Puulämmitteisen kiukaan savukaasujen hukkaenergian talteenotto minimoi saunarakennuksen paloriskin. Samalla hukkalämpöä voidaan hyödyntää muihin tarkoituksiin.

Vihtiläinen Pasi Lehtola suhtautuu saunomiseen erityisellä vakavuudella. Tavoitteena on ollut täydellinen saunakokemus energiatehokkaassa saunassa. Moderni saunarakennus rakennutettiin vanhan talon pihapiiriin jo vuonna 2010. Pakettina tilattuun parinkymmenen neliön rakennukseen hankittiin tuolloin kaikki mukavuudet, kuten sähköt, lattialämmitys ja painevesi. Löylyhuone ja pieni saunatupa teetettiin siten, että saunaan voitiin asentaa tunnelikiuas, jota lämmitetään tuvan puolelta.

Saunatuvassa on suuret ikkunat. Saunaosasto pesuhuoneineen on omalla sisäänkäynnillä.

Saunaan kuljetaan ulkokautta pesuhuoneen puolelta. Kiukaan tulipesän luukun sijainti saunatuvassa tekee lämmittämisestä käytännöllistä, kun sytyttäminen ja puiden lisääminen tapahtuu saunatuvan puolelta. Tulipesä myös luo saunatuvan puolelle takkamaisen tunnelman isolla lasiluukullaan.

Saunaa lämmitetään tiuhaan tahtiin. Kuuliaisesti joka kevät kutsutaan nuohooja paikalle. Nuohoojan huomautuksesta heräsi silti epäilys paljon puhutun ja tähänkin rakennukseen asennetun kevythormin paloturvallisuudesta.

Tunnetusti jatkuvalämmitteisten puukiukaiden energiatehokkuus on melko huono ja lämpöä pääsee suuret määrät karkuun savukaasujen mukana. Tämä puolestaan luo vaaran, että kevythormin lämmöneristys ei enää riitä, vaan lämpötila yläpohjan puisissa rakenteissa hormin ympärillä kasvaa liian suureksi ja aiheuttaa palovaaran.

Aprikoitiin, olisiko rakennusvaiheessa saunaan asennettu kevythormi paloturvallinen. Hormiin oli liitetty kiukaan yläpuolelle 24 litran vesisäiliö, jonka tarkoitus oli viilentää savukaasujen lämpötilaa johtamalla lämpöä itseensä. Kevythormi oli silti silminnähtävästi käynyt todella kuumana ja kiivaassa lämmityksessä pimeään aikaan saattoi piipun hatusta nähdä punertavana hohtavan kajastuksen. Paloriski oli ilmeinen.

Hukkalämpö talteen, parempi paloturva

Koska sauna on rakennettu erittäin lähelle asuinrakennusta, paloturvallisuus on ensiarvoisen tärkeää. Lehtola otti työn alle saunan muuttamisen yhä mielekkäämmäksi. Samalla parantuisi sen paloturvallisuus.

Jo pitkään oli mielessä kytenyt ajatus hyödyntää kiukaan lämmityksessä syntyvä hukkaenergia suihkuveden lämmitykseen. Lehtola oli laskenut, että pelkästään hormiin liitetyn puolen metrin mittaisen hormisäiliön lämmitysteho on parhaimmillaan usean kilowatin luokkaa.

Samalla oli mahdollisuus korjata ongelmia, joita saunarakennuksen noin kymmenen asteen peruslämpö ja kiukaan vesisäiliön kiehuvasta vedestä vapautuva kosteus aiheuttivat. Talvella kosteus tiivistyi varsinkin pesuhuoneen kylmille seinille saaden ne pahimmillaan valumaan vettä. Osa kosteudesta päätyi seinärakenteiden välistä myös saunatuvan puolelle, jossa kosteus tiivistyi kylmän puuseinän pinnalle.

Kylmähkö rakennus kostealla sisäilmalla ilman koneellista ilmanvaihtoa olisi varmasti sekin poikinut jatkossa ongelmia. Koska säiliössä olevalle vedelle ei ollut käyttöä esimerkiksi peseytymisessä, oli vesi kiehuvaa jo viimeistään saunomisvaiheessa. Vesisäiliö esti näin ollen saunalle hyvin terveellisen jälkilämmittämisen. Jälkilämmittäminen olisi jatkanut veden kiehumista säiliössä ja vain lisännyt kosteuden määrää koko rakennuksessa.

Korjaus aloitettiin irrottamalla kevythormi kiukaasta. Vanha piippu vesisäiliöineen oli levännyt vapaasti kiukaan päällä. Tämä oli rasittanut kiuasta niin, että hormin liitoskohta oli monelta osin revennyt. Kiuas päätettiin uusia kokonaan ja uudeksi kiukaaksi valittiin hieman edeltäjäänsä isompi Harvian Legend 240 Duo -tunnelikiuas.

Vaihtoon meni myös lauteiden alla muhimaan päässyt sähkökäyttöinen satalitrainen lämminvesivaraaja. Sen ulkoteräsvaippa oli ruostunut niin pahoin kuudessa vuodessa, että osa oli varissut jo saunan lattialle. Myös vastuksen kaulassa olevat tiivisteet olivat haurastuneet. Uusiokäyttöön jäi siis enää vanha kevythormi.

Lyhytkin lämmitys tuottaa riittävästi

Lehtola käytti paljon aikaa selvittäessään mahdollisia komponentteja ja myös valmistajaa suunnittelemalleen kokonaisuudelle. Valmista sellaista ei ollut saatavilla, mutta Seinäjoella toimivalta Tulituotteelta löytyi hyvältä vaikuttava ja pitkälle valmis paketti. Osat päätettiin tilata sieltä.

LTO-piipun tuenta kannattelee koko hormin painoa. Kupariset vesiputket asennutettiin tarkoituksella piipun taakse mahdollisimman näkymättömiin.

Koko järjestelmän sydän on kiukaan päällä oleva metrin korkuinen lämmöntalteenottoelementti eli LTO -piippu, jonka ulkovaipassa kiertää termostaattiohjatusti 70-asteinen vesi. Piipun suuren, 150 millimetrin sisähalkaisijan avulla savukaasun virtausnopeus pienenee huomattavasti ja kaasun lämpöenergiaa siirtyy tehokkaasti ulkovaipassa kiertävään veteen.

Lehtolan mittauksien mukaan savukaasun lämpötila lämmitysvaiheessa on kiukaalta lähdettäessä keskimäärin 490 astetta. Metrin pitkän lämmönvaihtimen ohitettuaan savukaasun lämpötila on laskenut 280 asteella noin 210 asteeseen. Järjestelmän aivot sijaitsevat saunatuvassa, jossa LTO-elementin vesikiertoa ohjaa MTDC-ohjausyksikkö (Multi Temperature Difference Controller). Ohjausyksikkö päättää lämpötilojen mukaan, koska järjestelmä käynnistyy ja sammuu. Se säätää myös saunan työmyyrän eli PWM-latauspumpun (Pulse-Width Modulation) tahdin sopivaksi jokaiselle lämmitysvaiheelle.

MTDC-ohjausyksikkö huolehtii itsenäisesti järjestelmän valvonnasta.

Mikä parasta, saunassa on silti saunomisvaiheessa hiirenhiljaista, kun latauspumppu pyörii lähes pienimmällä tehollaan lämmitysjakson siirryttyä pienen tulen vaiheeseen. Järjestelmän akkuna toimii lohjalaisella konepajalla mittojen mukaan teetetty, ruostumattomasta teräksestä tehty noin 270 litran lämminvesivaraaja, jonne LTO-elementissä lämmennyt vesi johdetaan.

Suihkun sekoittajalle vesijohtovesi kiertää varaajassa olevan 70 sentin mittaisen lämmönvaihtimen (kampakuparikierukan) kautta. Siinä vesi saavuttaa helposti varaajassa olevan veden lämpötilan. Lämmönvaihdin on sijoitettu varaajan yläreunaan, joten lyhytkin lämmitys tuottaa jo riittävästi lämmintä vettä suihkuun. Lämminvesivaraajan ulkokuori jätettiin suunnitelmien mukaan täysin eristämättömäksi. Näin varaajaan lämmitysvaiheessa siirtynyt lämpö vapautuu lämmittämisen jälkeen rauhallisesti rakennukseen ja edesauttaa saunan kuivumista käytön jälkeen.

Aivan ilman pään raapimista ei projekti kuitenkaan sujunut. Saunan ja saunatuvan väliseen tiiliseinään piti tehdä uutta takkamallin kiuasta varten huomattavasti isompi aukko. Se puolestaan tarkoitti huolellista tuentaa ja lämmöneristystä, ettei seinärakenne pääse jatkossa seinän painon ja lämmönvaihteluiden takia repeämään. MTDC-ohjausyksikkö ja PWM-latauspumppu eivät aluksi löytäneet yhteistä ”kieltä”, mutta ongelma korjaantui Tulituotteen Henri Syrjälän sitkeällä avustuksella.

Kokonaisuuteen kuuluu vielä vanha kevythormi, joka liittyy LTO-elementtiin sen yläpuolelta. Nyt hormi on myös LTO-elementin kohdalta tuettu eli itse kiukaalle ei tästä kohdistu painorasitusta. Vesijärjestelmässä on myös paisuntasäiliö, jossa on huomioitu 10 prosentin laajenemisvara lämmitysvaiheessa ja ilmausventtiili.

Lauderakenteiden alle piilotettu teräksinen lämminvesivaraaja on teetetty käsityönä mittojen mukaan.

Huoleton ja toimiva lopputulos

Järjestelmä on tehty parhaista saatavilla olevista osista euroista tinkimättä, joten oletuskäyttöikä on pitkä. Kiukaan vaihto saattaa olla ensimmäisenä edessä, mutta sekin vasta monen vuoden kuluttua. Ulkoisesti järjestelmän huomaa vain mikäli osaa kiinnittää huomiota hormissa kiinni olevaan veden lämpötilamittariin tai hormin taakse piilotettuihin kupariputkiin.

Myös turvallisuus on otettu huomioon. Järjestelmä toimii matalalla puolen baarin paineella ja mahdollisen sähkökatkon pysäyttäessä latauspumpun, purkautuu ylimääräinen paine varoventtiilin kautta ulos. Ainoastaan lämmönvaihtimessa on normaali vesijohtoverkon paine.

Koko projektin hintalappu ja suunnitteluun sekä toteutukseen käytetty aika eivät välttämättä vastaa jokaisen ihmisen ideologiaa. Ison summan haukkasivat pääosien lisäksi LVI-tarvikkeet ja työt. Onneksi apu löytyi pienestä paikallisesta putkiliikkeestä, jonka kiinnostus projektiin vauhditti sen etenemistä hienosti. Ja lopputulos on toivotunlainen.

Parhaimmillaan saunaa on testattu 15 henkilön voimin, jolloin vedenkulutus on ollut luonnollisesti runsasta. Lämmin vesi ei silloinkaan loppunut kesken, joten esilaskelmat ja tarkka suunnittelu kannattivat.

Lehtola on ollut erittäin tyytyväinen ratkaisuun. Sauna lämpiää nyt paloturvallisesti ja ekologisesti. Lämpöenergiaa ei tuhlata, vaan hyödynnetään se itse. Pienestä pihasaunasta irtoaa nyt niin paljon lämpöenergiaa hyötykäyttöön, että talvellakin koko saunarakennus pysyy lämpimänä ilman suorasähköä, siinä sivussa, kunhan pari kertaa viikossa saunotaan.

Uuden kiukaan edistynyt palonhallinta toisioilman ohjauksella on omiaan vielä lisäämään ekologisuutta ja pienentämään hiukkaspäästöjä. Järjestelmä on myös huoleton. Kuka tahansa voi lämmittää saunan ja peseytyä tietämättä, mitä kaikkea taustalla tapahtuu. Eikä tarvitse tinkiä laadusta, vaan kiukaan 200 kilon kivimäärä pitää huolen pehmeistä ja täyteläisistä löylyistä, jotka hemmottelevat käyttäjäänsä kerrasta toiseen vielä monen vuoden ajan.

Artikkeli on julkaistu TM Rakennusmaailmassa 6/17.

Lue lisää:

Näin onnistuu saunan panelointi

Nikkaroi valaisinkehikko saunavalolle

Näin käytät sähkökiuasta turvallisesti: Vanhat kiuaskivet voivat aiheuttaa vaaran