Korkean rakennuksen painesuhdeselvitys : Case Tampereen tornihotelli

Abstract

Tämä opinnäytetyö on tehty Sweco Talotekniikka Oy:lle perusselvitykseksi tarkentamaan korkeisiin rakennuksiin kohdistuvia painevaikutuksia, sillä Suomessa korkeasta rakentamisesta on toistaiseksi vielä vähän kokemusta ja tietoa. Opinnäytetyössä tarkastellaan ensin painesuhteiden muutoksia aiheuttavia ilmiöitä yleisesti, minkä jälkeen niitä sovelletaan korkean rakennuksen painesuhteiden selvittämiseen. Painesuhteita tarkastellaan enimmäkseen tuulen- ja savupiippuvaikutuksen osalta laskemalla sekä mittaamalla. Laskelmissa määritellään tuulen nopeuden logaritminen kasvu korkeuden kasvaessa, sekä tuulen aiheuttama painevaikutus korkean rakennuksen ulkoseiniin. Lisäksi lasketaan tornihotellin savupiippuvaikutuksen teoreettinen voimakkuus. Lopuksi laskettuja ja mitattuja tuloksia verrataan toisiinsa.

Saadut tulokset vastaavat hyvin paljon teoriaosuudessa käsiteltyjä oletuksia ja laskemalla saatuja tuloksia. Savupiippuvaikutus aiheuttaa tornihotellin yläkertaan ylipainetta ja alakertaan alipainetta. Savupiippuvaikutus voimistuu lämpötilaerojen kasvaessa ulko- ja sisäilman välillä. Alakerran alipaineisuuden voi havainnoida pääsisäänkäynnin vetoisuudessa ja hissien korkeassa vihellyksessä. Mittaustuloksia sekoittaa tuulen voimakas painevaikutus tuulelta suojaamattomiin paine-eromittareihin, jotka sijaitsevat ainoastaan läntisellä ulkoseinällä.

Painesuhdeselvityksestä saataisiin luotettavampi kattavammilla mittaroinilla. Paine-eromittareita tulisi sijoittaa kullekin pääilmansuunnan ulkoseinälle siten, ettei tuuli pääse puhaltamaan suoraan mittaputkeen. Tällöin pystyttäisiin erittelemään savupiippuvaikutuksen ja tuulen vaikutuksen tuloksia. Lisäksi tornihotellin katolle sijoitettava sääasema antaisi enemmän tietoja tuulioloista.

This thesis is made for Sweco building services Ltd. as a basic study on pressure effects in high-rise buildings. In Finland there is still little experience and knowledge about construction of tall buildings. The thesis will first examine the phenomena that cause changes in the pressure relations in general, after which they are applied to determine the pressure ratios of the tall building. The pressure relations regarding the wind and stack effect are studied by calculating and measuring them. In the calculations the logarithmic increase in wind speed is defined when increasing height, and pressure effect caused by wind on outside walls of high-rise building. In addition, the tower hotel’s theoretical stack effect intensity is calculated. Finally, the calculated and measured results are compared with each other.

The obtained results correspond well to the assumptions considered in the theoretical framework as well as the calculations. Stack effect causes overpressure to upper floors of the hotel and underpressure to the lower levels of the hotel. The stack effect intensifies as the temperature difference between indoor air and outdoor air increases. The under pressurization of the hotel downstairs can be detected as a draft at the main entrance as well as high whistling of the elevators. Some of the measurement results are distorted because of the strong pressure effect of the wind blowing right to the unprotected pressure gauges, which are located only at the western outer wall.

For achieving more accurate results, the research requires more comprehensive metering. Pressure difference meters should be placed at each cardinal outer walls so that the wind cannot blow directly into the measuring tube. This way, the results can be specified separately to analyze the influence of the stack effect and the impact of the wind. In addition, placing weather station on the roof of the hotel could give additional clarity for monitoring the wind conditions.