EU vaatimukset puukiukaille ja hiukkasen hiukkasista

Suomessa on vuonna 2016 voimassa kaksi jatkuvalämmitteisiä puukiukaita koskevaa standardia. Tämä artikkeli esittelee standardit 15281 ja 7021 kritiikkeinen ja pohtii hiukkaspäästöjen hillintää saunapäästöjen kitkemisen osana. Huomioni kiinnittyy paloturvallisuuspuutteisiin, sivuutettuihin päästöihin sekä standardoinnin vaikutukseen saunaelämykselle.

Olen useammassa artikkelissa viitannut eurooppalaisen puukiuasstandardiin. Tämä vuodesta 2013 alkaen voimassa ollut vaatimusdokumentti kertoo millaisia Suomessa – ja muualla EU:ssa – myytävien jatkuvalämmitteisten puukiukaiden pitää olla. Standardi on Suomessa määritelty julkaisuissa ”SFS-EN 15821. Jatkuvalämmitteiset saunan puukiukaat, vaatimukset ja testausmenetelmät”. Vaatimustenmukaisuuden merkkinä hyväksytyissä kiukaissa on CE-merkintä, joka teoriassa riittää koko EU-alueelle. Tässä artikkelissa lisää standardista, sen vaikutuksista ja kiukaiden päästöistä.

Standardin lyhyt historia

Kiukaiden tuotekehitys muuttui tämän vuosikymmenen alussa. EU asetti erityisesti puukiukaita koskevan standardin voimaan vuoden 2013 alusta. Standardi SFS-EN 15821:2010 asettaa kiukaille mm. päästö-, teho- ja käyttöohjevaatimuksia, joita kiukailla ei siihen asti ollut lainkaan. Se valmistui vuonna 2010 ja suomenkielinen käännös vahvistettiin 2011. Standardia oli Suomen kansallisessa työryhmässä mukana valmistelemassa kymmenkunta sekä kiuasteollisuuden että VTT:n edustajaa. Standardia ollaan parhaillaan uudistamassa. Sähkökiukaita koskee standardi EN60335-2-53. Savusaunoja, eli savukiukaita, tai kertalämmitteisiä pönttökiukaita koskevia standardeja ei ole toistaiseksi olemassa.

Kiuasvalmistajien mukana olo standardityössä on varmistanut, ettei standardi napsahtanut liian kovaa teollisuuden sormille. Toisaalta valmistajat joutuivat standardoinnin seurauksena jättämään pois joitakin vanhoja malleja, joiden uudistaminen olisi ollut taloudellisesti kannattamatonta. Standardoinnin teknisten vaatimusten lisäksi testaaminen itsessään on mallikohtaisesti useiden tuhansien eurojen tuotekehityskustannus.

Standardi ei luonut Eurooppaan yhtenäistä puukiuasmarkkinaa

Standardointityö epäonnistui jossain määrin. Nimittäin käytännössä standardi 15281 ei ole ainoa kiukaita koskeva vaatimusdokumentti. Saksalaisilla on omat tulisijavaatimuksensa (1.BImSchV), mutta myös meillä Suomessa on rinnakkaisia kiuasvaatimuksia. Näiden kansallisten poikkeusten ansiosta standardointi ei luonut eurooppalaiselle vapaakaupalle juuri aiempaa parempia edellytyksiä. Suomalaisia CE-merkittyjä kiukaita ei voi viedä sellaisenaan Saksaan, eikä vaikkapa virolaisia myydä Suomeen. Tästä on tosin meille myös hyötyä, jos hyödynnämme sitä oikein esimerkiksi vallitsevien vaativien eristysvaatimusten palonsuojeluongelmien kompensoimiseen.

Meillä 15281 rinnalla on kansallinen soveltamisstandardi SFS 7021:2014 määrää lisää testejä ja erityisesti ilmoitusvaatimuksia kiukaille. Tätä vuonna 2010 ensimmäisen kerran ilmestynyttä standardia on ehditty jo uudistaa. Sen nimi on koko komeudessaan ”Kiinteällä polttoaineella lämmitettäville varaaville tulisijoille, kamiinoille, kotitalousliesille, takkasydämille ja jatkuvalämmitteisille saunankiukaille eri käyttökohteissa vaadittavat ominaisuudet ja niille asetetut vaatimustasot”.

Muun muassa vaatimus palokaasulämpötilan mukaisesta hormiluokituksesta sisältyy standardiin 7021. Koska korkein määritelty hormiluokka on T600, vastaten 600 C asteen kuormitusta, on kiukaiden palokaasulämpötilan keskiarvon standardimittauksessa jäätävä sen alle. Tämä soveltamisstandardi on pohjana myös tunnelikiukaan läpiviennin suojaetäisyyksille.

Standardin vaikutukset

Standardi 15281 on vaikuttanut vuodesta 2013 myynnissä olleisiin puukiukaisiin. Kiukaiden hyötysuhteen pitää nyt olla vähintään 50 % ja häkäpäästön (hiilimonoksidi, CO) korkeintaan 1 %. Kiukaisiin ja käyttöoppaisiin vaadittujen merkintöjen ansiosta kuluttajilla on nyt ainakin periaatteessa paremmat mahdollisuudet arvioida kiukaiden ympäristövaikutuksia.

Hyvä esitys standardin kiuastesteistä on Riku Rantalan opinnäytetyössä. Työ on tehty Kymenlaakson ammattikorkeakoululle, jolla on VTT:n lisäksi ainoa Suomessa akkreditoitu,  vaatimustenmukaisuus lausunnon myöntävä kiuaslaboratorio.

Onko kiuasstandardi hyödytön viherpesuohjelma?

Standardi on jo vaikuttanut markkinoilla oleviin kiukaisiin. Kuten autojen vuosikatsastus, se on poistanut liikkeeltä pahimmat epäkohdat. Siihen liittyy kuitenkin ympäristö-, turvallisuus- ja saunakokemusnäkökulmasta selviä puutteita.

• Ympäristön suhteen kiukaat ovat kehnoja tulipesiä,
• standardin mukainen hormimitoitus voi aiheuttaa tulipalon ja
• standardoitu kiuas voi jättää kiuaskivet kylmiksi.

Aiemmin tuli jo mainittua, että kansalliset erikoisvaatimukset vähentävät myös kiukaiden ulkomaan kaupan mahdollisuuksia selvästi.

T600 ei tarkoita turvallista

Suomessa on edelleen paljon saunasta alkunsa saaneita tulipaloja. Vuosina 2005-2009 kiukaat aiheuttivat yli puolet teräshormipaloista. Vaikka savusaunoja palaakin vielä suhteettoman paljon enemmän, on ongelmia myös edelleen jatkuvalämmitteisissä, CE-hyväksytyissä puukiukaissa ja kevythormeissa. Tämä liittyy standardin lämpötilaturvallisuustestiin, jossa kiuasta lämmitetään kunnes saunassa on 110 C lämmintä. Testissä kiuasta lämmitetään hyvin maltillisesti, mikä ei välttämättä vastaa aggressiivisen lämmittäjän – tai edes käyttöohjeen – panostustapaa. Aiheesta löytyy paljon tutkittua tietoa Tampereen teknillisen yliopiston Palolaboratorian sivuilta.

Testiasetelman seurauksena keskimääräinen savukaasun lämpötila, ja sitä kautta hormiluokitus, saattavat jättää liian vaatimattoman kuvan kaasujen lämpötilasta. Sitä kautta syntyy paloriski, mikäli kiuasta lämmitetään rajummin. Suurin osa CE-hyväksytyistä kiukaista vaatii kaverikseen T600-luokan hormin. Se ei nimensä mukaisesti lupaa yli 600 asteen eristävyyttä, kun taas T600 luokiteltu kiuas saattaa tuottaa jopa 700 asteisia savukaasuja. Ylläoleva kuva esittää, mitä tapahtuu, jos hormia ympäriö paksu eristekerros.

Paloturvallisuuden kannalta T400 luokiteltu kiuas T600 hormilla olisi todennäköisesti takuuturvallinen. Tampereen teknillisen yliopiston tutkimuksissa T400-luokitellun Sydän-kiukaan kaasut eivät ylittäneet 600 asteen rajaa kovemmallakaan lämmityksellä. Tai sitten suosiolla muurattu piippu (kts. artikkeli savuhormin suunnittelusta ja turvallisuudesta sekä tulisijan käyttäjän oppaasta).

Pienhiukkaset pakenevat uunista

Seuraava kritiikin kohde standardille on liian matala tavoitetaso. Esimerkiksi 50% hyötysuhdevaatimus tuntuu kovin vaatimattomalle. Standardin suurempi katvealue ovat hiukkaspäästöt. Erityisesti mm. puun polttamisen yhteydessä syntyvien pienhiukkasten negatiivisista terveysvaikutuksista on reilusti tutkimustietoa. Saksassa on käytössä omat päästövaatimukset tulisijoille ja näihin sisältyy kokonaishiukkasmäärä häkäpäästöjen ja hyötysuhteen lisäksi.

Hiukkaspäästöt ovat kiukaille kiusallinen ongelma, sillä niitä syntyy kiukaissa selvästi enemmän kuin muissa tulisijoissa. Jarkko Tissarin Kuopion yliopistoon vuonna 2008 tekemässä väitöskirjassa arvioitiin mm. saunan kiukaiden pienhiukkaspäästöjä ja niiden vähentämistä. Nykyään Itä-Suomen yliopiston pienhiukkas- ja aerosolitekniikan laboratorion tiimipäällikkönä toimiva Tissari havaitsi kymmenen vuotta sitten testaamiensa kiukaiden hyötysuhteen olevan huono. Tutkijat testasivat 5-10 eri mallia ja havaitsivat kiukaiden tuottavan testatuista tulisijoista eniten hiukkas- ja häkäpäästöjä. Kiukaat savuttivat pahiten sytytysvaiheessa. Esimerkiksi pellettipolttimien päästöt olivat merkittävästi pienempiä.

Hiukkaspäästöjen suhteen tilanne on Tissarin mukaan CE-merkinnän myötä parantunut. Toisaalta hän ei usko standardoitujen mittaustulosten antavan realistista kuvaa päästöistä. Tilanne muistuttaa tässä suhteessa autojen ”yhdistetty EU-kulutus”-lukemia, joihin on suhtauduttava varauksella. Itä-Suomen yliopiston luoman PUPO-päästöindeksin mukaan kiukaat kuuluvat päästöiltään kategoriaan ”erittäin huono”, Tissari toteaa.

Hankalat pienhiukkaset

Vaatimusten asettaminen pelkille häkäpäästöille ei kuitenkaan riitä. Myös pakokaasujen hiukkasille, erityisesti pienhiukkasille, pitäisi tehdä jotain. Tissarin mukaan hiukkaspäästöjen ja häkäpäästöjen välillä ei ole suoraan korrelaatiota. Hään vähentäminen tosin parantaa hiukkastilannetta korkeilla päästötasoilla, joilla kiukaat valitettavasti edelleen toimivat.

” Häkää vapautuu sekä polttoaineen kaasuuntuessa panoksen palamisen alkuvaiheessa että myös hiillosvaiheessa, pienhiukkasia syntyy massallisesti vähiten hiillosvaiheessa.”

Pienhiukkaset Tissari luokittelee koostumuksellisesti kolmeen:

• tuhkahiukkasiin,
• nokihiukkasiin ja
• orgaanisiin hiukkasiin.

Kahteen ensimmäiseen on vaikea vaikuttaa.

”Pienhiukkaset "palavat" huomattavan paljon huonommin kuin kaasumaiset päästöt. Kun polttotekniikkaa tehostetaan, ensimmäisenä saadaan vähennettyä orgaanisia hiukkasia. Nokihiukkasten vähentäminen on huomattavan paljon vaikeampaa ja tuhkahiukkasten vapautumiseen on vielä vaikeampi vaikuttaa.” Vastaa Tissari pienhiukkasten kontrolloimisesta. Toisaalta hiukkaspäästöjen jättäminen standardin ulkopuolelle vaikuttaa tällä hetkellä perustellulle, koska niiden mielekäs mittaaminen ei ole vielä vakiintunut.

Tissari jatkaa:

”kun puhutaan pienhiukkasista, pitäisi kertoa myös mistä pienhiukkasten ominaisuudesta on kyse: massa, lukumäärä, koko, kokojakauma, kemiallinen koostumus vai morfologia. Kokonaiskuva pienhiukkaspäästöistä tulee vain mittaamalla nuo kaikki. Pelkästä massasta puhuttaessa mittaustekniikalla on melkoinen merkitys lopputulokseen,”. Saksalaisissa vaatimuksissa on kohteen nimenomaan massa (g/m3).

Alla olevassa Juha Telkkisen videossa esitetään miten nokihiukkasten määrä rajusti lisääntyy jos liekkiä häiritään. Jarkko Tissarin mukaan liekin keltainen osa on aina täynnä nokihiukkasia, vaikkei niitä näin hyvin silmällä näkisikään:

Kiinnostavaa kyllä, tämä moderneja savusaunankiukaita koskevan videon tulisijan korkeudesta olisi sovellettavissa myös muihin kiuasmalleihin. Aurinkokiukaan valikoimissa korkean tulisijan kiuas ehti hetken aikaa olemaan.

Ratkaiseeko teknologia hiukkasongelmat?

Tissari on ollut mukana tutkimassa katalysaattoreita, joilla polttamisen päästöjä voitaisiin vähentää. Ulkomailla tulipesien yhteyteen on jo tehty katalysaattoreita, joissa pienhiukkasten ja hään palamista nopeutetaan. Samoin kotimainen Aurinkokiuas toi myyntiin vuonna 2014 patentoidun puukiukaan Puhdas tuli –nimisen katalysaattorielementin. Tuote maksoi reilun kolmen sataa euroa. Valmistaja mainosti tuotetta minimaalisilla häkäpäästöillä, mutta ulkopuolisia testiraportteja ei julkaistu. Valmistajan konkurssin myötä katalysaattori on poistunut markkinoilta.

Katalysaattori ei ole ongelmaton ratkaisu. Se ei toimi sytytysvaiheessa ja sen elinikä on rajallinen. Sitä voi joutua myös puhdistamaan. Tästä huolimatta niitä ollaan jo ehditty muualla päin maailmaa ottaa käyttöön tietyissä tulisijoissa. Yhdysvalloissa katalysaattorikaminat ovat jo oma tuoteryhmänsä. Alla kuva Vermont Casting:n katalysaattorikaminasta.

Standardista on puutteineenkin hyötyä kuluttajille

Uskon valmistajien (kts. Narvin mietteitä standardisoimisesta) tavoin, että standardi on vienyt kehitystä oikeaan suuntaan. Siinä on puutteita, jotka voivat antaa väärän kuvan kiukaiden turvallisuudesta tai terveellisyydestä, mutta se on toisaalta poistanut markkinoilta huonoimmat tuotteet ja pakottanut valmistajat miettimään ympäristökysymyksiä uudelleen. Kuluttajana tulipesien ohjeiden mukainen käyttö ja erityisesti kuivan polttopuun polttaminen, auttaa vähentämään päästöjä.

Paikataan puutteet

Standardeja kehitetään edelleen. Ympäristö- ja turvallisuusnäkökohdat täytyy korjata järkeviksi. Mielestäni keskeinen kysymys on ympäristönsuojelun lisäksi se, millaiseen saunaan ja saunakokemukseen kiukaiden vaatimuksilla tähdätään.  Tämä kiinnostaa minua tässä kohtaa enemmän kuin ympäristöpolitiikka.

Nykystandardissa viimeinen ongelma on mielestäni se, että tehovaatimukset koskevat ensisijassa löylyhuoneen lämmitystä. Testissä sauna lämmitetään 80 asteiseksi. Tämä kuulostaa järkevälle, mutta entäpä kiuaskivien lämpiäminen? Tekniikan maailman testikriteereihin kuului aikanaan vähintään 300 C asteen pintalämpötila ja kertalämmitteisessä kiukaassa kivien on ehdottomasti oltava kuumia.

Nykyisen CE-standardin mukainen kiuas voi kuitenkin jättää kivet vaikka kylmiksi! Standardin hienoinen ongelma on se, ettei siinä ole ajateltu laajasti erilaisia saunomistapoja, vaan valittu mieto esimerkki kuivasta ja kuumasta löylystä. Joillekin maistuu selvästi vielä kuumempi lämpötila ja toiset haluavat mieluummin enemmän kosteutta ja matalamman lämpötilan.

Olisi hienoa, jos tämä voitaisiin myös huomioida standardoinnissa, niin merkinnästä tulisi hyvä mieli muillekin kuin lainsäätäjille. Jos standardin päästövaatimukset kiristyvät, johtaa se valmistajia optimoimaan vaadittuja ominaisuuksia potentiaalisten muiden kustannuksella. Standardityöllä on siis vaikutuksia myös tulevaisuuden löylykokemuksiin.