Tiistaina 14.11.2023 Itä-Suomen Yliopisto (ISY) järjesti erinomaisen webinaarin puunpoltosta ja päästöistä. Tutkimusjohtaja Jarkko Tissarin esityksessä vedettiin yhteen sekä ISY:n Kiuas-1 ja Kiuas-2 hankkeiden tuloksia kiukaiden päästöistä kuuden vuoden ajalta. Merkittävin paljastus oli, että Simo puukiuaslaboratoriossa oli testattu myös yksi sähkökiuas. Tästä kiukaasta oli mitattu pienhiukkaspäästöjä lämmityksen aikana. Jo aiemmin oli havaittu, että puukiukaasta tulee päästöjä myös suoraan sisäilmaan kuumien metallipintojen vuoksi. Sähkökiukaassa päästölähde ovat kuumenevat vastukset.
Polttotuloksia ja -tekniikkaa
Tissari esitti aikasarjana havaintoja tuotekehityksessä olevista kiukaista, joita ISY laboratoriossa on tutkittu Kiuas-2 hankkeen aikana vuosina 2019-2023. Kiukaiden tuotekehitystyö on tuottanut useampia positiviisia muutoksia mitatuissa yksilöissä. Kiukaiden hyötysuhde on parantunut (keskimäärin aiemmin 65%, nyt 69%). Häkäpäästöt vähentyneet -43%, ja pienhiukkasmassa (PM2.5) vähentynyt -41%, mutta hajonta on edelleen suurta. Noki eli musta hiili -päästöissä ei ollut vastaavaa positiivista kehitystä nähtävissä. Tuloksista ei nostettu esiin vähäpäästöisiä kiuasmalleja.
Kiukaiden tulokset eivät kuitenkaan ole vieläkään keskimäärin paraatikelpoisia. Tissarin verratessa niitä varaavien tulisijojen EcoDesign-vaatimuksiin, ainoastaan OGC hiilivedyt olivat keskimäärin raja-arvojen paremmalla puolella.
Puukiukaille ei kuitenkaan ole vielä määritelty laajoja päästömääräyksiä kuten takoille. Suomalaisvetoinen työryhmä on kuitenkin vastuussa tuotestandardityöstä, jonka odotetaan valmistuvan vuoden aikana. Uusien puukiukaiden päästövaatimusten standardin EN 15821 voimaantuloon voi mennä vuoteen 2027. Valitettavasti tämän ajan kuluttajat joutuvat edelleen tekemään puukiuasvalintansa epätietoisuuden vallassa. Paras asia, jonka voi tehdä on hankkia edes häkäpäästöiltään (CO) mahdollisimman hyvä kiuas. Tämä siitäkin huolimatta, että matalilla päästötasoilla hään korrelaatio muiden päästöjen kanssa ei ISY:n datan perusteella ole hyvä ennuste. Itse valitsin tästä syystä vuosi sitten Narvi NC 16 puukiukaan, jonka häkäpäästö 0,07% on edelleen Saunologian pienen rekisterin perusteella paras markkinoilla oleva.
Tuloksia kiukaiden paloilman ohjauksen vaikutuksesta päästöihin esiteltiin myös. Väitöskirjatutkija Sampsa Väätäinen vuonna 2023 julkaistuista tuloksista ilmenee, että eri tavat syöttää paloilmaa vaikuttavat moninkertaisesti palamisen päästöihin. Suotuisammaksi havaittiin arinalta tulevan primaarin paloilman rajoittaminen ja ohjaaminen panoksen sivuille. Kiinnostavaa kyllä, esimerkiksi LumoX EkoAir toimii juuri näin. Fuel-lehdessä (Volume 331, Part 1, 1 January 2023, 125769) julkaistu tutkimusartikkeli on tällä hetkellä luettavissa netissä ilmaiseksi.
Saunologin pohdintaa
Sähkökiukaiden vastusten ja puukiukaiden kuumien teräsosien päästöt ovat kiinnostava uusi tieto. Sähkökiukaiden heikkouksista on vuosien varrella spekuloitu paljon, mm. ioniteorian valossa. Todennäköisemmälle tuntuu nyt, että jos sähkösaunan ilmanvaihdossa on puutteita, voi siellä syntyvä huonovointisuus kummuta erilaisten metallihiukkasten läsnäolosta. Asia kaipaisi selvästi lisäselvitystä, esimerkiksi mahdollisista vastusmateriaalien eroista.
Puukiukaiden päästöjen suhteen Kiuas-hankkeiden suurin tilapäinen pettymys oli uuden kotimaisen päästömerkin hyllytys. Tätä oli suunniteltu jo pitkälle, mutta se hylättiin monesta perustellusta syystä. Valitettavasti projekteista ei saatu kuluttajille nyt mitään kättä pidempää. Joudumme odottamaan ainakin kolme vuotta, ennen kuin uusi tuotestandardi voi antaa kiukaan ostajille valaistusta niihin päästöihin joita silmä ei näe, mutta joilla on vaikutusta hyvinvointiimme.
Kiuas-hankkeet ovat nyt ISY:n osalta ohitse, mutta kiukaiden kehitystyötä Tissari haluaa vielä jatkaa. Kiuas-2 loppuraportti julkaistaan vuoden 2023 loppuun mennessä.
Webinaarin esitysten materiaalit, mukaan lukien Jarkko Tissarin esitys, ovat luettavissa ISY:n verkkosivuilta: https://sites.uef.fi/real-life-emissions/ajankohtaista-puun-pienpoltosta-seminaarin-esitykset/
Kiitos tutkimuksen tulosten tiivistämisestä ja asian esiin nostamisesta! Eipä ole ikinä tullut ajatelleeksi, että sähkökiukaankin käyttö voi altistaa tällaiselle, mutta juuri tätä ympäristön aiheuttamaa kuormitusta meidän jokaisen pitäisi oppia ymmärtämään.
Itse olen tarkkaillut kotona huoneilman laatua ja huomannut saman, kuinka sähkösaunan käyttö lisää pienhiukkasten määrää ilmassa. Lisäksi huomasin tällä viikolla yllättävän lisäyksen radonin määrässä. En tiedä, johtuuko kaupasta ostetuista Oliviinidiabaasi kiuaskivistä, mutta asunnon sisäilman radonpitoisuus lähti heti nousuun kivien vaihdon jälkeen keskimääräisestä 50 Bq/m3 arvosta päätyen kolminkertaiseen arvoon 150 Bq/m3. Lukemat ovat olleet nyt koholla viisi vuorokautta. Sähkökiuas on pilarimallinen, jossa on n. 70 kg kiviä.
Kiinnostavaa, täytyypä kokeilla itsekin!
Voiko nämä Sampsa Väätäisen em:t julkaisut 2023 lukea jostain?
Kyllä voi, olin vain unohtanut linkin tekstistä. Nyt se löytyy artikkelin yhteydestä; https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0016236122025960?via%3Dihub.
Good post. As usual. This helps to clarify the high PM1.0 and 2.5 that I've seen in a few saunas. I wasn't sure if it was particles from stones, steel or calrods but it seems from this that it is very likely the calrods.
One question is dose - is the dose bathers receive high enough to be a concern?
Ventilation should certainly help. This could though be a drawback to downdraft as if the particles are rising up from the heater they'd then be entrained in the convective loop and carried to bathers. Updraft might be better from this standpoint but that can dramatically increase head to toes temp differences (and carry undesirable smells up to bathers).
What then are options to prevent the production of PM initially… 🙂
Thanks!
There is a recent Master's thesis from the research group (https://erepo.uef.fi/handle/123456789/29656) which compares the wood-burning heater emissions to moderate cooking. Without ventilation, probably more discomfort than alerting.
I'd say this warrants studying the differences between manufacturers' solutions, not only the single likely Chinese model used in this test.