Sauna ja koneellisen ilmanvaihdon ratkaisut

Koneellisen ilmanvaihdon käyttökohteet ovat vuosikymmenien aikana lisääntyneet. Kosteiden tilojen uudisrakentamista asuinrakennuksissa koskevat tarkat ilmanvaihtomääräykset. Saunan ilmanvaihto täytyy tyypillisesti toteuttaa eri tavalla kuin muiden huoneiden tai löylyt kärsivät lopputuloksesta.

Koska ilmanvaihto on yksi kolmesta saunakokemuksen peruspilarista, on sen toteuttaminen koneellisesti periaatteessa hyvä asia. Silloin se ainakin paperilla toimii halutulla tavalla. Toisaalta, monissa kohteissa huono koneellinen ilmanvaihto on täysin tuhonnut saunan. Pahin virhe on poistoilmaventtiilin sijoittaminen ainoastaan saunan kattoon ja pitäminen jatkuvasti täysillä. Tällöin löylyt saattavat päästä suoraan pihalle!

Onnistuneen koneellisen ilmanvaihdon edellytykset tunnetaan

Ilmanvaihdon vaatimuksia on kaksi. Sen pitää jakaa lämpöä tasaisesti saunan eri korkuisiin osiin ja pitää saunan ilma sopivan kosteana ja raikkaana.

Onneksi koneellinen ilmanvaihto voidaan suunnitella varsin toimivaksi. Hyvä uutinen on se, että kaikki aiheeseen liittyvä tieto on tätä nykyä vapaasti saatavilla. Sitä ei tosin ole kovin paljoa. Suomenkielinen tietämys asiasta kiteytyy VTT:n 90-luvulla tekemiin tutkimuksiin, jotka julkaistiin Erkki Äikäksen toimista vuonna 1992. Pyynnöstäni ja toisen raportin kirjoittajan Rolf Holmbergin luvalla VTT julkaisi raportin verkossa toukokuussa 2016 vapaasti kaikkien saataville. Sen voi nyt lukea täältä:

http://www.vtt.fi/inf/pdf/tiedotteet/1992/T1431.pdf

Tämä tutkimus on tärkeimpiä osia suomalaisen saunan rakennusteknistä tietämystä. Edesmennyt sauna-asiantuntija, arkkitehtuurin professori Erkki Helamaa totesi Tiede-lehden haastattelussa vuonna 2006 http://www.tiede.fi/artikkeli/jutut/artikkelit/otetaan_teknoloylyt, että ”ilman liikkeet tunnetaan riittävän hyvin vasta yhden saunatyypin kohdalla: koneellisesti ilmastoidun sähkösaunan”. Tilanne ei ole muuttunut kymmenessä vuodessa mihinkään.

Seuraavassa oma yhteenvetoni tämän tutkimuksen mukaisista saunan koneellisen ilmanvaihdon suosituksista.

Tulo- ja poistoilman tasapaino

Nykyään koneellinen ilmanvaihto tarkoittaa poikkeuksetta koneellista tulo- ja poistoilmaa. Tämä on suositeltavaa myös saneerauskohteissa. Jos jommankumman jättää pois, on lopputulos epävarma. Poistoilmakanava voi tosin sijaita myös viereisessä huoneessa mikäli saunan ovi ei ulotu lattiaan asti ja ilma voi siten poistua tätä kautta. Tämä ei kuitenkaan ole suositeltava ratkaisu, sillä sauna kuivuu saunomisen jälkeen tehokkaimmin mikäli kostea ilma pääsee poistumaan katonrajasta, jonne se normaalisti siirtyy. Katonrajaan poistoilmapistettä ei kuitenkaan kannata pelkästään sijoittaa.

Jäljelle jääviä valintoja ovat siis: ilmastointipisteiden sijainti ja ilmanvaihdon määrä. VTT tutki kummankin tekijän yhteisvaikutusta useissa kokeissa, jotka edellä mainitussa raportissa esiteltiin.

Korvausilman tuonti

Korvausilma pitäisi saada sekoittumaan sopivasti saunailman kanssa. Saunailmaa viileämpi korvausilma ei itsestään nouse ylöspäin. Paras ratkaisu on tuoda raitis ilma saunaan kiukaan yläpuolelle (”kiukaan ja katon keskiväliltä”), jolloin se erityisesti löylyä heitettäessä tehokkaasti sekoittuu saunailmaan. Löylyn puhti saattaa hieman vähentyä, mutta kokonaisuudessaan se takaa tasaisimman ilman jakautumisen. Sopiva etäisyys kiukaan yläreunasta on vähintään kymmeniä senttejä, mutta katonrajakin on parempi kuin mikään kiukaan yläreunaa alempi sijainti.

160529-Raitisilmaventtiili-IMG_6699
Koneellisen ilmanvaihdon tuloventtiili. Venttiilissä on ilman hajoitin, joka vaikeuttaa myös löylyn pääsyä väärään suuntaan.

Joissakin vanhemmissa kohteissa raitisilma on johdettu painovoimaisesti kiukaan lähettyville. Näissäkin tapauksissa sama sijoitusohje pätee, mutta varauksin. Betonilattioiden kohdalla tämä on edellyttänyt varustautumista jo valuvaiheessa. Jatkuvalämmitteisten puukiukaiden kohdalla tämäkin tarjonnee jonkinlaisen ratkaisun, sillä kiuas imee ympäristöstään ilmaa kuten koneellinen poisto.

Alhaalla johdettu ei kuitenkaan pääse sekoittumaan löylyhuoneen ilmaan samalla tavoin kuin kiukaan päälle tuotu ilma. Toisaalta, mikäli painovoimainen korvausilma ohjataan kiukaan yläpuolelle, voi käydä niin, että se voi muuttua löylyn lyömisen vaikutuksesta poistoilmarööriksi! Toinen syy välttää tällaista ratkaisua.

Poistoilmaventtiilin sijainti

Poistoilman mukana pitäisi saada hiilidioksidi, mahdollinen hien haju ja ylenmääräinen kosteus ulos löylyhuoneesta. Muuten saunassa ilma muuttuu tunkkaiseksi ja kerääntyvä kosteus tekee olon tukalaksi, kun löylyn heittojen välilläkään ei pysty hikoilemaan (löylyn fysiikka -artikkelissa selitetään miksi näin) on. Vaikka kosteus kerääntyy saunan yläkerroksiin, sitä ei kannata sieltä lähteä poistamaan, sillä samalla häviää lämpimin ilma. Löylyt saattavat syöksyä suoraan harakoille.

Ilman kiertoa saunassa on havainnollistettu alla olevassa Saunavesan löylyanimaatioon perustuvassa videossa. Ilmanvaihdon tekninen toteutus jää tässä auki, mutta oletan että kysymyksessä on koneellinen ilmanvaihto.

Poistoilma kannattaa myös tutkimusten mukaan sijoittaa laudetasoa alemmas. Ei välttämättä aivan lattiarajaan kuten animaatiossa, mutta selvästi lämmitettävää aluetta alemmas.

160529-kiintea_poistoilmaventtiili_IMG_6695
Poistoilmaventtiili lauteiden alla

Kun poisto on ottoa alempana, syntyy saunaan sopiva ilmankierto ja lämpötilaero hartiakorkeuden ja jalkojen tason välillä minimoituu. Väärällä suunnittelulla lämpötilaero voi olla jopa 40 astetta, hyvälle alle 10 astetta Celsiusta. Tällaisella ilmanvaihdolla myös löylyä ohjautuu saunan alaosaan. Tutkimuksessa nimittäin havaittiin myös se mahdollisuus, että matala tuloilma ja korkea poistoilma yhdessä rajoittivat löylyn ainoastaan hartiakorkeudelle. Syntyi niin sanottu oikosulkuvirtaus.

Esimerkki erittäin tasaisesta pystysuuntaisesta lämpötilajakaumasta saunassa. Se on saavutettu sijoittamalla tuloilma korkeudelle T4. Kuvalähde VTT:n raportti T1431
Esimerkki erittäin tasaisesta pystysuuntaisesta lämpötilajakaumasta saunassa. Se on saavutettu sijoittamalla tuloilma korkeudelle T4. Kuvalähde VTT:n raportti T1431.

Ilmanvaihdon määrä

Ilmanvaihdon suhteellinen määrä vaikuttaa saunakokemukseen. Tuloilman kanssa ilman pitää sopivasti hajautua, ettei se tunnu saunojille vetona. Tutkimuksessa lisääntynyt ilmanvaihto pienensi pystysuuntaisia lämpötilaeroja, todennäköisesti siksi, että lämmin ilma vedettiin tehokkaammin lattianrajan poistosta ulos. Vedonkokemuksesta ei valitettavasti ole minkäänlaista tutkimustietoa, joten seuraavat perustuvat sekä määräyksiin, että VTT:n tutkimukseen.

Ympäristöministeriön rakennemääräykset rakennusten sisäilmasta ja ilmanvaihdosta edellyttävät, että saunassa ilman pitää vaihtua 2 litraa/sekunti per neliömetri, kuitenkin vähintään 6 l/s. Saunan kohdalla järkevästi edellytetään, että ilmaa tulee saunaan vastaava määrä. Sauna onkin joka tapauksessa parempi ali- kuin ylipaineistaa (eli ilma lähtee mieluummin kovempaa kuin tulee sisään). Vertailun vuoksi kylpyhuoneen käytönaikainen ilmanvaihtovaatimus on kiinteästi 15 l/s.

Ilmanvaihdon määrän suhteen VTT:n tutkimuksen mukainen suositus on myös selvä. Pienessä saunassa 48-96kg/h. Tämä yksikkö on hieman kiusallinen, sillä ilman paino riippuu lämpötilasta ja kosteudesta (kts. Esko Mäkelän artikkeli). Esimerkiksi 100C lämpöinen ilma painaa 0,95kg/m3. Tästä saadaan, että VTT:n saunassa ilma vaihtui lämpöisenä ollessaan 14-28 l/s, viileänä reilu 10 l/s. Saunan koko oli 2x2x2 metriä, eli ilmanvaihdon taso oli n. 3,5 l/s/m2.

Koska minkäänlaista validointia ilmanvaihdon määrän vaikutuksille subjektiivisella tasolla ei ole tehty, on mahdotonta esittämään parempi veikkauksia kuin tämä 3-7 l/s/m2. Jos ilmanvaihto suunnitellaan säädettäväksi, voidaan tilannetta myöhemmin korjata omien preferenssien mukaiseksi.

Uusissa kohteissa voi siis ehdottaa kahta ratkaisua: helposti säädettävä ilmanvaihdon määrä saunaan ja suljettava ”jälkituuletus”venttiili saunan kattoon lauteiden alla olevan rinnalle.

Rakennustekninen jälkihuomautus

Kostean ilman koneellinen poisto aiheuttaa omia haasteitaan. Esimerkiksi poistoputkien eristäminen ei tunnu saunakokemuksessa, mutta voi estää monia ikäviä kosteusongelmia. Näitä voi syntyä jos poisto on suoraan ulos ja ulkoilma hyvin kylmää. Tämä muistuttaa siitä, että kaikkien ratkaisujen käytännön toteutuksessa on syytä konsultoida rakennustekniikan asiantuntijaa, kuten rakennuslupa-artikkelissa kerrotaan.

Kiitokset VTT:n tietopalvelulle tutkimusraportin sähköisestä julkaisusta!

Kuvat: VTT:n raportti T1431

16 kommenttia artikkeliin ”Sauna ja koneellisen ilmanvaihdon ratkaisut

  1. Jortikka Hannu

    Moi!
    Sähkökiuas rivitalo
    Poistoilma katossa.
    Lasioven alta tuloilma pesuhuoneesta.
    Tuntuu että ei oikein jaksa olla löylyssä.
    Onko ilmastointi mitenkään järkevä.
    Koneellinen ilmanvaihto,ei aina päällä saunoessa.

    Vastaa
    1. Hei Hannu,
      Ei tuo kuulosta kovin hyvälle. Kylmän (ja kostean) ilman ottaminen toisesta huoneesta ei ole hyvä korvausilmalle. Etenkään oven alta. Poisto katossa ei yleisesti ottaen ole saunomisen aikana hyvä ratkaisu. Olisi parempi poistaa pesuhuoneesta ja tuoda korvausilma suoraan saunaan.

      Vastaa
  2. jaakko

    Hei,

    tuleeko tulo- ja poistoilma olla auki myös, kun ei saunota? Ymmärtänyt, että saunottaessa tuloilma on auki ja poistoilma kiinni. Jätetäänkö saunomisen jälkeen molemmat auki? eli tuloilma auki koko ajan?

    Vastaa
    1. Hei Jaakko,
      Saunomisen aikana poistoilma pidetään yleensä kiinni. Asia riippuu hieman saunan ilmanvaihdon toteutuksesta. Koska kommentoit koneellisen ilmanvaihdon artikkelia, niin ensiksi sen ohje:

      1. Jos saunassa on poisto vain katossa, on se hyvä aina saunomisen aikana sulkea lähes kiinni. Useimmissa saunoissa oven alta menee ilmaan pesuhuoneeseen, jossa poisto toimii normaalisti - tai jos mahdollista, niin tehostetusti.

      2. Jos saunassa on toinen poisto lauteiden alla, mikä on suositus, suljetaan katossa oleva poisto kokonaan ja pidetään lauteiden alla oleva kiinni.

      Saunomisen jälkeen katossa oleva poisto avataan kokonaan. Lauteiden alla olevaan poistoon ei tarvitse koskea käytännössä koskaan.

      Painovoimaisen ilmanvaihdon saunassa poistoilma katossa kannattaa myös sulkea. Tuloilma on sitten mutkikkaampi juttu. Painovoimaista ilmanvaihtoa koskevassa artikkelissa kerron, että tule ilman virtaaminen saunaan ilman koneistusta on mutkikas juttu.

      Mikäli painovoimainen raitistuloilmaventtiili on lähellä kattoa, on syytä varmistua, että sieltä tulee 95% ajasta ilmaa, eikä se ala toimimaan myös poistona.

      Vastaa
  3. Ari Järvinen

    OK juttu, mutta yhden virheen voisi oikaista. Kylpyhuoneen käytönaikaisen tehostetun ilmanvaihtomäärän minimi ei ole 15 dm³/s/m² vaan 15 dm³/s. Normaali minimi ilmanvaihtomäärä on 10 dm³/s edellyttäen tila- tai asuntokohtaista tehostuksen ohjausta, sen puuttuessa sama 15 dm³/s kuin tehostettaessa.

    Vastaa
    1. Hei,
      Totta, tämä taitaa tosiaan olla väärin. Lähdettä luettu väärin, korjasin myös tekstiin.

      D2 Suomen rakentamismääräyskokoelma. Ympäristöministeriö, Rakennetun ympäristön osasto
      Rakennusten sisäilmasto ja ilmanvaihto
      Määräykset ja ohjeet 2010

      Taulukko 1.

      Vastaa
  4. Panu Virtanen

    Onko kerrostaloasunnossa, jossa koneellinen poisto mahdollista ottaa saunan tuloilma siirtoilmana esim oven alta, vai tulisiko korvausilma tuoda kanavalla saunalle ulkoa asti?

    Vastaa
    1. Hei, koneellinen poisto ei vielä kerro miten ilmanvaihto huoneistossa on kokonaisuudessaan järjestetty. Tuleeko viereeseen huoneeseen jostakin raitista ilmaa painovoimaisesti tai koneellisesti?

      Potentiaalinen ongelma on raikkaan ilman saanti, jonka puute voi jättää ilmanlaadun heikoksi.

      Vastaa
      1. Panu Virtanen

        Hei,

        Asunnon tuloilma tulee ikkunassa olevien rakoventtiilien avulla. Mietin sitä että voiko tuon 6 l/s tuloilmaa katsoa täyttyneeksi näiden rakoventtiilien tuloilmalla?

      2. Suosittelisin konsultoimaan asiassa jotakin LVI-alan asiantuntijaa, esimerkiksi LVI-saston Janne Nevalaa. Oma vaikutelmani tilanteesta on kuitenkin se, että tulee olemaan hyvin vaikeaa varmistaa raittiin ilman saantia löylyhuoneeseen. Ilmastoinnin tasapainotus on tuossa tapauksessa poistonkin suhteen kysymysmerkki. En itse usko, että tuohon 6l/s mitenkään päästään ilman erillistä tuloa, joka vaatisi vähintään reilun korkeus(=ilmanpaine)eron ilman johtamisen onnistumiseksi. Vesa Leskisenoja varmaankin sanoisi, että ilmantulo tällöinkin stoppaa aina kun heität löylyä... Pahoitteluni hitaasta ja niukasta vastauksesta.

  5. Lari Pulkkinen

    Hyvä ja simppeli artikkeli. Kiinnostaisi vielä tietää, kuinka tulo- ja poistoilman tasapainotus tapahtuu puulämmitteisessä saunassa, kun suuri osa tuloilmasta ohjautuu kiukaan palotilan ja hormin kautta ulos. Onko tätä varten parempi järjestää kiuasta varten korvausilma suoraan esim. ulkoilmasta vai tulisiko koneelliseen tuloilmaan laittaa säätöpelti jota säädetään aina saunoessa enemmän auki? Tarkempi tuloilman määrän säätö vaatisi melkeinpä automatiikkaa, sillä hormin veto voi vaihdella runsaastikin.

    Vastaa
    1. Aiheellinen kysymys! Minulla ei ole tähän suoralta kädeltä vastausta, asiaa pitäisi selvittää ilmanvaihtolaitteiden asiantuntijan kanssa.

      Jos tarkastellaan tilannetta numeroiden valossa, niin saunassahan ilmanvaihdon pitää olla aina > 6 l/s. Suositusten ( 2 l/s / m2) mukainen määrä ei kuitenkaan vielä ole hirveän suuri. Jos tunnissa poltetaan vaikka 7 kg puuta, humahtaa hormiin arviolta 60 m3 ilmaa. Tämä tarkoittaa keskimäärin lähes 17 l/s lisäilmantarvetta. Ja kuten huomautit, tarve ei ole vakio, vaan jossain kohtaa ilmaa saattaa mennä selvästi keskiarvoa enemmän (en tunne vaihteluväliä). Ei liene kaukaa haettu, että pelkästään korvausilman takia tuloilman määrä pitäisi tilapäisesti moninkertaistua, esim 18-24 l/s välille.

      Ratkaisuna voi olla ilmanvaihdon ohjelmointi tai säätöautomatiikka. Toisaalta käsittääkseni uusissakin omakotitaloissa on tehty erillisiä tuloilmakanavia pelkästään kiukaan paloilman tuomiseen sisälle "painovoimaisesti". Kiuashan aiheuttaa sen verran paljon alipainetta, että esimerkiksi kiukaan viereen johtava 100 mm putki ja avattava venttiili voisi riittää kompensoimaan ilmahävikkiä.

      Kannattaa huomata, ettei puukiukaan korvausilma automaattisesti ratkaise saunan ilmanvaihtoa kokonaisuudessaan. Yllämainittu, myös painovoimaisen ilmanvaihdon kohteissa suosittu järjestely ei lainkaan takaa raittiin, viielän ilman päätymistä saunan lämpimiin yläosiin. Asiaa on selitetty painovoimaisen ilmanvaihdon artikkelissa.

      Vastaa
      1. Lari Pulkkinen

        Jep, luulen että tuo ylimääräinen painovoimainen korvausilmakanava ajaa asiansa eikä välttämättä sotke koneellisen ilmanvaihdon tasapainoa. "Vapaa" korvausilma estänee myöskin liiallisen alipaineen muodostumisen.

        Eli, automatiikkaa edullisempana ratkaisuna voisi olla seuraavanlainen vaihtoehto:
        - koneellinen tuloilma kiukaan yläpuolelle
        - koneellinen poisto lähelle lattianrajaa kiuasta vastapäätä
        - painovoimainen korvausilma kiukaan lähelle alas
        - koneellinen tai painovoimainen poisto ylös kuivausta varten saunomisen jälkeen

      2. lassial

        Kuulostaa hyvälle! Katonrajan poisto kuulostaisi järkevälle toteuttaa koneellisesti, jos koneellinen vaihto on muutoinkin käytössä niin toimii varmasti.

  6. Suitsatar

    Hei, luin hirsisaunprojektistasi. Olemme myös kasaamassa vanhoista hirsistä pikku tupaa, pilarien päälle ja tuvasta erotetaan saunaosastoksi 2 x 3 m tila. Kiukaaksi olen suunnitellut läpiseinän mallia. Kun kyselin rautkaupassa malleista myyjä oli sitä mieltä että ilmanvaihto ei toimi kun saunaa lämmitetään pukuhuoneen puolelta. Miten siis ilmanvaihto pitäisi järjestää, että ilma riittää ja vaihtuu löylypuolella?

    Vastaa

Vastaa

Sähköpostiosoitettasi ei julkaista. Pakolliset kentät on merkitty *

Kuka Lassi A Liikkanen?

Saunologi ja saunan suunnittelun tutkimusmatkalainen. Työkseni suunnittelen parempia digitaalisia palveluita sekä tutkin ja opetan Aalto-yliopiston dosenttina.