maanantai 17. tammikuuta 2011

Ilmanvaihdon mysteerit osa x - Porrasaukon kirous

Kuten tuossa aiemmin kirjoitin, yksi ongelma meillä ilmanvaihdon kanssa on se ettei lämpö nouse porrasaukon läpi yläkertaan. Ajatuksena oli parantaa tilannetta pistämällä säätöpelti IV-kanavan risteyskohtaan varmistamaan ilman paremman ohjautumisen alakertaan. Testasin viikonlopun aikana tätä teoriaa virittämällä lauantaina pahvisen "ohjauspellin" tuohon risteykseen, joka on juuri käden ulottuvilla ullakon nuohousluukusta. Ja miten kävi?

Ei mitään vaikutusta :( Pahvi oli varmasti tiivistii teipattu putkeen, ja peitti n. 3/4 putken halkaisijasta. Lisäksi pahvi oli vähän kulmassa niin että se varmasti ohjasi ilmaa alakertaan. Kun käytössä ei ollut mitään mittaria, niin en oikein voinut todentaa tuliko alakerran putkista ilmaa enemmän kuin aiemmin, mutta ainakaan mitään vaikutusta tällä ei ollut yläkerran aulassa porrasaukon vieressä olevaan lämpömittariin.

Sitten päätin tehdä sunnuntaina radikaalin testin. Pistin ullakon IV-kanavaan muovin yläkertaan menevän putken aukon eteen.   Ajattelin, että nythän ilman on pakko kiertää alakerrasta yläkertaan kun yläkerrassa on vain poistoa, ei tuloa, ja alakerrassa pitäisi olla reilusti enemmän tuloa kuin poistoa. Niinpä niin, eipä ollut tälläkään mitään vaikutusta. Pistin vielä ilmanvaihdon kovemmalle parin tunnin ajaksi, jotta vaikutus tehostuisi, mutta lämpömittari ei huomannut tätä viritystä mitenkään. Lämpötilaero alakerran katonrajan ja n. 2 m. korkeammalla olevaan mittauspisteen välillä oli edelleen se sama n. 3°C... Työhuoneen IV-tuloventtiilissä oleva lämpömittari vielä vahvisti, että ilman tulo putkesta loppui kun mittarin lämpötila laski samaan kuin 1,5 metriä alempana.

Sunnuntai-iltana sitten lämmitin vielä takan, ja sen sammuttua tein vielä viimeisen testin. Pistin alakerrasta kaikki poistokanavat muoveilla tukkoon. Eli tilanne talossa piti olla sellainen, että alakerrassa on reilusti tuloilmaa, ja yläkerrassa poistoa. Ilmanvaihto taas kovemmalle ja odottelemaan. Tilanne kolmen tunnin seurannan jälkeen? Ei huomattavaa muutosta.

Eli osaisiko joku viisas kertoa, miten on mahdollista ettei lämpö nouse n. 2x2,5 metrin aukosta yläkertaan, vaikka alakertaan pusketaan joka sekuntti n. 50-70 litraa ilmaa jolla ei pitäisi olla mitään muuta reittiä talosta ulos kuin yläkerran IV-poistoventtiilit? Illalla oli taas lämpötilaero tuossa porrasaukossa takan ansiosta n. 4,5 °C. Eikä se muuttunut mihinkään tuon kolmen tunnin testijakson aikana... Takan lämmettyä yläkerran mittarin lukema nousee aina n. 19,5=>20,0°C, mutta ei enempää, vaikka kaksi metriä alempana lukema on 24,5°C. En tiedä mihin se lämpö tuosta takan edestä sitten katoaa kun aamuun mennessä alakerran lukema laskee aina n. 23 asteeseen, ja yläkerta laskee taas tuohon 19,5 asteeseen...

Ei pysty ymmärtämään... Mikä ihmeen voimakenttä tuossa porrasaukossa oikein on? Jos siitä ilma nousee (mikä on vähän pakko tuossa viimeisessä testissä), niin miksi sen mukana ei leviä lämpöä alhaalta ylös? Miksi lämpö pysyy itsepäisesti alakerrassa eikä halua nousta yläkertaan? Ja miten on mahdollista, että rakentamisen aikana talo lämpeni viime talvella tasaiseen n. 10-15 asteeseen pelkästään alakerran lattialämmityksen avulla? Kyllä se lämpö silloin aika varmasti nousi yläkertaan muualtakin kuin rakenteiden läpi.

Millä ihmeellä tämän ongelman saisi ratkaistua???

19 kommenttia:

Vasara ja nauloja kirjoitti...

En tiedä olisiko siitä mitään apua, että yrittäisi selvittää niitä ilman liikkeitä talossa jollain konstein. Voisiko lämpökameralla katsoa tms että missä ne lämpövirrat siellä talossa liikkuu, jakautuuko lämpö epätasaisesti myös alakerrassa.

Toinen idea olisi vielä iv-suunnitelmat jollekin toiselle passiivitalo-lvi-suunnittelijalle ja pyytää kommentteja.

Jos jotakin positiivista, niin varmasti teidän kokemuksista on tämän blogin kautta apua toisille samantyyppistä projektia suunnitteleville.

Tsemppiä kovasti!

Heikki kirjoitti...

Voipi olla, että massiiviset kivirakenteet ovat noissa testeissä syypää. Elikkäs jos saat jollain testillä lämpöä ajettua yläkertaan niin tokihan tämä lämpö sitten lämmittää yläkerran pintoja. Kun sullakin taisi olla se 120mm betonisisäkuori siellä lämmitettävänä niin voisi ajatella, että aika paljon sitä saa lämmitellä ennenkuin mihkään lämpiää.

Oudolta silti kuulostaa, että muutokset eivät näy mittareissa kunhan ne on sijoitettu niin, että ohi virtaava lämmin ilma niitä lämmittäisi.

Omasta torpasta vaan olen huomannut, että raksalämmittimien termostaattien lämpötilasäätö tulee melkoisella viiveellä. Käytännössä niin, että jos lämpötila on vaikka 14°C ja haluan nostaa sitä niin käännän lämpöjä enempi ja katselen sitten useamman tunnin päästä tai seuraavana päivänä niin nään vaikutuksen vaikka toinen mittauspiste onkin vain metrin/parin päässä tehokkaammasta (5kW) lämppäristä.

Loppujen lopuksi varaavuus on kyllä kiva asia, koska se tasaa lämpöpiikkejä, elikkäs osaltaan nostaa esim. lämpöpumppujen hyötysuhdetta.

Nyt on muuten viime päivinä (10-16.1) torppa lämmennyt alle 1,5kW teholla. Osaltaan tuohon kyllä vaikuttaa sekin, että laskin sisälämpötilan 15-16°C hujakoille.

Arto Määttä kirjoitti...

Ihan kuin alakerrassa olisi joku ylimääräinen poisto, joka imee ilmaa. Eihän takan hormin pelti vuoda? Liesituulettimen huippuimuri (onko teillä sellainen?) imee koko ajan ilmaa? Yläkerrassa tuskin on sellaista reikää seinässä, että sieltä tulisi ylipaine taloon :)

Tapani Värjölä kirjoitti...

Alakerrassa on suht tasaisen lämmintä (paitsi takan vieressä kun se on lämmin). Olen miettinyt jotain testisavujen hankintaa, en ole vaan vielä ehtinyt/saannut aikaiseksi selvittää mistä sellaisia helpoiten saisi.

Heikki: Toki betoniseinät lämpöä syövät ja varaavat, mutta tuo mittari on ns. vapaassa ilmatilassa, eli jos sieltä portaikosta nousisi lämpö tehokkaasti niin se näkyisituossa. Lämpötila laskee 1,5 astetta viiden sentin matkalla, eli kun nostaa anturin kattotason alapuolelta yläpuolelle...

Arto: Takan pellissa on varmaan se määräysten vaatima aukko. En ole varma ja tuo takka on muurattu niin ettei peltiä saa sieltä vedettyä ulos ilman kivien leikkaamista... Liesituulettimessa on jonkunlainen automaattinen pelti joka on kiinni kun huippuimuria ei käytetä, eikä sitä ole nyt käytetty. Sen tiiveydestä en tosin tiedä... Mutta nuo ovat kuitenkin aika pieniä reikiä, joten luulisi ilmakierron hakevan isompia ja kaipa sen IV-koneen poistopuhaltimenkin pitäisi tuohon jollain tavalla vaikuttaa....

Anonyymi kirjoitti...

Jos lämpö nouseekin aivan yläkerran katonrajaan? Silloin se ei siis näkyisi nyt alempana olevassa mittarissa.

Tapani Värjölä kirjoitti...

Ihan hyvä teoria tuokin. Toisaalta ilman pitäisi kyllä mennä mittauspisteen ohi matkallaan kattoa kohti, ja ilmanvaihdon pitäisi vetää ilmaa huoneisiin päin, vielä enemmän mittauspisteen ohi...

Anonyymi kirjoitti...

Vielä tuosta ilman matkareitin lämpiämisestä. Jos tuo reitti olisi lämmin niin silloin lämpiäisi siis sekä reitti ylös että katonraja - eli itse asiassa koko tila - se on kuitenkin ristiriidassa sen väitteen kanssa että lämpö kerääntyy ylös. Joku fysiikan professori voisi pohtia tätä lisää.

Anonyymi kirjoitti...

Tuota liesituulettimen perhospellin toimintaa ei pidä aliarvioida. Meillä tokeni vasta kun liimasin "siipiin" siihen kaksi isoa metalliprikkaa.

Kyllähän minä olin huomannut että se räpsyttää kun ulkona tuulee, mutta järkytys oli suuri kun huomasin että siinä on puolen nyrkin kokoinen reikä suoraan ulos kun ulkona oli 30 astetta pakkasta, eli painovoimainen ilmanvaihto toimi kun lämpötilaero kasvoi riittävän suureksi.

Vieläkin räpsyttää kovimmissa puuskissa, mutta menee kuitenkin heti kiinni puuskan jälkeen.

Meillä ei kuitenkaan ole korkeuseroa katolle kuin 3-4m. Tapanilla varmaan 10m.

Takan ei pitäisi vetää, jos ei ole tuhkaluukku auki tai luukut falskaa...eikä ne minun mielestä kyllä voi niin paljoa vuotaa että se vaikuttaisi (jos ne on tiiviisti suljettu).

Anonyymi kirjoitti...

Pitäiskö kokeilla vielä kerran siten että lämmitettyäsi takan, otat IV-koneen kokonaan pois päältä ja liesituulettimen eteenkin voi heittää muovin. Se jälkeen lähdette tekemään lumiukkoja ja annatte talon olla joitakin tunteja. Mikäli lämpö on lähtenyt leviämään omatoimisesti ylöspäin, vikaa on helpompi paikallistaa jos talon rakenne ei itsessään ole vastus. -Timo-

Harri kirjoitti...

Jostain juuri luin että testisavuna käytettiin ihan tavallisia suitsukkeita. Jos sen hajun kestää, niin eikun kokeilemaan.

mlp kirjoitti...

Jättäisin ehkäpä suitsukkeen väliin, mutta savukoneet eivät maksa paljoa: http://www.kh-verkkokauppa.com/epages/Kaupat.sf/fi_FI/?ObjectPath=/Shops/Hiuspiste/Products/1700

Samalla koneella voi vetää lapsille pelastautumisharjoituksia ja leikkiä vaimon kanssa Titanic-leikkejä.

Naapureihinkin on helppo tutustua kun kaava-alueella kasaat takapihalle vähän kierrätysmuovia ja laitat savukoneen alle pöhisemään :)

Tapani Värjölä kirjoitti...

Täytyypä tutkia vielä tuota liesituuletinta. Kyllähän siellä pelti metelöi jos ulkona on kova tuuli, eli voihan se olla ollut näiden testien heikoin lenkki. Huippuimuriin on matkaa varmaankin suunnilleen tuo 10 metriä, kun putket mutkittelevat talon sisällä.

Jätin joskus tuossa joulukuussa IV-koneen pois päältä n. 8 tunnin ajaksi kun oltiin poissa kotoa. Sillä ei ollut mitään vaikutusta lämpötilaeroihin. Yleisesti vaan laski mittarilukemat muutaman asteen kymmenyksen kun ei tullut lämpöä mistään taloon. (ulkona oli silloin pari astetta pakkasta)

Kiitos mlp savukonevinkistä. Sinulta tuntuu löytyvän hyvät linkit joka tilanteeseen :D Täytyypä tuota vielä tutkia. Testisavu kun ei saisi olla mitenkään "kuumaa", ettei lämpö lisää nostetta. Takasta on joskus tullut kanssa hyvät testisavut, ja yläkertaan ne kyllä päätyvät. Tosin niissä saattaa olla omaa lämpöä mukana sen verran paljon ettei voi tuota mitenkään varmana tuloksena pitää...

Anonyymi kirjoitti...

Liitin Oy myy Splintax-savutikkuja, jotka on tehty juuri tuohon ilmavirtauksien havainnoitiin. Kannattaa tsekata, jos haluat virtauksia tutkia tarkemmin.

Anonyymi kirjoitti...

Fakta vaan on, että ilma siirtää noin pienellä lämpötilaterolla liian vähän tehoa.

Vertauksena - mietippä miten paljon ilmaan menee läpi ILP:stä ja mikä lämpötilaero on. Ja siinä teho on luokkaa 1-3 kw.

Luulisi tuon sinun yläkerran vievän tehoja jotakin samaa luokkaa, joten kun järjestät vastaavan puhurin ja 20 asteen lämpötilaeron porraskäytävään, niin eiköhän se ala yläkertakin lämpiämään.

Summa summarum, kyllä se lämpö sinne ylös nousee, mutta sen teho on vaan niin pieni, ettei se riitä lämmittämään yläkertaa.

Tapani Värjölä kirjoitti...

Näinhän se juuri on. Porrasaukosta kyllä lämpöä nousee, mutta ei riittävästi jotta lämpötila ylhäällä nousisi nykyistä korkeammaksi.

Anonyymi kirjoitti...

Minulla on kaksikerroksinen uusi talo ja lämpö ei nouse porrasaukosta ylös. En ole mitannut, mutta sen tuntee iholla kun takkapäivänä alhaalla on aste tai pari "liika"-lämpöä. Ylhäällä on aina vakio.
Kysymys; Miksi sen lämmön pitäisi nousta kun teillä on sopiva säädetty lämpö alhaalla? Eikö sen kuulukin olla noin? Ylhäältä vain puuttuu nyt hiukan lämmitytehoa. Ylös vaan lisää tehoa.

Tapani Värjölä kirjoitti...

Ongelmana on vaan se, että ylös ei saa mistään enempää lämpöä kun ei ole mitään lämmitysjärjestelmää. Siksi olisi kiva saada sitä takan "liikalämpöä" paremmin yläkertaan lämmittämään.

Mika kirjoitti...

Mielenkiintoinen aivopähkinä, johon en uudemmista blogipäivityksistä löytänyt vastausta, että onko ongelma esim. tänä talvena helpottunut/poistunut jollain tavalla?

Itse olen pohtinut vähän samoja asioita, koska itse olen juuri aloittamassa rakentamista, ja päälämmön lähde on polttopuu, ja ilmeisesti vaarana on, että yläkertaan tulee kolme kylmää makuuhuonetta, jonne takan lämpö ei siirry, ei varsinkaan jos koiran takia sisäovet joudutaan pitämään päivisin enimmäkseen kiinni.

Lämpimän ilman kiertoon saamiseksi on meidän tulevassa talossa yritetty löytää ratkaisua mm. suunnittelemalla asuinkerrosten ilman kierto niin, että ilma lähtisi koko talon laajuisesti ns. "laajaan kiertoon" asuinkerroksissa (kellarissa on vesikiertoinen lattialämmitys).

Eli meillä ilma nousee olohuoneen takan kohdalla suoraan yläkertaan, koska olohuone on ns. "korkea" eli yläkerran lattia puuttuu olohuoneen osalta kokonaan. Paluuilma takaisin alas yritetään saada tulemaan rappukäytävän kautta.

Ks. asiaa tarkemmin talon kuvistaa tässä linkissä (talon kuvat ja piirustukset):

http://taloprojekti-talo-rautio.blogspot.com/p/piirustukset.html

Näin siis ainakin varmistetaan omasta mielestämme se, että yläkerran aula on lämmin aina sen jälkeen, kun olohuoneen takassa on ollut tuli.

Mutta miten saada lämpö vielä yläkerran makuuhuoneisiin? Tässäpä hyvä kysymys.

Tähän olen miettinyt vähän samanlaista ratkaisua mitä teilläkin on kokeiltu, eli että meillä yläkerran makuuhuoneissa olisi enempi poistoimua kuin tuloilmaa, eli tarvittaessa hyvinkin selkeä alipaine. Lisäksi jokaiseen makuuhuoneeseen on suunniteltu laittaa ilmalämpöpumppu, jonka tarkoitus on kylläkin tehdä viileää ilmaan kesäisin, mutta saahan siitä sitten lämpöäkin tarvittaessa myöhään syksyyn ja aikaisin keväällä.

Jäin vielä laskeskelemaan teidän ilmankierron lämmitysvaikutusta siltä pohjalta, että alakertaan tulee joka sekunti esim. 70 litraa uutta ilmaa, joka ei pääse muuta kautta pois kuin yläkerran imuaukoista. 70 litraa sekunnissa vaihtaa kuutiollisen ilmaa noin 15 sekunnissa. Jos teidän talon kokonaispinta-ala on noin 200 m2 ja jos huoneiden keskikorkeus on noin 2,5 metriä, niin asuintilojen ilmamassa on noin 2,5x200=500 kuutiota. Se vaihtuu 4 kuution minuuttivauhdilla eli kokonaan 125 minuutissa. Täten ilmanvaihdon perusmitoitus on täysin OK.

500 kuutiota ilmaa painaa 1,2 kg per kuutio eli yhteensä teidän talon sisällä olevalla ilmalla on massaa noin 600 kg. Saman verran painaa reilu puoli kuutiota eli 600 litraa vettä.

Jos jostain Unikulmasta ostaisit yläkertaan vesisängyn (sellaiset oli joskus 20 vuotta sitten tosi suosittuja), ja laitat vesihanasta sinne 600 litraa lämmintä vettä ja jäät kahdeksi tunniksi odottelemaan, että kuinka paljon vesisänky lämmittää yläkertaa, niin veikkaan että tulos on aika heikko.

Jos taas käytät ilmastoinnin pakottamana 600 kg huoneilmaa yläkertasin lämmittämiseen, niin ilman ominaislämpökapasiteetti on vain 1,01 kJ per kilo, kun se vedellä on 4,19 kj per kilo eli vain neljäsosa siitä mitä 600 kg:n vesipatjalla varustettu vesisänky kykenisi lämmittämään tilaa 2 tunnissa.

Miksi sitten takan lämpö ei teillä nouse rappujen kautta yläkertaan ihan itsekseen, ilman koneellisen ilmastoinnin apua?

Ilma siis lämpenee laajetessaan. Nolla asteinen ilma painaa 1225 grammaa kuutiolta, ja +15 asteinen ilma on noin 70 grammaa kevyempää kuutiota kohden. Käytännössä näin suuria lämpötilaeroja ei huoneiden sisällä ole, joten erot ovat vielä pienempiä. Ja kun teidän takalta meteorlogien kielellä laaja lämmin ilmavirtaus (muutama kuutio?) pyrkii yläkertaan, niin jottei yläkertaan tulisi ylipainetta lämmönnoususta johtuen, niin tottakai sama määrä kylmää ilmaa joutuu tulemaan rappujen kohdalla ylöspäin pyrkivää lämmintä ilmaa vastaan, eikö vain? Täten teillä on rappujen kohdalla käytännössä lämmönvaihdin (lämmin ja kylmä ilma kohtaavat) sen sijaan että siinä olisi selkeä ylöspäin menevä laaja ilmavirtaus (paitsi että koneellisella ilmastoinnilla avitetaan ylöspäin virtausta 70 litraa sekunnissa).

Tapani Värjölä kirjoitti...

Moi Mika. Sinulla on tuota fysiikan perusosaamista selkeästi enemmän kuin meikäläisellä :) Ei ole tilanne mihinkään muuttunut. Vaikka takan edessä olisi miten lämmin, ei se lämpö sieltä merkittävästi leviä huoneisiin. Tänä syksynä ilmanvaihto säädettiin vielä uusiksi niin, että yläkerta on alipaineinen ja huoneet myös. Eli IV-koneen pitäisi pakottaa ilmaa huoneisiin, ja sen ilman pitäisi tulla nimenomaan alakerrasta, mutta ilman mukana ei lämpö suuremmin leviä...

Lähetä kommentti