille. Tämä lyhyt kirjelmä saattaa sisältää jotakin mielenkiintoista, jos olet joskus miettinyt, miten suunnittelija ajattelee kanaviston suunnittelua ja tasapainotusta, tai miten järjestelmä mitoitetaan.
Nykyaikana lähes poikkeuksetta kaikki suunnittelu tehdään ohjelmistoilla1, jotka tekevät järjestelmien tasapainotuksen ja mitoittamisen niille annettujen parametrien mukaisesti. Suunnittelija ei siis enää käsin laske painehäviöitä ja ilmamääriä, vaan antaa ohjelmalle reunaehdot, joiden mukaan ohjelma sitten mitoittaa kanaviston ja tasapainottaa ilmamäärät. Tämä on jo hieman johtanut siihen, että järjestelmän mitoittamisen ja tasapainottamisen periaatteet tahtovat suunnittelijalta helposti unohtua, eikä tasapainotus tahdo sitten käytännössä aina onnistua.
Yleistä mittaamisesta ja säätämisestä
Suomessa ilmanvaihtolaitteistojen mittaus ja säätötöitä saa tämän kirjoituksen aikana suorittaa kuka tahansa. Suomen LVI-liitto SULVI järjestää ilmanvaihdon mittaus- ja säätökoulutusta, jonka päätteeksi on mahdollista hakea SULVI:n myöntämää pätevyyttä säätötöihin. SULVI:n pätevyys on tällä hetkellä ainoa minulla tiedossa oleva tapa ulkopuolisen henkilön varmentaa säätötyön osaamista. Varsinaista vaadittavaa ammattitutkintoa säätötyöhön siis ei ole.
IV-järjestelmän tasapainottamiselle on olemassa muutama eri tapa, joista suhteellisen säädön menetelmää on pidetty parhaana ja toimivimpana. SULVI:n koulutus ja mm. Esa Sadbergin ilmastointitekniikka- oppikirjat2 viittaavat suhteellisen säädön menetelmään.
Suhteellinen säätö
Tässä kirjoituksessa ei käydä läpi suhteellisen säädön periaatetta perinpohjaisesti, vaan keskitytään asioihin joista saattaa olla apua säädön jo osaaville ammattilaisille.
Suhteellinen säätöhän perustuu referenssiventtiiliin. Referenssiventtiili on säädettävässä haarassa se venttiili, minne ilman on vaikein päästä. Puhutaan myös vaikeimmasta reitistä. Referenssiventtiili on siis se venttiili, jonka painehäviö pitäisi olla kyseisen haaran matalin, kun säätö on tehty. Näin saavutetaan järjestelmään mahdollisimman pieni kokonaispainehäviö. Perinteisesti säätöporukka on joutunut joko kokemuksella tai kokeilemalla etsimään jokaisen haaran referenssiventtiilin, jotta pääsee tekemään säätöä.
Alle on liitetty suunnitteluohjelmistosta otettu kuva (Kuva 1). Kuvassa esiintyvä kanavisto ei ole suoraan mistään kohteesta, vaan se on piirretty vain tätä esimerkkiä varten. Huomion arvoista on mittaviivoissa näkyvät painehäviöt. Kokeneemmat säätäjät varmasti tietävät, että LVI-suunnitelmissa olevat painehäviöt eivät ole sellaisia paineita, mitä työmaalla voidaan mitata. Suunnitelmissa esiintyviä paineita käytetään ensisijaisesti suunnitelmien sisäiseen tarkastukseen. Yksi hyöty niistä kuitenkin työmaalla on. Nimittäin noista paineista näkee suoraan referenssiventtiilien sijainnit.
Suunnitteluohjelmisto (MagiCad for Autocad) mitoittaa kanaviston suhteellisen säädön menetelmällä. Toki ohjelmisto kykenee muuhunkin, mutta perustapauksessa, ilman suunnittelijan muuta käskyä ohjelmisto jäljittelee suhteellisen säädön lopputulosta. Näin ollen kussakin haarassa on venttiili, jonka painehäviö on ohjelmistolle annetun minimipainehäviön suuruinen. Alla olevassa tapauksessa arvoksi on annettu 10Pa (punaiset). Vastaavasti säätöpelleiltä löytyy erillinen minimiarvo, joka kuvan tapauksessa on myös 10Pa (siniset)
Nuo minimipainehäviön venttiilit (punaiset 10Pa) ovat kunkin haaran referenssiventtiileitä. Eli jos kanavisto on tehty suunnitelman mukaan, voidaan noita venttiileitä käyttää suoraan säädössä referensseinä. Samoin haarojen säätämisen jälkeen nähdään referenssipelti (Sininen 10Pa).
Paineen merkitys, säätö vs suunnittelu
Jos olet käynyt SULVIn mittauksen ja säädön koulutuksen, olet kuullut alimmasta painetasosta. SULVIn koulutuksessa ohjeistetaan säätämään referenssiventtiilin paine mahdollisimman alas, kuitenkin niin että pysytään venttiilin säätöalueella. Tämä aiheuttaa sen, että koko järjestelmän painetaso saadaan laskettua minimiin ja puhallinten ei tarvitse tehdä yrimääräistä työtä turhien painehäviöiden voittamiseksi.
Tässä piilee kuitenkin pieni sudenkuoppa. Vaikkakin paineet pyritään aina myös suunnittelemaan mahdollisimman alhaisiksi, vaativat jotkin ilmanjakomenetelmät hieman korkeampia paineita. Ilmanjaon perustana on tiloihin valittu sisäilmastoluokka. Tilojen luonteen ja sisäilmastoluokan perusteella suunnittelija valitsee kuhunkin tilaan soveltuvan ilmanjakomenetelmän.
Eniten käytetty ja varmasti kaikkien tiedossa oleva ilmanjakomenetelmä on sekoittava ilmanvaihto. Esa Sadbergin ilmastointitekniikka osa 2, ilmastointilaitoksen mitoitus sanoo mm. seuraavaa:
“Sekoittavassa ilmanvaihdossa pyritään puhdas, mahdollisesti käsitelty tuloilma sekoittamaan mahdollisimman tehokkaasti huoneilmaan.”
Kirjassa sanotaan myös, että yksi sekoittavan ilmanjaon tunnusomaisia piirteitä on, että tuloilman lähtönopeus tuloilmalaitteesta on suurehko. Suurella lähtönopeudella saavutetaan parempi sekoittumisaste, jota pienellä lähtönopeudella ei saada aikaan. Eli suurimmassa osassa Suomen ilmanjakojärjestelmiä (ei perustu tutkittuun tietoon) tuloilmalle halutaan antaa jonkin verran vauhtia, jotta ilma saadaan sekoamaan.
Tällä tiedolla on paineen kannalta suuri merkitys, jos käytössä on päätelaite ilman vaimennuslaatikkoa.
Paineen merkitys tuloilman päätelaitteessa
Jos päätelaitteessa on tasauslaatikko, ei paineella ole merkitystä heittopituuden ja vauhdin kannalta. Tällöin päätelaitteen naamataulussa ei ole mitään säätyvää, joten ilman nopeuden määrää täysin ilmamäärä, joka säädetään jo tasauslaatikossa ennen naamataulua. Paineen voi siis huoletta laskea alhaiselle tasolle esim. referenssiventtiilissä.
Jos päätelaitteessa ei ole tasauslaatikkoa, tilanne on hieman toinen. Tällöin ilmamäärä säädetään usein itse laitteen geometriaa muuttamalla. Geometrian muuttuessa muuttuu myös painehäviö, joka taas vuorostaan vaikuttaa ilmamäärään. Jos tällainen laite säädetään mahdollisimman pienelle paineelle, on laitteesta lähtevän ilmavirran nopeus myös pieni. Näistä laitteista siis saa saman ilmamäärän ulos usealla eri nopeudella ja painehäviöllä.
Suunnittelija miettii laitevalinnan ja avauksen niin, että ilman nopeus riittää sekoittamaan huoneilman. Näiden laitteiden kanssa siis säätäjän pitäisi aina huomioida suunnitelmiin kirjattu avaus. Vastavuoroisesti suunnittelijan pitäisi kirjata suunnitelmiin avaus tai vähintään suuntaa antava painehäviö.
Linkkejä
Lisätietoja löytyy mm. talotekniikkainfo.fi sivustoltakin löytyvästä Ilmavirtojen mittaus ja tasapainotus oppaasta.
Viitteet
- Suosituimpia ohjelmistoja Suomessa ovat Magicad for Autocad ja Magicad for Revit. Muita pienempiä ohjelmistoja käytetään myös, mutta nämä ovat kaksi suurinta (arvio ei perustu tutkittuun tietoon). ↩︎
- Ilmastointitekniikka : osa 1 : sisäilmasto ja ilmastointijärjestelmät
Ilmastointitekniikka : Osa 2 : Ilmastointilaitoksen mitoitus: ↩︎
Jaa tämä kirjoitus: