Painovoimaisen ilmanvaihdon toiminta 1900–luvun koulurakennuksessa

Abstract

Tässä opinnäytetyössä selvitetään mahdollisuutta uudistaa 1908 valmistuneen suojellun Tehtaankadun ala-asteen ilmanvaihto painovoimaiseksi. Työssä selvitetään ilmanvaihdon nykytilanne ja historia kaloriferijärjestelmästä. Työn tavoitteena on selvittää painovoimaisen ilmanvaihdon toimintaedellytykset koulurakennuksessa, jossa vaatimuksena on turvallinen, terveellinen ja toimiva sisäilmasto.

Erilaisia painovoimaisen ilmanvaihdon toteutusratkaisuja selvitetään suunnitteluohjeiden avulla ja sovelletaan kohteen vaatimuksiin. Kirjallisuusselvityksessä tutkitaan painovoimai- sen ilmanvaihdon kokemuksia muissa Suomen koulurakennuksissa. Ilmanvaihdon ilmamääriä tutkitaan laskennallisesti huomioiden tuuliroottoreiden ja venttiileiden vaikutukset.

Lisäksi selvitetään painovoimaisen ilmanvaihdon suodatuksen tarvetta sekä äänitekijöiden huomioimista kaupungin keskustassa. Painovoimaisen ilmanvaihdon kanavakoot ja tilatarpeet selvitetään luokkatilojen ilmanvaihtovaatimusten mukaisesti.

Laskentatulokset osoittivat nykyhormeja käytettäessä painovoimaisen ilmanvaihdon ilmamäärien jäävän kaikissa ulkoilman lämpötiloissa alle määräystason. Tilanne on erityisen huono lämpimällä säällä ylimmässä kerroksessa, jossa painovoimainen ilmanvaihto ei toimi käytännössä lainkaan. Massiivisilla uusilla ilmanvaihtohormeillakaan ei päästä riittäviin ilmanvaihtomääriin lämpimällä säällä ylemmissä kerroksissa.

Nykyvaatimusten mukaisten ilmamäärien toteuttaminen olemassa olevaan koulurakennukseen ei onnistu ilman massiivisia rakenteellisia muutoksia.

This Master’s thesis studied the possibility to renovate ventilation of Tehtaankatu primary school to natural ventilation. The school building has been built in 1908 and is protected by Finnish National Board of Antiques. In this study the present status of ventilation and it’s history as calorifere system is studied. The goal was to find out the operational precondition of natural ventilation for school building where safe, healthy and working indoor air environment is required.

Various methods of executing natural ventilation is studied through design instructions and implemented to the requirements of this particular building. Literature search is done to find out experiences with natural ventilation in other Finnish school buildings. Ventilation rates are calculated taking into account the rooftop ventilators and air valves.

Also the need of air filtration is studied and sound indicators as the building is situated in the city center. Required air duct sizes are defined to meet the need of air exchange rate in class rooms.

Results indicates that the air exchange rates are too low in all outside temperatures when current air ducts are used. Ventilation rates are especially low in higher outside temperatures and rooms that are situated higher. Third floor has practically no natural ventilation in summer conditions. Air flow rates are not enough even with massive new air ducts.

Modern requirements of air exchange rates in class rooms are not met with natural ventilation in existing buildings without massive construction work.