Suhteellinen säätö - IVAeris Oy:n energiatehokas ja hiljainen ratkaisu
- Mikael Denut
- 27.4.2023
- 8 min käytetty lukemiseen
Päivitetty: 23.5.
Moni taloyhtiö ja omakotitalon omistaja kuulee ensimmäisenä ratkaisuna ilmanvaihtokoneen vaihtoa, kun ilma tuntuu tunkkaiselta, vetoiselta tai järjestelmä pitää ääntä. Usein todellinen ongelma ei kuitenkaan ole itse kone, vaan se, että ilmamäärät eivät ole oikeassa suhteessa toisiinsa.
Tässä artikkelissa käymme läpi, mitä suhteellinen säätö tarkoittaa, miksi se voi tehdä ilmanvaihdosta hiljaisemman ja energiatehokkaamman ja yhtä tärkeänä: milloin se ei riitä. Suhteellinen säätö ei ole taikatemppu vaan mittauksiin perustuva optimointimenetelmä, jolla saadaan olemassa olevasta järjestelmästä irti se, mihin se aidosti pystyy.
Mitä suhteellinen säätö tarkoittaa ilmanvaihdossa
Suhteellinen säätö on ammattilaisten käyttämä tapa tasapainottaa ilmanvaihto niin, että jokainen huone saa juuri sen ilmamäärän, joka sille on suunniteltu. Nimi tulee siitä, ettei venttiileitä säädetä yksi kerrallaan irrallisiin tavoitearvoihin, vaan kaikki venttiilit asetetaan samaan suhteeseen verrattuna järjestelmän heikoimpaan eli epäedullisimpaan venttiiliin.
Tätä heikointa venttiiliä kutsutaan referenssi- eli indeksiventtiiliksi. Se jätetään täysin auki, ja muut venttiilit kuristetaan niin, että mitatun ja vaaditun ilmamäärän suhde on kaikilla sama. Kun suhteet ovat kohdallaan, koko järjestelmän ilmamäärä säädetään lopuksi oikeaksi puhaltimen kierrosnopeudella, ei venttiileillä.
Käytännössä tämä tarkoittaa, että jos referenssiventtiili saa 18 l/s, kun tavoite on 20 l/s, suhdeluku on 0,9. Silloin venttiili, jonka tavoite on 15 l/s, säädetään arvoon 0,9 x 15 eli noin 13,5 l/s. Kun koko linja on samassa suhteessa, lopullinen kokonaisilmamäärän nosto puhaltimella tuo kaikki venttiilit kerralla tavoitteeseensa.
Näkökulma | Suhteellinen säätö | Tavallinen ilmamäärien säätö | Täysi uudelleensuunnittelu |
|---|---|---|---|
Tavoite | Jakaa olemassa oleva ilma huoneiden oikeisiin suhteisiin ja poistaa turha ylivirtaus | Saada jokainen venttiili lähelle omaa tavoitearvoaan | Mitoittaa ja rakentaa järjestelmä uudelleen nykyvaatimusten mukaan |
Menetelmä | Referenssiventtiili auki, muut samaan suhteeseen, kokonaisvirta puhaltimella | Venttiilit kuristetaan yksitellen, usein toistuvasti | Uudet kanavat, kone ja päätelaitteet suunnitelman mukaan |
Milloin sopii | Toimiva, puhdas ja riittävästi mitoitettu järjestelmä, joka on epätasapainossa | Pieni yksittäinen korjaus, kun suhteet ovat jo kunnossa | Alimitoitus, väärä kanavointi tai elinkaarensa päässä oleva järjestelmä |
Milloin ei riitä | Alimitoitus, tukkeumat, vuodot, rikkinäinen puhallin tai korvausilman puute | Lähes aina monihaaraisessa järjestelmässä, koska haarat vaikuttavat toisiinsa | Kun kevyempi säätö olisi riittänyt, kustannukset nousevat turhaan |
Miten suhteellinen säätö eroaa tavallisesta ilmamäärien säädöstä
Tavallisessa, hätäisesti tehdyssä säädössä jokainen venttiili kuristetaan erikseen kohti omaa tavoitearvoaan. Ongelma on, että ilmanvaihto on yhteenkytketty verkko: kun yhtä venttiiliä kuristaa, paine kanavassa nousee ja ilmamäärät muuttuvat kaikissa muissa haaroissa. Lopputulos on jatkuvaa edestakaista säätämistä ja usein turhaa ylikuristusta.
Suhteellisessa säädössä venttiilit pidetään mahdollisimman auki ja vain niiden keskinäinen suhde viritetään kohdalleen. Oikein säädetyssä kanavistossa kaikki säätöpellit puhaltimen ja epäedullisimman venttiilin välillä ovat auki, eikä järjestelmässä ole turhaa kuristusta. Tämä on olennaista, koska turha kuristus on juuri sitä, mikä syö energiaa ja synnyttää ääntä.
Käytännön mittaus- ja säätötyön vaiheet olemme kuvanneet tarkemmin artikkelissa Miten ilmamäärien mittaus ja säätö suoritetaan?.
Miksi turhan ylivirtauksen poistaminen hiljentää ja säästää energiaa
Kun ilmamäärät on tasapainotettu, järjestelmästä poistuu turha ylivirtaus: huoneet, jotka aiemmin saivat liikaa ilmaa, asettuvat tavoitteeseensa, eikä puhaltimen tarvitse pyöriä yhtä lujaa. Pienempi puhallinnopeus näkyy suoraan sekä sähkönkulutuksessa että äänitasossa.
Tätä selittävät puhallinlait. Yksinkertaistettuna ilmavirta muuttuu suunnilleen puhallinnopeuden suhteessa, paine nopeuden neliössä ja sähköteho nopeuden kuutiossa. Käytännössä jo 20 prosentin pudotus puhallinnopeudessa voi pudottaa sähkötehon noin puoleen. Todellinen järjestelmä ei noudata kaavoja täysin, vaan tulos riippuu kanavista, säädöistä ja puhallintyypistä.
Sama pätee ääneen. Puhaltimen ääniteho putoaa nopeasti kierrosnopeuden laskiessa, suuruusluokaltaan noin 50 kertaa kymmenkantainen logaritmi nopeuksien suhteesta. Muutaman prosentin nopeuden lasku ei vielä kuulu, mutta kun ylivirtaus poistetaan kunnolla, ero hiljaisuudessa on usein selvästi havaittava.
Jos kohteessa on nykyaikainen EC-puhallin, hyöty korostuu, koska EC-moottori säätää kierroksia portaattomasti ja kuluttaa selvästi vähemmän sähköä kuin vanha kaksinopeuksinen AC-moottori. Vanhemmassakin järjestelmässä suhteellinen säätö kannattaa, koska se poistaa turhan vastuksen riippumatta moottorityypistä.
Miksi asunnossa humisee ja mistä ilmanvaihdon ääni johtuu, käymme läpi artikkelissa Äänitasot huoneistossa.
Järjestelmän on silti täytettävä vaaditut ilmamäärät ja sisäilmatavoitteet
Hiljaisuus ja energiansäästö eivät saa tulla sisäilman kustannuksella. Suhteellisen säädön tavoite ei ole vähentää ilmaa vaan jakaa se oikein ja poistaa vain turha ylimäärä. Asuinrakennuksessa ilman on vaihduttava riittävästi: nyrkkisääntönä koko ilmatilan tulee vaihtua noin kahdessa tunnissa, eli ilmanvaihtokerroin on vähintään 0,5 kertaa tunnissa.
Uudisrakentamista ohjaa ympäristöministeriön asetus YM 1009/2017, ja sisäilman tavoitetasot määritellään Sisäilmastoluokitus 2018 -luokissa S1, S2 ja S3. Terveydelliset rajat tulevat asumisterveysasetuksesta 545/2015. Hiilidioksidipitoisuus on hyvä pitää selvästi alle 800 ppm ulkoilman yli, jotta ilma tuntuu raikkaalta.
Säädön onnistuminen todennetaan mittaamalla. Hyväksyttävät poikkeamat ovat järjestelmä- ja huoneistotasolla noin ±10 % ja huonekohtaisesti ±20 %, kuitenkin vähintään 1 l/s. Ilmavirtojen mittaus ja käyttöönotto tehdään standardin SFS-EN 12599 mukaisesti, ja ilmanvaihtoluokat sekä suunnittelun viitekehys löytyvät eurooppalaisesta standardista EN 16798.
Suhteellinen säätö kuuluu palveluun Ilmamäärien mittaus ja säätö, joka on tästä aiheesta luonteva ensiaskel, kun järjestelmä on muuten kunnossa.
Huoneiden väliset suhteet ratkaisevat, eivät vain yksi puhaltimen asetus
Yleinen väärinkäsitys on, että ilmanvaihdon saa kuntoon säätämällä pelkkää puhaltimen tehoa. Pelkkä tehon nosto kasvattaa kaikkien huoneiden ilmamääriä yhtä aikaa, mutta jättää niiden keskinäiset suhteet ennalleen. Jos makuuhuone sai liian vähän ja olohuone liikaa, ne pysyvät samassa epäsuhdassa, vain kovemmalla äänellä.
Tämän takia säätö on tehtävä huone huoneelta suhteessa toisiinsa. Asukas ei myöskään saa itse kääntää venttiilejä, koska yhden venttiilin muutos muuttaa ilmamääriä muuallakin kanavistossa. Jos venttiileitä on käännelty, koko linja on mitattava ja säädettävä uudelleen.
Painehäviöt, venttiiliasennot, kanavavastus ja puhallinkäyrä
Ilmanvaihdon käyttäytymistä ohjaa fysiikka. Painehäviö kasvaa suunnilleen ilmavirran neliössä, joten ilmamäärien kasvattaminen vanhassa kanavistossa on rajallista: pieni lisäys virtaukseen vaatii suhteessa paljon enemmän painetta. Tämä on yksi syy siihen, miksi alimitoitettua kanavistoa ei voi säätämällä korjata.
Jokainen venttiiliasento, mutka, supistus ja likakertymä lisää vastusta. Puhallinkäyrä kertoo, kuinka paljon painetta puhallin tuottaa milläkin ilmavirralla, ja kanaviston vastuskäyrä leikkaa sen toimintapisteessä. Suhteellinen säätö siirtää toimintapisteen sinne, missä järjestelmä toimii tavoitteen mukaisesti ilman turhaa kuristusta.
Säätövara on rajallinen myös venttiilitasolla. Suunnitteluohjeen mukaan päätelaitteen yhteydessä olevaa sälepeltiä saa kuristaa enintään noin 10 Pa, erillistä säätöpeltiä tai irislaippaa 20-30 Pa ja virtaussäädintä 30-100 Pa. Jos säätövara loppuu kesken, kyse ei ole enää säädöstä vaan mitoitus- tai kanavaongelmasta.
Myös suodattimet vaikuttavat vastukseen. Suodattimet luokitellaan standardin ISO 16890 mukaan, ja likainen suodatin nostaa painehäviötä ja sähkötehoa. Siksi puhdas suodatin on edellytys silloin, kun tavoitellaan hiljaista ja energiatehokasta ilmanvaihtoa.
Suhteellinen säätö vanhoissa rakennuksissa
Suuri osa Suomen kerros- ja omakotitaloista on rakennettu aikana, jolloin ilmanvaihto mitoitettiin eri tavalla kuin nykyään. Näissä kohteissa täydellinen uudelleensuunnittelu on harvoin tarpeen heti. Usein olemassa oleva kanavisto ja kone toimivat riittävän hyvin, kun ilmamäärät saadaan ensin oikeaan suhteeseen.
Tämä liittyy aiemmin esittämäämme näkemykseen: ilmanvaihtokoneen vaihto ei useinkaan ole ensimmäinen ratkaisu. Monessa tapauksessa parempi säätö, mittaus, tiiviys ja oikea käyttö tuottavat enemmän todellista hyötyä kuin laatikon vaihtaminen. Koneen vaihtoa puntaroimme erikseen artikkelissa IV-koneen vaihto.
Kun valinta säädön, korjauksen ja vaihdon välillä on epäselvä, Tekninen konsultointi IV-asioissa auttaa puntaroimaan vaihtoehdot puolueettomasti ennen isoja investointeja.
Missä suhteellinen säätö auttaa: kodit, taloyhtiöt ja toimitilat
Suhteellisesta säädöstä hyötyvät erityisesti kohteet, joissa ilmanvaihto toimii mutta tuntuu epätasaiselta. Omakotitalossa tyypillinen oire on, että makuuhuone on tunkkainen, vaikka tekninen tila tuntuu vetoiselta. Taloyhtiössä taas yksi asunto valittaa vedosta ja toinen tunkkaisuudesta, vaikka molemmat ovat samassa nousulinjassa.
Myös pienissä toimitiloissa, kuten toimistoissa ja liiketiloissa, säätö parantaa usein viihtyvyyttä ja pienentää käyttökustannuksia. Edellytys on aina sama: järjestelmän on oltava puhdas ja ehjä, ja koneessa on oltava riittävästi kapasiteettia. Säätö tehdään vasta puhdistuksen jälkeen, ei likaiseen kanavistoon.
Oire | Todennäköinen syy | Tarvittava mittaus | Odotettu hyöty | Rajoite |
|---|---|---|---|---|
Tunkkainen makuuhuone, vetoinen tekninen tila | Ilmamäärät väärässä suhteessa | Huonekohtainen paine-eromittaus | Tasaisempi ilmanjako | Ei auta, jos kone on alimitoitettu |
Ilmanvaihto pitää ääntä | Liiallinen ylivirtaus ja kuristus | Ilmamäärä- ja äänitasomittaus | Hiljaisempi käynti | Ei korjaa viallista laakeria tai puhallinta |
Korkea sähkönkulutus | Puhallin pyörii turhan lujaa | Ilmamäärä- ja sähkötehomittaus (SFP) | Pienempi energiankulutus | Säästö riippuu moottorityypistä |
Veto tietyissä huoneissa | Liian suuri ilmamäärä päätelaitteella | Ilman nopeuden ja ilmamäärän mittaus | Vedon väheneminen | Ei korjaa väärin sijoitettua venttiiliä |
Epätasainen lämpötila huoneiden välillä | Ilmanjaon epätasapaino | Ilmamäärä- ja lämpötilamittaus | Tasaisempi olosuhde | Ei korvaa lämmityksen säätöä |
Jos oireet ovat epäselviä tai niitä on useita, kannattaa aloittaa kokonaisvaltaisesta ilmanvaihdon ongelmaselvityksestä, joka kertoo, onko kyse säädöstä vai jostakin muusta.
Mittaukset ennen ja jälkeen säädön
Ammattimainen säätö perustuu mittaukseen, ei tuntumaan. Lähtötilanne mitataan ennen säätöä, jotta tiedetään, mistä lähdetään, ja lopputulos mitataan säädön jälkeen, jotta tiedetään, että tavoite saavutettiin. Ilman mittausta säätö on arvausta.
IVAeris mittaa ilmamäärät paine-eromenetelmällä päätelaitteen yli ja laskee ilmamäärän valmistajan K-arvon avulla kaavalla Q = K × √(Δp), jossa Δp on mitattu paine-ero. Mittauksissa käytetään tarkkoja paine-eromittareita, kuten testo 440 dP. Emme käytä karkeaa mittakupua, koska sen epätarkkuus on ahtaissa ja häiriintyneissä asennuksissa suuri.
Hyvä säätötyö dokumentoidaan mittauspöytäkirjaan. Alla on tarkistuslista siitä, mitä ennen ja jälkeen säädön kannattaa todentaa.
Mitattava | Ennen säätöä | Säädön jälkeen | Tavoite tai viite |
|---|---|---|---|
Ilmamäärät (l/s) | Mitataan lähtöarvot | Mitataan uudelleen | ±10 % / ±20 %, väh. 1 l/s (YM 1009/2017) |
Paine-ero rakennuksessa | Kirjataan | Kirjataan | Lievä alipaine, noin -5...-10 Pa |
Äänitaso | Arvioidaan tai mitataan | Mitataan | Sisäilmastoluokitus 2018 / SFS 5907 |
Hiilidioksidi (CO2) | Mitataan tarvittaessa | Mitataan | Alle 800 ppm ulkoilman yli |
Kosteus (RH) | Kirjataan | Kirjataan | Tavoite noin 30-55 % |
Käyttäjän kokemus | Kysytään oireet | Varmistetaan muutos | Veto, tunkkaisuus ja ääni vähenevät |
Puhaltimen asetus | Kirjataan lähtöteho | Säädetään kokonaisvirta | Tavoite saavutetaan puhaltimella, ei kuristamalla |
Suodattimen kunto | Tarkastetaan | Vaihdetaan tarvittaessa | Puhdas suodatin ennen säätöä |
Dokumentointi | Lähtötiedot | Mittauspöytäkirja | Pöytäkirja luovutetaan asiakkaalle |
Pelkkä lähtötilanteen todentaminen onnistuu palvelulla Ilmamäärien mittaus, joka kertoo, miten ilmamäärät tällä hetkellä jakautuvat ennen mahdollista säätöä.
Milloin suhteellinen säätö ei riitä
Suhteellinen säätö on tehokas työkalu, mutta se ei korjaa kaikkea. Se jakaa ja optimoi olemassa olevan kapasiteetin, mutta ei luo lisää kapasiteettia eikä korjaa rikkinäisiä tai vääriä rakenteita. Seuraavissa tilanteissa tarvitaan muuta kuin säätöä.
Tilanne | Miksi säätö ei riitä | Oikea toimenpide |
|---|---|---|
Alimitoitettu kone tai kanavisto | Kapasiteettia ei ole riittävästi jaettavaksi | Lisämitoitus, koneen vaihto tai uudelleensuunnittelu |
Tukkeutuneet kanavat tai päätelaitteet | Lika estää ilman kulun, säätö ei pysy | Ilmanvaihdon puhdistus ennen säätöä |
Vakavat vuodot kanavistossa | Ilma karkaa väärään paikkaan | Tiiviystarkastus (painekoe) ja tiivistys |
Väärä palo-osastointi tai palopellit | Turvallisuuspuute, ei säätökysymys | Korjaus määräysten mukaiseksi |
Rikkinäinen puhallin tai moottori | Ei tuota tarvittavaa painetta | Puhaltimen tai moottorin vaihto |
Puuttuva korvausilma | Poistoilma ei korvaudu, syntyy alipaine | Korvausilmaventtiilit tai reitit kuntoon |
Kosteus- tai homevaurio | Terveysriski ja rakenteellinen vika | Vaurion korjaus ennen ilmanvaihtotoimia |
Jos epäillään vuotoja, kannattaa tehdä tiiviystarkastus eli painekoe. Vuotava kanavisto hukkaa ilmaa väärään paikkaan, jolloin säätö ei pysy. Vakavat rakenteelliset ongelmat, kuten kosteusvauriot tai puutteellinen palo-osastointi, on aina korjattava ennen kuin säädöllä on järkevää jatkaa.
Näin etenet
Jos ilmanvaihto tuntuu epätasaiselta, äänekkäältä tai energiaa kuluttavalta, kannattaa aloittaa kevyesti. Lyhyt katselmus paikan päällä kertoo nopeasti, onko kyse säädöstä, puhdistuksesta vai jostakin muusta, ja antaa pohjan jatkotoimille.
Jos oireet ovat epäselviä tai järjestelmä on monimutkainen, ongelmaselvitys ja tekninen konsultointi auttavat valitsemaan oikean reitin. Tärkeintä on, että ratkaisu perustuu mittauksiin, ei oletuksiin.
Usein kysytyt kysymykset suhteellisesta säädöstä
Mitä suhteellinen säätö tarkoittaa ilmanvaihdossa?
Suhteellinen säätö tarkoittaa ilmanvaihdon tasapainottamista niin, että kaikki venttiilit asetetaan samaan suhteeseen järjestelmän heikoimpaan eli referenssiventtiiliin nähden. Näin jokainen huone saa suunnitellun ilmamäärän, ja kokonaisilmamäärä säädetään lopuksi puhaltimella, ei venttiileitä ylikuristamalla.
Onko suhteellinen säätö sama asia kuin ilmamäärien säätö?
Suhteellinen säätö on se ammattimainen menetelmä, jolla ilmamäärien säätö tehdään oikein monihaaraisessa järjestelmässä. Tavallinen kuristussäätö venttiili kerrallaan johtaa helposti turhaan säätämiseen, koska haarat vaikuttavat toisiinsa. Suhteellisessa säädössä suhteet viritetään kerralla kohdalleen.
Voiko ilmanvaihdosta tulla hiljaisempi säätämällä?
Kyllä, usein voi. Kun turha ylivirtaus ja ylikuristus poistetaan, puhallin saa pyöriä hitaammin ja päätelaitteiden virtausnopeudet pienenevät. Molemmat vähentävät ääntä. Säätö ei kuitenkaan korjaa mekaanista vikaa, kuten kulunutta laakeria tai epätasapainoista puhallinta.
Säästääkö pienempi puhallinteho aina energiaa?
Pienempi puhallinnopeus pienentää sähkötehoa voimakkaasti, koska teho muuttuu suunnilleen nopeuden kuutiossa. Säästö on kuitenkin todellinen vain, jos ilmamäärät pysyvät riittävinä ja tasapainossa. Tavoite ei ole vähentää ilmaa vaan poistaa turha ylimäärä, jolloin säästö ei tule sisäilman kustannuksella.
Voiko suhteellinen säätö heikentää sisäilmaa?
Oikein tehtynä ei. Säädössä varmistetaan, että jokainen huone saa vähintään vaaditun ilmamäärän ja että ilmanvaihtokerroin säilyy riittävänä. Jos säätö tehtäisiin pelkästään äänen tai energian ehdoilla ilman mittausta, sisäilma voisi heiketä. Siksi mittaus ennen ja jälkeen on välttämätön.
Milloin suhteellinen säätö ei riitä?
Säätö ei riitä, jos järjestelmä on alimitoitettu, kanavat ovat tukossa tai vuotavat pahasti, puhallin on rikki, korvausilmaa ei ole tai rakenteissa on kosteus- tai palo-osastointiongelmia. Näissä tilanteissa tarvitaan puhdistusta, korjausta, tiivistystä, koneen vaihtoa tai uudelleensuunnittelua.
Tarvitaanko mittaus ennen ja jälkeen säädön?
Kyllä. Lähtötilanteen mittaus kertoo, missä ilmamäärät ovat ennen säätöä, ja lopputuloksen mittaus todistaa, että tavoitteet saavutettiin sallituissa rajoissa. IVAeris mittaa paine-eromenetelmällä ja laskee ilmamäärän valmistajan K-arvon avulla, ja tulokset kirjataan mittauspöytäkirjaan.
WE KNOW, WE CARE & WE GET IT DONE
IVAeris Oy
010 206 3000
