Source: http://docplayer.fi/2271214-Energiansaastomahdollisuudet-rakennuskannan-korjaustoiminnassa.html
Timestamp: 2018-03-24 14:26:03+00:00
Document Index: 14464674

Matched Legal Cases: ['kko ', 'kko ', 'kko ', 'kko ', 'kko ', 'kko ', 'kko ', 'kko ', 'kko ']

Energiansäästömahdollisuudet rakennuskannan korjaustoiminnassa - PDF
1 Juhani Heljo, Antti Kurvinen, Jaakko Vihola Energiansäästömahdollisuudet rakennuskannan korjaustoiminnassa Liitteet
3 III Tampereen teknillinen yliopisto. Rakennustekniikan laitos. Rakennustuotanto ja -talous. Tampere University of Technology. Department of Civil Engineering. Construction Management and Economics Tampereen ammattikorkeakoulu Oulun ammattikorkeakoulu Juhani Heljo, Antti Kurvinen, Jaakko Vihola Energiansäästömahdollisuudet rakennuskannan korjaustoiminnassa, liitteet Tampereen teknillinen yliopisto. Rakennustekniikan laitos. Tampere 2012
4 IV ALKUSANAT Osana energia- ja ilmastopoliittisten toimenpiteiden valmistelua ympäristöministeriö teetti selvityksen Energiatehokkuuden parantamisen menetelmät olemassa olevassa rakennuskannassa (EPAT). Se koskee olemassa olevan rakennuskannan korjaustoimintaan liittyviä energiatehokkuuden parantamistoimenpiteitä ja -menetelmiä sekä energiansäästöpotentiaalia. Tämä raportti on selvityksen loppuraportin liiteraportti. Jokaisen liitteen kirjoittaja on mainittu liitteen otsikon perässä. Tutkimus toteutettiin Tampereen teknillisen yliopiston (TTY) Rakennustekniikan laitoksella. Projektin johtajana ja tutkijana toimi TTY:llä Juhani Heljo ja tutkijoina Antti Kurvinen ja Jaakko Vihola. Eero Nippala Tampereen ammattikorkeakoulusta toimi rakennuskannan, poistuman ja korjaustoiminnan asiantuntijana. Martti Hekkanen Oulun ammattikorkeakoulusta toimi korjausasiantuntijana. Toteuttamiskelpoisten energiansäästömahdollisuuksien arviointi rakennuskanan korjaustoiminnassa aikavälillä on haastava ja monitahoinen tehtävä. Realistisen kuvan mahdollisuuksista saa vain tutustumalla mahdollisimman moniin aiheeseen liittyviin selvityksiin. Tämän liiteraportin tavoitteena on esittää kootusti loppuraportin tuloksia tukevaa materiaalia. Liitteet 1 ja 2 ovat referaatteja muista selvityksistä. Liitteet 3 5 ovat osa tehtyä selvitystä. Tampereella helmikuussa 2012 Juhani Heljo
5 V SISÄLLYS LIITE 1. Korjaustoiminnalla saavutettavat säästöt asuinkerrostaloissa... 6 LIITE 2. Koulujen perusparannukset... 9 LIITE 3. Case 1: Vuokrakerrostalon energiatehokas remontti Oulaisissa LIITE 4. Case 2: Vuokrakerrostalon perusparannus Tampereella LIITE 5. Energiansäästöpotentiaalit Ruotsin rakennuskannassa... 45
6 6 LIITE 1. Korjaustoiminnalla saavutettavat säästöt asuinkerrostaloissa (Vihola) Tämän liitteen 5 luvun tulokset perustuvat Heljo & Viholan (2010) tekemään selvitykseen Toteutettavissa olevat energiansäästöpotentiaalit Helsingin kaupungin kiinteistöissä. Selvitys on osa Helsingin kaupungin perustaman energiatehokkuustyöryhmän tavoitetta laatia toimenpideohjelma koskien AESS-sopimuksen mukaista energiatehokkuustavoitetta. Selvityksen tarkoituksena oli tarkastella Helsingin kaupungin hallinnoiman asuinrakennuskannan energiansäästöpotentiaalia sekä uudis- että korjausrakentamisen osalta. Laskelmissa perusvuotena on käytetty vuotta 2006 ja säästöpotentiaalia on tarkasteltu vuosina 2016, 2020 ja Jotta olemassa olevan kannan korjaustoiminnalla saavutettavia säästöjä päästiin laskemaan, tuli ensiksi selvittää mahdollisten toimenpiteiden määrä. Tämä tehtiin hyväksi käyttäen Helsingin kaupungilta saatuja PTS-suunnitelmia, joista poimittiin kohteittain toimenpiteet joiden ohessa on mahdollista parantaa energiatehokkuutta, tai jotka suoraan parantavat rakennuksen energiatehokkuutta. Vuosittain tehtävä toimenpiteiden laajuus koko kannassa on nähtävissä kuvasta 2.1. Vesikattojen peruskorjauksista mukaan laskettiin vain puolet, koska oletettiin osan korjaustoimenpiteistä olevan sellaisia, että yläpohjan samanaikainen lisäeristäminen ei olisi todennäköistä tai mahdollista. 4,5 % 4,0 % 3,5 % 3,0 % 2,5 % 2,0 % 1,5 % 1,0 % 0,5 % 0,0 % Energiasäästön mahdollistavat korjaustoimenpiteet vuosittain Helsingin kaupungin asuinrakennuskannassa (otos 70% kannasta) 0,7 % 2,0 % 0,6 % 2,4 % 4,2 % 2,6 % 1,8 % 1,7 % 0,5 % 0,9 % 2,0 % Kuva 2.1. PTS-suunnitelmien perusteella arvioitu vuosittainen mahdollisten korjaustoimenpiteiden laajuus Helsingin kaupungin asuinrakennuskannassa. Poikkileikkausvuosien korjaustoimenpiteiden määrät saadaan kertomalla vuosittaisten korjaustoimenpiteiden määrä aikavälillä, joka perustarkasteluvuodesta on kyseessä olevaan poikkileikkausvuoteen. Kun poikkileikkausvuosia on tarkasteltu, on oletettu, että
7 7 koskaan korjaustoimenpiteiden laajuudessa ei mennä yli 100 %:n. Tämä tarkoittaa sitä, että kukin parannustoimenpide voidaan tehdä vain kerran. Tämä saattaa vääristää tuloksia jonkun verran vuoden 2050 osalta, koska on hyvinkin mahdollista, että joitakin toimenpiteitä on tehty tällöin jo useampaan kertaan ja näin ollen saavutettava energiansäästö voi olla laskennallista suurempi. Suurempi energiansäästö johtuu siitä, että toisella korjauskerralla olisi mahdollista valita energiatehokkaampi ratkaisu kun ensimmäistä kertaa korjatessa. Tuloksia tarkastellessa tulee muistaa, että kyseessä on hyvin optimistinen näkemys toimenpiteiden määrästä. Säästöt toteutuvat vain siinä tapauksissa, että energiasäästötoimenpiteitä tehdään aina kun muu korjaustoiminta antaa siihen mahdollisuuksia. Toimenpiteitä kuitenkin tuskin suoritetaan näin suuressa mittakaavassa. Tämä tarkoittaa sitä, että todellinen saavutettava energiansäästö jäänee laskennallista pienemmäksi. Toisaalta tulee myös muistaa, että on mahdollista tehdä laskelmissa oletettua tehokkaampi energiansäästötoimenpide, jolloin yksittäisellä toimenpiteellä saavutettu säästö on oletettua suurempi. Suoritettujen korjaustoimenpiteiden vaikutukset yksittäisessä kohteessa on esitetty taulukossa 2.1. Taulukkoon on lisätty myös joitakin huomautuksia liittyen toimenpiteisiin. Näitä ovat muun muassa toimenpiteen toteutukseen liittyvät seikat ja tehtyyn tarkasteluun liittyvät epävarmuustekijät. Taulukko 2.1. Toimenpiteiden vaikutukset yksittäisessä kohteessa ja toimenpiteisiin liittyviä huomautuksia. LTO tarkoittaa koneellisen sisäänpuhallus ja poistoilmanvaihdon rakentamisen yhteydessä asennettavaa ilmanvaihdon lämmöntalteenottolaitetta. Toimenpide Parvekelasien asennus Ikkunoiden vaihto Julkisivujen peruskorjaus Vesikattojen peruskojaus Lämmönvaihtimen uusiminen Patteriverkoston säätö Kylpyhuonekalusteiden vaihto Patteriventtiilien vaihto Parvekeovien vaihto LTO-laitteen asennus Vedenkulutuksen mittaus Tarkasteltava ominaisuus Muuttujan muutos yksikkö Huomautukset Ikkunoiden U-arvo korjausko -0.3 W/m 2,K Säästö 1-4 % rakennustasolla Ikkunoiden U-arvo -1 W/m 2,K Vanhoista osa kaksilasisia ja osa kolmilasisia. Uudet 1,0 W/m2,K tai alle Seinien U-arvo -0.2 W/m 2,K U-arvo puolitetaan eli n. 100 mm lisäeristys Yläpohjan U-arvo W/m 2,K Oletetaan 50% lisäeristys. Lisäeristetyissä U-arvo puoleen eli n. 100 mm lisäeristys Sisälämpötila -0.5 C o Säästön suuruusluokka Energia-avustusta saaneiden kohteiden mukainen Sisälämpötila -0.5 C o Säästön suuruusluokka Energia-avustusta saaneiden kohteiden mukainen Veden kulutus -2 % Arvio Sisälämpötila -0.5 C o Arvio. Toimenpiteitä vähän! Ovien U-arvo -0.5 W/m 2,K Tiivistyminen tuo lisäsäästöä! LTO 50 % Ilmanvaihdon ja sähkönkulutuksen kasvu syö osan säästöstä. SFP -luvun muutokseksi oletettu 1,5-2,5 Veden kulutus -20 % Veden kulutus vähenee keskimäärin 20 % useiden selvitysten perusteella Kuvassa 2.2 on esitetty poikkileikkausvuodet 2016, 2020 ja 2050 ja toimenpiteillä saavutettavat hyötyenergiansäästöt asuinrakennuksissa verrattuna vuoden 2006 lähtötasoon (636 GWh/a). Kuten kuvasta havaitaan, vuoteen 2016 mennessä saavutetaan korjaustoiminnalla 7,6 % säästö (-48 GWh/a). Vuoteen 2020 mennessä säästö on 9,7 % (-62 GWh/a) ja vuoteen 2050 mennessä 19,3 % (-123 GWh/a). Nämä säästöt saavutetaan, jos tehdään kaikki toimenpiteet, mihin suunnitellun korjaustoiminnan aikana voisi olla mahdollisuuksia. Todelliset säästöt tulevat todennäköisesti olemaan kuitenkin yllä olevia lukuja pienempiä. Toinen tuloksiin vaikuttava seikka on, että tarkastelu laskelmien osalta alkaa vuodesta Toimenpiteiden laajuudesta välillä ei ollut saatavilla tarkempaa tietoa. Voi siis olla mahdollista, että osa laskennallisesta säästöpoten-
8 Prosentuaalinen säästö 8 tiaalista on menetetty jo tällä aikavälillä, jos energiansäästötoimenpiteitä ei ole toteutettu tämän selvityksen olettamassa mittakaavassa. Vuoden 2050 osalta säästö voi kuitenkin olla suurempi, kuten jo aikaisemmin on mainittu. 0% Mahdollisilla energiansäästötoimenpiteillä saavutetavat prosentuaaliset hyötyenergian säästöt Helsingin kaupungin asuinrakennuskannassa vuosina 2016, 2020 ja % -7.6% -10% -9.7% -15% -20% -19.3% -25% Kuva 2.2. Mahdollisten energiasäästötoimenpiteiden aikaansaamat hyötyenergian säästö poikkileikkausvuosina 2016, 2020 ja Oletuksena on, että PTS suunnitelmien mukaisten korjausten yhteydessä tehdään niihin liitettävät energiansäästötoimet siten, että kulutus putoaa näiden rakennusosien osalta keskimäärin lähes puoleen.
9 9 LIITE 2. Koulujen perusparannukset (Heljo) Palvelurakennusten osalta on vähemmän tietoa energiansäästötoimenpiteiden vaikutuksista kuin asuinrakennusten osalta. Linkki 2 tutkimusohjelmassa selvitettiin peruskorjausten energiavaikutuksia kuntien palvelurakennuksissa. Kohteena oli pääasiassa kouluja. (Leskinen et al ) Tässä esitetään lyhyesti kyseisen tutkimuksen tuloksia. Puolessa tutkituista kohteista lämmönkulutus pieneni ja puolessa kasvoi. Lämmönkulutuksen kasvun syyt eivät olleet yksiselitteiset. Sähkönkulutus kasvoi lähes kaikissa kohteissa. Sähkönkulutuksen kasvua selitti käyttöasteen kasvu sekä paljon sähköä kuluttavien tilojen ja laitteiden lisääntyminen kohteissa. Vedenkulutus pieneni lähes poikkeuksetta, paitsi sellaisissa kohteissa, joissa toiminnan muutos tai käytön kasvaminen aiheuttivat vedenkulutuksen kasvua. Perusparannusten yhteydessä tehdyt ilmanvaihdon, valaistuksen ja toimintaan liittyvien sähkölaitteiden lisäykset lisäävät energiankulutusta. Tällöin energiansäästötoimenpiteistä huolimatta energian kokonaiskulutus useimmiten kasvaa. Lisäksi käyttöasteen muutokset vaikuttavat energiankulutukseen. Tutkimuksessa on kehitetty luonnos mallista, jonka avulla voidaan arvioida etukäteen ja raportoida jälkikäteen perusparannushankkeen laatutaso- ja käyttöastemuutokset sekä energiansäästötoimenpiteet ja niiden vaikutukset erikseen energiankulutukseen. Kehitetyn mallin tai vastaavan käyttö on välttämätöntä, jos halutaan ymmärtää palvelurakennusten perusparannusten yhteydessä tapahtuneita energiankulutusmuutoksia. Peruskorjausten vaikutusta energiankulutukseen on vaikea jäljittää jostakin yksittäisestä tekijästä johtuvaksi, koska samassa yhteydessä tehdään yleensä monta eri toimenpidettä. Korjausrakentaminenkin noudattaa muun rakentamisen kanssa samoja ohjeita ja määräyksiä, asiakkaan ja käyttäjän toiveita sekä rakentamistapamuutoksia. Peruskorjauksen tavoitteena on yleensä myös tilan laatutason ja toiminnallisten ominaisuuksien parantaminen (perusparannus). Esimerkiksi sisäilman laadun parantaminen saattaa olla eräs tällainen energiankulutusta nostava tekijä. Sisäilman laadun energiavaikutus Karjalainen & Kimarin (1999) koulujen sisäilmaa käsittelevässä tutkimuksessa havaittiin, että koulurakennuksissa sisäilman laadun parantaminen oli ollut erittäin tarpeellista, ja että korjausrakentamisen yhteydessä sisäilman laatu oli parantunut huomattavasti. Em. tutkimuksessa sisäilman laatua ja ilmanvaihdon toimivuutta tutkittiin mittauksin ja kyselyin 14 kohteessa. Ennen peruskorjausta sisäilman hiilidioksidipitoisuus oli korkea ja lämpötilat ohjearvoja korkeammat. Korjauksen jälkeen lämmitysenergian kulutus oli kasvanut keskimäärin 12 %, mikä johtui sisäilman laadun ylläpitämiseksi tarvittavan ilmanvaihdon määrän lisäyksestä. Sähköenergian kulutus oli kasvanut keskimäärin 34 %. Sähköenergian kulutusta oli lisännyt pääasiassa ilmanvaihtokoneiden sähkön kulu-
10 Normeerattu lämmön ominaiskulutus, kwh/m 3,a 10 tus. Koneellisella ilmanvaihdolla on tutkimuksen mukaan varustettu vain noin kolmasosa opetusrakennuksista. Tämä tarkoittaa sitä, että painovoimaisella ilmanvaihdolla on varustettu jopa 2/3 opetusrakennuksista. (Karjalainen & Kimari 1999.) Lämmönkulutus tutkimuskohteissa Lämmönkulutuksia verrattiin laskemalla kullekin kohteelle lämmön vuosittainen ominaiskulutus kwh/m³ normaalivuonna Jyväskylässä ennen ja jälkeen peruskorjauksen. Mikäli tietoja oli käytettävissä, laskettiin ominaiskulutukset myös toisena vuonna korjauksen jälkeen. Ajatuksena oli, että ensimmäisenä vuonna säädöt eivät ehkä ole kohdallaan, jolloin toisena vuonna saataisiin realistisempi kuva siitä, mille tasolle lämmönkulutus asettuu korjauksen jälkeen. Lämmönkulutuksessa ei huomioitu erikseen veden lämmitykseen kuluvaa energiaa, koska kaikista kohteista ei ollut kattavasti saatavilla vedenkulutustietoja ennen ja jälkeen korjauksen. Tässä kappaleessa on pyritty löytämään mahdollisia syitä merkittäviin lämmönkulutuksen muutoksiin. Lämmönkulutus oli pienentynyt puolessa tutkimuksen kohteista 3 41 % (kuva 3.1). Keskimäärin näissä kohteissa kulutus oli pienentynyt 19 % verrattuna kohteen alkuperäiseen kulutukseen. Puolessa kohteista lämmönkulutus oli kasvanut %. Keskimäärin näissä kohteissa kulutus oli kasvanut 36 % (prosenttilukujen keskiarvo). Tutkimuskohteissa suoritettujen peruskorjausten yhteenlaskettu vaikutus oli, että lämmönkulutus oli kasvanut 7 %, mikä tarkoittaa yhteensä 1400 MWh:n kasvua vuosittaisessa lämmönkulutuksessa. 120,0 100,0 Ennen Jälkeen 2.vuosi 80,0 60,0 40,0 20,0 0,0 Koulu1 Koulu2 Koulu3 Koulu4 Koulu5 Koulu6 Koulu7 Koulu8 Koulu9 Koulu10 Koulu11 Koulu12 Koulu13 Päiväkoti1 Päiväköti2 Päiväkoti3 Kirjasto Toimitalo Monitoimitalo Vanhustentalo Tsto ja terveyskeskus Kuva 3.1. Lämmönkulutus kohteissa ennen ja jälkeen peruskorjauksen. Uimahallissa lämmönkulutus oli ennen peruskorjausta 200 kwh/m³, jälkeen 138 kwh/m³.
11 11 Koulussa4, jossa lämmönkulutus oli kasvanut eniten (112 %), oli lisätty mm. ruuanvalmistuskeittiö, joka valmistaa ruokaa ulos myytäväksi. Peruskorjauksen yhteydessä koulun päivittäiset ja viikoittaiset käyttöajat pitenivät ja tilojen käyttöaste kasvoi. Koulussa7 lämmönkulutus oli kasvanut toiseksi eniten (68 %). Kasvun syyt eivät aivan yksiselitteisesti selviä vastauslomakkeesta, varsinkin, kun eräänä syynä peruskorjaukseen oli suuri lämmönkulutus. Kohteessa oli tehty varsin perusteellinen perusparannus: pintarakenteet, vesikatto ja talotekniikka oli korjattu, samoin lämmitys osittain. Myös vesijohdot oli korjattu ja viemärit osittain. Asunnot oli otettu koulukäyttöön ja kohteessa oli kokeiltu vuoroittaiskäyttökattilaa, jota on joskus käytetty myös sähköllä tilapäisesti ja kesällä. Kohteeseen oli lisätty kaksi öljykattilaa. Käyttötapojen muutoksista ei ollut tämän kohteen yhteydessä raportoitu, joten siltä osin jäi epäselväksi, mitkä muut seikat ovat voineet aiheuttaa lämmönkulutuksen kasvua. Päiväkodissa1 lämmönkulutus oli ensimmäisenä vuonna peruskorjauksen jälkeen 53 % suurempi kuin ennen peruskorjausta, mutta jo toisena vuonna kulutus oli samalla tasolla kuin ennen peruskorjausta (2 % pienempi). Ilmanvaihtokoneita lisättiin ja uusittiin, mutta samalla tehtiin myös monia lämmönkulutusta laskevia toimenpiteitä, kuten termostaattisten patteriventtiilien asennus ja lämmönsiirtimien uusinta. Rakennuksen käyttäjät ja toiminta eivät muuttuneet mitenkään peruskorjauksen yhteydessä. Lämmönkulutus oli pienentynyt eniten Koulussa3 (41 %), jossa ilmanvaihto- ja lämmitysjärjestelmä oli uusittu ja rakennus oli liitetty kaukovalvontajärjestelmään. Toiminnan muutoksesta tässä kohteessa ei ole tietoa. Tämän lisäksi kolmessa kohteessa lämmönkulutus oli pienentynyt yli 30 %: Kirjastossa (35 %), Koulussa6 (32 %) ja Uimahallissa (31 %). Kirjastossa oli säädetty ilmanvaihto ja tarkistettu sen käyntiaikoja. Myös kaukovalvontalaitteet oli uusittu. Toiminta ei ollut muuttunut. Koulussa6 oli lisätty lämmöntalteenotto, uusittu lämmityksen säätöautomatiikka, öljypoltin ja kattila sekä asennettu termostaattiset patteriventtiilit ja pattereille oli tehty perussäätö. Uimahalli oli uusittu kokonaan, ainoastaan runkorakenne ja vesikatto säilyivät entisellään. Lämmönkulutuksen pieneneminen tässä kohteessa on erityisen ilahduttavaa siksi, että käyttäjämäärät olivat kasvaneet puolitoistakertaisiksi peruskorjauksen jälkeen. Sähkönkulutus tutkimuskohteissa Sähkönkulutus oli yleensä kasvanut, joissakin kohteissa jopa kolminkertaiseksi. Keskimäärin sähkönkulutus oli kasvanut 63 % (prosenttilukujen keskiarvo). Kolmessa kohteessa (Koulu13, Koulu3 ja Uimahalli) sähkönkulutus oli hieman pienentynyt (enintään 11 %). (Kuva 3.2, Uimahalli ei kuvassa.) Tässä kappaleessa on pyritty löytämään syitä sähkönkulutuksessa tapahtuneille muutoksille.
12 Sähkön ominaiskulutus, kwh/m 3,a 12 Kohteessa, jossa sähkönkulutus oli pienentynyt eniten (Koulu13, 11 %), oli korjattu lämmitysjärjestelmää sekä uusittu ilmanvaihto- ja sähköjärjestelmä kokonaan. Tietotekniikkajärjestelmänkään lisääminen ei ollut vaikuttanut sähkönkulutusta nostavasti. Toinen kohteista (Uimahalli), joissa sähkönkulutus oli pienentynyt, oli uusittu lähes täydellisesti. Kolmannessa kohteessa (Koulu3) oli uusittu ilmanvaihto- ja lämmityksensäätöjärjestelmä ja rakennus oli liitetty kiinteistöjen kaukovalvontajärjestelmään. Vastauksien perusteella ei voi päätellä, mitkä syyt erityisesti olivat vaikuttaneet sähkönkulutusta pienentävästi ) Lisätty mm. hissi ja ruuanvalmistuskeittiö 2) Ei tietoa sähkönkulutuksesta ennen korjausta 3) Todennäköisesti virhe kulutusseurannassa 4) Ennen korjausta vain kiinteistösähkö, jälkeen kaikki Ennen Jälkeen 2.vuosi 3) ) 20 4) ) 2) 5 0 Koulu1 Koulu2 Koulu3 Koulu4 Koulu5 Koulu6 Koulu7 Koulu8 Koulu9 Koulu10 Koulu11 Koulu12 Koulu13 Päiväkoti1 Päiväköti2 Päiväkoti3 Kirjasto Toimitalo Monitoimitalo Vanhustentalo Tsto ja terveyskeskus Kuva 3.2. Sähkönkulutus kohteissa ennen ja jälkeen peruskorjauksen. Uimahallissa sähkönkulutus oli ennen peruskorjausta 45 kwh/m³, jälkeen 43kWh/m³. Suhteellisesti eniten sähkönkulutus oli kasvanut Monitoimitalossa, toiseksi eniten Koulussa4, johon oli mm. lisätty hissi ja kolmanneksi eniten Koulussa7. (Vanhustentalon sähkönkulutuksen nousua ei voida tässä suhteessa tarkastella, koska ennen peruskorjausta sähkönkulutuslukema sisälsi vain kiinteistösähkön.) Näiden kohteiden lisäksi sähkönkulutus oli noussut yli kaksinkertaiseksi Päiväkodissa3. Lähes kaksinkertaiseen sähkönkulutukseen oli peruskorjauksen jälkeen päädytty myös Koulussa1. Monitoimitalon sähkönkulutuksen jyrkkää nousua on vaikea selittää peruskorjauksessa tehtyjen toimenpiteiden perusteella. Monitoimitalon peruskorjauksessa oli rakennettu rakennusautomaatiolaitteet. Vertaamalla kulutuksia ennen peruskorjausta ja toisena vuonna sen jälkeen näyttäisi sähkönkulutus nousseen kuitenkin vain kaksinkertaiseksi. Mahdollisesti kuten käytännöstä tunnetusti voi tapahtua ensimmäisenä vuonna korjauksen jälkeen säädöt eivät vielä toimineet ideaalisesti. Peruskorjauksessa mukana olleita ei valitettavasti tavoitettu tarkempien tietojen selvittämistä varten ennen loppuraportin viimeistelyä.
13 13 Koulussa4 sähkönkulutuksen kasvuun (+188 %) on ilmeiset syyt: kouluun oli lisätty hissi, valmistuskeittiöön tuli paljon uusia laitteita, muihinkin tiloihin lisättiin paljon sähköä kuluttavia laitteita, kuten purunpoisto ja atk-laitteita. Myös tilojen käyttöaste kasvoi. Koulussa7 sähkönkulutuksen kasvuun (+158 %) on osaltaan varmasti vaikuttanut asuntojen ottaminen luokkahuonekäyttöön. Toinen sähkönkulutuksen kasvua selittävä syy Koulussa7 on vuoroittaiskäyttökattilan käyttöönotto peruskorjauksen jälkeen; kattilaa lämmitetään toisinaan ja kesäisin sähköllä. Päiväkodissa3 (+139 %) oli lisätty paljon sähköä kuluttavia laitteita laitoskeittiön uusimisen yhteydessä. Myös ilmastointilaitteita oli lisätty siirryttäessä painovoimaisesta ilmanvaihdosta koneelliseen. Tilojen käyttötarkoitusta oli osittain muutettu, kun osasta neuvolatiloja tehtiin päiväkotitilaa kehitysvammaisten lasten ryhmälle. Kehitysvammaisia varten oli myös lisätty poreallas, joka lisää sähkön kulutusta kohteessa. Koulussa1 (+89 %) oli siirrytty painovoimaisesta ilmanvaihdosta koneelliseen (sisäilmastoa haluttiin parantaa ja ilmastointijärjestelmä oli vanhentunut ja huonokuntoinen). Sähköä kuluttavien laiteiden määrä oli lisääntynyt, samoin ilmanvaihdon ilmamäärät. Koulussa2 (+57 %) tekniikka oli uusittu kokonaan ja sitä oli lisätty huomattavasti. Ilmanvaihdon ilmamääriä oli lisätty runsaasti (tavoitteena mm. sisäilmaston parantaminen). Niissä kohteissa (esim. Koulu4, Koulu7, Päiväkoti3, Kartano), joissa rakennuksen käyttöaste oli kasvanut, sähkönkulutuksen kasvu on helposti selitettävissä. Tosin kahdessa kohteessa (Koulu13 ja Uimahalli), jossa käyttöaste oli kasvanut, sähkönkulutus oli jopa laskenut. Lähes puolessa kohteista (43 %) sähköä kuluttavia laitteita, kuten ATK-laitteita, oli lisätty merkittävästi. Joihinkin kohteisiin (Vanhustentalo, Koulu4, Päiväkoti3, Kartano) oli lisätty paljon sähköä kuluttava tila, mikä selittää sähkönkulutuksen kasvun. Monessa kohteessa painovoimainen ilmanvaihto oli vaihdettu koneelliseen ilmanvaihtoon, mikä osaltaan lisää sähkönkulutusta. Yleensä oli vähintään lisätty ilmanvaihtokoneita, jos muuta sähkönkulutuksen kasvua selittävää tekijää ei löytynyt. On merkille pantavaa, että ilmanvaihtokoneiden tai ilmastointitavan muutos ei peruskorjauksissa välttämättä ole johtanut sähkönkulutuksen merkittävään kasvuun. Vaikka sähkönkulutuksen laskuun vaikuttavia toimenpiteitäkin oli tehty, peittyivät näiden vaikutukset sähkönkulutusta lisäävien toimenpiteiden ja muutosten alle.
14 14 Yhteenveto sähkönkulutuksen muutosten syistä: käyttöajat pitenivät, tilojen käyttöaste tai käyttäjämäärä kasvoi rakennukseen lisättiin sähkönkulutukseltaan merkittävä tila sähköä kuluttavien laitteiden määrä lisääntyi huomattavasti ilmastointikoneita lisätty siirrytty painovoimaisesta ilmanvaihdosta koneelliseen sisävalaistuksen ohjaustapaa muutettu tai valaisimet uusittu (oletetaan vaikuttavan sähkönkulutusta laskevasti)
15 15 LIITE 3. Case 1: Vuokrakerrostalon energiatehokas remontti Oulaisissa (Kurvinen) Kuva 4.1. Case-kohde ennen perusparannusta ja sen jälkeen. Tämä EPAT-tutkimushankkeen osaselvitys toteutettiin Oulunseudun ammattikorkeakoulussa. Selvityksen kenttätyön tekivät insinööri (amk) Jenni Matilainen ja insinööri (amk) Kimmo Aho. Kokonaisuuden toteutuksesta vastasi Martti Hekkanen. Tutkimuksessa selvitettiin vuosina osana ympäristöministeriön Remontti-ohjelmaa toteutetun asuinkerrostalon energiatehokkaan korjauksen kokemuksia. Selvityksen pääpaino kohdistui seinäpuhalluksella toteutetun huoneistokohtaisen ilmanvaihtojärjestelmän toimivuuteen. Lisätietoja tästä osaselvityksestä saa Aho et al. (2009) raportista Energiakorjausten pitkäaikaistoimivuus asuinkerrostalossa. Tutkimuskohde sijaitsee Oulaisissa Pohjois-Pohjanmaalla. Kohde on vuonna 1971 rakennettu asuinkerrostalo, jossa tehtiin vuosina mittava energiatehokkuutta parantava korjaus. Perusparannuksessa kohteen ulkoseiniin ja yläpohjaan asennettiin lisälämmöneristys, ikkunat ja parvekeovet uusittiin ja rakennuksen talotekniikka uusittiin kokonaisuudessaan. Rakennukseen asennettiin seinäpuhalluksella toimiva huoneistokohtainen tulo- ja poistoilmanvaihtojärjestelmä. Energiatehokkuutta parantavien korjaustoimenpiteiden osuus kokonaishinnasta oli noin 13 %. Perusparannuksen tuloksena kohteen vuotuinen lämmitysenergiankulutus aleni tasolta 225 kwh/htm 2 tasolle 125 kwh/htm 2, vedenkulutus aleni tasolta 233 l/hlö, vrk tasolle 100 l/hlö, vrk ja vuotuinen kokonaissähkönkulutus aleni tasolta 70 kwh/htm 2 tasolle 50 kwh/htm 2. Sisäilman laatu oli perusparannuksen jälkeen hyvä ja asukkaat olivat perusparannukseen tyytyväisiä. Kohteesta oli käytettävissä kulutustiedot vuosilta Normeerattu lämmitysenergian kulutus seurantajaksolla oli keskimäärin 139 kwh/htm 2. Energiatehokkuu-
16 16 den parantumisen pysyvyyttä voidaan pitää varsin hyvänä, vaikka seuranta-ajanjakson kulutus oli hieman kasvanut välittömästi perusparannuksen jälkeen saaduista lukemista. Vedenkulutus oli seurantajaksolla keskimäärin 101 l/hlö, vrk. Vedenkulutus on viime vuosina ollut kasvussa. Asuntokohtaiset kulutusmittarit alensivat aluksi korkeaa kulutusta 65 %. Suurin syy kulutuksen alenemiselle oli kylpyammeiden korvaaminen suihkuilla. Sähkönkulutus sisältää sekä kiinteistösähkön että huoneistojen kotitaloussähkön osuuden. Kulutus on pysynyt seurantajaksolla samalla tasolla kuin välittömästi perusparannuksen jälkeen. Kuitenkin myös sähkönkulutus on viime vuosina kasvanut. Lisääntyneen sähkönkulutuksen syitä ei seurantatutkimuksessa saatu selvitettyä. Ilmanvaihtokoneen lämmöntalteenoton lämpötilahyötysuhde vaihteli välillä %. Lämpötilahyötysuhde on pysynyt suunnitelmien mukaisella tasolla. Vaikka teknisesti laitteella on saavutettu asetettu tavoite, todettiin tulo- ja poistoilmanvaihdon käyttöön liittyvän paljon ongelmia. Asukkaat eivät tiedä, miten laitetta pitää huoltaa ja virheellisen huollon vuoksi laitteet toimivat huonosti. Vakavia rakenteisiin liittyviä ongelmia ei todettu. Ulkoseinillä olevat ilmanvaihtojärjestelmän suojakotelot eivät olleet aiheuttaneet julkisivuihin vaurioita. Sisäilman laadussa ei havaittu merkittäviä ongelmia. Asukkaat olivat sisäilmaston laatuun tyytyväisiä. Energiatehokkaassa kerrostalokorjauksessa rakenteiden korjaaminen on helpompi tehdä kuin talotekniikan korjaaminen. Laadunvarmistus ja vaikutusten jatkuva seuranta pitää sisällyttää osaksi hankkeen rakennuttamista. Lämpökamerakuvauksella pystytään ikkunoiden ja ulko- ja parvekeovien korjauksessa varmistamaan asennuksen onnistuminen. Jos korjaus kohdistuu ilmanvaihtojärjestelmään, pitää varmistaa, että asukkaat osaavat käyttää ja huoltaa laitetta oikealla tavalla. Tutkimuskohde Tutkimuskohde on vuonna 1971 rakennettu kuusikerroksinen kerrostalo, joka sijaitsee Oulaisissa osoitteessa Kangaskatu 4. Kohde edustaa tyypillistä elementtirakentamisen aikakaudella vuosina rakennettua asuinkerrostaloa. Toimenpiteet, joita kohteessa tehtiin, ovat sellaisia, joita rakennetussa kerrostalokannassa tullaan todennäköisesti tekemään myös tulevaisuudessa. Kohteessa on 29 asuinhuoneistoa. Huoneistoista viisi on yksiöitä, kuusi kaksioita ja loput 18 kolmioita. Asuntojen huoneistoala on yhteensä htm 2. Kellarikerroksessa sijaitsevat varastotilat, pyykki- ja kuivaustilat ja lämmönjakohuone lämmönjakokeskuksineen. Kohteessa on hissi.
17 17 Kohteessa tehtiin vuosina perusparannus, jonka yhteydessä parannettiin rakennuksen energiatehokkuutta ja sisäilmaston laatua. Tärkeimpiä toteutettuja toimenpiteitä olivat: ulkoseinien ulkopuolinen lisälämmöneristäminen (70 mm) ja uuden pintaverhouksen asennus ikkunoiden ja parvekeovien uusiminen kattorakenteen muuttaminen harjakatoksi ja siinä yhteydessä tehty yläpohjan lisälämmöneristäminen (200 mm) lämmönvaihtimien uusiminen asuntokohtaisen tulo- ja poistoilmanvaihtojärjestelmän rakentaminen seinäpuhallustekniikalla ja lämmöntalteenotolla varustettuna käyttövesiputkiston, viemäreiden ja vesi- ja viemärikalusteiden uusiminen sähköjärjestelmän uusiminen huoneistojen ja yhteistilojen pintarakenteiden ja kalusteiden uusiminen. Energiatehokkuutta parantavien korjaustoimenpiteiden osuus kokonaishinnasta noin 13 %. Energian- ja vedenkulutus vuosina Lämmönkulutus on normeerattu vastaamaan vuotuista Oulun normaalia lämmitystarvelukua. Kulutustietojen vertailussa käytetään kohteen huoneistopinta-alaa (htm 2 ). Seurantajakson kulutukset esitetään kuvissa Ennen perusparannusta keskimääräinen vuotuinen kulutus oli: lämmitysenergia 415 MWh/vuosi (225 kwh/htm 2, a) sähkönkulutus: 129,9 MWh/vuosi (70 kwh/htm 2, a) vedenkulutus: m 3 /vuosi (233 l/hlö, vrk) Lämmitysenergian kulutus Lämmitysenergian kulutukseen vaikuttavat varsinainen lämmitysjärjestelmä, huoneistokohtainen mukavuuslattialämmitys ja ilmanvaihtokoneiden jälkilämmityspatterit. Ennen perusparannusta lämmitysenergiankulutus oli 225 kwh/htm 2.
18 [kwh/htm 2, a] Lämmitysenergian kulutus ENNEN PERUSP Kuva 4.2. Normeerattu lämmitysenergian kulutus kohteessa ennen perusparannusta sekä vuosina , yksikkönä kwh/htm2, a. Lämmitysenergian kulutus on vaihdellut vuosittain melko paljon. Keskimäärin kulutus on seurantajaksolla ollut 139 kwh/htm 2. Normeerattu lämmitysenergian kulutus vuosina on esitetty kuvassa 4.2. Kulutuspiikkejä ovat etenkin vuodet 2002, 2006 ja Näinä vuosina kulutus oli korkeampaa kuin muina vuosina keskimäärin. Kaukolämmön lämmönsiirtimet menettävät lämmönluovutustehoaan ajan saatossa. Huonekohtaisten ilmanvaihtokoneiden lämmöntalteenottokennoja ei ilmeisesti ole puhdistettu. Jo nämä kaksi lämmönjohtumiseen vaikuttavaa asiaa voivat vaikuttaa lämmitysenergiankulutuksen lisääntymiseen. Sähkönkulutus Kokonaissähkönkulutus oli ennen perusparannusta 71 kwh/htm 2. Seurantajaksolla sähkönkulutus oli 50 kwh/htm 2. Kulutus on vähentynyt keskimäärin 29 %. Euroiksi muutettuna tämä on vuosien keskimääräisen sähkön hinnan 6,4 c/kwh mukaisesti noin euroa vuodessa. Säästö on merkittävä. Hyvään tulokseen on päästy vaihtamalla vanhat energiasyöpöt kodinkoneet uusiin energiatehokkaisiin laitteisiin ja asentamalla huoneistokohtainen sähkönmittaus. Vaikka kohteeseen asennettiin perusparannuksen yhteydessä huoneistokohtaiset ilmanvaihtokoneet, jotka lisäsivät sähkönkulutusta, on kulutus silti pudonnut selvästi. Tämä kertoo asukkaiden muuttuneista asenteista sähkönkulutusta kohtaan sekä siitä, että peruskodinkoneiden energiataloudellisuus on kehittynyt selvästi. Kuvassa 4.3 esitetään kohteen kokonaissähkönkulutus seurantajaksolla.
19 [kwh/htm 2, a] 19 Sähkön kokonaiskulutus ENNEN PERUSP Kuva 4.3. Kokonaissähkönkulutus kohteessa ennen perusparannusta sekä seurantajaksolla , yksikkönä kwh/htm2, a. Sähkönkulutus on aaltoillut perusparannuksen jälkeen paljon. Vuosien kulutuslukemat eivät ole vertailukelpoisia, koska mittausjakso on poikkeava. Sähkönkulutuksen kasvu näyttää jatkuvan. Kasvun syynä voi olla kodinelektroniikan lisääntyminen ja tehokkaiden tietokoneiden yleistyminen. Vedenkulutus Vedenkulutus on ennen perusparannusta edeltävältä tasolta vähentynyt yli 60 % eli keskimäärin m 3 /vuosi. Perusparannuksen yhteydessä vesikalusteet vaihdettiin vettä säästäviin kalusteisiin ja asuntoihin asennettiin huoneistokohtainen vedenmittaus. Asukas voi siis itse seurata omaa vedenkulutustaan ja säästää näin vesimaksuissa. Kuvassa 4.4 esitetään vedenkulutus kohteessa seurantajaksolla.
20 [kwh/htm 2, a] 20 Käyttöveden ominaiskulutus ENNEN PERUSP. Kuva 4.4. Vedenkulutus kohteessa ennen perusparannusta sekä seurantajaksolla , yksikkönä l/hlö, vrk. Käyttöveden kulutuksen voimakas vähentyminen on tärkein syy rakennuksen energiatehokkuuden paranemiseen. Lämmitysenergian kokonaiskulutuksen alenemisesta, joka on 86 kwh/htm 2 vuodessa, lämpimän käyttöveden osuus on 26 kwh/htm 2 vuodessa eli 30 %. Johtopäätökset Miten asuinkerrostalojen energiatehokkuutta voidaan parantaa? Tehty selvitys osoittaa, että matalaenergiakorjausrakentaminen toimii asuinkerrostalojen perusparantamisessa. Useimmat toimenpiteet ovat myös taloudellisesti kannattavia, kun ne tehdään osana muuta korjausta. Julkisivujen korjauksessa kannattaa lähes poikkeuksetta parantaa rakenteen lämmöneristystä. Putkistojen linjasaneerauksissa asuntoihin kannattaa asentaa kulutusmittarit erityisesti silloin, jos rakennuksen vedenkulutus on ollut poikkeuksellisen suurta. Onnistuminen edellyttää rakennuttamisen ja suunnittelun käytäntöjen muuttamista. Seurantatutkimuksessa todettiin kokonaisuuden toimivan kohtuullisen hyvin, mutta uuden järjestelmän käytön opettaminen asukkaille on oltava jatkuva prosessi. Uuden ilmanvaihtojärjestelmän avulla saavutettava sisäilman laadun paraneminen menetetään, kun laitetta ei osata käyttää ja huoltaa. Kohteessa suurin syy tähän on valittu laite, jonka huollettavuus on erittäin huono. Suodattimien vaihtaminen edellyttää kansiruuvien avaamisen, joka ei kuulu tavallisen asukkaan tehtäviin. Ilmanvaihtokone on myös asennettu huollon kannalta erittäin hankalasti.
21 21 Alapohja Asuinkerrostalojen kohdalla ei alapohjan tai kellarin rakenteiden lämmöneristyksen parantaminen merkittävästi vaikuta rakennuksen energiatehokkuuteen. Kuivatusjärjestelmän rakentamisen yhteydessä kellarin ulkoseinään kannattaa aina asentaa samalla lisälämmöneristys. Jos alapohja tai alavälipohja joudutaan vaurion vuoksi uusimaan, kannattaa uusi rakenne tehdä mahdollisimman energiatehokkaaksi. Ulkoseinät Ulkoseinien ulkopuolinen lisälämmöneristäminen on taloudellisesti kannattava toimenpide, jos ulkoverhous joudutaan vaurioiden vuoksi uusimaan tai perusteellisesti kunnostamaan. Ulkopuolinen lämmöneristys parantaa rakenteen lämpö- ja kosteusfysikaalista toimintaa. Lisälämmöneristys paksuntaa rakennetta. Korjauksen yhteydessä voidaan rakennuksen ulkoista ilmettä muuttaa. Lisälämmöneristys on tehokas erityisesti päätyseinissä, joissa on vähän ikkuna- ja oviaukkoja. Jotta lisälämmöneristys toimii maksimaalisen hyvin, pitää myös ikkunoiden pielet lisäeristää sekä rakennuksen lämmitysja ilmanvaihtojärjestelmä säätää uudelleen. Sisäpuolisen lisälämmöneristyksen riskinä on rakenteen ulkopinnan lämpötilan laskeminen. Jos sisäpuolista lisälämmöneristystä käytetään, pitää rakenteen lämpö- ja kosteusfysikaalinen toimivuus varmistaa. Yläpohja Yläpohjan yläpuolinen lisälämmöneristys on kannattava toimenpide, jos rakennuksen vesikatto joudutaan uusimaan ja lämmöneristeen määrää voidaan kattomuodon muutoksen yhteydessä merkittävästi lisätä. Erityisen tehokas toimenpide on ja luvuilla tyypillisen kolmikerroksisten lamellitalojen korjausten yhteydessä. Lisälämmöneristämisen yhteydessä voidaan yläpohjassa mahdollisesti olevat piilevät kosteusvauriot havaita ja korjata. Yläpohjan lisälämmöneristystä ei yleensä voida tehdä ellei samalla katon harjakorkeutta lisätä, koska yläpohjan tuulettuvuuden tulee aina säilyä riittävänä. Yläpohjan alapuolinen lisälämmöneristäminen ei asuinkerrostaloissa ole yleensä kannattava toimenpide. Ikkunat Ikkunoiden uusiminen parantaa voimakkaasti rakennuksen energiatehokkuutta erityisesti 1960-luvun alun asuinkerrostaloissa. Samalla, kun ikkunat vaihdetaan mahdollisimman energiatehokkaiksi, voidaan myös ikkunoiden kokoa haluttaessa pienentää. Ikkunoiden uusiminen on aina kokonaisuus, jossa pitää ottaa huomioon myös ääneneristävyys ja asumisviihtyisyys.
22 22 Useimmissa suomalaisissa asuinkerrostaloissa ikkuna on osa rakennuksen ilmanvaihtojärjestelmää. Vasta vuoden 2005 jälkeen rakennetuissa kohteissa on koneellinen tulo- ja poistoilmanvaihtojärjestelmä lämmöntalteenotolla varustettuna. Ikkunaan kohdistuu usein voimakas säärasitus. Ikkunoissa esiintyy runsaasti kosteusvaurioita. Uusimisen yhteydessä pitää aina tarkastaa pielirakenteiden kunto, jolloin kosteus- ja homevauriot on helppo korjata. Ikkunoiden uusiminen on kannattava toimenpide, jos vanha ikkuna on huonokuntoinen. Mitä paremmassa kunnossa ikkuna on, sitä tarkemmin pitää uusimispäätöstä harkita. Hyvin kunnossapidetty, vahvasta puusta tehty ikkuna on mahdollista korjata myös kunnostamalla. Kunnostuksen yhteydessä voidaan ikkunan energiatehokkuutta parantaa tiivistämällä. Parvekeovien uusiminen tehdään usein parveke- tai ikkunakorjauksen yhteydessä. Kaksilehtisen parvekeoven korvaaminen hyvän u-arvon omaavalla uudisovella, on laskennallisesti kannattavaa. Käytännössä parvekeoven energiatehokkuus riippuu ennen muuta asennuksen onnistumisesta. Sekä ikkunoiden että ulko-ovien rakennuttamiseen tulee liittää laadunvarmistusmittaus. Lämpökameralla tulee varmistaa, että ikkunoiden ja parvekeovien tiivistykset rakenteisiin tehdään huolellisesti ja ikkunat muiltakin osin täyttävät niille luvatut tekniset ominaisuudet. Lämmitysjärjestelmä Lämmitysjärjestelmä voidaan jakaa lämmöntuotantojärjestelmään ja lämmönjakojärjestelmään. Lämmöntuotantolaitteiden taloudellinen käyttöikä on noin vuotta. Tämän jälkeen ne on järkevää uusia mahdollisimman energiatehokkaiksi. Lämmönsäätöjärjestelmän taloudellinen käyttöikä on lyhyempi. Säätöautomatiikka vanhenee nopeasti. Lämmöntuotantojärjestelmän uusimisen yhteydessä uusitaan siten myös säätöjärjestelmä ohjelmistoineen ja päätelaitteineen. Lämmitysjärjestelmän valinta on tehtävä tapauskohtaisesti. Jos kohteessa on mahdollisuus käyttää kaukolämpöä, on se yleensä luonteva valinta. Jos kaukolämpöön liittyminen ei ole mahdollista, on vaihtoehtoja runsaasti: Öljykeskuslämmitys voidaan uusia ja samalla siihen voidaan yhdistää aurinkokeräimet, joilla voidaan osa käyttöveden lämmityksestä hoitaa. Pellettilämmitys on kotimaista polttoainetta hyödyntävä vaihtoehto, joka vaatii kuitenkin keskimääräistä suuremman polttoainevaraston. Maalämpöpumppu ja ilma-vesi lämpöpumppu ovat pienemmissä rakennuksissa käyttökelpoisia valintoja.
23 23 Sähkölämmitys oikein mitoitetulla ilmalämpöpumpulla tuettuna on toimiva ratkaisu hyvin eristetyssä pientalossa. Kotimaista polttoainetta, puuta tai pellettiä, käyttävä tukilämmitysjärjestelmä kannattaa aina rakentaa ainakin sähkölämmityksellä varustettuun kohteeseen. Asuntokohtainen lämmönkulutuksen mittaus on tehokas keino vaikuttaa asukkaiden käyttötottumuksiin. Kulutusmittaus on helppo toteuttaa sähkölämmityskohteissa. Kerrostaloihin soveltuvaa kulutusmittausjärjestelmää ei Suomessa ole käytössä. Vesi- ja viemärijärjestelmä Perusteellisen putkistokorjauksen yhteydessä vesi- ja jätevesijärjestelmän kalusteet kannattaa aina uusia vettä vähän kuluttaviin. Asuntokohtaisen kulutusmittauksen asentaminen on järkevää, jos vedenkulutus on ennen perusparannusta ollut korkea (yli 200 l/hlö, vrk) eikä teknistä syytä korkeaan kulutukseen ole todettu. Ilmanvaihtojärjestelmä Painovoimaisen ilmanvaihtojärjestelmän muuttaminen koneelliseksi lisää lämmitys- ja sähköenergiankulutusta. Jos koneelliseen järjestelmään asennetaan jäteilman lämmöntalteenotto, voidaan lisääntynyt lämmitysenergiankulutus pystyä kompensoimaan. Korjauskohteen ilmanvaihtojärjestelmän suunnittelu, toteutus ja käytön opastus on vaativa toimenpide. Sähköjärjestelmä Rakennuksen ja asuntojen sähköteknisen varustetason merkitys korjausrakentamisessa tulee lisääntymään. Ilmanvaihtojärjestelmiin liittyvät sähköiset jälkilämmitysvastukset lisäävät sähkönkulutusta. Jos laitteen ominaissähkötehoon ei kiinnitetä huomiota, myös puhaltimien sähkönkulutus on merkittävä kulutuslisä. Huoneistojen sähkötekninen varustetaso lisääntyy jatkuvasti. Laitteiden valinnassa sähkönkulutuksen merkitystä tulee korostaa. Korjausrakentamisen liittyvän sähköjärjestelmien uusimisen energiataloudellisuuden ohjaus tulee ohjeistaa nykyistä paremmin. Miten energiatehokkuutta parantavien toimenpiteiden vaikuttavuus ja hinta voidaan arvioida? Pääsääntönä voidaan pitää, että kasvukeskuksissa energiatehokkaiden korjausten kannattavuus on yleisesti hyvä tai tyydyttävä. Jos kohde sijaitsee paikkakunnalla, missä asuntojen tarve vähenee, pitää korjausten taloudellisuus arvioida aina hyvin huolellisesti. Korjaustoimenpiteen taloudellisuuden tai edullisuuden arviointi tulee perustua toimenpideohjelman arviointiin. Toimenpideohjelma muodostuu yksittäisistä toimenpiteistä. Yksittäisillä toimenpiteillä on keskinäisiä riippuvuuksia, minkä vuoksi on vaarallista
24 24 tehdä päätöksiä pelkästään niiden pohjalta. Koska niidenkin kohdalla on useita vaihtoehtoisia tapoja, pitää taloudellisuuden mittaus silti tehdä. Investoinnin taloudellisuus riippuu seuraavista tekijöistä: investoinnin hankintameno investoinnin huolto- ja kunnossapitokustannukset sekä energiakustannukset laskentakorko investoinnin vaikutus energiankulutukseen eli energiansäästö energian hinta sekä sen kehitys tulevaisuudessa ja taloudellinen pitoaika.
25 25 LIITE 4. Case 2: Vuokrakerrostalon perusparannus Tampereella (Kurvinen) Kuva 5.1. Case-kohde perusparannuksen jälkeen. Rakennus oli alun perin kolmikerroksinen. Rakennusta on korotettu osittain. Maanpäälliskerrokseen on rakennettu asuntoja ja varastotiloja on siirretty piharakennukseen. Tutkimuskohde Kitiniitynkadun case-kohteen rakennukset edustavat hyvin tyypillistä 1970-luvun alkupuolen kerrostalotuotantoa. Tutkimuskohteena on kaksi Tampereen Vuokratalosäätiön (VTS) vuonna 1971 samalle tontille rakennuttamaa vuokra-asuinkerrostaloa, jotka ovat edelleen Vuokratalosäätiön omistuksessa. Kerrostaloihin tehtiin vuosina mittava perusparannus, jonka yhteydessä tehtiin merkittäviä energiansäästötoimenpiteitä. Case-kohde on toiminut myös SUREURO-projektin (Suomen Kiinteistöliitto 2010) Suomen pilot-kohteena hankesuunnittelu- ja suunnitteluvaiheen energiansäästötoimenpiteiden sekä ylläpitokustannusten tarkastelussa. Kohde sijaitsee Tampereen Multisillan kaupunginosassa osoitteessa Kitiniitynkatu 2. Elementtirakenteisissa kerrostaloissa oli lähtötilanteessa kolme asuinkerrosta sekä kellarikerros. Tuolloin hissittömissä taloissa oli yhteensä 54 asuntoa. Kuvassa 5.2 näkyy talon 1 luoteenpuoleinen julkisivu ennen peruskorjausta.
26 26 Kuva 5.2. Kitiniitynkatu 2, talo 1, julkisivu luoteeseen: tilanne ennen peruskorjausta (Kaihari 2003a). Perusparannushankkeen yhteydessä tarkasteltiin erilaisia ratkaisuja rakennusten energiankulutuksen vähentämiseksi sekä tutkittiin ratkaisujen energiataloudellista kannattavuutta. Energiataloudellisen kannattavuuden laskemiseksi selvitettiin eri energiansäästötoimenpiteillä saavutettavat laskennalliset energiansäästöt sekä arvioitiin toimenpiteiden toteuttamisen aiheuttamat lisäkustannukset. Koska rakennukset toimivat SUREUROprojektin pilot-kohteena, oli hankkeen suunnitteluvaiheen aikana tavoitteena selvittää, minkälaisilla toimenpiteillä päästäisiin SUREURO-projektin tavoitteeksi asetettuun 40 % energiansäästöön. (Heljo & Peuhkurinen 2004, s. 2.) Yksi tavoite oli mahdollistaa vanhusten asuminen perusparannetussa kohteessa. Näin ollen hissien lisääminen taloihin oli lähes välttämätöntä. Hissien kustannusrasitusta neliötä kohden pyrittiin vähentämään lisäämällä asuntoja ja asuinneliöitä. Asuinneliöiden lisäys toteutettiin rakentamalla taloihin korotuskerroksia ja ottamalla kellarikerroksen tiloja asuinkäyttöön. Pyrkimystä voimakkaisiin energiansäästötoimenpiteisiin perusparannuksen yhteydessä edesauttoi tavoite siitä, että vanhat kunnallistekniikan liittymät olisivat riittävät myös perusparannuksen jälkeisessä tilanteessa. Vanhojen rakennusten perusparantamisen oletettiin myös olevan ympäristöystävällisempää kuin rakennusten purkamisen kokonaan sekä niiden tämän jälkeisen uudelleen rakentamisen. (Heljo & Peuhkurinen 2004, s. 2.) Jotta energiansäästötoimenpiteiden toteuttaminen olisi kannattavaa, on taustalla oltava muista syistä lähtöisin oleva tarve perusparannuksen tekemiselle. Tavallisesti tarve perusparannukselle syntyy rakennuksen ollessa vuotta vanha. Tutkitun casekohteen tapauksessa rakennusten ikä ennen perusparannusta oli 33 vuotta. Perusparannushankkeen suunnitteluvaiheessa valittiin ensin rakennusten energiatalouteen oleellisesti vaikuttaville rakenteille ja järjestelmille niin sanotut perusratkaisut lähinnä rakennusteknisin ja -fysikaalisin sekä arkkitehtonisin perustein. Tämän jälkeen tutkittiin erilaisten energiataloudellisten lisävalintojen kannattavuutta ja laadittiin niiden keskinäinen valintajärjestys. Energiataloudellisilla lisävalinnoilla tarkoitetaan rakennuksen energiatehokkuuden parantamiseksi tehtäviä toimenpiteitä, joilla voidaan parantaa rakennusten energiatehokkuutta perusratkaisujen tasosta. Tarkastellut perusparannuksen ratkaisuvaihtoehdot Hankkeen suunnitteluvaiheen tarkasteluissa oli mukana neljä eri ratkaisuvaihtoehtoa: 1. rakennukset ennen peruskorjausta, 2. molempien talojen korotus (Arkkitehtitoimisto Kaihari & Kaihari Ky), 3. molempien talojen korotus (tutkija Keränen) sekä 4. molem-
27 27 pien talojen korotus ja yksi lisärakennus (tutkija Keränen). Toteutettavaksi valittiin Arkkitehtitoimisto Kaihari & Kaihari Ky:n suunnittelema ratkaisu 2. Toteutetun ratkaisuvaihtoehdon mukaisesti taloa 1 korotettiin puoleen väliin asti kahdella kerroksella ja taloa 2 korotettiin kokonaan yhdellä kerroksella. Perusparannuksen myötä rakennusten yhteenlaskettu kokonaistilavuus nousi m 3 :stä m 3 :iin. Samalla kokonaispinta-ala nousi brm 2 :sta brm 2 :iin ja asuntopinta-ala hum 2 :stä hum 2 :iin. Kuvassa 5.3 on esitetty hankkeen arkkitehdin näkemys casekohteen talon 1 luoteenpuoleisesta julkisivusta perusparannuksen jälkeen. Kuva 5.3. Kitiniitynkatu 2, talo 1, julkisivu luoteeseen: arkkitehdin näkemys peruskorjauksen jälkeisestä tilanteesta (Kaihari 2003b). Case-hankkeen perusratkaisut ja toteutetut energiataloudelliset lisävalinnat Yläpohja Lähtötilanteen yläpohjarakenteiden keskimääräiseksi U-arvoksi saatiin Suomen rakentamismääräyskokoelman osan C4 ohjeiden mukaan laskettuna 0,35 W/m 2 K. Yläpohjarakenteen perusparannuksen perusratkaisuna tarkasteltiin rakennetta, jossa lähtötilanteen yläpohjan 250 mm leca-soraeristys korvataan 150 mm mineraalivillakerroksella ja 50 mm tuulensuojavillakerroksella. Tällaisen rakenteen U-arvo on 0,17 W/m 2 K. Energiataloudellisen tarkastelun jälkeen toteutettavaksi yläpohjaksi valittiin rakenne, jossa perusratkaisun rakenteen mineraalivillakerrosta kasvatettiin vielä 50 mm:llä, jolloin toteutetun rakenteen U-arvo on 0,14 W/m 2 K kokonaiseristepaksuuden ollessa 250 mm. Korotuskerrosten uudisrakennusosien yläpohjarakenteen U-arvo vastaa korjatun yläpohjarakenteen U-arvoa. Koska uudisosan yläpohjarakenteessa käytettiin Siporex-lankkuja, päästiin korjausosan rakennetta vastaavaan U-arvoon 50 mm ohuemmalla mineraalivillakerroksella. Ulkoseinä Lähtötilanteen ulkoseinärakenteiden keskimääräinen U-arvo on Suomen rakentamismääräyskokoelman osan C4 ohjeiden mukaan laskettuna 0,41 W/m 2 K. Ulkoseinärakenteen perusparannuksen perusratkaisuna tarkasteltiin rakennetta, jossa vanhaan ulkoseinärakenteeseen asennetaan 80 mm ulkopuolinen lisälämmöneristys. Tällaisen rakenteen
28 28 U-arvo on 0,21 W/m 2 K. Energiataloudellisen tarkastelun jälkeen toteutettavaksi ulkoseinäksi valittiin rakenne, jossa perusratkaisun rakenteen mineraalivilla kerrosta kasvatettiin vielä 20 mm:llä, jolloin lisäeristyksen kokonaispaksuudeksi tuli 100 mm, jolloin toteutetun ulkoseinärakenteen U-arvo on 0,19 W/m 2 k. Todellisuudessa case-kohteen rakennuksissa on useita eri seinärakennetyyppejä, mutta koska niiden eritelty tarkasteleminen käytettävissä olleiden lähtötietojen perusteella olisi ollut epätarkkaa ja hyvin työlästä, toteutettiin energialaskenta siten, että koko rakennuksen seinille käytettiin yhtä keskimääräistä U-arvoa. Korotuskerrosten uudisrakennusosan sekä perusparannetun osan ulkoseinärakenteiden U-arvot vastasivat toisiaan. Ikkunat Perusparannusta edeltäneessä tilanteessa case-kohteen rakennuksissa oli kaksilasiset ikkunat, joiden U-arvoksi oletettiin 2,7 W/m 2 K. Perusratkaisuna tarkasteltiin ikkunavaihtoehtoa, jonka U-arvo on 1,8 W/m 2 K. Energiataloudellisen tarkastelun jälkeen kohteeseen asennettavaksi ikkunavaihtoehdoksi valittiin kuitenkin ikkunat, joiden U-arvo on 1,0 W/m 2 K. Ilmanvaihtojärjestelmä Lähtötilanteessa case-kohteen rakennuksissa oli koneellinen poistoilmanvaihtojärjestelmä. Perusparannushankkeen perusratkaisuna tarkasteltiin vanhan koneellisen poistoilmanvaihtojärjestelmän korjaamista, jolloin ilmanvaihtojärjestelmän perusratkaisulla ei saavutettaisi energiansäästöä. Energiataloudellisen tarkastelun jälkeen kohteeseen päätettiin kuitenkin asentaa keskitetty koneellinen tulo- ja poistoilmanvaihtojärjestelmä lämmöntalteenotolla. Asuntokohtainen käyttövedenkulutuksen mittaus Case-kohteen perusparannuksen eräänä energiataloudellisena lisävalintana tarkasteltiin asuntokohtaisen käyttövedenkulutuksen mittauksen käyttöönoton vaikutuksia. Tällä lisävalinnalla voidaan vaikuttaa rakennusten asukkaiden käyttäytymiseen, sillä asuntokohtaisen mittauksen myötä he joutuvat suoraan itse vastaamaan käyttämästään vedestä aiheutuvista kuluista ja näin ollen oletettavasti kiinnittävät myös enemmän huomiota kuluttamansa käyttöveden määrään. Asuntokohtaisen vedenkulutuksen mittauksen voidaan olettaa olevan melko tehokas keino ohjata asukkaiden käyttäytymistä energiansäästön kannalta suotuisampaan suuntaan. Energiataloudellisen tarkastelun jälkeen kohteeseen päätettiin asentaa asuntokohtainen käyttövedenkulutuksen mittaus.
29 29 Taulukossa 5.1 on esitetty yhteenveto case-kohteen perusparannuksen yhteydessä toteutetuista energiansäästötoimenpiteistä. Taulukko 5.1. Perusparannuksen yhteydessä toteutetut ratkaisut. YLÄPOHJA ULKOSEINÄ IKKUNAT ILMANVAIHTO PARANNUS U = 0,35 W/m2K U = 0,14 W/m2K U = 0,41 W/m2K U = 0,19 W/m2K U = 2,7 W/m2K U = 1,0 W/m2K KONEELLINEN POISTO KONEELLINEN TULO- JA POISTO LTO:lla VEDENKULUTUS TALOKOHTAINEN MITTAUS ASUNTOKOHTAINEN MITTAUS Energiataloudellisten valintojen kannattavuuden systemaattinen vertailu päätöksenteon tukena Energiataloudellisten valintojen kannattavuutta voidaan tarkastella systemaattisella menetelmällä, joka on esitetty Kurvisen (2010) diplomityössä Korjaustoiminnan energiataloudellisten valintojen systematiikka. SUREURO-hankkeen yhteydessä Kitiniitynkadun energiataloudellisten valintojen kannattavuuksien tarkasteluun käytettiin DI Juhani Heljon kehittämää laskentamallia, jonka pohjalta Kurvisen (2010) diplomityössä esitetty systemaattinen tarkastelu on jatkokehitetty. SUREURO-hankkeen yhteydessä tehdyistä hankesuunnittelu- ja suunnitteluvaiheen energiataloudellisista tarkasteluista löytyy tarkempaa tietoa Heljo & Peuhkurisen (2004) raportista Asuinkerrostalon perusparantamisen ja laajuusmuutosten vaikutus energiankulutukseen ja elinkaarikustannuksiin. Energiataloudellisten valintojen systemaattinen tarkastelu suunnitteluvaiheessa on tarpeellista, jotta saadaan selkeitä perusteita päätöksenteolle. Valintojen energiataloudellisen kannattavuuden tarkastelua varten täytyy selvittää kunkin valinnan aiheuttama lisäinvestointikustannus, valinnan vaikutukset rakennuksen vuotuiseen energiankulutukseen sekä valinnan vaikutukset muihin ylläpitokustannuksiin. Energiataloudellisilla valinnoilla saavutettavat laskennalliset energiansäästöt selvitettiin case-kohteen tapauksessa D.O.F.techin DOF-Energia 2.0 ohjelmalla, jonka laskenta perustuu Suomen rakentamismääräyskokoelman osan D5 ohjeisiin. Valinnoista aiheutuvien lisäkustannusten selvittämiseen käytettiin alan kustannustietoa käsittelevää kirjallisuutta. Tässä raportissa esitettävä systemaattinen tarkastelu tehtiin Kurvisen (2010) diplomityöhön perustuen.
30 30 Valintakriteerinä sisäinen korko Taulukossa 5.2 on esitetty case-hankkeen yhteydessä laskennallisesti tarkasteltujen energiataloudellisten lisävalintojen kannattavuusjärjestys valintojen sisäisen koron mukaan järjestettynä. Ensimmäinen sarake kertoo valinnan järjestysnumeron kannattavuusjärjestyksessä ja toisessa sarakkeessa on ilmoitettu kunkin valinnan sisäinen korko. Kolmannessa sarakkeessa oleva toimenpiteen tunnus kertoo, mistä toimenpiteestä on kyse: toimenpiteiden tunnukset on selitetty taulukon alapuolella. Neljännestä sarakkeesta selviää valinnan toteuttamisen aiheuttama lisäkustannus kyseisen rakenteen tai laitteiston edelliseen valintatasoon verrattuna. Viides sarake kertoo kunkin lisävalinnan tuoman laskennallisen vuotuisen energiansäästön. Kuudennessa sarakkeessa on ilmoitettu valinnalla vuosittain saavutettavat laskennalliset euromääräiset säästöt, kun sähköenergialle on käytetty hintaa 140 /MWh ja lämmitysenergialle hintaa 60 /MWh. Käytetyt energian hinnat perustuvat Energiatilasto Vuosikirja 2009:ssä (Tilastokeskus 2010) esitettyihin lukuihin. Tässä esitettyihin kustannusten vuosimuutoksiin sisältyy myös ylläpitokustannusten muutokset. Viimeisessä sarakkeessa on ilmoitettu valinnalle arvioitu taloudellinen pitoaika. Taulukko 5.2. Tarkasteltujen energiataloudellisten lisävalintojen valintajärjestys sisäisen koron mukaan järjestettynä. VALINTA- JÄRJESTYS SISÄINEN KORKO TOIMEN- PITEEN TUNNUS LISÄKUS- TANNUS [ ] VUOTUINEN ENERGIAN- SÄÄSTÖ [MWh/a] KUSTANNUSTEN VUOSIMUUTOS [ /a] PITOAIKA [a] 1 24,8 % IKK ,8 % VKM ,0 % IKK ,6 % YP ,9 % IV ,4 % US ,3 % IV ,2 % YP IKK1 = UUSI IKKUNA U=1,4 W/m 2 K (U=1,8 W/m 2 K 1,4 W/m 2 K) IKK2 = UUSI IKKUNA U=1,0 W/m 2 K (U=1,4 W/m 2 K 1,0 W/m 2 K) IV1 = KESKITETTY KONEELLINEN TULO- JA POISTOILMANVAIHTO LTO 50 % (korvataan lähtötilanteen koneellinen poistoilmanvaihtojärjestelmä tällä) IV2 = HAJAUTETTU KONEELLINEN TULO- JA POISTOILMANVAIHTO LTO 50 % (korvataan lähtötilanteen koneellinen poistoilmanvaihtojärjestelmä tällä) US1 = LISÄERISTYS 100 mm (eristemuutos 80 mm 100 mm) VKM = ASUNTOKOHTAINEN KÄYTTÖVEDEN KULUTUKSEN MITTAUS YP1 = ERISTYS mm (eristemuutos 200 mm 250 mm) YP2 = ERISTYS mm (eristemuutos 250 mm 300 mm) Suunnitteluvaiheessa laskentakorkokantana käytettiin 5,0 %. Tämä tarkoittaa, että kunkin valinnan sisäisen koron tulisi olla vähintään 5,0 %, jotta lisävalinta olisi asetetun tuottovaatimuksen mukaan kannattava. Taulukosta nähdään, että lisävalinta YP2 ei täytä
31 31 tätä tuottovaatimusta ja näin ollen yläpohjan eristystä ei case-kohteen tapauksessa enää kannattaisi lisätä 250 mm:stä 300 mm:iin. Koska rakennukseen asennetaan yksi ilmanvaihtojärjestelmä, ovat toimenpiteet IV1 ja IV2 toisensa pois sulkevia. Näistä kannattaa valita energiataloudellisesti kannattavampi järjestelmävaihtoehto eli IV1: rakennuksiin valittiin asennettavaksi keskitetty koneellinen tulo- ja poistoilmanvaihtojärjestelmä 50 % lämmöntalteenotolla. Taulukon 5.2 mukaan valinta IKK2 on kannattavampi kuin IKK1. Tämä tarkoittaa sitä, että siirtymä ikkunoiden U-arvosta 1,4 W/m 2 K U-arvoon 1,0 W/m 2 K on energiataloudellisesti kannattavampaa kuin siirtymä U-arvosta 1,8 W/m 2 K U-arvoon 1,4 W/m 2 K. Tästä huolimatta myös vaihtoehdon IKK1 on oltava valintajärjestyksessä kannattava ennen kuin voidaan parantaa ikkunoiden U-arvoa valinnan IKK2 tasoon. Edellä mainittu johtuu siitä, että rakenne- ja laitetason valintojen energiataloudellista kannattavuutta on tarkasteltava kustannus- ja energiansäästöeroina edeltävään valintatasoon. Tällöin valinnan toteuttamisesta aiheutuviin kokonaiskustannuksiin kuuluvat kyseisen valinnan lisäkustannusten lisäksi kaikkien edeltävien lisävalintatasojen lisäkustannukset. Case-kohteen ikkunoita tarkasteltaessa tämä tarkoittaa, että valinnan IKK2 toteuttamisen kokonaiskustannuksiin kuuluvat myös aiempien ikkunavalintatasojen lisäkustannukset, mikä tässä tapauksessa tarkoittaa lisävalinnan IKK1 lisäkustannuksia. Edellä esitetyn lisävalintojen sisäiseen korkoon perustuvan energiataloudellisen tarkastelun perusteella case-hankkeen perusratkaisuja kannattaa parantaa seuraavilla energiataloudellisilla lisävalinnoilla: Rakennetaan vedenkulutuksen asuntokohtainen mittaus. Asennetaan ikkunat, joiden U-arvo on 1,0 W/m 2 K. (U=1,8 W/m 2 K U=1,0 W/m 2 K ) Lisätään yläpohjan lämmöneristystä 200 mm:stä 250 mm:iin. Korvataan koneellinen poistoilmanvaihto keskitetyllä koneellisella tulo- ja poistoilmanvaihtojärjestelmällä, jossa LTO 50 %. Lisätään ulkoseinien lisälämmöneristystä 80 mm:stä 100 mm:iin. Valintakriteerinä kustannus / vuotuinen energiansäästö Kuvassa 5.4 on esitetty kustannus/vuotuinen energiansäästö kuvaaja, joka havainnollistaa kunkin energiataloudellisen lisävalinnan aiheuttamiin lisäkustannuksiin sijoitetuilla euroilla saavutettavaa energiansäästöä. Vaaka-akselilla on ilmoitettu kustannus/vuotuinen energiansäästö kriteerin perusteella valintajärjestykseen asetettujen lisävalintojen aiheuttamat kumulatiiviset lisäkustannukset bruttoneliötä kohden. Pystyakselilla on puolestaan esitetty valintojen tuoma vuosittainen kumulatiivinen energiansäästö bruttoneliötä kohden. Käyrän kulmakerroin kuvaa valinnan kannattavuutta energian-
32 Kumulatiivinen energiansäästö [kwh/brm2, a] 32 säästömielessä: mitä jyrkemmin käyrä nousee, sitä tehokkaammin kyseiseen valintaan sijoitettu euro tuo säästöä rakennuksen vuosittaiseen energiankulutukseen Kustannus / Vuotuinen energiansäästö US1: LISÄERISTYS 100 mm (eristemuutos 80 mm 100 mm) YP1: ERISTYS mm (eristemuutos 200 mm 250 mm) VKM: ASUNTOKOHTAINEN KÄYTTÖVEDEN KULUTUKSEN MITTAUS YP2: ERISTYS mm (eristemuutos 250 mm 300 mm) IV1: KESKITETTY KONEELLINEN TULO- JA POISTOILMANVAIHTO LTO 50 % 10 0 IKK: UUSI IKKUNA U=1,0 W/m 2 K (U=1,8 W/m 2 K 1,0 W/m 2 K) Kumulatiiviset kustannukset [ /brm2] Kuva 5.4. Kustannus/vuotuinen energiansäästö kuvaaja havainnollistaa energiataloudellisiin lisävalintoihin sijoitettavien eurojen tuomaa vuotuista energiansäästöä. Sekä valintajärjestyksessä toteutettujen valintojen toteuttamisen aiheuttamat kumulatiiviset lisäkustannukset että niiden toteuttamisella saavutettavat vuotuiset kumulatiiviset energiansäästöt on ilmoitettu bruttoneliötä kohden. Kuvassa olevan käyrän kulmakerroin kertoo valinnan kannattavuudesta: mitä jyrkemmin käyrä nousee, sitä suurempi energiansäästö lisävalintaan sijoitetuilla euroilla saavutetaan. Kuvan 5.4 tarkastelunäkökulma poikkeaa aiemmin esitetystä valintojen sisäiseen korkoon perustuvasta tarkastelusta, sillä tässä näkökulmassa valinnan kannattavuutta arvioidaan ainoastaan valinnalla saavutettavan energiansäästön perusteella ja jätetään esimerkiksi vaikutukset ylläpitokustannuksiin kokonaan huomiotta. Tämä aiheuttaa casekohteen tapauksessa sen, että käyttöveden kulutuksen asuntokohtainen mittaus näyttää kustannus/vuotuinen energiansäästö kriteerin perusteella arvioituna selkeästi huonommalta investoinnilta kuin aiemmin esitetyssä tarkastelussa, jossa valintakriteerinä oli sisäinen korko. Syynä tähän on, että vedenkulutuksen vähenemisen myötä tuomat säästöt vesimaksuissa jätetään kustannus/vuotuinen energiansäästö kriteeriin perustuvassa tarkastelussa kokonaan huomiotta. Case-kohteen muiden valintojen osalta vaikutukset valintajärjestykseen ovat kuitenkin vähemmän dramaattiset, kun siirrytään valintakriteeristä toiseen. Valintakriteeri tulee valita tavoitteiden mukaan Ilmiö valintajärjestyksen suuresta muutoksesta on hyvä esimerkki siitä, kuinka oleellisesti tarkastelunäkökulma voi muuttaa lisävalinnan kannattavuutta. Taulukon 5.2 ja kuvan 5.4 valintakriteerit tarkastelevat valintojen kannattavuutta erilaisista näkökulmista
33 33 ja näin ollen täydentävät toistensa antamaa informaatiota valintojen kannattavuudesta. Molemmat valintakriteerit ovat käyttökelpoisia ja niiden antamaa tietoa on osattava soveltaa asetettujen tavoitteiden mukaan. Sisäisen korkokannan perusteella tehty tarkastelu vastaa paremmin tavoitteita silloin, kun pyritään valitsemaan kokonaistaloudellisesti kannattavimmat energiataloudelliset lisävalinnat. Kun tavoitteena on saavuttaa parempi energiatehokkuusluokka mahdollisimman edullisesti, kannattaa energiataloudellisia lisävalintojen kannattavuutta tarkastella kriteerin kustannus/vuotuinen energiansäästö avulla. Toimenpidekokonaisuuksien laskennalliset vaikutukset Taulukossa 5.3 on esitetty yhteenveto eri korjaustoimenpidekokonaisuuksien toteuttamisen laskennallisista vaikutuksista case-kohteen rakennusten energiatehokkuuteen sekä kustannuksiin. Yhteenvedosta nähdään, että pelkät perusratkaisut toteuttamalla rakennuksen laskennallinen energiatehokkuusluokka ei muutu paremmaksi. Kun sen sijaan perusratkaisuja parannetaan sisäisen koron mukaan kannattavilla energiataloudellisilla lisävalinnoilla, päästään laskennallisesti energiatehokkuusluokkaan C. Taulukko 5.3 osoittaa, että hankkeen kokonaismittakaavassa verrattain pienellä lisäsijoituksella energiataloudellisiin valintoihin voidaan case-kohteen tapauksessa parantaa rakennuksen energiatehokkuutta merkittävästi. Laskennallisissa tarkasteluissa käytetyjen kustannusten perusteella noin euron lisäsijoituksella päästään noin 3-kertaiseen vuosittaiseen kustannussäästöön energiankulutus- sekä ylläpitokustannuksissa verrattaessa tilanteeseen, jossa toteutettaisiin pelkät perusratkaisut. Laskelmissa sähköenergialle on käytetty hintaa 140 /MWh ja lämmitysenergialle hintaa 60 /MWh. Käytetyt energian hintatiedot perustuvat julkaisuun Energiatilasto Vuosikirja 2009 (Tilastokeskus 2010).
34 34 Taulukko 5.3. Eri korjaustoimenpidekokonaisuuksien laskennallinen vaikutus case-kohteen laskennalliseen energiatehokkuuteen sekä kustannuksiin. Perusparannushankkeen yhtenä tavoitteena oli, ettei case-kohteen kokonaisenergiankulutus nousisi lisärakentamisesta huolimatta, jotta vanhojen kunnallistekniikan liittymien kapasiteetti olisi riittävä myös perusparannuksen jälkeen. Peruskorjauksen jälkeisessä tilanteessa rakennusten toteutunut vuotuinen kokonaisenergiankulutus on noin 100 MWh korkeampi kuin lähtötilanteessa, joten perusparannuksen yhteydessä toteutetun lisärakentamisen vuoksi energiankulutusta ei ole onnistuttu voimakkaista energiansäästötoimenpiteistä huolimatta pitämään aivan lähtötilanteen tasolla. Kuitenkin energiankulutuksen nousu on ollut sen verran maltillista, että vanhojen kunnallistekniikan liittymi- ENERGIAN- KULUTUS [MWh/a] ENERGIANKULUTUS / HUONEISTONELIÖ [kwh/hum2/a] ENNEN KORJAUKSIA PERUSRATKAISUJEN JÄLKEEN LISÄVALINTOJEN JÄLKEEN ET-LUKU [kwh/brm2/a] ET-LUOKKA E E C RAKENNUS- KUSTANNUKSET VUOSITTAISET KUSTANNUS- SÄÄSTÖT Taulukkoa 5.3 luettaessa on hyvä huomata, että perusparannuksen yhteydessä rakennuksia laajennettiin, minkä vuoksi rakennusten vuotuinen kokonaisenergiankulutus pelkkien perusratkaisujen jälkeen on korkeampi kuin lähtötilanteessa. Perusparannuksen vaikutukset energiankulutukseen Taulukossa 5.4 on esitetty kulutusseurannan avulla selvitetty case-kohteen rakennusten kokonaisenergiankulutus ennen ja jälkeen peruskorjauksen. Taulukosta 5.4 nähdään, että kohteen toteutunut perusparannuksen jälkeinen energiatehokkuusluokka on D, kun laskennallisen tarkastelun mukaan perusparannustoimenpiteillä olisi pitänyt saavuttaa energiatehokkuusluokka C. Bruttoneliötä kohden laskettu toteutunut vuotuinen energiankulutus laski case-kohteessa 32 kwh, kun laskennallisesti selvitetty säästö oli jopa 81 kwh/brm 2, a.
35 35 en kapasiteetti on riittävä ja näin ollen voidaan katsoa, että asetettuun tavoitteeseen on tältä osin päästy. Taulukko 5.4. Energiakorjauksen vaikutukset case-kohteen kokonaisenergiankulutukseen ja energiatehokkuuteen kulutusseurannan avulla selvitettynä. ENERGIAN- KULUTUS [MWh/a] ENERGIANKULUTUS / HUONEISTONELIÖ [kwh/hum2/a] ENNEN KORJAUSTA PERUSPARANNUKSEN JÄLKEEN ET-LUKU [kwh/brm2/a] ET-LUOKKA E D Lämmitysenergia Kuvassa 5.5 on esitetty tutkimuskohteen toteutunut lämmitysenergian kulutus kolme vuotta ennen perusparannusta sekä kolme vuotta perusparannuksen jälkeen. Punainen pystyviiva erottaa perusparannusta edeltävän ja sen jälkeisen tilanteen kulutukset toisistaan. Kulutukset on esitetty vuotuisina kulutuksina huoneneliötä kohden ja yksikkönä on käytetty kilowattituntia. Esitetyt kulutukset on normeerattu Tampereen normaalivuoteen. Ennen perusparannusta tutkimuskohteen lämmitysenergian kulutus on ollut keskimäärin 274 kwh/hum 2, a ja peruskorjauksen jälkeen se on laskenut keskimäärin tasolle 200 kwh/hum 2, a. Prosentuaalisesti tämä tarkoittaa noin 27 % toteutunutta säästöä lämmitysenergian kulutuksessa.
36 36 Kuva 5.5. Tampereen normaalivuoteen normeerattu toteutunut lämmitysenergian kulutus case-kohteessa vuosina Yksikkönä kwh/hum 2, a. Punainen pystyviiva erottaa perusparannusta edeltävän ja perusparannuksen jälkeisen ajan toisistaan. Kiinteistösähkö Kuvassa 5.6 on esitetty tutkimuskohteen toteutunut kiinteistösähkön kulutus kolme vuotta ennen perusparannusta sekä kolme vuotta perusparannuksen jälkeen. Punainen pystyviiva erottaa perusparannusta edeltävän ja sen jälkeisen tilanteen kulutukset toisistaan. Kulutukset on esitetty vuotuisina kulutuksina huoneneliötä kohden ja yksikkönä on käytetty kilowattituntia. Ennen perusparannusta tutkimuskohteen kiinteistösähkön kulutus on ollut keskimäärin 20 kwh/hum 2, a ja peruskorjauksen jälkeen se on noussut keskimäärin tasolle 29 kwh/hum 2, a. Prosentuaalisesti tämä tarkoittaa noin 45 % nousua kiinteistösähkön kulutuksessa. Perusparannuksen yhteydessä asennettu lämmöntalteenotolla varustettu koneellinen tulo- ja poistoilmanvaihtojärjestelmä selittää kiinteistösähkön kulutuksen nousua.
37 37 Kuva 5.6. Kiinteistösähkön toteutunut kulutus case-kohteessa vuosina Yksikkönä kwh/hum 2, a. Punainen pystyviiva erottaa perusparannusta edeltävän ja perusparannuksen jälkeisen ajan toisistaan. Käyttöveden ominaiskulutus Kuvassa 5.7 on esitetty tutkimuskohteen toteutunut käyttöveden ominaiskulutus kolme vuotta ennen perusparannusta sekä kolme vuotta perusparannuksen jälkeen. Punainen pystyviiva erottaa perusparannusta edeltävän ja sen jälkeisen tilanteen ominaiskulutukset toisistaan. Esitetyt kulutukset ilmoittavat yhden asukkaan keskimäärin vuorokaudessa käyttämän käyttöveden määrän litroissa. Ennen perusparannusta tutkimuskohteen käyttöveden kulutus on ollut keskimäärin 164 l/as, vrk ja peruskorjauksen jälkeen se on laskenut keskimäärin tasolle 137 l/as, vrk. Prosentuaalisesti tämä tarkoittaa noin 16 % laskua käyttöveden kulutuksessa.
38 38 Kuva 5.7. Toteutunut veden ominaiskulutus case-kohteessa vuosina Yksikkönä l/as, vrk. Punainen pystyviiva erottaa perusparannusta edeltävän ja perusparannuksen jälkeisen ajan toisistaan. Kulutusseurannasta ei saatu tarkempaa tietoa siitä, kuinka suuri osuus tutkimuskohteen käyttövedestä on ollut lämmintä käyttövettä, mutta Suomen rakentamismääräyskokoelman osan D5 mukaan voidaan olettaa lämpimän käyttöveden osuuden olevan 40 % koko käyttöveden kulutuksesta. Tällä oletuksella lämpimän käyttöveden kulutukseksi ennen perusparannusta saadaan 65 l/as, vrk ja perusparannuksen jälkeen 55 l/as, vrk. Yhteenveto toteutuneista energiankulutusmuutoksista Kuvaan 5.8 on koottu vielä yhteenveto perusparannuksen keskimääräisistä vaikutuksista case-kohteen energiankulutukseen. Energiankulutuksen muutoksia on tarkasteltu huoneneliötä kohden, sillä sen on katsottu olevan energiankulutuksen muutosta parhaiten kuvaava yksikkö hankkeessa, jossa tilojen käyttötarkoituksessa tapahtuu merkittäviä muutoksia. Kuvassa esitetyt luvut perustuvat kulutusseurannasta saatuihin tietoihin. Kiinteistösähkön kulutus on lisääntynyt perusparannuksen jälkeen 9 kwh/hum 2. Prosentuaalisesta tämä vastaa 44 % nousua. Lämmitysenergian kulutuksessa saavutettu vuotuinen säästö on keskimäärin 74 kwh/hum 2. Prosentuaalisesti tämä tarkoittaa 27 % säästöä. Kun kulutusseurannan ilmoittamasta käyttöveden kulutuksesta oletetaan Suomen rakentamismääräyskokoelman osan D5 mukaisesti lämpimän käyttöveden osuudeksi 40 % ja käytetään veden lämmittämiseen tarvittavana energiamääränä 58 kwh/m 3, saadaan käyttöveden lämmittämiseen kuluvan lämmitysenergian vuotuiseksi säästöksi 17 kwh/hum 2. Tällöin muun lämmitysenergian vuotuisen säästön osuudeksi jää 57 kwh/hum 2.
39 Energiankulutuksen muutos [kwh/hum2, a] 39 Energiankulutuksen muutos kulutusseurannan mukaan % +9 kwh/hum 2, a Sähkönkulutus Lämmin käyttövesi Muu lämmitysenergia kwh/hum 2, a TOTEUTUNUT LÄMMITYS- ENERGIAN KULUTUKSEN MUUTOS YHTEENSÄ -74 kwh/hum 2, a kwh/hum 2, a -27 % -80 Kuva 5.8. Yhteenveto perusparannuksen vaikutuksista casekohteen energiankulutukseen. Esitetyt luvut perustuvat kulutusseurannasta saatuihin tietoihin. Lämmitysenergian säästö eri tarkastelutapoja käyttäen Taulukossa 5.5 on tarkasteltu case-kohteen perusparannuksen vaikutuksia kohteen lämmitysenergian kulutukseen käyttäen kolmea eri tarkastelutapaa. Ensimmäisessä sarakkeessa on selvitetty lämmitysenergian säästö siten, että sekä perusparannusta edeltäneen tilanteen että sen jälkeisen tilanteen lämmitysenergian kulutus on otettu kulutusseurannasta. Tällöin lämmitysenergian vuotuisen kulutuksen prosentuaaliseksi säästöksi saadaan 27 %. Taulukon 5.5 toisessa sarakkeessa perusparannuksen vaikutuksia lämmitysenergian kulutukseen on tarkasteltu täysin laskennallisesti: sekä perusparannusta edeltäneen että sen jälkeisen tilanteen energiankulutus perustuvat tässä tarkastelutavassa laskennallisesta energiatodistuksesta saatuihin lukuihin. Tällä tavoin tarkasteltuna vuotuisen lämmitysenergian kulutuksen prosentuaaliseksi säästöksi saadaan 44 %. Taulukon 5.5 kolmannessa sarakkeessa tarkastelu on tehty siten, että perusparannusta edeltäneen tilanteen lämmitysenergiankulutus on selvitetty kulutusseurannasta, mutta perusparannuksen jälkeisen tilanteen vuotuinen lämmitysenergian kulutus on selvitetty laskennallisesti DOF-Energia ohjelmalla. Energialaskenta on tehty noudattaen virallisia ohjeita laskennallisen energiatodistuksen laatimisesta. Tällainen tarkastelu antaa lämmitysenergian kulutuksen vuotuiseksi prosentuaaliseksi säästöksi 31 %.
Energiakorjausten pitkäaikaistoimivuus asuinkerrostalossa KOY Kaari-Salpa, Oulainen Kimmo Aho Jenni Matilainen Martti Hekkanen Oulunseudun ammattikorkeakoulu 30.5.2009 ALKUSANAT Tämä selvitys liittyy ympäristöministeriön