FI76878B - Foerfarande foer reglering av luftvaexling av byggnad och en konstruktion foer tillaempning av foerfarandet. - Google Patents

Description

1 76878

MENETELMÄ RAKENNUKSEN ILMAVAIHDON JÄRJESTÄMISEKSI JA RAKENNE MENETELMÄN SOVELTAMISEKSI

Keksinnön kohteena on menetelmä rakennuksen ilmanvaihdon järjestämiseksi, jonka rakennuksen huonetiloissa on tai sinne aiheutetaan normaalipaineesta poikkeava paine. Lisäksi keksinnön kohteena on rakenne menetelmän sovelta-5 miseksi.

Useimmissa rakennuksissa on ongelmana rakennuksien ilmanvaihdon turvaaminen kaikissa olosuhteissa. Varsinkin lämmitettävissä rakennuksissa on ongelmana korvausilman laa-10 tu ja määrä sekä korvausilman jakautuminen eri tiloihin. Rakennuksissa, joiden ilmaa jäähdytetään, kuten lämpimissä olosuhteissa tai esim. jäähdyttämöissä, ongelmana on rakenteiden kostumisen aiheuttamat haitat ja ilmanvaihdon järjestäminen luotettavasti. Pyrittäessä lämmittämään 15 ulkoa tuotava ilmaa ei käytetä riittävästi hyväksi seinämien sisältämää energiaa.

Koneellisia ilmastointilaitteistoja käytettäessä rakennuksesta poistetaan jatkuvasti rakennuksen sisällä olevaa 20 ilmaa ja tuodaan sinne korvausilmaa. Korvausilma joudutaan joko lämmittämään tai viilentämään olosuhteista riippuen ennen sen johtamista huonetiloihin ja korvausilman tulokanaviin on järjestetty erilaisia laitteistoja näihin tarkoituksiin. Samoin huonetiloista joudutaan 25 ilmaa poistamaan erilaisten laitteistojen avulla. Tällaiset ilman johtamista varten valmistetut putkistot, kanavat ja puhdistus-, viilennys- tai lämmityslaitteistot ovat kalliita ja tilaavieviä ja niiden asentamiseen, puhtaanapitoon ja huoltoon kuluu aikaa ja kustannuksia. Lisäksi 30 rakennuksen välikaton ja katon välisen tilan lämpöenergiaa ei käytetä nykyisin riittävästi hyväksi korvausilman lämmittämisessä. Eräänä ongelmana on myös ilmastoinnin toiminnasta aiheutuvat kustannukset käytettäessä koneellista ilmastointia sekä ilman tuomiseen että poistamiseen.

2 76878

Keksinnön tarkoituksena on tuoda esiin menetelmä rakennuksen ilmanvaihdon järjestämiseksi, jolla menetelmällä poistetaan nykyisten menetelmien epäkohtia. Erityisesti keksinnön tarkoituksena on tuoda esiin menetelmä, jota käy-5 tettäessä ei tarvita kalliita putkistoja ja/tai kanavia joko korvausilman tai poistoilman kuljettamiseksi ja vähemmän puhdistus- ja lämmityslaitteistoja. Lisäksi keksinnön tarkoituksena on tuoda esiin menetelmä, joka on helppokäyttöinen ja varmatoiminen. Edelleen keksinnön 10 tarkoituksena on tuoda esiin rakenne menetelmän soveltamiseksi, joka rakenne on edullinen valmistaa, ja jossa ilmastointi toimii tehokkaasti ja luotettavasti.

Keksinnön tarkoitus saavutetaan menetelmällä ja rakenteel-15 la, joille on tunnusomaista se, mitä on esitetty pa tenttivaatimuksissa.

Keksinnön mukaan rakennuksen seinämän toisella puolella oleva korkeammassa paineessa oleva ilma johdetaan seinämän ' 20 toiselle puolelle pääasiassa seinämän ilmaaläpäisevien eristematerialien läpi ja ohjataan eristemateriaaleissa seinämään sijoitettujen olennaisesti ympäristöään huonommin ilmaaläpäisevien ohjausmateriaalien avulla. Kun huonetilassa on alipaine virtaa ilma seinämän läpi ulkoa 25 sisälle. Vastaavasti kun huonetilassa on ylipaine on vir-taussuunta sisältä ulos.

Pyrittäessä lämmittämään rakennuksia tulee korvausilma lämmittää ennen sen johtamista huonetilaan. Keksinnön 30 mukaisessa menetelmässä johdetaan korvausilma seinämän läpi, kun huonetilassa on tai sinne on aiheutettu alipaine. Tällöin korvausilma samanaikaisesti lämpenee rakennuksen seinämän sisältämän lämpöenergian vaikutuksesta. Ilma johdetaan rakennuksen ulkoseinään halutuille kohdille 35 tehdyistä aukoista seinämän sisään ja eristemateriaalien ohjaamana sisälle. Menetelmää käytettäessä ei tarvita erityisiä korvausilmakanavia tai vastaavia eikä lämmitys-laitteistoja, sillä rakennuksen seinämä toimii sekä ilma- 3 76878 kanavana että lämmönvaihtimena. Läramityskautena korvaus-ilma otetaan pääasiassa seinämien läpi, mutta lämpimänä kautena kuten esim. kesällä, voidaan korvausilma ottaa myös muilla tavoin, esim. ikkunoiden ja tuuletusluukkujen 5 kautta. Eristemateriaaleina käytetään tunnettuja, tarkoitukseen soveltuvia lämmöneristemateriaaleja, jotka toimivat samalla myös korvausilman puhdistajana ja suodattajana .

10 Kuumissa olosuhteissa ja erityistarkoituksia, esim. kylmä-varastoja tai vastaavia, varten rakennuksen sisälämpötila pyritään pitämään matalampana kuin ulkoilman lämpötila. Kun rakennuksen sisätiloissa oleva paine on suurempi kuin ulkona oleva paine, poistuu sisätiloista ilmaa ulos raken-15 nuksen seinämien kautta ohjausmateriaalien ohjaamana. Tällöin ei tarvita erillisiä poistokanavia ja samalla estetään kostumisesta aiheutuvia ongelmia.

Keksinnöllä aikaansaadaan yksinkertainen ja tehokas ilman-20 kierrätysjärjestelmä, jonka avulla rakennusta lämmitettäessä korvausilmaa kierrätetään rakennuksen seinämien materiaaleissa, kunnes se on tarpeeksi lämmennyt ja ohjataan sitten sisätiloihin ja vastaavasti rakennusta viilennettäessä poistoilmaa kierrätetään seinämien materiaaleissa, 25 jolloin ilma lämpenee ja seinämä jäähtyy, kunnes ilma johdetaan ulos. Ohjausmateriaalien ja ilmankierrätyksen avulla saadaan edellisessä tapauksessa osa rakennuksen seinämien läpimenevästä lämpöenergiasta talteen ja estetään seinämissä tapahtuvaa konvektiovirtausta. Vastaavas-30 ti jälkimmäisessä tapauksessa seinämää jäähdytetään sisätiloista tulevalla ilmalla.

Ohjausmateriaalina käytetään tarkoitukseen soveltuvia tunnettuja materiaaleja, kuten esim. muovia, kuitulevyä, lii-35 makerroksia tai vastaavia. Ohjausmateriaali on olennaisesti eristemateriaalia huonommin ilmaaläpäisevää, ja siihen voidaan ilmanläpäisyominaisuuksien muuttamiseksi tehdä 4 76878 esim. reikiä. Ohjausmateriaali voidaan valita joko osittain ilmaaläpäisevästä materiaalista tai jossakin sovellutuksessa käytetään ilmaaläpäisemätöntä ohjausmateriaalia.

5 Eräässä keksinnön edullisessa sovellutuksessa, jossa huonetiloissa on tai sinne aiheutetaan alipaine, otetaan korvausilma pääasiassa rakennuksen ulkoseinän läpi seinämän sisään, kierrätetään seinämän sisäosissa ja johdetaan huonetilaan pääasiassa huonetilan yläosasta. Tällöin ilma 10 lämpenee kiertäessään, mutta on kuitenkin viileämpää kuin huoneilma ja se sekoittuu tehokkaasti huoneilmaan. Korvausilma otetaan eräässä sovellutuksessa pääasiassa rakennuksen seinämän alaosasta seinämän sisään, kierrätetään seinämän sisäosissa ja johdetaan huonetilaan sen yläosasta. 15 Tällöin ilmaa ohjataan sen lämmitessä ylöspäin ja rakennuksen sisälle alipaineen vaikutuksesta. Huonetilassa se aiheuttaa ilman kiertämisen ja vaihtumisen.

Eräässä sovellutuksessa korvausilma otetaan pääasiassa ra-20 kennuksen seinämän yläosasta seinämän sisään, kierrätetään seinämän sisäosissa ja johdetaan huonetilaan pääasiassa huonetilan yläosista. Tällöin kylmä korvausilma ohjataan aluksi alaspäin ja tietyllä kohdalla ylöspäin seinämän sisällä, jolloin saadaan aikaan tehokas lämmön siirtyminen 25 seinämästä korvausilmaan.

Keksinnön kolmannessa sovellutuksessa korvausilma otetaan sekä seinämän yläosasta että alaosasta, ja mahdollisesti nyös keskiosasta, seinämän sisään, kierrätetään seinämän 30 sisäosissa ja johdetaan huonetilaan pääasiassa huonetilan yläosasta. Tällöin voidaan koko seinämä käyttää tehokkaasti hyväksi sekä ilmastointikanavana että lämmönvaihti-mena. Tässä ja muissa sovellutukissa voidaan korvausilma ainakin osittain ohjata rakennuksen huonetilaan myös 35 muista kohdista kuin aivan huonetilan yläosasta mutta paras tulos saavutetaan johdettaessa korvausilma huonetilaan sen yläosiin.

5 76878

Keksinnön mukaisessa menetelmässä käytetään eräissä sovellutuksissa välikaton ja katon välisen tilan lämpöä hyväksi johtamalla osa korvausilmaa näihin tiloihin ja sieltä huonetiloihin välikatossa olevien ilmaaläpäisevien lämmön-5 eristemateriaalien läpi. Näiden tilojen lämpötila voi kylmänä kautena olla 5-10°C ulkoilman lämpötilaa korkeampi ja menetelmällä saadaan hyödynnettyä tätä lämpöenergiaa.

Keksinnön edullisessa sovellutuksessa, jossa huonetiloissa 10 on tai sinne aiheutetaan ylipaine, johdetaan ilma huonetilasta seinämän sisään, kierrätetään seinämän sisäosissa ja johdetaan ulos pääasiassa seinämän alaosasta. Tällaisissa olosuhteissa, joissa ulkoilman lämpötila on yleensä korkeampi kuin huonetilan lämpötila, ulosjohdettu ilma viilen-15 tää seinämää ja lämpenee samalla. Tällöin seinämän lämpötila muuttuu suhteellisen tasaisesti sisältä ulospäin ja estetään kosteushaitoista aiheutuvat ongelmat. Tässä sovellutuksessa voidaan ilma ottaa huonetilasta haluttuun kohtaan järjestetyistä seinämän verhoukseen järjestetyistä 20 aukoista.

Keksinnön sovellutuksissa otetaan ilma seinämän sisään pääasiassa seinämän uiko- tai sisäpintaan järjestetyistä aukoista. Uiko- ja sisäpinta on muodostettu olennaisesti 25 eristemateriaalia huonommin ilmaaläpäisevistä ohjausmate-riaaleista ja joissakin sovellutuksissa ilmaaläpäisemät-tömästä ohjausmateriaalista.

Eristemateriaalina käytetään tarkoitukseen soveltuvaa 30 eristemateriaalia, joka on esim. lämmöneristemateriaalia. Sopiva eristemateriaali suodattaa korvausilmasta epäpuhtaudet ja esikostuttaa ilman, jolloin ilma on terveellistä ja mielyttävää.

35 Seuraavaksi keksintöä selvitetään tarkemmin viittaamalla oheiseen piirustukseen, jossa kuva 1 esittää erään rakennuksen seinämiä keksinnön mukai- e 76878 sen menetelmän soveltamiseksi sivulta katsottuna ja poikki-leikattuna, kuva 2 esittää erästä toista sovellutusta periaatepiirus-tuksena seinämien rakenteesta keksinnön mukaisen menetelmän 5 soveltamiseksi sivulta katsottuna ja poikki leikattuna, kuva 3 esittää erästä kolmesta sovellutusta periaatepiirus-tuksena seinämien rakenteesta keksinnön mukaisen menetelmän soveltamiseksi sivulta katsottuna ja poikkileikattuna, ja kuva 4 esittää erästä neljättä sovellutusta seinämien ra-10 kenteesta sivulta katsottuna ja poikkileikattuna.

Kuvassa 1 esitetyssä sovellutuksessa rakennuksen seinämät muodostaviin rakenteisiin kuuluu ilmaaläpäisevät lämmön-eristemateriaalit 3 ja ohjausmateriaalit 4, jotka ovat olen-15 naisesti eristemateriaaleja huonommin ilmaaläpäisevistä materiaaleista valmistettuja, ja joissakin sovellutuksissa käytetään ilmaaläpäisemättömiä ohjausmateriaaleja. Rakennuksen seinämät on varustettu pääasiassa ilmaaläpäisemättö-mällä pinnalla, johon on muodostettu aukot 5a, 5b korvaus-20 ilman ottamista varten. Aukko 5a on muodostettu seinämän alaosaan ja aukko 5b on muodostettu seinämän yläosaan. Tässä sovellutuksessa seinämän yläosaan on järjestetty viistosti ulottumaan ohjausmateriaali 4a, joka ohjaa aukosta 5b tulevan ilman kanavassa 7 olevan ilmaaläpäisevän 25 lämmöneristyskerroksen läpi välikaton ja katon väliseen ullakkotilaan. Ullakkotilaan ei tarvitse järjestää muita ilmastointiaukkoja. Seinämän keskiosaan on tässä sovellutuksessa järjestetty seinämän pituussuuntaisesti ulottuva ohjausmateriaali 4, jonka keskiosaan on järjestetty aukko 30 5. Lisäksi seinämän sisäpuoli ja sisäkatto on varustettu olennaisesti heikommin ilmaaläpäisevällä materiaalilla ja seinämän yläosaan on järjestetty aukko 5c. Välikatto on pääasiassa varustettu ilmaaläpäisevällä lämmöneristema-teriaalilla ja joissakin sovellutuksissa sisäkaton ohjaus-35 materiaaliin on järjestetty aukkoja, joiden kautta korvaus-ilma ohjataan huonetilaan 1 ullakkotiloista.

7 76878

Esitetyssä sovellutuksessa rakennuksen huonetilassa 1 on tai sinne järjestetään esim. koneellisesti alipaine. Korvausilma otetaan seinämien läpi ja seinämiin ilma pääsee aukkojen 5a ja 5b kautta. Ala-aukon 5a kautta tullut ilma 5 kiertää aukon 5 kautta seinämän yläosaan ja aukon 5c läpi huonetilaan 1. Yläaukon 5b kautta tullut ilma kiertää kanavan 7 ja ullakkotilan 6 kautta seinämän lämmöneristeker-rokseen ja aukon 5 kautta seinämän sisäosiin ja huonetilaan aukon 5c läpi. Tällöin ilmaa voidaan ohjata halutulla t a-10 valla ohjausmateriaalien avulla ja johdattaa se huonetilaan esim. valaisimen pohjan kautta, jolloin valaisimen lämpö lämmittää myös sisääntulevaa ilmaa.

Kuvassa 2 on esitetty ilman kierrättäminen otettaessa kor-15 vausilma ainoastaan seinämän yläosassa olevan aukon 5b kautta. Ohjausmateriaali on tässä sovellutuksessa järjestetty ulottumaan seinämän yläosasta lähelle seinämän alaosaa, jolloin ilmaa kierrätetään tehokkaasti seinämän rakenteissa.

20

Kuvassa 3 esitetyssä sovellutuksessa on tuotu esiin ilman kierrättäminen seinämässä otettaessa korvausilma ainoastaan seinämän alaosassa olevan aukon 5a kautta. Tällöin sei nämässä on useita ohjausmateriaalilevyjä, jotka tehok-25 kaasti kierrättävät ilmaa seinämän sisällä.

Kuvassa 4 esitetyssä sovellutuksessa on ohjausmateriaali sijoitettu suhteellisen lähelle seinämän sisäpintaa. Tällöin väli, joka voidaan varustaa huonosti i 1 maaläpäisevä 1.1 ä 30 materiaalilla tai lämmöneristeellä, toimii eristyskerroksena. Ilma johdetaan seinämän alaosasta rakenteen sisään ja huonetilaan seinämän yläosasta. Myös ullakkotiloista tulevaa ilmaa kierrätetään sekä välikatossa että ulkoseinä-mässä kuvassa esitetyllä tavalla ohjausmateriaalien avulla. '15

Sovellutuksissa, joissa huonetiloissa on tai sinne aiheutetaan ylipaine, johdetaan ilmaa huonetilasta ulos vastaa- 8 76878 valla tavalla kuin esitetyissä sovellutuksissa ulkoa sisälle huonetiloihin.

Keksintöä ei rajata esitettyihin sovellutuksiin vaan se 3 voi vaihdella patenttivaatimuksien puitteissa. Menetelmä soveltuu käytettäväksi sekä vanhoja rakennuksia peruskorjattaessa että uusia rakennuksia rakennettaessa. Ohjaus-levyjen muoto ja asento seinämissä voi vaihdella halutulla tavalla. Joissakin sovellutuksissa vain osaa seinämästä 10 käytetään hyväksi korvausilman ottamiseen.

Claims (9)

9 76878

1. Menetelmä rakennuksen ilmanvaihdon järjestämiseksi, jonka rakennuksen huonetiloissa on tai sinne aiheutetaan normaalipaineesta poikkeava paine, tunnettu siitä, että rakennuksen seinämän (2) toisella puolella oleva kor- 5 keammassa paineessa oleva ilma johdetaan seinämän toiselle puolelle seinämän ilmaaläpäisevien eristemateriaalien (3) läpi ja ohjataan eristemateriaaleissa seinämään eriste-kerroksen sisään seinämän ulkopinnan suuntaisesti sijoitettujen olennaisesti ympäristöään huonommin ilmaaläpäisevien 10 ohjausmateriaalien (4) avulla.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että ilmaa kierrätetään seinämiin sijoitettujen ilmaaläpäisemättömien ohjausmateriaalien avulla. 15

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, jossa rakennuksen huonetiloissa on tai sinne aiheutetaan alipaine, tunnettu siitä, että korvausilma otetaan pääasiassa rakennuksen ulkoseinän läpi seinämän sisään, kierrätetään 20 seinämän sisäosissa ja johdetaan huonetilaan pääasiassa huonetilan yläosasta.

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että osa korvausilmaa johdetaan katon ja väli- 25 katon väliseen tilaan ja sieltä huonetiloihin välikatossa olevien ilmaaläpäisevien eristemateriaalien läpi.

5. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, jossa rakennuksen huonetiloissa on tai sinne aiheutetaan ylipai- 30 ne, tunnettu siitä, että ilma johdetaan huonetilasta seinämän sisään, kierrätetään seinämän sisäosissa ja johdetaan ulos pääasiassa seinämän alaosasta.

6. Rakenne jonkin patenttivaatimuksista 1-5 mukaisen 35 menetelmän soveltamiseksi, tunnettu siitä, että rakenteen seinämät (2) on varustettu il maaläpäisevillä eristemateriaaleilla (3) ja olennaisesti eristemateriaale- ίο 7687 8 ja huonommin ilmaaläpäisevillä ohjausmateriaaleilla (4), jotka on järjestetty ohjaamaan ilmaa seinämän sisällä korkeammassa paineessa olevasta tilasta matalammassa paineessa olevaan tilaan. 5

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen rakenne, joista muodostetussa huonetilassa (1) on alipaine, tunnettu siitä, että ohjausmateriaali ja niiden väliset aukot (5) on sijoitettu siten, että korvausilmaa ohjataan seinä- 10 män ulommasta osasta seinämän sisäosiin ja sieltä huonetilaan.

8. Patenttivaatimuksen 6 mukainen rakenne, joista muodostetussa huonetilassa on ylipaine, tunnettu siitä, 15 että ohjausmateriaalit ja niiden väliset aukot on sijoitettu siten, että huonetilasta tulevaa ilmaa kierrätetään seinämän sisäosasta seinämän ulko-osaan ja sieltä ulos.

9. Patenttivaatimuksen 6 tai 7 mukainen rakenne, t u n -20 n e t t u siitä, että ilmaaläpäisevä eristemateriaali on sijoitettu seinämän yläosaan muodostamaan ilman pääsykana-van katon ja välikaton väliseen tilaan (6) ja, että ainakin välikatto on osittain varustettu ilmaaläpäisevällä eristemateriaalilla. 11 76878