FI95169B - Menetelmä huoneilman radonpitoisuuden minimoimiseksi - Google Patents

Description

95169

MENETELMÄ HUONEILMAN RADONPITOISUUDEN MINIMOIMISEKSI

Keksinnön kohteena on menetelmä huoneilman radonpitoisuuden minimoimiseksi koneellisen ilmanvaihdon avulla.

5

Maaperästä vapautuvan radonkaasu on suurina pitoisuuksina haitallista ihmisille. Radonkaasun määrä vaihtelee hyvin paljon eri valtioissa ja niiden eri alueilla. Koko maan huoneilman radonpitoisuuden keskiarvo on Suomessa, Ruotsissa 10 ja Norjassa noin 100 Bq/m3 sekä Yhdysvalloissa, Kanadassa ja Saksassa noin 50 Bq/m3. Eri maissa sallittavan radonpitoisuuden ohjearvot vaihtelevat myös jossakin määrin, ja esim. EY-alueella enimmäispitoisuudet ovat uusille asunnoille 200 Bq/m3 ja vanhoille asunnoille 400 Bq/m3.

15 Tärkein radonin siirtymismekanismi on radonia sisältävän huokosilman konvektiovirtaus huoneilmaan, mikä tapahtuu maanvastaisten rakennuksen osien kautta. Radonin konvektiovirtaus on paine-erosta riippuva ja se lisääntyy sisäti-20 lan alipaineisuuden kasvaessa maaperään (- ulkoilmaan) nähden, mikäli alapohjassa on vuotokohtia huonetilaan. Alipaineisuus aiheutuu lämpötilaerosta, tuulesta ja ilman-·· vaihtojärjestelmästä.

:· V 25 Radonkaasun määrää pyritään vähentymään ja minimoimaan >: erilaisilla menetelmillä. Rakenteiden tiivistämistä korjaus- »: rakentamisessa pidetään lähinnä muiden toimenpiteiden täy- dentävänä osana. Rakennuspohjaa tuuletettaessa ongelmana on : mahdolliset alapohjan kylmähaitat, lisääntyvä kosteusvauri- . 30 oiden määrä ja menetelmän kalleus. Radonlähteen poistaminen tai maaperän tiivistäminen ovat kalliita ratkaisuja ja *' tulevat harvoin kysymykseen.

·· »# 0 ; Tavallisessa koneellisessa tulo- ja poistoilmajärjestelmässä :: 35 rakennus tai huonetila pyritään säätämään alipainoiseksi.

Tämä saadaan aikaan valitsemalla kokonaistuloilmavirta * yksikerroksisissa taloissa 20% (15%) ja kaksikerroksissa

V

» 2 95169 taloissa 25% kokonaispoistoilmavirtaa pienemmäksi. Tällä tavoin pyritään varmistamaan, että rakennus pysyy ali-paineisena erilaisissa sääoloissa. Lievään sisätilan ali-paineisuuteen pyritään, jotta rakenteisiin ei tiivistyisi 5 niitä vaurioittavaa kosteutta. Suunnitteluohjeiden mukaan ilmanvaihdon avulla aikaansaatavaksi paine-eroksi ulkovaipan yli valitaan 2 Pa yksikerroksiselle rakennukselle ja 4 Pa kaksikerroksiselle rakennukselle. Paine-erot saavutetaan tiiviissä yksikerroksisessa talossa (vuotoluku QM on 1) 15 10 % ilmavirtojen erolla, ja kaksikerroksisessa talossa 25 % ilmavirtojen erolla. Valittu paine-ero vastaa tuuletonta ja lämpötilaerotonta tilannetta. Käytännössä rakennuksen tiiveyteen verrannollista muodostunutta alipaineisuutta ei mitata säätötöiden yhteydessä. Tyypillistä on rakennuksen 15 sisäilman ja ulkoilman paine-eron suuri ajallinen vaihtelu, ja paine-ero on yleensä liian suuri huoneilman radonin minimoimiseksi.

Radonpitoisuuden minimoimiseksi tulo- ja poistoilman sää-20 täminen lähes yhtä suuriksi siten, että säädöt pitävät paikkansa ja säätöarvot säilyvät, on käytännössä vaikeaa nykyisillä järjestelmillä. Asuntojen painesuhteet vaihtelevat ajallisesti myös sääolojen muuttumisen seurauksena säädöistä riippumatta. Koneellinen ilmanvaihto lisää alaosan ali-25 paineisuutta ja vähentää yläosan ylipaineisuutta.

Keksinnön tarkoituksena on tuoda esiin menetelmä huoneilman radonpitoisuuden minimoimiseksi, jonka menetelmän avulla saadaan aikaan radonpitoisuuden keskimääräinen taso pysymään 30 mahdollisimman matalana.

Keksinnön tarkoitus saavutetaan menetelmällä, jolle on tunnusomaista se, mitä on esitetty patenttivaatimuksissa.

35 Keksinnön mukaan huonetilan sisälle tulevan tuloilman ja tilan sisältä poistettavan poistoilman määrää säädetään sisä- ja ulkoilman paine-eron perusteella jatkuvasti siten, 3 95169 että tilan sisällä vallitseva alipaine on mahdollisimman pieni, edullisesti 0-5 Pa. Tällöin radonin pääsyä maaperästä voidaan vähentää huomattavasti, koska ilmanvaihdon avulla järjestetään rakenteen yli pysyvä minimi paine-ero siten, 5 että radonpitoisen ilman kulkeutuminen maanvastaisten raken teiden vuotokohtien kautta sisätilaan minimoituu. Ilmamääriä säädetään portaittain tai portaattomasti. Tilan alipainei-suuden lisääntyessä tuloilman määrää lisätään. Poistoilman osuutta vähennetään, jos tuloilman lisääminen ei riitä.

10 Alipaineisuuden vähentyessä on toiminta päinvastainen.

Maaperästä tulevan vuotoilman aiheuttaman radonkaasun tulon minimoimiseksi koneellisen tulo- ja poisto!lmanvaihdolla varustetun tilan paine-erosäätimen (mikroprosessori) avulla 15 tulo- ja poisto!lmakojeen puhaltimilla, säätöpelleillä tai muulla ilmamäärää säätävällä laitteella ylläpidetään jatku-vatoimisesti mahdollisimman pientä (tai haluttua) säätölaitteelle asetettua alipainetta rakennuksen tai huonetilan sisällä ulkoilmaan nähden rakennuksen ulkoisten tai sisäis-20 ten tekijöiden muuttuessa ja tarpeen mukaista ilmanvaihtote-hoa muutettaessa. Rakennuksen painosuhdetta säädetään tilan ilmanvaihdon tulo- ja poisto!lmaosuutta muuttamalla siten, että haluttu painesuhde säilyy normaalitilanteissa ja myöskin erityistilanteissa. Liesituuletinta käytettäessä sen 25 aiheuttamaa alipainetta vähennetään edullisesti paine-erosäätimen avulla tuloilman määrää lisäämällä. Samoin tulisijaa käytettäessä lisätään tuloilman määrää paine-erosäätimen avulla, jolloin tulisijan toiminta paranee. Menetelmää käytettäessä tilan paine-ero säilyy asetusarvossaan riippu-30 matta ilmamääriä muuttavista tekijöistä, kuten sääolosuhteista, suodattimien likaantumisesta ja/tai lämmöntalteenot-tokennon huurtumisesta.

Tulo- ja poistoilman säätäminen lähes yhtäsuureksi siten, 35 että säädöt pitävät paikkansa ja ne säilyvät, on käytännössä vaikeaa. Tätä tarkoitusta varten käytetään edullisesti digitaalista paine-erosäädintä. Säätimelle ohjelmoidaan 4 95169 tarvittavat algoritmit, laskentatoimenpiteet, signaalisuoda-tukset ja logiikat. Satunnaiset häiriöpaineet säädin käsittelee ohjelmallisesti ja näin estetään pysyvän säätöpoik-keaman syntyminen. Satunnaisia häiriöpaineita ovat esim.

5 ikkunatuuletukset, nopeat oven avaamiset ja sulkemiset ja puuskittaiset tuulet. Säädössä joudutaan hyväksymään häi-riöpaineista aiheutuva painevaihtelu, koska säätöjärjestelmä on hidas. Säädön tulee myös tulkita tilanteita, jossa säätö on mahdoton, kuten puuskittaisen tuulen aikana (häiriöpä!-10 neet suuria ja paineen vaihtelun taajuus ja vaihtelu suuri). Tällaisessa tilanteessa säädin palauttaa ilmanvaihdon valitulle teholle ja kanaviston perussäädölle (tasapainoon tai hieman alipaineiseksi).

15 Seuraavaksi keksintöä selvitetään tarkemmin viittaamalla oheiseen piirustukseen, jossa kuva 1 esittää periaatekuvaa laitteistosta keksinnön mukaisen menetelmän soveltamiseksi, ja kuva 2 esittää erästä laitteistoa keksinnön mukaisen mene-20 telmän soveltamiseksi tarkemmin ja kaaviomaisesti esitettynä.

Kuvan 1 mukaisessa periaatekuvassa on esitetty huonetila 1, paine-erosäädin 2, paine-eromittari 4 ja tuloilman ilmamää-25 rää säätävä laite 5 ja poistoilman ilmamäärää säätävä laite 6. Paine-eromittarin 4 avulla mitataan jatkuvasti huonetilan ja ulkoilman välistä paine-eroa. Paine-erosäätimen 2 avulla säädetään laitteita 5, 6 jatkuvasti siten, että huonetilan sisällä vallitseva alipaine on mahdollisimman pieni, edulli-30 sesti 0-5 Pa.

Kuvassa 2 on esitetty eräs sovellus korjauskohteissa käytettävästä IV-laitteistosta. Laitteistoon kuuluu tässä sovelluksessa ainakin seuraavat osat; paine-erosäädin 2, paine-35 erolähetin 4, tuloilmapuhallin 5, poisto!lmapuhallin 6, liesituuletin 3, lämmöntalteenottolaite 7, ilmanvaihdon käyttökytkin 8 sekä sähkö- ja ohjauskeskus 9. Laitteistoa 5 95169 käytettäessä mitataan paine-erolähettimellä 4 jatkuvasti huonetilan ja ulkoilman välistä paine-eroa. Paine-eronsäädin 2 muuttaa tulopuhaltimen 5 ja poistopuhaltimen 6 ilmamäärää (ohjausviesti - pellin asento - ilmamäärä) portaattomasti 5 paine-erolähettimen 4 mittauksen perusteella siten, että paine-ero säilyy rakennuksessa paine-erosäätimen 2 asetusar-vossa, joka on edullisesti 0-5 Pa alipainetta. Alipainei-suuden lisääntyessä tuloilmapuhaltimen tuloilmapelti 10 avautuu. Poistoilmapuhaltimen poistopelti 11 alkaa sulkeu-10 tua, jos tuloilmapellin avautuminen ei riitä. Alipaineisuu-den vähentyessä on toiminta päinvastainen. Painesäätimestä voidaan peltien painesäädön avautumis- ja sulkeutumisastetta rajoittaa. Ilmanvaihdon tarpeenmukainen teho valitaan pai-nesäätimeltä. Normaali ilmanvaihdon käyttökytkin 8 pidetään 15 riittävän suurella ilmanvaihtoteholla. Paine-erosäätimessä on käyttökytkin, jolla paine-erosäädin voidaan kytkeä pois käytöstä, jolloin tulo- ja poistoilmajärjestelmä asettuu valitulle ilmanvaihtoteholle. Liesituuletinta 3 käytettäessä paine-erosäätö säätää huoneen paine-eroa välittömästi ja 20 pellit toimivat yli rajoitusten.

Toisena vaihtoehtona on käyttää sellaisia säätöpeltejä, jotka eivät sulje virtausta kokonaan, vaan rajoittavat ;:· virtausta tietyn määrän ääriasentojen välillä. Paine-erosää- 25 din 2 on mikroprosessoripohjainen ohjelmoitava säädin.

.*. Säätimeltä voidaan muuttaa tarvittaessa mittausaikaa, säätö- aikaa, suodatettavan häiriöpaineen arvoja, ilmanvaihdon • · , j tehoa (pellin asento) ja avautumisen ja sulkeutumisen rajoi- • · tusta. Säätimessä on näyttö paine-erolle.

30

Keksintöä ei rajata esitettyyn edulliseen sovellukseen, vaan se voi vaihdella patenttivaatimuksien muodostaman keksinnöllisen ajatuksen puitteissa.

» • · • *

Claims (5)

95169

1. Menetelmä huoneilman radonpitoisuuden minimoimiseksi koneellisen ilmanvaihdon avulla, tunnettu siitä, 5 että huonetilan (1) sisälle tulevan tuloilraan ja tilan sisältä poistettavan poistoilman määrää säädetään paine-eromittarilla (4) jatkuvasti mitatun sisä- ja ulkoilman paine-eron perusteella jatkuvasti siten, että huonetilan sisällä vallitseva alipaine on mahdollisimman pieni, edulli-10 sesti 0-5 Pa.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että tulo- ja poistoilmamäärää säädetään digitaalisella paine-erosäätimellä (2) paine-eron ylläpitämisek- 15 si.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että liesituulettimen (3) aiheuttamaa alipainetta vähennetään paine-erosäätimen (2) avulla tuloilman 20 määrää lisäämällä jatkuvasti mitatun paine-eron perusteella. »

4. Jonkin patenttivaatimuksista 1-3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että tulisijaa käytettäessä lisätään tuloilman määrää paine-erosäätimen avulla jatkuvasti mitatun 25 paine-eron perusteella, jolloin tulisijan toiminta paranee.

5. Jonkin patenttivaatimuksista 2-4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että digitaalisella paine-erosää-timellä palautetaan ilmanvaihto perussäädölle silloin kun 30 paine-eron perusteella tapahtuva säätö on olosuhteista riippuen mahdotonta. * 95169