Konvektio ja kylmän hohka
Miellyttävä oleskelutila on vedoton ja sen lämpötila on noin 21° C.
Vetoisuus voi johtua puutteellisesta ikkunoiden ja ovien tiivistyksestä, väärin säädetystä ilmanvaihdosta tai rakenteellisesta viasta. Se voi johtua myös suuresta lasipinta-alasta, jota ei ole suunniteltu oikein. Hankkeissa, joissa on laajat lasipinta-alat kuten toimistorakennuksissa on sisäolosuhteet järkevä tutkia mallintamalla virtaus- eli CFD-laskennalla (Computational Fluid Dynamics), jolloin luonnollinen konvektio tulee huomioiduksi.
Suuri ikkunapinta-ala vaatii suunnittelutaitoa
Suuri ikkunapinta-ala lisää väärin toteutettuna talviajan veto-ongelmia, kesäajan ylikuumenemista ja lämmitysjärjestelmään tarvittavia lattianeliöitä. Veto-ongelmat johtuvat kylmien lasipintojen läheisyydessä olevasta viilenevästä ilmasta, joka laskeutuessaan liukuu lattiaa pitkin ja lämmetessään nousee takaisin ylös. Konvektio loppuu, kun lasin pinta lämmitetään huonelämpötilaan. Toinen vedon aiheuttaja on kylmä lasipinta, joka aiheuttaa säteilyvetoa eli kylmän hohkaa lasin vieressä olevalle.
Veto-ongelma on yleisimpiä sisäilmastoa koskevia valituksia. Se johtuu alhaisesta ilman tai pintojen lämpötilasta. Vetoa voidaan estää pitämällä ilman lämpötila mahdollisimman tasaisesti sopivalla tasolla. Lasirakenteen matala U-arvo ei aina pelasta tilannetta, sillä lasin pintalämpötila voi olla kovilla pakkasilla n. 15° C, josta voi aiheutua säteilyvetoa eli kylmän hohkaa lähellä olevalle. Vetovaikutusta lisää ikkunan pinnalla alas virtaava kylmä ilmamassa. Suuri ikkuna tai lasijulkisivu ja lattialämmitys vaativat erityistä suunnitteluun panostamista, jotta veto-ongelmat voidaan välttää.
Sisäilman laatu vaikuttaa merkittävästi terveyteen ja työnteon tuottavuuteen. Kahden celsiusasteen muutos epämiellyttävästä lämpötilasta sopivaan lämpötilaan lisää työntekijöiden tuottavuutta 5 %.
Tarkastellaan 3K eristyslasielementtiä, jonka U-arvo on 0,9. Kovalla -30 °C pakkasella lasin pintalämpötila putoaa 14 celsiusasteeseen, mikä saa ilman virtaamaan nopeudella 0,2-0,9 m/s. Huomioitavaa on, että parempi U-arvo ei ratkaise tilannetta, sillä U-arvolla 0,6 lasin pintalämpötila huoneen puolella on silti vain 16 °C, kun pakkasta on -30 °C.
Konvektio on sitä suurempi mitä isompi lämpötilaero lasipinnan ja huoneen lämpötilan välillä on. Ilman virtausnopeus (m/s) kasvaa lasikorkeuden kasvaessa.
Ratkaisuna isojen lasipinta-alojen aiheuttamaan luonnolliseen konvektioon on sähkölämmitteiset eristyslasit. Sähkölasi pysäyttää konvektion, kun lasipinta lämmitetään huonelämpötilaan. Samalla kun sisäilma on miellyttävän tasainen, eikä veto-ongelmaa esiinny, voidaan sisälämpötilaa laskea. Yhden celsiusasteen lasku säästää 5 % lämmityskuluissa.
Lähde: Ote opinnäytetyöstä Heikkilä J. 2020. Rakennuslasin määräykset, ohjeet ja mitoitus. Ladattavissa: http://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2020060517375