Rakennusfysiikan esisuunnittelutyökalu

Ullakkotilan tuuletuslaskenta

Painovoimainen tuuletus
1

Hankkeen ja suunnittelijan tiedot

Nämä tiedot tulostuvat laskentaraportin PDF:ään ja tallennettuun projektitiedostoon.

2

Tuuletuslohkon geometria

Syötä vapaat korkeudet tai pisteiden absoluuttiset korot.

Vaakaprojektio
540
Lappeiden pinta-ala
595,9
Keskimääräinen vapaa korkeus
2,7m
Ullakkotilavuus
1 458
3

Perusmitoitus

Mitoita korvausilma räystäältä ja poisto lappeen yläosan alipainetuulettimilla.

Valittu lähtökohta2 ‰ räystäältä · poisto qᵥ = nVMitoitusala 595,9
Tilavuustarkistus729 m³/hn = 0,5 1/h · V = 1 458
Räystään nettoala
1,192
Laskennallinen nettoleveys
19,9mm
Rako esteet huomioiden
33,1mm
Suunnitelmaan vähintään
33mm
Poisto lappeen yläosastaAlipainetuulettimetMäärä ratkaistaan tavoiteilmavirrasta ja tuotteen ilmavirta-paine-erokäyrästä.

Malli käyttää saman valmistajan Ø160 FLOW -testikäyrää Alipai 160:n alustavana proxyna.

Tavoiteilmavirta
729m³/h
Mitoitustuuli tuulettimen kohdalla
3m/s
Valittu tuote
Ø160mm
Alipainetuulettimia vähintään
9 kpl

Kappalemäärä ratkaistaan ullakkotilavuudesta johdetusta tavoiteilmavirrasta ja valitun tuotteen ilmavirta-paine-erokäyrästä, ei katon m²/kpl-kattavuudesta eikä yläosan aukkojen promillealasta. Paine-, lämpötila- ja tuulitiedot muutetaan tarkemmassa tarkastelussa.

Räystään korvausilmareitti mitoitetaan edelleen valitulla 2 ‰ aukkoalalla. Alipainetuulettimet mitoitetaan erikseen ilmavirran perusteella. Räystäsraon tulos huomioi lisäksi 20 mm rakenteellisen vähimmäisraon, joka on kohteen oma toteutusvaatimus eikä peräisin Toimivat katot 2025 -oppaasta.

Tarkempi tarkasteluOhjearvot, ilmanvaihtuvuus, tuiskulumi ja alipainetuulettimen mitoitusolosuhteet
A

Ohjearvot ja tilavuustarkistus

Muuta peruslähtökohtaa vain, kun valinnalle on kohdekohtainen peruste.

Käytettävä mitoitusala595,9
Tilavuusperusteinen ilmavirtaqᵥ = n · V = 729 m³/h202 l/s

Toimivat katot 2025, taulukko 2: räystäsaukkojen ohjeellinen vaihteluväli on 1–2,5 ‰ ja harjan tai keskialueen aukkojen 0,1–2 ‰. Työkalu mitoittaa räystään suoraan tällä aukkoalalla. Alipainetuulettimien kappalemäärä ratkaistaan tavoiteilmavirrasta ja valitun VILPE-tuotteen ilmavirta-paine-erokäyrästä, ei yläosan aukkojen promillealasta.

Tuuletusta voi olla myös liikaa. Toimivat katot 2025: "Liiallinen tuuletus voi lisätä rakenteisiin ulkoilmasta kertyvää kosteutta ja talvella laskea rakenteen lämpötilaa." Aukkoalan ja tavoiteilmanvaihtuvuuden kasvattaminen varmuuden vuoksi ei siis ole neutraali valinta.

Arvioitu pisin räystäältä yläpoistolle kulkeva reitti on 9,9 m. Toimivat katot 2025 ohjaa kasvattamaan tuuletusvälin korkeutta ja tuuletusaukkojen pinta-alaa, kun reitin pituus ylittää 12 m.

B

Räystään virtaus- ja lumitarkistus

Tilavuuden kasvu näkyy tavoiteilmavirtana ja samalla aukolla keskimääräisen virtausnopeuden kasvuna.

Toteutuva nettoala valitulla raolla1,192
Keskinopeus tavoiteilmavirralla0,17 m/s
Laskennallinen kattokaltevuus1:2,1
Taulukon 2 vähimmäisarvo50 mm

Tuuletusvälin korkeus 100 mm täyttää taulukon 2 vähimmäisarvon 50 mm (1:10 tai jyrkempi).

Vaadittu nettoala
1,192
Nettoleveys
19,9mm
Leveys esteet huomioiden
33,1mm
Suunnitelmaan vähintään
33mm
Tuiskulumi ei ratkea yhdellä nopeusrajalla

Jos ullakon tilavuus kaksinkertaistuu ja valittu n säilyy, qᵥ kaksinkertaistuu. Samalla nettoaukkoalalla myös laskennallinen keskinopeus kaksinkertaistuu. Yleispätevää räystäsraon sallittua nopeusrajaa ei kuitenkaan käytetä tässä hyväksymisehtona: lumen tunkeutuminen riippuu myös aukon suunnasta ja muodosta, tuulesta, maastosta, verkosta, suojapellityksestä ja veden hallitusta poistosta.

  • Säilytä laskettu nettoala myös lumisuojauksen jälkeen.
  • Estä suora lentolumen reitti, mutta huomioi suojauksen virtausvastus.
  • Arvioi erikseen tuuliset julkisivut ja kinostumiselle alttiit kohdat.
C

Poisto lappeen yläosasta

Alipainetuulettimien määrä ratkaistaan tavoiteilmavirrasta ja valitun VILPE-tuotteen ilmavirta-paine-erokäyrästä.

Mitoituksen periaateqᵥ = nV ja tuotteen q–Δp-käyrä
Mitoittava tilanne
Tuulennopeus on paikallinen arvo tuulettimen kohdalla katon yläpuolella
Tavoiteilmavirta qᵥ = nV729 m³/h
Ilmavirta / tuuletin
22,5l/s
Referenssi-ilmavirta q_ref
60l/s
Tuotekäyrän alipaine
0,46Pa
Savupiippuvaikutus Δpₛ
0,96Pa
Räystäsreitin Δp
0,05Pa
Muu annettu Δp
0Pa
Paine-eron marginaali
1,37Pa
Alipainetuulettimia
9 kpl
Tavoiteilmavirran edellyttämä määrä9 kpl
Tavoiteilmavirta 729 m³/hMitoitustuuli 3 m/sMallialue: kuvaaja-alueella
Tuuletinmäärän herkkyys tuulitilanteelle
Sama tavoiteilmavirta, lämpötilaero, korkeusero ja virtausvastus kaikilla riveillä
TuulennopeusTarvittava määräqᵥ / tuuletinq_refHuomio
0 m/sEi osoitettavissa tuulitestikäyrällä
3 m/s9 kpl22,5 l/s60 l/sKuvaaja-alueella
5 m/s6 kpl33,7 l/s54 l/sKuvaaja-alueella
8 m/s4 kpl50,6 l/s50,6 l/sKuvaaja-alueella

Malli perustuu VILPEn julkaisemaan SFS-EN 13141-5:2020 -tuulitunnelikuvaajaan, joka on digitoitu regressiokäyräksi. Käyttö on rajattu kuvaajassa esitettyyn virtausalueeseen 9,860,3 l/s, eikä kapasiteettia extrapoloida sen yli. Tulos ei ole valmistajan virallinen mitoitustaulukko, eikä käytössä ole täydellistä testiraporttia. Ø160-käyrä on testattu tuotteelle VILPE 160P/IS/700 FLOW, ja sitä käytetään Alipai 160 FLOW -tuotteen esisuunnitteluarviona.

D

Laskentateoria ja käyttörajat

Räystäs mitoitetaan aukkoalana; alipainetuulettimet tavoiteilmavirran ja tuotteen ilmavirta-paine-erokäyrän perusteella.

Ohjeen tulkinta

Valinta dokumentoidaan kohteittain

YM:n asetus edellyttää kosteuden haitallisen kertymisen estämistä, mutta ei anna ullakolle yleistä ilmanvaihtuvuuslukua. Toimivat katot 2025 antaa aukkoaloille vaihteluvälit ja valintatekijät. Työkalu käyttää niitä räystään korvausilmareittiin. Yläosan 0,1–2 ‰ aukkoalaa ja valmistajan m²/kpl-kattavuutta ei käytetä alipainetuulettimien kappalemäärän ratkaisemiseen, koska ne eivät kerro tuotteen ilmavirtaa eivätkä paine-eroa.

Tuuletinmäärän ratkaisu

Käytetyt yhtälöt

qᵥ = n · Vq_unit = qᵥ / N, q_ref = q_unit · 8 / vΔp₈(q_ref) = a·q_ref² + b·q_ref + cΔp_tuote = (ρᵤ/1,20)(v/8)² Δp₈(q_ref)Δpₛ = gH(ρᵤ − ρᵤₗₗ)Δp_räystäs = ½ρᵤ(qᵥ / CdAᵢ)²N = min{N : q_ref ≤ q_max ja Δp_tuote + Δpₛ ≥ Δp_räystäs + Δp_muu}Tuulettimet oletetaan rinnankytketyiksi ja kokonaisilmavirta jakautuu niille tasan. Tuulen vaikutusta ei lisätä erillisellä ΔCₚ-termillä, koska tuotekäyrä sisältää sen jo; erillinen lisäys laskisi tuulen kahteen kertaan.
Mallin todistustaso

Kaksi eri tasoa

Alipai 110 FLOW -käyrä on digitoitu VILPEn julkaisemasta, suoraan Alipai Ø110 -tuotetta koskevasta kuvaajasta. Alipai 160 FLOW käyttää saman valmistajan ja saman nimellishalkaisijan testatun tuotteen VILPE 160P/IS/700 FLOW Ø160 -käyrää alustavana proxy-mallina; sitä ei esitetä Alipai 160:n valmistajan ilmoittamana suoritusarvona. Kumpaakaan ei kutsuta varmennetuksi kapasiteetiksi, koska käytössä ei ole täydellistä testiraporttia.

Painovoimainen ilmavirta ei ole vakio. Tuulitunnelikäyrä ei takaa valittua ilmanvaihtuvuutta tyynessä tilanteessa: kun tuulennopeus on 0 m/s, tuuletinmäärää ei muodosteta tuotekäyrästä lainkaan. Malli ei huomioi tuulettimien keskinäistä aerodynaamista vuorovaikutusta eikä huonon sijoittelun aiheuttamaa katvetta, joten katon muoto, tuulen suunta, tuulettimen sijainti, lumi, sadevesi ja paikalliset katveet tarkistetaan kohdekohtaisesti. Ilmanvaihtuvuuslukua (1/h) opas ei anna lainkaan, joten myöskään 0,5 1/h ei ole vähimmäisarvo vaan muokattava toiminnallinen tarkistus.