Koulurakennuksen LVIA-toimivuustarkastelu

Abstract

Opinnäytetyön tavoitteena oli tarkastella koulurakennuksen LVIA-järjestelmien toimivuutta eli tehdä toimivuustarkastelu. Samalla oli tarkoitus tutkia esiintyviä ongelmia ja mahdollisuuksien mukaan selvittää niiden syitä sekä antaa korjausehdotuksia. Tutkittava kohde oli Finnentie 42 sijaitseva Kangasalan lukio, joka valmistui vuonna 2012. Tulevaisuutta varten haluttiin tutkia, mitä yleensä kannattaa selvittää tai mittauttaa ja mitkä ovat oppimistilojen hyviä pitoisuusarvoja tai lämpötiloja. Oppimistarkoituksessa haluttiin tutkia, mitä virheellisyyksiä tai virhetulkintamahdollisuuksia on tämän kohteen suunnittelun aikaisissa IV-määräyksissä ja -ohjeissa sekä mitä uudet IV-ohjeet tuovat vanhojen tilalle.

Koulurakennuksessa mitattujen ilman laadullisten pitoisuusarvojen, nopeuksien, lämpötilan tai valomäärän perusteella voi päätellä oppilaiden viihtyvyyden lisäksi heidän oppimistuloksiaan. Oppimista on tutkittu ja todettu millä ilman laatuarvoilla on paras oppimistulos ja paljonko siihen vaikuttaa tietyn ilman laatuarvon ero optimaaliseen arvoon verrattuna. Käytännössä merkityksellisimmiksi pitoisuusarvoiksi osoittautuivat hiilidioksidi- ja kosteuspitoisuus. Jossain tapauksissa voi olla parempi, että palelemisen takia ei lisätä lämpötilaa, vaan nostetaan ilman kosteuspitoisuutta. Tämän takia haluttiin perehtyä syvällisemmin ilman eri laatukriteerien pitoisuusarvoihin, nopeuksiin, lämpötiloihin tai valomääriin, vaikka joidenkin vaikutus on hyvin vähäinen. Useista vähäisen vaikutuksen aiheuttajista voi koostua yhdessä merkittävä vaikutus ja yksinään vähäisen vaikutuksen aiheuttaja voi isomman vaikutuksen aiheuttajan kanssa muodostaa huomattavasti suuremman vaikutuksen kuin isomman vaikutuksen aiheuttaja yksinään.

Työn tuloksena havaittiin paine-eromittauksia käsitellessä suuria paine-eroja sisätilojen ja ulkoilman välillä, jotka jäljitettiin ilmavirtauksien säätöihin suunniteltuun nähden. Sisäilman lämpötilat olivat talviaikana melko hyvät ja kosteuspitoisuus usein suosituksien alarajan tuntumassa tai jopa sen alle, mutta joidenkin tilojen hiilidioksidipitoisuus oli liian korkea. Näiden takia on annettu muutossuosituksia ja simuloitu vaikutuksia.

Uudet IV-ohjeet määrittelevät tilojen ilmanvaihdon suunnittelun perusteena olevan, että tilojen paine tulisi olla sama kuin ulkoilmankin. Tämä aiheutti pohdintaa. Miten tilakohtaisten poisto- ja tuloilmavirtauksien säätöjen tekijät tulkitsevat uuden määrityksen melko suuren 20 % epäsäätötarkkuuden suunnitteluarvoihin nähden? Tuleeko joistakin tiloista ulkoilmaan nähden ylipaineisia tiloja? Vai pitäisikö mitata jokaisen ulkoseinää vasten olevan tilan paine-ero ulkoilmaan nähden? Voiko tästä muodostua rakennuksia pilaava virhetulkintamahdollisuus, vaikka suunnitelmat olisivatkin kunnossa? Nämä kysymykset vaatisivat vielä jatkoseurantaa tai esitettyjä toimenpiteitä.

The aim of this thesis was to make an effectiveness analysis of the HVAC systems in a school building. The purpose was to find problems and figure out their cause as well as give proposals on how to fix these problems. The building that was investigated was the High School of Kangasala, completed in 2012. This thesis studied good values for the indoor climate in the classrooms, and compared the new and old indoor climate guidelines.

Based on the measured indoor climate values it can be concluded that when students have a good indoor climate, learning outcomes are better. In practice, the concentration of car-bon dioxide and the air humidity played the biggest role. For example in some cases, it was better to raise the air humidity than the air temperature. That is why indoor climate values were investigated in more depth. Although the effect of the separate values is small, the combined effect can be significant.

The results of the thesis identified pressure differences over in the chassis of the building. The indoor temperature and humidity were, in general, quite good but the concentration of carbon dioxide was often too high, and that is why repair recommendations were given.

New indoor climate guidelines determine that the outdoor pressure is the same as the indoor pressure in the ventilation plan. The problem can be the adjustment and how the guidelines are interpreted: the tolerance can be as much as 20 % and some spaces can have overpressure compared to the outside air. Could this become a factor that will destroy our buildings although the plan is in order? This question needs further research.