Koneellinen ilmanvaihto – järjestelmät ja niiden erot

Miten koneellinen ilmanvaihto toimii

Koneellinen ilmanvaihto tarkoittaa, että puhaltimet siirtävät ilmaa rakennuksessa ja mahdollistavat ilmavirtojen ohjaamisen. Ilma kulkee huoneiden, venttiilien ja kanavien kautta, ja sen reitti riippuu järjestelmän toteutuksesta. Koneellinen poistoilmanvaihto poistaa sisäilmaa puhaltimella, kun taas koneellinen tulo- ja poistoilmanvaihto tuo ulkoilmaa sisään koneellisesti ja poistaa käytettyä ilmaa. Ilman liikkeeseen vaikuttavat puhaltimien lisäksi kanavien vastus, venttiilien asennot ja ovien väliset siirtoreitit.

Puhaltimien tehtävä

Puhaltimen tehtävä on synnyttää paine-ero, joka saa ilman liikkumaan kanavassa tai huoneeseen asennetun laitteen läpi. Poistopuhallin imee ilmaa rakennuksesta poistoilmakanavaan ja edelleen ulos. Tuloilmapuhallin puolestaan siirtää ulkoilmaa kanavia pitkin sisätiloihin. Ratkaiseva ero on se, että poistoilmaa poistava puhallin ei samalla tuo ulkoilmaa koneellisesti sisään.

Poistojärjestelmässä puhaltimen käydessä sisäpaine laskee hieman ulkoilmaan verrattuna. Ulkoilma virtaa tällöin sisään korvausilmaventtiilien tai muiden suunniteltujen aukkojen kautta. Tulo-poistojärjestelmässä tulo- ja poistopuhaltimet hoitavat eri tehtäviä: toinen syöttää ilmaa oleskelutiloihin, toinen poistaa sitä esimerkiksi märkätiloista. Puhaltimien tehoa voidaan säätää, mutta todellinen ilmamäärä riippuu myös kanaviston ja venttiilien virtausvastuksesta.

Jos kanava on pitkä, siinä on useita mutkia tai venttiili on ahdas, saman puhallinnopeuden tuottama ilmavirta voi jäädä pienemmäksi kuin vähäisen vastuksen reitillä. Siksi yhden puhaltimen vaikutus ulottuu koko siihen liittyvään kanavistoon: muutos nopeudessa voi muuttaa virtausta useissa huoneissa. Puhaltimien tehtävä on tuottaa liike, mutta ilmavirran jakautumiseen vaikuttavat myös reittien mitoitus ja säätö.

Ilmavirtojen hallinta

Poistoilma johdetaan tavallisesti keittiöstä, kylpyhuoneesta, pesuhuoneesta ja WC:stä, joissa syntyy kosteutta, hajuja tai muita epäpuhtauksia. Poistoventtiili sijaitsee yleensä huoneen yläosassa, josta lämmin ja käytetty ilma voidaan johtaa kanavaan. Keittiön liesikupu voi olla kytketty omaan kanavaansa tai toimia muun poistojärjestelmän rinnalla, joten sen ilmavirtaa ei pidä automaattisesti rinnastaa huoneen yleiseen poistoventtiiliin.

Korvausilma saapuu poistojärjestelmässä ulkoa esimerkiksi oleskelu- ja makuuhuoneiden ulkoseinän venttiileistä. Tulo-poistojärjestelmässä puhallin tuo ulkoilman samoihin tiloihin kanavien ja tuloilmaventtiilien kautta. Ilma kulkee tämän jälkeen huoneesta toiseen siirtoilmana, yleensä oven alareunan raon tai siirtoilmasäleikön kautta, kohti poistoilmaventtiileillä varustettuja tiloja. Suljettu ovi ei saa katkaista tätä reittiä.

Paine-ero ohjaa virtausta: ilma liikkuu korkeamman paineen alueelta matalamman paineen suuntaan. Poistojärjestelmässä poistopuhallin tekee sisätiloista ulkoilmaan nähden hieman alipaineiset, jolloin korvausilma tulee sisään tarkoitettuja reittejä pitkin. Suunnittelussa ilmavirrat mitoitetaan huoneiden käyttötarkoituksen ja ilman kulkureitin mukaan, ja venttiilien säädöllä varmistetaan, että ilma vaihtuu oikeissa tiloissa eikä kulje suoraan tuloaukosta poistoon. Esimerkiksi makuuhuoneen tuloilman tulee päästä oven alta käytävään ja edelleen poistoilmalla varustettuun pesutilaan.

Koneellinen poisto ja tulo-poisto rinnakkain

Koneellinen ilmanvaihto toteutetaan tavallisesti joko poistamalla sisäilmaa puhaltimella tai johtamalla sekä tulo- että poistoilmaa koneellisesti. Ratkaiseva ero näkyy siinä, miten ulkoilma saapuu huoneisiin ja miten poistoilman lämpöä hyödynnetään. Tasapainotetussa järjestelmässä tulo- ja poistoilmavirrat säädetään toimimaan yhdessä, kun taas poistojärjestelmässä korvausilma tulee rakennukseen erillisten ulkoilmareittien kautta. Alla vertaillaan järjestelmien toimintaa ja nimetään niiden tavallisimmat laitteet.

Keskeiset erot

Koneellisessa poistoilmanvaihdossa puhallin kuljettaa käytettyä ilmaa ulos, ja tilalle virtaa ulkoilmaa korvausilmaventtiilien tai rakenteisiin suunniteltujen ulkoilmareittien kautta. Koneellinen tulo- ja poistoilmanvaihto käsittelee molempia ilmavirtoja kanaviston ja ilmanvaihtokoneen avulla. Eroja voi tarkastella näin:

Poistoilmanvaihdon ja tasapainotetun tulo-poistoilmanvaihdon erot
Vertailukohta	Koneellinen poistoilmanvaihto	Tasapainotettu tulo- ja poistoilmanvaihto
Toimintaperiaate	Poistopuhallin imee ilmaa esimerkiksi keittiön, kylpyhuoneen ja wc:n poistoista. Korvaava ulkoilma tulee rakennukseen erillisiä reittejä pitkin.	Erilliset puhaltimet johtavat ulkoilmaa sisään ja käytettyä ilmaa ulos. Tulo- ja poistoilmavirrat säädetään suunnitelman mukaisiksi.
Ulkoilman sisääntulo	Ulkoilma tulee yleensä ulkoseinien tai ikkunoiden korvausilmaventtiileistä ja siirtyy huoneista poistoilmalla varustettuihin tiloihin.	Ulkoilma otetaan sisään koneelle ja johdetaan tuloilmakanavia pitkin oleskelutiloihin, kuten makuu- ja olohuoneisiin.
Ilmavirtojen hallinta	Poistoilmavirtaa säädetään poistopuhaltimella ja poistoilmaventtiileillä. Korvausilman määrä ja reitti riippuvat myös venttiileistä sekä rakennuksen tiiviydestä.	Tulo- ja poistoilmavirtoja voidaan säätää erikseen päätelaitteista ja koneelta. Tasapainotus tehdään mittaamalla ilmavirrat järjestelmän käyttöönotossa.
Lämmöntalteenotto	Poistettu lämpö johdetaan ulos, ellei järjestelmään ole erikseen toteutettu poistoilman lämmön talteenottoa.	Poistoilman lämpö siirtyy yleensä ilmanvaihtokoneen lämmönsiirtimessä tuloilmaan. Lämmön talteenotto ei tarkoita, että tulo- ja poistoilma sekoittuvat.
Tyypilliset laitteet ja reitit	Järjestelmässä on poistopuhallin, poistoilmakanavat ja poistoilmaventtiilit. Ulkoilma kulkee huoneisiin korvausilmaventtiileistä, ei tuloilmakanavistosta.	Järjestelmään kuuluvat tulo- ja poistopuhaltimet, molempien ilmavirtojen kanavat, suodattimet sekä lämmöntalteenottolaite.

Poistojärjestelmässä ulkoilman reitti ja käsittely poikkeavat siis tulo-poistojärjestelmästä, jossa tuloilma kulkee koneen kautta. Kumpikaan rakenne ei ole automaattisesti parempi: sopivuus riippuu rakennuksen kanavista, ulkoilmareiteistä ja suunnitellusta ilmavirtojen säädöstä.

Järjestelmien pääosat

Osien nimet kertovat, mitä ilmaa kukin laite kuljettaa tai käsittelee. Poistojärjestelmän osia ei pidä sekoittaa tulo-poistojärjestelmän tuloilmakanaviin ja lämmöntalteenottoon.

Puhaltimet: Poistojärjestelmän puhallin siirtää poistoilmaa ulos; tulo-poistojärjestelmässä erilliset puhaltimet liikuttavat tulo- ja poistoilmaa.
Kanavat: Poistoilmakanavat vievät sisäilmaa poistopisteistä ulos. Tulo-poistojärjestelmässä omat kanavansa kuljettavat ulkoilman huoneisiin ja poistoilman koneelta ulos.
Päätelaitteet: Poistoilmaventtiilit sijaitsevat poistettavan ilman tiloissa. Tuloilmaventtiilit jakavat koneelta tulevan ilman oleskelutiloihin, ja niiden asento vaikuttaa ilmavirran suuntaan.
Suodattimet: Tulo-poistojärjestelmän ulkoilmasuodatin pidättää ulkoilmasta hiukkasia ennen ilman johtamista huoneisiin. Poistoilmanvaihdossa ei ole vastaavaa tuloilmakanavan suodatinta.
Lämmöntalteenottolaite: Tulo-poistokoneen lämmönsiirrin siirtää lämpöä lämpimästä poistoilmasta viileämpään tuloilmaan. Ilmavirrat kulkevat erillisiä kanavia, eikä laite tavallisesti sekoita niitä.
Ilmavirtojen reitit: Tulo-poistojärjestelmässä ilma johdetaan oleskelutiloihin ja siirtyy esimerkiksi ovien alareunojen kautta poistoilmalla varustettuihin tiloihin.

Poistojärjestelmässä korvausilma tulee omista ulkoilmaventtiileistään, kun taas tulo-poistojärjestelmässä kone jakaa tuloilman kanavia pitkin. Laitteiden sijoitus ja ilmavirtojen reitit määräytyvät rakennuksen järjestelmäratkaisun mukaan.

Milloin koneellinen poisto voi sopia

Koneellinen poisto voi olla toimiva ratkaisu, kun rakennuksessa on käytännössä toimivat korvausilmareitit ja nykyiset poistokanavat soveltuvat käyttöön. Soveltuvuus riippuu myös vaipan tiiviydestä, huonejaosta ja siitä, kuinka laajoja muutoksia ilmanvaihto vaatisi. Rakennuksen ikä ei yksin ratkaise, millainen asunnon ilmanvaihtojärjestelmä toimii parhaiten. Arvioinnissa on tarkasteltava, mistä korvausilma pääsee sisään ja miten rakennuksen rakenteet vaikuttavat ilmavirtoihin.

Rakennuksen lähtökohdat

Poistoilmanvaihdon soveltuvuutta arvioidaan rakennuksen nykyisten kanavien ja korvausilman kulkureittien perusteella. Myös huoneiden sijoittelu ja muutostöiden laajuus vaikuttavat ratkaisuun.

Jos rakennuksessa on jo poistokanavat esimerkiksi keittiöstä ja märkätiloista, niiden sijainti ja kunto vaikuttavat siihen, voiko nykyistä järjestelmää hyödyntää.
Korvausilman reitit on tarkistettava ulkoseinien venttiileistä huoneisiin ja edelleen poistotiloihin; tukitut tai puuttuvat reitit heikentävät ilman liikkumista.
Tiiviissä rakennuksessa korvausilmaa ei välttämättä pääse sisään riittävästi rakenteiden epätiiviyksien kautta, joten venttiilien tarve ja sijoitus korostuvat.
Huonejako vaikuttaa ilmavirran reitteihin: suljetut ovet ja kapeat siirtoilmaraot voivat katkaista kulun oleskelutiloista kohti keittiön tai pesutilojen poistoa.
Jos huoneita on jaettu tai käyttötarkoituksia muutettu, vanhojen venttiilien ja kanavien sijainti ei välttämättä enää vastaa tilojen käyttöä.
Uusien kanavien rakentaminen voi vaatia alaslaskuja, läpivientejä tai rakenteiden avaamista, kun taas olemassa olevien kanavien kunnostus voi rajata työmäärää.

Arviossa kannattaa erottaa nykyisen järjestelmän käyttökelpoisuus siitä, mitä rakennuksessa pitäisi muuttaa. Poisto voi sopia erityisesti silloin, kun korvausilmalle löytyy toimiva reitti ilman laajoja rakenteellisia muutoksia.

Järjestelmän rajoitukset

Koneellisessa poistoilmanvaihdossa tuloilma tulee rakennukseen korvausilmareittejä pitkin, eikä sen määrää ja sisääntulopaikkaa voida hallita samalla tavoin kuin koneellisessa tulo- ja poistoilmanvaihdossa. Jos venttiilejä on liian vähän tai ne ovat tukossa, korvausilma voi kulkeutua rakenteiden raoista tai muista epätoivotuista kohdista. Tämä voi heikentää asunnon sisäilman laatua ja lisätä epäpuhtauksien kulkeutumista sisätiloihin. Poistopuhaltimen synnyttämä paine-ero vaikuttaa siihen, mistä ilma virtaa sisään. Tuuli, ulkolämpötila ja rakennuksen eri osien korkeuserot voivat muuttaa paine-eroja, jolloin ilmavirrat jakautuvat eri tavoin eri huoneissa. Kylmä korvausilma voi tuntua vetona etenkin venttiilin lähellä, jos se ei sekoitu huoneilmaan riittävästi. Korvausilman suodatus on yleensä rajallisempaa kuin erillisellä tuloilman käsittelyllä varustetussa järjestelmässä. Ulkoilman epäpuhtauksia voidaan pidättää venttiilien suodattimilla, mutta niiden suodatusteho ja huollon toteutus riippuvat käytetystä ratkaisusta. Tukkeutunut suodatin puolestaan voi rajoittaa ilmansaantia. Poistoilman mukana poistuu myös rakennuksen lämpöä, koska järjestelmään ei sisälly poistoilman lämmön talteenottoa. Lämmitysjärjestelmän on tuotettava vastaava lämpöenergia, joten tämä vaikuttaa ilmanvaihdon energiankulutukseen etenkin lämmityskaudella. Vaikutuksen suuruuteen vaikuttavat muun muassa rakennuksen lämpöhäviöt ja ilmanvaihdon käyttö.

Milloin tulo-poistoa kannattaa tarkastella

Tulo-poistoa kannattaa tarkastella, kun rakennuksen ilmanvaihtoa suunnitellaan uudisrakennukseen tai perusteelliseen remonttiin ja tuloilman reitit voidaan toteuttaa hallitusti. Ratkaisu käsittelee koneellisesti sekä ulkoa tulevan että rakennuksesta poistettavan ilman. Suunnittelussa huomioidaan huoneiden käyttötarkoitus, ilmavirtojen tasapaino ja se, miten ilma siirtyy tilasta toiseen. Järjestelmään voidaan liittää lämmöntalteenotto, mutta sen toteutus riippuu valitusta ilmanvaihtokoneesta ja kanavoinnista.

Tulo- ja poistoilmavirrat

Koneellisessa tulo- ja poistoilmanvaihdossa ulkoilma johdetaan koneen kautta oleskelutiloihin ja käytettyä ilmaa poistetaan esimerkiksi keittiön, kylpyhuoneen ja kodinhoitohuoneen poistoilmaventtiileistä. Ulkoilma suodatetaan ennen huoneisiin johtamista, jolloin suodattimet pidättävät osan ulkoilman hiukkasista.

Ilmanvaihdon säätö ja ilmavirrat suunnitellaan huoneiden käyttötarkoituksen mukaan. Käytännössä kokonaisilmamääriä ei säädetä sattumanvaraisesti, vaan päätelaitteiden ilmavirrat mitataan ja säädetään suunnitelman mukaisiksi.

Makuuhuoneisiin ja olohuoneeseen sijoitetut tuloilmaventtiilit tuovat käsiteltyä ulkoilmaa sinne, missä asukkaat viettävät aikaa ja tarvitsevat raikasta hengitysilmaa.
Keittiön, pesutilojen ja kodinhoitohuoneen poistoilmaventtiilit keräävät kosteutta, hajuja ja muita epäpuhtauksia niiden syntypaikkojen läheltä.
Tasapainotuksessa tulo- ja poistoilmavirrat sovitetaan rakennuksen suunniteltuun käyttöön; tarkoituksena on välttää jatkuva, hallitsematon ylipaine tai alipaine.
Ilma siirtyy tavallisesti tuloilmalla varustetuista huoneista kohti poistoilmalla varustettuja tiloja ovien alareunojen rakojen tai siirtoilmareittien kautta.
Suljettu ovi voi rajoittaa siirtymistä, jos oven alareunassa ei ole riittävää rakoa eikä rakenteessa erillistä siirtoilmaventtiiliä.
Virheellinen tasapaino voi muuttaa paine-eroja ja ilmavirtojen reittejä, jolloin ilma ei vaihdu huoneissa suunnitellulla tavalla.

Kun ilmamäärät ja siirtoreitit toimivat yhdessä, ilma kulkee oleskelutiloista kohti poistotiloja eikä jää kiertämään vain yksittäiseen huoneeseen. Mittaus ja säätö varmistavat, että koneen asetukset vastaavat rakennuksen kanavistoa.

Lämmöntalteenoton mahdollisuus

Lämmöntalteenotto voi olla osa tulo-poistojärjestelmää, mutta sitä ei ole automaattisesti jokaisessa koneessa. Lämmönsiirrin ottaa lämpöä rakennuksesta poistettavasta ilmasta ja siirtää sitä ulkoa tulevaan tuloilmaan, ennen kuin ilma johdetaan huoneisiin.

Yleisiä ratkaisuja ovat levylämmönsiirrin ja pyörivä lämmönsiirrin. Levylämmönsiirtimessä poisto- ja tuloilma kulkevat erillisissä kanavissa ohuen lämmönsiirtopinnan vastakkaisilla puolilla, joten lämpö siirtyy pintojen läpi ilmavirtojen sekoittumatta. Pyörivässä mallissa pyörivä kenno varaa lämpöä poistoilmasta ja luovuttaa sitä tuloilmalle.

Joissakin järjestelmissä lämpö siirretään nesteen avulla erillisten pattereiden ja putkiston kautta. Tällainen ratkaisu voi sopia rakenteeseen, jossa tulo- ja poistoilmakanavia ei voida tuoda samaan koneeseen, mutta se edellyttää omia lämmönsiirtimiä ja nestekiertoa.

Lämmöntalteenoton toimintaan vaikuttavat koneen rakenne, ilmavirtojen säätö ja käyttöolosuhteet. Esimerkiksi kylmällä säällä kone voi rajoittaa huurteen muodostumista sulatustoiminnolla, joka vaikuttaa hetkellisesti tuloilman käsittelyyn. Ohituspelti puolestaan voi johtaa tuloilman lämmönsiirtimen ohi, kun lämmöntalteenottoa ei tarvita.

Suodattimien likaantuminen ja lämmönsiirtimen puhtaus vaikuttavat ilman kulkuun ja lämmön siirtymiseen. Siksi ilmanvaihto lämmöntalteenotolla edellyttää, että laite ja sen osat soveltuvat rakennuksen kanavointiin ja suunniteltuun käyttöön.

Valinta rakennuksen ja käytön mukaan

Sopiva ilmanvaihtoratkaisu riippuu siitä, millainen järjestelmä rakennuksessa on nyt ja miten kiinteistöä käytetään. Sama vaihtoehto ei sovi automaattisesti sekä tiiviiseen uudisrakennukseen että vanhaan taloon, jossa kanavien reitit ja rakenteiden kunto rajaavat muutoksia. Kun arvioit ratkaisua, tarkastele rakennuksen ominaisuuksia ja arjen tarpeita yhdessä. Näin vertailu perustuu kiinteistön todellisiin lähtökohtiin, ei yhteen yleiseen paremmuuslukuun.

Mitä selvittää ennen päätöstä

Aloita kartoittamalla nykytilanne ja ne rakennuksen ominaisuudet, jotka vaikuttavat asennukseen ja käyttöön. Seuraavat kysymykset auttavat rajaamaan, millainen ratkaisu sopii juuri sinun kiinteistöösi.

Nykyinen järjestelmä: selvitä, onko ilmanvaihto painovoimainen, koneellinen poisto vai tulo- ja poistoilmanvaihto; olemassa olevien kanavien hyödyntäminen voi vaikuttaa muutostyön laajuuteen.
Rakenteet ja kunto: tarkista kanavien, välipohjien ja yläpohjan kunto sekä mahdolliset kosteusvauriot; ahtaat rakenteet voivat rajoittaa uusien kanavareittien sijoittamista.
Rakennuksen tiiviys: huomioi ikkunoiden, ovien ja vaipan kunto sekä suunnitellut tiivistysremontit; ilmavuodot vaikuttavat siihen, miten ilmavirrat saadaan hallintaan.
Huoneiden käyttö: merkitse, missä nukutaan, laitetaan ruokaa tai kuivataan pyykkiä; esimerkiksi makuuhuoneen yöaikainen käyttö ja pesutilojen kosteus kuormittavat tiloja eri tavoin.
Huolto ja pääsy laitteille: arvioi, pääseekö suodattimille, puhaltimille ja kanavien tarkastuskohtiin turvallisesti; vaikea kulkureitti voi hankaloittaa säännöllistä ylläpitoa.
Asennustila: mittaa teknisen tilan, katon tai kaappien vapaa tila ja selvitä sähkön sekä kondenssiveden poistoreitin saatavuus; nämä voivat ratkaista laitteiden sijoitusvaihtoehdot.

Jos kanavat ovat käyttökelpoiset mutta tilaa uusille reiteille on vähän, nykyisen järjestelmän päivittäminen voi olla realistisempi vaihtoehto. Laaja peruskorjaus puolestaan voi tehdä uusien kanavien suunnittelusta mahdollisen.

Miksi järjestelmiä ei voi verrata yhdellä luvulla

Yksi ilmamäärä ei kerro, jakautuuko ilma tarkoituksenmukaisesti eri huoneisiin. Esimerkiksi keittiön ruoanlaitto, pesutilojen kosteus ja makuuhuoneiden yöaikainen käyttö aiheuttavat erilaisia tarpeita, joten vertailussa pitää huomioida tilakohtaiset ilmavirrat ja käyttöajat.

Lämmöntalteenoton hyötysuhdekaan ei yksin määritä ilmanvaihdon energiankulutusta. Tulokseen vaikuttavat muun muassa ulkolämpötila, laitteiden sähkönkulutus ja käyttöasetukset; kahden laitteen ilmoitettu hyötysuhde ei välttämättä kuvaa niiden energiankäyttöä samoissa olosuhteissa.

Rakennuksen tiiviys vaikuttaa siihen, kuinka ennakoitavasti ilma kulkee suunniteltuja reittejä. Tiiviissä talossa hallitut ilmavirrat voivat olla helpommin toteutettavissa, kun taas vanhassa rakennuksessa vuotokohdat ja muutokset rakenteissa voivat muuttaa käytännön toimintaa. Myös asukkaiden poissaolot tai huoneiden muuttunut käyttö vaikuttavat asetusten tarpeeseen.

Huolto kuuluu vertailuun, koska tukkeutuneet suodattimet tai puhdistamatta jääneet osat voivat heikentää toimintaa ja sisäilman laatua. Kumpikaan järjestelmä ei ole yleisesti paras: ratkaisu riippuu kiinteistön suunnittelusta, kunnosta ja siitä, miten tiloja käytetään.