Ilmanvaihtojärjestelmät

Ilmanvaihdon toteuttamiseen löytyy erilaisia tapoja. Vuosien saatossa järjestelmiin kuuluvan tekniikan määrä on lisääntynyt, mutta ilmanvaihdon päätoimintaperiaate on säilynyt kuitenkin samankaltaisena. Ilmanvaihtojärjestelmien päätyypit ovat:

Painovoimainen ilmanvaihto on yleinen ennen 1960-lukua rakennetuissa taloissa. Toiminta perustuu korkeus- ja lämpötilaerojen, sekä tuulen aiheuttamiin paine-eroihin. Lämmin ilma nousee ilmanvaihtohormia pitkin ylös ja piipun kautta ulos. Tämä aiheuttaa asunnoissa alipaineen, mikä vetää korvausilmaa tasaamaan painetta. Mitä suurempi paine-ero, sitä paremmin painovoimainen ilmanvaihto toimii, eli parhaiten kylminä vuodenaikoina ja tuulisella ilmalla. Siksi yleinen ongelma painovoimaisessa ilmanvaihdossa on vedon tunne talvisin, kun taas lämpimään aikaan tiloja joudutaan tuulettamaan ikkunoiden kautta.

Painovoimaisen ilmanvaihdon toiminta edellyttää, että rakennuksessa on riittävästi korvausilmaventtiileitä tai ikkunatiivisteisiin tehtyjä rakoja, joiden kautta tilalle poistuvan ilman tilalle saadaan raikasta ulkoilmaa. Monesti painovoimaista järjestelmää on tehostettu esimerkiksi osaksi ilmanvaihtoa tarkoitetulla liesituulettimella tai märkätilojen puhaltimella. Järjestelmää voidaan tehostaa myös katolle asennettavilla tuulta hyödyntävillä vedonparantajilla. Painovoimaisessa ilmanvaihdossa ei ole poistoilman lämmöntalteenottoa, jolloin kaikki poistoilman sisältämä lämmitysenergia menee hukkaan poistoilman mukana. 

Koneellinen poistoilmanvaihto on tavallinen vuosina 1960-1990 rakennetuissa taloissa. Sen toimintaperiaate muistuttaa painovoimaista ilmanvaihtoa, mutta siinä ilmanvaihdon riittävyys varmistetaan joko katolle asennettavilla huippuimureilla tai ilmanvaihtokanaviin tulevilla kanavapuhaltimilla.

Puhaltimen ansiosta poistoilmanvaihdon toiminta ei riipu säästä ja se toimii tehokkaasti myös kesällä. Koneellinen poisto vaatii aina korvausilmaventtiilit tai raitisilmaikkunat, joiden kautta asuntoon tuodaan raikasta ulkoilmaa poistetun ilman tilalle. Venttiilien puuttuminen tai tukkiminen on yleistä, mikä aiheuttaa epäpuhtaan korvausilman tulon vääristä paikoista kuten rakenteiden raoista, porraskäytävästä, naapuriasunnosta, takasta, viemäristä jne.

Kerrostaloissa koneellinen poisto on yleensä järjestetty ns. yhteiskanavaperiaatteella, mikä tarkoittaa, että kaikkien päällekkäisten asuntojen ilmanvaihto on liitetty yhteiseen ilmanpoistokanavaan (käytössä myös termi ”ilmanvaihtohormi”). Toinen vaihtoehto on huoneistokohtainen erilliskanavointi, jossa jokaisen huoneiston poistoilma kootaan huoneistokohtaiseen katolle johtavaan poistokanavaan, jonka päässä olevaa huippuimuria voidaan ohjata huoneistosta. Yhteiskanavointi säästää tilaa rakennuksessa, mutta sitä ei voida säätää huoneistokohtaisiin tarpeisiin sopivaksi keskitetystä ohjauksesta johtuen.

Kerrostalojen poistoilmapuhaltimien käyntiä ohjataan yleensä kello-ohjauksella. Tällöin ilmanvaihto toimii energian säästämiseksi ½-teholla suurimman osan ajasta ja tehostetusti täydellä 1/1-teholla aamulla, kun ihmisten oletetaan käyvän suihkussa ennen töihin tai kouluun lähtöä, sekä illalla, kun ihmisten oletetaan valmistavan ruokaa. Uudemmat poistoilmakoneet ovat taajuusmuuttajaohjattuja, eli niiden tehoa voidaan säätää portaattomasti. 

Huonekohtaisesti ilmanvaihtoa voi hieman säätää ikkunoiden karmeissa, tuuletusikkunoissa tai ulkoseinissä olevilla korvausilmaventtiileillä. Jos jostakin korvausilmaventtiilistä tulee talvella liikaa kylmää ilmaa kriittiselle oleskelualueelle, voidaan muita korvausilmaventtiileitä avata enemmän, jolloin virtaus ko. venttiilissä vähenee. Venttiilin sulkeminen/tukkiminen vain siirtää ongelman toiseen paikkaan. Liian tehokkaan ilmanvaihdon säätö/kuristus tehdään puolestaan aina ilmanvaihdon poistoventtiileillä, ei korvausilmaventtiileitä sulkemalla. Korvausilmareittien tukkiminen kasvattaa asunnon alipainetta ja saa aikaan epäpuhtaan korvausilman sisään virtauksen vääristä paikoista. Asukkas ei saa itse säätää poistoilmaventtiileitä, sillä venttiilin säätö yhdessä huoneistossa vaikuttaa yhteiskanavapoistossa myös muiden huoneistojen ilmanvaihtuvuuteen eli koko ilmanvaihdon tasapainoon. 

Koneellisessa poistoilmanvaihdossa ei ole poistoilman lämmöntalteenottoa, jolloin kaikki poistoilman sisältämä lämmitysenergia menee hukkaan poistoilman mukana. Lisäksi puhaltimet kuluttavat sähköä. Järjestelmä ei siis ole kovin energiatehokas. 

Koneellinen tulo- ja poistoilmanvaihto lämmöntalteenotolla alkoi yleistyä 1980-luvulla. Nykyisten rakennusten energiatehokkuusmääräysten myötä uusissa taloissa tämä järjestelmä on lähes poikkeuksetta.

Koneellisessa tulo- ja poistoilmanvaihdossa ilmaa sekä tuodaan että  poistetaan puhaltimilla. Ilmanpoisto “likaisista” tiloista toimii samoin kuin koneellisessa poistoilmanvaihdossa, mutta tämän lisäksi myös korvausilma tuodaan muihin huoneisiin ilmanvaihtokoneelta puhaltimen avulla tuloilmakanaviston kautta. Poistoilman sisältämä lämpö saadaan talteen lämmöntalteenotossa siirtämällä se takaisin tuloilman lämmitykseen. Tämä vähentää olennaisesti ilmanvaihdon energiahukkaa. Koneellinen tulo-poisto -ilmanvaihto on hyvän sisäilman ylläpitämiseksi pidettävä aina päällä, mikä taas toisaalta lisää hieman sähkönkulutusta.

Taloyhtiöiden koneellinen tulo- ja poistoilmanvaihtojärjestelmä voi olla joko keskitetty tai asuntokohtainen järjestelmä: Keskitetyssä tulo- ja poistoilmanvaihdossa kaikille asunnoille on yksi yhteinen ilmanvaihtokone, joka sijaitsee tyypillisesti joko rakennuksen katolla olevassa ilmanvaihtokonehuoneessa tai rakennuksen käyttöullakolla. Asuntokohtaisessa järjestelmässä jokaisessa asunnossa on oma ilmanvaihtokone, joka sijaitsee tyypillisesti esimerkiksi kylpyhuoneessa, vaatehuoneessa tai eteisen välikatossa ja jonka tehoa asukas voi tarpeen mukaan säätää itse.