Source: http://docplayer.fi/3128028-7-rakennusten-energiatehokkuus.html
Timestamp: 2016-12-05 17:01:21+00:00
Document Index: 14572811

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

⭐7. RAKENNUSTEN ENERGIATEHOKKUUS
7. RAKENNUSTEN ENERGIATEHOKKUUS
Download "7. RAKENNUSTEN ENERGIATEHOKKUUS"
1 RIL XXX Rakennusten energiatehokkuus/juhani Heljo RAKENNUSTEN ENERGIATEHOKKUUS Tässä luvussa tarkastellaan rakennusten energian kulutusta ja energiatehokkuutta. Energian kulutuksen laskentaa ei tässä kohdassa käsitellä. Tarkemmat tiedot ja kaavat energiankulutuksen eri osa-alueista löytyvät tämän käsikirjan muista kohdista ja erillisistä ohjeista ja oppaista, joita on luetteloitu tämän kohdan lopussa olevassa lähdeluettelossa. Energian kulutus lasketaan normaalisti jollakin laskentaohjelmalla. Laskentaohjelmien periaatteita on selostettu kohdassa 7.4. Esimerkkejä erikoistilojen tarkasteluista on esitetty kohdassa RAKENNUKSEN ENERGIATEHOKKUUDEN MÄÄRITTÄMINEN Yleistä Rakennuksissa energiaa tarvitaan pääasiassa rakennusten käyttäjistä riippuvien tarpeiden tyydyttämiseen. Energiatehokkuus muodostuu tasapainoilusta teknisten ominaisuuksien, kustannusten, sisäilmaston ja lämpöviihtyvyyden välillä. Energiatehokkuuden parantamisessa tärkeintä ei ole järjestelmien, osajärjestelmien ja komponenttien energiatehokkuuden parantaminen vaan energiaa vaativien tarpeiden tyydyttämisen tehokkuus (kuva 7.1). Käytännössä tehokkuuden parantaminen tapahtuu järjestelmämuutosten kautta. Esimerkkinä järjestelmätarkastelun ja tarvetarkastelun erosta voi esittää jäähdytyksen ja lämmityksen. Rakennukseen voidaan suunnitella erittäin energiatehokas lämmitysjärjestelmä ja erittäin energiatehokas jäähdytysjärjestelmä. Hyvin yleistä kuitenkin on, että samaakin tilaa lämmitetään ja jäähdytetään yhtä aikaa, jolloin haluttujen lämpöolosuhteiden tuottaminen ei ole kovin energiatehokasta. Tarkasteltavia energiaa vaativia tarpeita rakennusten energiatehokkuustarkastelussa ovat: Lämpöolosuhteet Sisäilma Lämmin käyttövesi Valaistus Muut (sähkölaitteet, kylmäsäilytys ym.) Koska energiatehokkuutta ei pysty helposti tarvekohtaisesta määrittämään, voidaan energiatehokkuutta tarkastella myös järjestelmittäin ja komponenteittain. Tavoitteena pitää kuitenkin lopulta olla tarvetason tarkastelu ja energiatehokkuuden tarkistus tällä tasolla. Rakennuksen energiatehokkuus kwh/m² Energiapalvelun tehokkuus Järjestelmän tehokkuus Osajärjestelmän tehokkuus Komponentin tehokkuus Vaippa Tilojen lämmitys Tuloilman lämmitys - luovutus - siirto - varastointi - tuotanto Sisäilma Ilmanvaihtojärjestelmä Jäähdytysjärjestelmä Tuloilman jäähdytys Lämmin käyttövesi Lämpöolosuhteet Lämmitysjärjestelmä Jäähdytys tiloissa - suodatus - kostutus lämmöneristeet, pumput, puhaltimet, Valaistus - kierto - varaaja Muut -toiminta -sisäinen liikenne -kylmäsäilytys -ym. - valaisimet - luonnosvalo - väritys lamput, Kuva 7.1. Energiatehokkuuden tarkastelutasot rakennuksen sisällä.tärkein taso on energiaa tarvitseva tarvetaso, jota tässä kuvassa kutsutaan energiapalvelutasoksi. Selkeissä rakennuksissa voidaan energiatehokkuutta tarkastella rakennustasolla.2 RIL XXX Luvun nimi/kirjoittaja Haluttujen lämpöolosuhteiden eli termisen viihtyvyyden aikaansaamisen energiatehokkuuteen vaikuttavat: vaipan lämpöominaisuudet (lämmöneristys, ilmatiiviys, massiivisuus ja auringon lämmön hyödyntäminen ikkunoiden ja seinän kautta) lämmitys (keskitetty lämmitys, tilojen lämmityslaitteet, tuloilman lämmitys) jäähdytys (tilakohtaiset jäähdytyslaitteet, tuloilman viilennys, lisäilmanvaihto) Lämpimän käyttöveden tuottamisen energiatehokkuuteen vaikuttavat: veden lämmitystapa ja sen hyötysuhde lämpimän käyttöveden kierron ja jakelun häviöt ja kiertovesipumpun sähkönkäyttö lämpimän käyttöveden varaajan häviöt Halutun sisäilman laadun tuottamisen energiatehokkuuteen vaikuttavat: ilman vaihto (ilmanvaihtolaitteet, vuotoilma, tuuletus) ilman puhdistus (tuloilman suodatus, tilakohtaiset suodatuslaitteet, rakennusmateriaalin ja rakentamisen puhtaus) ilman kostutus (tuloilman kostutus tai huonekohtainen kostutin) ilman kuivaus (lisäilmanvaihto, tilakohtaiset kuivaimet) Valaistuksen energiatehokkuuteen vaikuttavat: luonnonvalo (valo ikkunoista tai valokuiluista) keinovalo (valaisimet, lamput) valon heijastukset (pintojen valo-ominaisuudet) Energiatehokkuusindikaattorit Energiatehokkuusindikaattoreiden määrittämisperiaatteet Rakennusten energiatehokkuus määritetään yleisesti pelkistetyillä energiatehokkuusindikaattoreilla (ominaiskulutusluvuilla). Niissä on laskettu jonkin energiankulutusosuuden ja energiankulutustason kulutusta jotain rakennuksen laajuusyksikköä kohti. Käytännön ongelmana on, että aina indikaattoreista ei ilmene mistä energiakulutusosuudesta ja kulutustasosta on kyse ja mitä laajuusyksikköä kohti kulutus on laskettu (esim. kwh/m2). Energiankulutusosuuksia (kuva 7.2.) ovat: lämmitysenergia ilman lämmintä käyttövettä lämpimän käyttöveden lämmitys kiinteistösähkö (ilmanvaihto- ja lämmönjakojärjestelmien sähkölaitteet, ulkovalaistus, hissit tms.) huoneistosähkö (huoneistojen valaistus ja niiden käyttöön liittyvät sähkölaitteet) Energian kulutustasoja ovat: lämpöhäviöt (vaipan lämpöhäviöt, vaipan ilmavuodot, ilmanvaihdon jäteilman lämpö, jäteveden lämpö) hyötyenergia eli nettoenergia (hyödyksi saatu lämmitysenergia ja jäähdytysenergia sekä sähkö) ostettu energia (hankittu sähkö, kaukolämpö ja polttoaineet) ja omavaraisenergia (aurinkoenergia, tuulivoima, oma puupolttoaine) primäärienergia (sähkön, kaukolämmön ja polttoaineiden käytön vaikutus esim. koko Suomen energiatuotannossa laskettuna valittujen energiamuotokohtaisten kertoimien avulla) Energiatehokkuusindikaattoreissa käytettyjä laajuusyksiköitä ovat mm: rakennustilavuus bruttoala lämmitetty bruttoala lämmitetty nettoala Energiatehokkuusindikaattoreita voidaan laskea eri laajuusyksiköiden (m3, m2) lisäksi myös todellisia käyttäjiä kohti (kävijä, asukas) ja mitoitettuja käyttäjämääriä kohti (työpiste, oppilaspaikka ym.). Esimerkiksi uimahalleissa energiatehokkuutta tarkastellaan kävijää kohti. Työpaikoilla voidaan energiankulutusta laskea myös työntekijätuntia kohti. Rakennusten energiatehokkuustarkasteluissa voidaan tarkastella joko koko rakennusta tai osaa rakennuksesta. Asuinrakennuksen energiatehokkuutta tarkastellaan normaalisti koko rakennuksen tasolla. Palvelura-3 RIL XXX Rakennusten energiatehokkuus/juhani Heljo kennukset sisältävät usein niin erilaisia toimintoja, että niissä on aiheellista tarkastella toiminnallisia tilakokonaisuuksia erikseen. Toiminnallinen tilakokonaisuus tarkoittaa erillisiä tiloja, joiden ilmanvaihtoa voidaan ohjata erikseen ja joiden energiankäyttöä voidaan ainakin sähkönkäytön osalta mitata erikseen. Energiankulutuksen laskennassa toiminnallisia tilakokonaisuuksia kutsutaan laskentavyöhykkeiksi. Primäärienergia voidaan määritellä monella eri tavalla. Erot syntyvät siitä, miten lasketaan primäärienergia ydinvoiman, lämmön ja sähkön yhteistuotannon sekä sähkön viennin ja tuonnin osalta. Usein tarkastellaan erikseen kokonaisprimäärienergiaa ja uusiutumatonta osaa primäärienergiasta. Näitä laskentaperiaatteita on tarkasteltu kohdassa Kuva 7.2. Rakennusten energiankäytön eri tarkastelutasot ja kulutusosat. Eri yhteyksissä energiatehokkuusluvut lasketaan kulutuksen eri tasoilta ja eri kulutusosista, minkä takia eri energiatehokkuusluvut eivät ole vertailukelpoisia. Primäärienergiatarkasteluissa lämmitysenergia pitää lisäksi jakaa eri energiamuoto-osuuksiin. Käytössä olevia energiatehokkuusindikaattoreita Energiatehokkuusindikaattoreita tarvitaan rakennusten vertailuun ja energiatehokkuustavoitteiden asettamiseen. Vanhoissa ja uusissa rakennuksissa käytetään erilaisia indikaattoreita. Vanhojen kaukolämmitteisten asuinkerrostalojen kulutusseurannassa käytetään yleisesti lämpöindeksiä, jossa todellisen lämmitysenergian ja lämpimän käyttöveden paikallinen normeerattu vuosikulutus jaetaan rakennustilavuudella (kwh/m 3 ). Normeeraus on selostettu kohdassa 7.4 Lämpöindeksiä voidaan käyttää saman alueen eri rakennusten vertailuun tai saman rakennuksen eri vuosien vertailuun. Uusien rakennusten laskennallinen vaipan ja ilmanvaihdon energiatehokkuus määritetään laskemalla rakennuksille ominaislämpöhäviö (W/K). Tämä koko rakennuksen ominaislämpöhäviö jaetaan esim. lämmitetyllä nettoalalla, jolloin saadaan vertailukelpoinen rakennuksen kokoon suhteutettu ominaislämpöhäviö (W/K,m 2 ). Tämä ominaislämpöhäviö on rakennuksen energiatehokkuuden perusta. Ominaislämpöhäviöön sisältyvät lämpimien ja puolilämpimien tilojen vaipan, vuotoilman sekä ilmanvaihdon lämpöhäviöt. Ominaislämpöhäviön laskenta on esitetty kohdassa Hyötyenergia- eli nettoenergiatason vertailukelpoiset indikaattorit. Hyötyenergia eli nettoenergia tarkoittaa energiamäärää, joka tarvitaan tai saadaan lämmityslaitteista tilojen, ilmanvaihdon ja käyttöveden lämmittämiseen sekä sähkönkäyttöä kokonaisuudessaan tai osaa siitä. Tähän hyötyenergian määrään ei vaikuta millä lämpö tuotetaan eli esim. lämpöpumpuista ei ole hyötyä. Hyötyenergiamäärä jaetaan valitulla neliömäärällä sekä korjataan ja normeerataan vastaamaan valitun paikkakunnan normaalivuoden kulutustasoa. Esimerkiksi vuosien energiatodistusten energiatehokkuusluku (ET-luku, kwh/m 2 ) tarkoittaa normaalivuoden kulutusta Jyväskylässä jaettuna lämmitetyllä bruttoalalla. Normeeraus ja normaalivuosi on selostettu kohdassa 7.4.4 RIL XXX Luvun nimi/kirjoittaja Primäärienergiatason indikaattorit ovat myös vertailukelpoisia. Indikaattoria määritettäessä lasketaan ensin standardikäytöllä ja annetuilla säätiedoilla lämmitykseen, käyttöveteen ja sähkönkäyttöön ostettavat energiat energiamuodoittain. Tämän jälkeen ostetut energiat muutetaan primäärienergiaksi (kokonaisenergiaksi) primäärienergiakertoimilla. Esimerkiksi vuoden 2013 energiamääräyksissä (D3) saatu kokonaisenergian kulutus jaetaan lämmitetyllä nettoalalla ja saadaan E-luku (kwh E /m 2 ). E-luku kuvaa lähinnä uusiutumatonta primäärienergiaa laskettuna kaukolämmön yhteistuotannon osalta hyödynjakomenetelmällä (ks 7.7.2). E-luvusta muodostui vuonna 2013 Suomessa rakennusten energiatehokkuuden pääindikaattori. Siihen perustuu myös vuonna 2013 voimaan tullut uusittu energiatodistus. Se on myös yhtenä indikaattorina korjausrakentamisen energiamääräyksissä E-luku on energiamuotojen kertoimilla painotettu rakennuksen vuotuinen netto-ostoenergiankulutus rakennustyypin standardikäytöllä lämmitettyä nettoalaa kohden. Nettoostoenergian määrään vaikuttaa voimakkaasti, minkälaisia lämmityslaitteita käytetään ja tuotetaanko tontilla lämpöä aurinkokeräimillä tai sähköä aurinkopaneleilla. Energiamuotojen kertoimina ovat sähköllä 1,7, kaukolämmöllä 0,7, fossiilisilla polttoaineilla 1 ja uusiutuvilla polttoaineilla 0,5. Matalaenergiatalokriteereitä on useita. Matalaenergiarakentaminen on muodostunut yleistermiksi normaalia energiatehokkaammasta rakentamisesta. Lähes nollaenergiatalo (nzeb, near Zero Energy Building)) on tulevaisuuden tavoitetasona. EU on linjannut tavoitteet. Vuonna 2019 pitää kaikkien uusien julkisten rakennusten olla lähes nollaenergiataloja. Vuonna 2021 pitää kaikkien uusien rakennusten olla lähes nollaenergiataloja. Tavoitetasolle on useita määritelmiä (ks. kohta 7.8.2). Laatutason vaikutus Rakennuksen lämpöolosuhteiden, ilmanvaihdon, valaistuksen ja sähkölaitevarustuksen laatutaso vaikuttavat energian kulutukseen ja siten myös energiatehokkuuteen. Vanhoissa rakennuksissa laatutaso vaihtelee merkittävästi. Normaalisti vanhojen rakennusten korjausten yhteydessä laatutasoa nostetaan, mikä lisää energian kulutusta. Kun korjausten yhteydessä tehdään myös energian säästötoimenpiteitä, voi tuloksena olla, että todellinen sähkön kulutus kasvaa ja lämmön kulutus ei vähene niin paljon kuin säästötoimenpiteiden pitäisi kulutusta vähentää. Uusissa rakennuksissa laatutaso voidaan määrittää määräysten mukaisena minimitasona tai rakennuttaja voi vaatia vapaaehtoisten luokitusten mukaisia laatutasoja. Sisäilmaston osalta on tehty sisäilmastoluokitus (S1, S2, S3). Valaistuksen osalta valitaan eri tiloille ja pinnoille (esim. työpöytäpinnat tai liikuntatilojen lattiapinnat) tarvittavat valaistusvoimakkuudet. Sähkölaitteiden määrää lisäävät työnteon ja asumisen laatutason ja tehokkuuden nosto. Käyttöasteen vaikutus Käyttöasteen vaikutus energiankulutukseen näkyy voimakkaimmin palvelurakennuksissa. Palvelurakennuksissa käytön vaihtelut ovat suuria sekä vuorokausi- että viikkotasolla. Vuositasolla käyttöaste voi jäädä alle 30 prosentin. Suurimman osan ajasta palvelurakennukset ovat siten tyhjänä. Vaikka käyttöasteen nosto lisää yksittäisten rakennusten energiankulutusta, vähentää käyttöasteen nosto laajassa mitassa energiankulutusta ja kustannuksia koko rakennuskannassa, koska rakennuksia tarvitaan vähemmän. Tärkeänä tavoitteena onkin rakennusten käyttöasteen nosto. Palvelurakennusten energiatehokkuudesta saa paremman käsityksen, jos määrittää erikseen energiatehokkuuden tyhjänä olon ajalta (tyhjäkäyntiteho) ja käytön ajalta (kuva 7.3.). Näitä suhteuttamalla saadaan kokonaistehokkuus.5 RIL XXX Rakennusten energiatehokkuus/juhani Heljo Kuva 7.3. Periaatekuva palvelurakennusten energiankäytöstä vuorokausitasolla. Palvelurakennuksissa käyttöaste vaihtelee vuorokausi- ja viikkotasolla runsaasti. Palvelurakennusten energiatehokkuutta pitää tarkastella erikseen tyhjänä oloaikana (tyhjäkäyntiteho) ja käyttöaikana. Tämä on palvelurakennuksissa välttämätöntä, koska järjestelmät toimivat tyhjänäoloaikana ja käytön aikana eri tavalla. Energiatehokkuuskin on siten erilainen. Tarvitaan useita energiatehokkuusindikaattoreita Rakennuksen energiatehokkuutta ei pysty kuvaamaan riittävästi yhdellä indikaattorilla. Indikaattoreita tarvitaan useita. Esimerkiksi tarvitaan standardikäytöllä laskettu laskennallinen vertailukelpoinen indikaattori (esim. E-luku), todelliseen kulutukseen perustuva indikaattori (esim. lämpöindeksi) sekä käyttöä kohti laskettu indikaattori (esim. energian kulutus asukasta kohti). Joissain indikaattoreissa lämmin käyttövesi on mukana ja joissain ei. Selkeintä olisi, jos se käsiteltäisiin aina erikseen, koska lämpimän käyttöveden käyttö riippuu käyttäjämäärästä ja kulutustottumuksista. Lämmin käyttövesi tullaan myös entistä enemmän tuottamaan eri tavalla kuin muu lämmitys (esim. aurinkokeräimillä). Vertailukelpoisia ja hyödyllisiä energiatehokkuustasoja ovat lämpöhäviötaso, hyötyenergiataso sekä primäärienergiataso. Lämpöhäviötaso kuvaa vaippaa ja ilmanvaihtoa. Hyötyenergiamäärä tarvitaan lämmitysjärjestelmiä käsittelevissä laskelmissa. Primäärienergia kuvaa energiankäytön kokonaisvaikutusta yhteiskunnassa. Ostoenergian määrä ei kerro suoraan energiatehokkuutta, mutta se on hyödyllisin tieto kiinteistön omistajalle, koska sen perusteella voi laskea energiakustannukset. Kirjallisuutta kohtaan 7.1 /1/ Heljo, J., Rakennusten energiatehokkuusindikaattoreiden kehittämisen perusperiaatteet. Rakennusten energiatehokkuuden laskenta projektin (RET) osaraportti. Tampereen teknillinen yliopisto. Rakentamistalouden laitos. Tampere s. /2/ Sisäilmastoluokitus Sisäilmayhdistys. /3/ Keto, M Energiamuotojen kerroin. Yleiset perusteet ja toteutuneen sähkön- ja lämmöntuotannon kertoimet Raportti ympäristöministeriölle. [WWW]. Saatavissa: /4/ Matalaenergiarakentaminen. Asuinrakennukset. RIL Suomen Rakennusinsinöörien liitto. Saarijärvi s. /5/ Matalaenergiarakentaminen. Toimitilat. RIL Suomen Rakennusinsinöörien liitto. Saarijärvi s. /6/ Suomen rakentamismääräyskokoelma. Ympäristöministeriö. /7/ Principles for nearly zero-energy buildings. Paving the way for effective implementation of policy requirements. Buildings Performance Institute Europe (BPIE) s.6 RIL XXX Luvun nimi/kirjoittaja 7.2 RAKENNUSTEN ENERGIA- JA LÄMPÖVIRRAT Rakennuksissa tapahtuvat energiavirrat muodostavat mutkikkaan kokonaisuuden. Uusissa rakennuksissa lämpöhäviöitä on pienennetty oleellisesti ja siksi auringon lämmön ja sisäisten lämpökuormien suhteellinen merkitys näiden rakennusten lämmityksessä on korostunut (kuva 7.4). Kuva 7.4. Esimerkkikuvaus energian tarpeen laskennasta lähtien liikkeelle rakennuksen lämpöhäviöistä. Rakennuksen hyvän energiatehokkuuden perustan muodostavat pienet lämpöhäviöt. Rakennuksen sisällä osajärjestelmistä tulee lämpöhäviöitä, joista osa saadaan hyödyksi lämmityksestä ja osa menee hukkaan. Kesäaikana rakennuksen sisäisistä lämpöhäviöistä on vain haittaa, koska ne lisäävät jäähdytystarvetta. /1/. Energiavirtatarkastelut ovat selkeitä kun tarkastellaan energiavirtoja rakennuksen sisälle ja rakennuksesta ulos. Lämmitysjärjestelmäkohtaisissa ja energiamuotokohtaisissa tarkasteluissa rakennuksen sisällä tulee mutkikkuutta lisää ja laskelmien virhemahdollisuudet ja virhetulkintamahdollisuudet kasvavat. Mutkikkuutta aiheuttavat lämpökuormien käsittelyt. Huonetilojen lämmön tarpeesta suuri osa tulee muualta kuin varsinaisen lämmityksen lämmönjakolaitteista. Näitä lämpökuormia tulee auringosta, sähkölaitteista, ihmisistä, lämmönkehityslaitteiden lämpöhäviöistä, mukavuuslattialämmityksistä, saunoista, lämpimästä käyttövedestä, lämpimän käyttöveden kiertojohdosta, lämpimän käyttöveden varaajasta ja lämmönsiirtoputkista. Suuri osa näistä lämpöhäviöistä saadaan hyödyksi lämmityksessä, mutta lämmityskauden ulkopuolella suurin osa menee hukkaan. Passiivitalot lämmitetään pääasiassa näillä lämpökuormilla. Vuosien 2012 ja 2013 rakentamisen energiamääräysten ja energiatodistusten laskentaohjeissa on annettu ohjearvoja näille lämpöhäviöille ja arvoja niiden hyödyntämisasteelle Lämpökuormien merkitys Passiivitaloissa ja muissakin energiatehokkaissa taloissa on erittäin tärkeätä välttää turhia lämpökuormia, koska ne vaikeuttavat lämpötilojen hallintaa ja ne lisäävät jäähdytystarvetta. Vanhoissa huonosti lämmöneristetyissä taloissa ei ollut kovin tärkeätä välttää lämpökuormia, koska suurin osa saatiin lämmityksessä hyödyksi. Esimerkiksi ikkunoiden osalta suunnitteluperiaate muuttuu passiivitaloissa. Passiivitaloissa ei enää ole kovin tärkeää, kuinka paljon aurinkoenergiaa saadaan ikkunoiden kautta hyödyksi. Tämä johtuu siitä, että passiivitaloissa ei lämmityskauden lyhyyden takia tarvita lämmitysenergiaa silloin kun auringosta on saatavissa passiivisesti ikkunoiden kautta energiaa. Päinvastoin passiivisesta aurinkoenergiasta voi olla haittaa, koska se lisää jäähdytystarvetta. Lämmitysenergian tarpeen vähentyessä muodostuu rakennuksen sisälle enemmän ylimääräistä lämpökuormaa, joka täytyy tuulettaa ulos tai jäähdyttää koneellisesti (kuva 7.5.).7 RIL XXX Rakennusten energiatehokkuus/juhani Heljo Kuva 7.5. Periaatekuvat lämmitysenergian tarpeesta ja lämpökuormista vuositasolla Hyvin lämmöneristetyssä talossa lämmityskausi on lyhyt ja kesäaikainen viilennystarve suuri. Vanhoissa rakennuksissa lämmityskausi on tyypillisesti lähes 9 kuukautta. Passiivitaloissa lämmityskausi voi olla vain 3 kuukautta. Lämmityskauden lyhentyessä mm. vaipan lisäeristyksellä aikaansaadut säästöt vähenevät. Tämä on yksi syy, miksi esim. vaipan lisäeristyksen kannattavuus huononee lisättäessä eristyspaksuutta. Kirjallisuutta kohtaa 7.2 /1/ Kalema, T., Taivalantti, K., Keränen, H., Teikari, M., Luhanka, J., Ripatti, T., Saarela, T. Rakennusten lämmöntarpeen laskentaohje. Rakennusteollisuuden Kustannus RTK Oy. Jyväskylä s. /2/ Abel, E., Elmroth, A. Byggnaden som system. Forskningsrådet Formas s. /3/ Lappalainen, M (toim.). Energiakäsikirja. Suomen Arkkitehtiliitto. Rakennuskirja. Helsinki8 RIL XXX Luvun nimi/kirjoittaja 7.3 RAKENTEIDEN JA JÄRJESTELMIEN VAIKUTUS ENERGIANKULUTUK- SEEN Ulkoilman lämpöolosuhteet ja pienilmasto Rakennuksen lämmönkulutus riippuu paitsi maantieteellisestä myös paikallisesta sijainnista. Paikallisia lämmönkulutukseen vaikuttavia tekijöitä ovat pienilmastolliset lämpötilaerot, tuulennopeudet ja suunnat sekä rakennuksen aurinkoenergian saanti. Yhteensä nämä tekijät voivat aiheuttaa epäedullisessa tilanteissa jopa kymmenien prosenttien lisäyksen rakennuksen lämmönkulutuksessa ihannetilanteeseen verrattuna. Karkeissa energiankulutuslaskelmissa otetaan huomion vain ulkolämpötila lämmitystarveluvun avulla (ks. kohta 7.4). Tarkemmissa laskelmissa otetaan huomioon myös auringon paiste, josta merkittävin vaikutusosa on ikkunoista sisään tuleva auringon energia. Paikallisolosuhteet voidaan ottaa huomioon tuulen nopeudessa ja viereisten rakennusten vaikutus auringon säteilyyn on myöskin otettavissa huomioon. Tuulinen paikka lisää vuotoilmanvaihtoa. Uusissa ilmatiiviissä rakennuksissa tuulisuuden vaikutus lämmitysenergian kulutukseen on vähäinen, mutta vanhoissa rakennuksissa vaikutus voi olla kymmenenkin prosenttia. Esimerkiksi vanhoissa kerrostaloissa nurkkahuoneet saattavat tuulisella ilmalla jäähtyä liian viileiksi. Ilmatiiviyden vaikutusten laskentaohjeissa otetaan rakennuksen korkeus huomioon. Kaupunkien keskustoissa ulkolämpötila saattaa olla useitakin asteita korkeampi kuin kaupungin ulkopuolella. Korkeilla paikoilla ja painanteissa voi kovalla pakkasella olla keskimääräistä kylmempää Sisäilman lämpöolosuhteet Sisälämpötilan muutos yhdellä asteella vaikuttaa tilojen ja ilmanvaihdon lämmitysenergian kulutuksen noin 5 %. Karkeasti muutoksen voi arvioida keskimääräisestä sisä- ja ulkolämpötilan erosta. Lämmityskaudella ulkolämpötila on noin nolla astetta. Jos oletetaan sisälämpötilaksi 20 astetta, aiheuttaa yhden asteen lämpötilamuutos 1/20 eli 5 %:n muutoksen. Sisälämpötila pyritään pitämään lämmityskaudella mahdollisimman alhaisena siten, että lämpöviihtyvyys ei alene liikaa. Lämpöviihtyvyyteen vaikuttavat voimakkaimmin ympärillä olevien pintojen lämpösäteily, sisäilman lämpötila, ilman liike ja liikkuvan ilman nopeus ja lämpötila. Lisäeristämällä rakennuksen vaippaa nostetaan sisäpintojen lämpötilaa, jolloin sisäilman lämpötilaa voidaan vähän laskea lämpöviihtyvyyden huonontumatta. Tästä syystä erityisesti vanhojen ikkunoiden vaihtaminen uusiin ikkunoihin vähentää usein energian kulutusta enemmän kuin mitä ikkunoiden energiatehokkuuden parantuminen aiheuttaa. Samoin ilmavirtauksista aiheutuvia vetohaittoja vähentämällä voidaan sisälämpötilaa alentaa. Lämpöviihtyvyyttä voi arvioida karkeasti operatiivisen lämpötilan avulla (kuva 7.6.).9 RIL XXX Rakennusten energiatehokkuus/juhani Heljo Kuva Operatiivinen lämpötila. Operatiivin lämpötila lasketaan laskemalla ensin huoneen pintojen t p keskilämpötila. Sen jälkeen lasketaan saadun keskimääräisen pintalämpötilan ja sisäilman lämpötilan t i keskiarvo. Kuvan esimerkissä kaikissa kolmessa tapauksessa operatiivinen lämpötila t o on sama. Suunnatussa operatiivisessa lämpötilassa on kuitenkin oleellisia eroja. Käytännössä pitää tarkastella myös suunnattua operatiivista lämpötilaa, jossa operatiivista lämpötilaa tarkastellaan vain jonkin pisteen toiselta puolelta siten, että pintalämpötilojen keskiarvo lasketaan pintojen näkyvyyskertoimien mukaan. Suunnattua operatiivista lämpötilaa voi käyttää esimerkiksi, jos arvioi, mikä on lämpöviihtyvyys lähellä ikkunaa. Ikkunan parempi U-arvo nostaa sisäpinnan lämpötilaa ja sen ansiosta sisälämpötilaa voi hieman laskea lämpöviihtyvyyden kärsimättä. Lämpöviihtyvyyttä huonontaa veto, joka voi olla joko säteilyvetoa tai kylmän ilman virtausta. Säteilyvetoa syntyy esim. kylmistä ikkunapinnoista. Kylmän ilman virtauksen aiheuttamaa vetoa syntyy esim. jos koneellisen ilmanvaihdon tuloilman lämpötila on liian alhainen tai seinässä olevasta korvausilmaventtiilistä ilma virtaa suoraan oleskelualueelle tai ikkunatiivisteet vuotavat. Suunnittelun tavoitteena pitää olla, että vetohaitat minimoidaan, koska vain siten on mahdollista alentaa sisälämpötiloja. Jos kylmiä pintoja ei voi välttää, voi kylmien pintojen vetohaitat kompensoida samassa suunnassa olevalla lämpimällä pinnalla. Näin toimii esim. ikkunan alle asennettu lämmityspatteri. Ilmanvaihdon tuloilman lämpötila pyritään pitämään viileämpänä kuin sisäilma, jotta ilma laskeutuisi kunnolla oleskelualueelle ja jotta lämmityksen säätö huoneissa tapahtuisi varsinaisella lämmitysjärjestelmällä eikä ilmanvaihdon tuloilmalla. Tuloilman viileää ilmasuihkua ei saa ohjata suoraan oleskelualueella. Ilmavirtauksen nopeuden pitäisi mielellään pudota noin 0,1 m/s nopeuteen ennen oleskelualuetta. Veto-ongelmia syntyy, jos esim. valaisin tai kattopalkki kääntää tuloilmavirran liian aikaisin alas oleskelualueelle Vaipparakenteet Rakennuksen vaipan osalta energiatehokkuuden tarkastelu on painottunut rakennusosakohtaisesta U- arvojen tarkastelusta koko vaipan käsittävään ominaislämpöhäviön tarkasteluun. Esimerkkinä on kuvassa 7.7. esitetty vuoden 2010 rakentamismääräysten tasauslaskimen esimerkkilaskelma pientalosta. Vaipan ominaislämpöhäviö on 88,7 W/K. Esimerkkipientalon kerrostasoalaneliömetriä kohti ominaislämpöhäviö on 0,54 W/K. Vanhoissa rakennuksissa vastaava ominaislämpöhäviö voi olla lähellä yhtä. Ominaislämpöhäviötä neliömetriä kohti on ryhdytty käyttämään yhtenä rakennuksen energiatehokkuutta osoittavana indikaattorina. Tasauslaskelmat pitää tehdä käytännössä kaikkiin uudisrakennuksiin rakennuslupaa haettaessa. Myös korjaustoiminnassa olisi hyödyllistä tehdä ennen korjauksia esim. kuntoarvion yhteydessä tasauslaskelman mukainen laskelma lämpöhäviöistä. Laskelma laitetaan huoltokirjan liitteeksi. Laskelma on hyödyllinen mm. kuntoarvion, energiakatselmuksen ja energiatodistuksen tekijälle.10 RIL XXX Luvun nimi/kirjoittaja Kuva 7.7. Esimerkki vaipan ominaislämpöhäviön laskennasta pientalossa. Esimerkki on otettu vuoden 2010 rakentamismääräysten tasauslaskimesta. Ominaislämpöhäviön avulla on helppo laskea lämpöhäviötehoja eri ulkolämpötiloilla. Esimerkiksi ulkolämpötilalla 20 C esimerkkitalon vaipan lämpöhäviöteho on noin 40 K * 88,7 W/K = 3500 W. Todellisuudessa lämpöhäviöteho ei ihan tätä arvoa vastaa, koska maanvaraisen alapohjan alla olevan maan lämpötila ei talon keskialueella reagoi kovin nopeasti ulkoilman lämpötilavaihteluihin. Ominaislämpöhäviön avulla voi myös karkeasti arvioida energiankulutusjakaumaa vanhoissa rakennuksissa kertomalla ominaislämpöhäviö lämmitystarveluvulla. Esimerkiksi kuvan 7.7 esimerkkirakennuksessa kuluisi Tampereella energiaa vuodessa ulkoseinien läpi 4502 Kd * 19,2 W/K * 24 h/d = n kwh. Massiivisuus U-arvojen määrittämistä on tarkasteltu kohdassa xxx. U-arvojen lisäksi vaipan energiatehokkuuteen vaikuttaa vaipan ja muidenkin rakenteiden massiivisuus. Massiivisuus vaikuttaa kolmella tavalla: 1. Massiivinen seinän ulko-osa sitoo auringon lämpöä auringon paistaessa ja ulkopinta pysyy kauan lämpimänä auringon paisteen loputtuakin vähentäen lämpövirtaa sisältä ulos. Vaikutus sisällä näkyy kuitenkin viiveellä. 2. Seinän massiivinen rakenne lisää viivettä lämmön siirtymisessä ulkopinnalta sisälle. Optimaalisin tilanne viiveen osalta syntyy kun illalla auringon lämmittämä seinän ulkopinnan lämpö vaikuttaa sisällä vasta yöllä ulkoilman kylmettyä ja yöllä jäähtynyt ulkopinta vaikuttaa vasta päivällä auringon paistaessa. 3. Seinän sisäpinnan massiivisuus ja muutkin sisällä olevat massiiviset rakenteet kuten betoniset alapohjat ja välipohjat sitovat päivällä ikkunoista sisälle tulevaa auringon lämpöä ja luovuttavat sitä takaisin sisälämpötilan laskiessa yöllä. Talvella ilmiö vähentää lämmitysenergian kulutusta ja kesällä vähenee jäähdytystarve suhteellisesti vieläkin enemmän. Lämmitysenergian säästövaikutus riippuu sisälämpötilan säädöstä ja tuuletuskäyttäytymisestä. Suurin vaikutus syntyy, jos annetaan sisälämpötilan nousta päivällä yli tavoitelämpötilan ja annetaan laskea yöllä alle tavoitelämpötilan. Merkittävin vaikutus on sisäpuolen massalla. Auringon paistaessa tulee ikkunasta useimmiten niin paljon lämpöä sisälle, että lämmitystarvetta ei enää synny. Tällöin ulkopinnan lämpenemisestä ei enää ole paljon hyötyä. Massiivisuuden vaikutuksesta on tehty useita arvioita. Vaikutusten suuruusluokka on noin 5% lämmitysenergian kulutuksesta. Vaikutus riippuu kuitenkin voimakkaasti säätöjärjestelmästä ja tuuletustottumuksista Ilmanvaihto ja vaipan ilmatiiviys11 RIL XXX Rakennusten energiatehokkuus/juhani Heljo Ilmanvaihdon energiankulutukseen vaikuttavat ilmamäärät, ilmanvaihdon lämmöntalteenoton tehokkuus sekä ilmanvaihtojärjestelmän sähkönkäyttö. Ilmavirrat Ilmanvaihtolaitteet mitoitetaan rakentamismääräysten ilmanvaihtomääräysten mukaan (D2). Määräyksissä on tilakohtaisesti määritetty vähimmäisilmamäärät ensisijassa henkilöperusteen mukaan ja toissijaisesti neliöperusteisesti. Asuinrakennuksissa pitää ilman vaihtua keskimäärin vähintään 0,5 kertaa tunnissa. Uusissa taloissa pienissä asunnoissa ilmanvaihto muodostuu suuremmaksi johtuen keittiön, WC:n ja pesutilojen poistoventtiilien ilmavirtavaatimuksista. Palvelurakennuksissa käytön aikaiset ilmamäärät ovat huomattavasti suurempia kuin asuinrakennuksissa. Ilmanvaihdon tarve aiheutuu mm. rakennusmateriaalien, kalusteiden, laitteiden ja tilojen käyttäjien aiheuttamista ilmaa pilaavista päästöistä. Ilmanvaihdon tarve ja ilmanvaihtolaitteiden kyky vaihtaa ilmaa vaihtelee huomattavasti eri rakennuksissa. Käytännössä ilmanvaihtomääriä ei kovin hyvin tiedetä ja ilmanvaihdon säätö ja ohjaus on usein sattumanvaraista. Tarpeenmukainen ilmanvaihto Tarpeenmukaisen ilmanvaihdon ohjauksen avulla saadaan ilmanvaihtomääriä ja siten myös energian kulutusta vähennettyä. Ohjauksella on suuri vaikutus varsinkin palvelurakennuksissa. Tarpeenmukaista ohjausta voidaan toteuttaa kellokytkimillä, porrasvalokytkimillä, läsnäoloantureilla ja hiilidioksidiohjauksella. Hiilidioksidiohjaus on yleistymässä ja hiilidioksidipitoisuuden seurannan avulla voidaan toteuttaa tarpeenmukainen ilmanvaihto tuhlaamatta energiaa varsinkin tiloissa, joissa on suuri vaihteleva käyttäjämäärä. Käyttöajan ulkopuolinen ilmanvaihto Muun kuin asuinrakennuksen ilmanvaihto toteutetaan siten, että käyttöajan ulkopuolella ilmaa vaihdetaan osateholla. Tämä määräys tuli vuoden 2003 rakentamismääräyksiin. Sitä ennen ilmanvaihto pysäytettiin yleisesti yöaikana. Vuoden 2003 määräyksistä poistui myös mahdollisuus puolittaa ilmavirrat kovilla pakkasilla. Nämä käytännöt lisäsivät palvelurakennusten energiankulutusta. Käyttöajan ulkopuolisen ilmanvaihdon energiankulutus (tuhlaus) on huomattava, jos se toteutetaan erillispoistoilla, joissa ei ole ilmanvaihdon lämmöntalteenottoa. Syrjäytysilmanvaihto Ilmanvaihdon tehokkuutta voidaan parantaa ja energiankulutusta vähentää joissakin tiloissa syrjäytysilmanvaihdon avulla. Tällöin tuloilmaa puhalletaan laajoilta pinnoilta hiljaisella nopeudella huonelämpötilaa hieman viileämpänä huoneen lattiatasolle. Tällöin synty mäntävaikutus eli puhdas tuloilma työntää likaisen ilman pois. Normaalisti tuloilma puhalletaan ylhäältä suurella nopeudella, jolloin se sekoittuu sisällä olevaan likaisempaan ilmaan. Tällöin tarvitaan suurempi ilmamäärä kuin syrjäytysilmanvaihdossa. Syrjäytysilmanvaihdossa syntyy kuitenkin helpommin veto-ongelmia, koska huonelämpötilaa viileämpää ilmaa puhalletaan melko suoraan oleskelualueelle. Siksi sitä ei käytetä kovin yleisesti. Vanhojen rakennusten ilmanvaihto Vanhoissa rakennuksissa sisäilmaa vaihdetaan vielä usein painovoimaisella ilmanvaihdolla tai koneellisella poistoilmanvaihdolla. Korvausilma tulee vuotoilmana epätiiviyskohdista ja mahdollisista korvausilmaventtiileistä. Näissä rakennuksissa vuotoilma on osa ilmanvaihtoa. Vanhoissa asuinrakennuksissa todelliset ilmanvaihtomäärät ovat yleisesti alemmat kuin uusissa rakennuksissa. Tämän takia perusparannuskohteissa ei aina saavuteta laskennallisia energiansäästöjä, koska perusparannuksessa toteutettu ilmavirtojen lisäys syö osan säästöistä. Vuotoilmanvaihto Vuotoilmanvaihdon määrä voi vaihdella arvosta 0,02 arvoon 0,2 1/h eli vuotoilman osuus kokonaisilmanvaihdosta voi olla suuri asuinrakennuksissa, joissa ilmanvaihtomäärän minimitasona on 0,5 1/h. Kuvan 7.8. esimerkissä ilmavuotojen ominaislämpöhäviö on 30% varsinaisen ilmanvaihdon ominaislämpöhäviöstä. Tapauksesta riippuen vuotoilma voi olla osa ilmanvaihtoa (vanhat rakennukset) tai se voi olla ylimääräistä energiaa tuhlaavaa ilmanvaihtoa (uudet rakennukset). Vuotoilmanvaihdon määrään vaikuttaa rakennuksen sijainti ja korkeus sekä vuotokohtien sijainti. Vuotoilmaa on käsitelty tarkemmin kohdassa xxx ja sen mittausta kohdassa xxx.12 RIL XXX Luvun nimi/kirjoittaja Koneellisessa sisäänpuhallus- ja poistoilmanvaihdossa pitää talon olla ilmatiivis. Muuten ilmanvaihtokone pidetään pienemmällä teholla ja vuotoilma hoitaa osan ilmanvaihdosta. Tällöin pienempi osa ilmanvaihdosta kulkee ilmanvaihdon lämmöntalteenoton kautta ja energiatehokkuus on huonompi. Vuotoilma ei aina lisää kokonaisuudessaan ilmanvaihdon määrää, koska varsinkin vanhemmissa omakotitaloissa on laskettu vuotoilman hoitavan osan ilmanvaihdosta. Kuva 7.8. Esimerkki vaipan vuotoilman ja ilmanvaihdon ominaislämpöhäviön laskennasta pientalossa. Esimerkki on otettu vuoden 2010 rakentamismääräysten tasauslaskimesta. Todellinen vuotoilmamäärä arvioitiin jakamalla n 50 luku 25:llä. Ilmanvaihdon lämmöntalteenotto Rakennuksen ilmanvaihdon lämmöntalteenoton vuosihyötysuhdetta laskettaessa mukana tarkastelussa ovat pääilmanvaihtolaitteiden poistoilman lisäksi erillispoistot (esim. WC-tiloista) sekä korvausilmanvaihto, joka muodostuu poistoilmamäärien ja tuloilmamäärien erosta. Rakennuksen koko ilmanvaihdon vuosihyötysuhde on siten usein huonompi kuin ilmanvaihtokonekohtaiset hyötysuhteet. Rakennuksen Ilmanvaihdon lämmöntalteenoton vuosihyötysuhteena voi ilman tarkempaa tarkastelua käyttää 30-45%. Ilmanvaihtokonekohtaisesti ristivirtalevylämmönsiirtimellä voi käyttää 55% lämpötilahyötysuhdetta.. Vastavirtalevylämmönsiirtimellä 70% lämpötilahyötysuhdetta ja pyörivällä regeneratiivisella lämmönsiirtimellä 75 % lämpötilahyötysuhdetta. Parhaissa laitteissa lämpötilahyötysuhde voi olla noin 5 % parempi. Hyötysuhteen parantamista rajoittaa kennon jäätyminen. Jäätymisenesto on toteutettu perusratkaisussa siten, että tuloilmapuhallin pysäytetään kennon jäätyessä kunnes kenno on taas sulanut. Kovilla pakkasilla tuloilmanvaihtopuhallin on lähes koko ajan pois päältä ja sisällä on alipaine, joka mm. aiheuttaa omakotitaloissa takan käytölle ongelmia. Jäätymisenesto voidaan toteuttaa myös tuloilman esilämmityksellä, mikä lisää hieman sähkön kulutusta. Kiertoilman käyttöä voidaan myös käyttää esilämmitykseen. Kylmillä ilmoilla tuloilmaa pitää lämmöntalteenottokennon jälkeen jälkilämmittää, jotta sitä ei puhallettaisi liian kylmänä huonetiloihin. Perusarvo tuloilman lämpötilalle on 18 astetta. Jälkilämmitys hoidetaan usein sähköllä.13 RIL XXX Rakennusten energiatehokkuus/juhani Heljo Kuva 7.9. Pyörivä lämmöntalteenottokenno ja ristivirtakenno. Vastavirtakenno on samanlainen kuin ristivirtakenno, mutta muodoltaan pitkulainen. Pyörivä ilmanvaihtokenno palauttaa kosteutta takaisin sisälle, mikä voi olla haitallista syksyllä kosteilla ilmoilla, mutta hyödyllistä kovilla pakkasilla. Se palauttaa myös hieman hajuja ja epäpuhtauksia takaisin sisälle, joten sitä ei voi käyttää asuinrakennusten keskitetyissä ilmanvaihtoratkaisuissa. Palvelurakennuksissa voi erillisten WC-tilojen poistoilma mennä suoraan ulos ilman lämmöntalteenottoa. Nämä WC poistot saattavat olla päällä jatkuvasti, jolloin niiden energiankulutuksella on merkitystä. Ilmanvaihdon lämmöntalteenotto voidaan toteuttaa myös poistoilmalämpöpumpulla. Tällöin esim. asuinkerrostalon katolle asennetaan poistoilmalämpöpumppu, joka pumppaa poistoilman lämpöä esim. käyttöveden lämmittämiseen. Tällaisia laitteita asennettiin jonkin verran energiakriisien jälkeen, mutta ne todettiin kannattamattomiksi kaukolämmitetyissä taloissa. Hyöty hupeni siihen, että lämpöpumpun käyttämä sähkö oli huomattavasti kalliimpaa kuin kaukolämpö. Nyt ne ovat tulossa uudestaan käyttöön mm parantuneen tehokkuuden ja kaukolämmön hinnannousun takia. Ilmanvaihdon sähkönkulutus Ilmanvaihtojärjestelmissä sähköä kuluu puhaltimissa, pyörivän lämmöntalteenottokennon pyörittämiseen, tuloilman jälkilämmitykseen (jos toteutettu sähkövastuksella) ja joissakin laitteissa tuloilman esilämmitykseen jäätymiseneston takia. Ilmanvaihtojärjestelmän sähkönkulusta arvioidaan ominaissähkötehon eli SFP-luvun (Specific Fan Power) avulla. Luku kuvaa ilmanvaihtojärjestelmän sähkötehokkuutta. SFP-luku antaa lukuarvon, miten paljon sähkötehoa rakennuksen ilmanvaihto tarvitsee yhden ilmakuution siirtämiseen sekunnissa. Oikealla suunnittelulla ja laitevalinnoilla voidaan vaikuttaa rakennuksen ja sen ilmankäsittelyjärjestelmien sähkönkulutukseen. Koneellisen tulo- ja poistoilmajärjestelmän SFP-luku saa olla yleensä enintään 2,0 kw/(m 3 /s) ja koneellisessa poistoilmajärjestelmässä enintään 1,0. Ilmanvaihtopuhaltimien sähkönkulutus voi siis esim. ilmanvaihtoremontin yhteydessä yli kaksinkertaistua. Kuvan 7.8. pientaloesimerkissä ilmavirta on 0,053 m3/s. Sähkötehoksi esimerkissä tulee 2,0 SFP luvulla 110 W ja sähkönkulutukseksi vuodessa lähes 1000 kwh. Vaatimus sähkötehokkuudelle asetettiin siksi, että rakentajat pyrkivät valitsemaan mahdollisimman pienet ilmanvaihtolaitteet ja pienemmät ilmanvaihtokanavat kustannussäästöjen takia. Tällöin kuitenkin ilmavirtauksen vastukset kasvoivat ja tarvittiin tehokkaammat ja enemmän sähkö käyttävät puhaltimet siirtämään sama ilmamäärä. Ilmanvaihdon lämmöntalteenotto korjaustoiminnassa Jos vanhaan rakennukseen rakennetaan ilmanvaihdon koneellinen sisäänpuhallus- ja poistoilmajärjestelmä, pitää vaippa tiivistää. Muuten kokonaisilmanvaihto (koneellinen + vuoto) muodostuu turhan suureksi ja vain osa ilmanvaihdosta kulkee lämmöntalteenoton läpi. Ilmanvaihtoremontissa ilmamäärät yleensä kasvavat jonkin verran ja sähkönkulutus kasvaa myös. Tuloksena saadaan entistä selvästi parempi sisäilma. Korjaustoiminnassa olisi asuinkerrostaloissa usein helpointa rakentaa asuntokohtaiset ilmanvaihtolaitteet, jos poistoilman puhaltaminen ulos sallittaisiin asunnon seinästä. Luvan saaminen vaihtelee rakennuksittain ja paikkakunnittain. Ongelmana on, että poistoilma ei saisi kulkeutua muiden asuntojen tuloilmaan. Tehtäessä keskitetty koneellinen sisäänpuhallus- ja poistoilmanvaihto, pitää kerrostalossa parantaa myös sisäistä tiiviyttä. Muuten voi tulla ongelmia painesuhteiden kanssa ylimmissä kerroksissa kun sisä- ja ulkolämpötilaerosta johtuva voima aiheuttaa ilmavirtauksen rakennuksen sisällä alakerroksista ylimpiin kerroksiin Lämmitysjärjestelmä Uusien rakennusten energiataloudellinen suunnittelu on painottunut entistä enemmän lämmityslaitepuolelle, koska lämmityslaitteista riippuvat eri energiamuotojen käyttö ja siten myös pitkälti ympäristövaikutukset.14 RIL XXX Luvun nimi/kirjoittaja Lämmitysjärjestelmän valinnassa ratkaisevia ovat paikka ja talon koko. Kaukolämpöalueilla lähes kaikki suuret rakennukset ovat liittyneet ja liittyvät kaukolämpöön. Pienissä rakennuksissa on runsaasti erilaisia vaihtoehtoja. Maalämmön suosio on kasvanut voimakkaasti sekä uusissa pientaloissa että vanhojen pientalojen korjauksissa. Lämmitysjärjestelmä on monimutkainen kokonaisuus, jossa on kymmeniä valintatilanteita, jotka vaikuttavat viihtyvyyteen, energiankulutukseen ja käytettävyyteen (kuva 7.10). Kuva Lämmitysjärjestelmä pitää suunnitella tilakohtaisesti ja lämmitysjärjestelmän osittain siten, että syntyy toimiva kokonaisuus. Lämmitysjärjestelmässä on kymmeniä suunnittelu- ja päätöskohdetta, jotka vaikuttavat viihtyvyyteen, toimivuuteen, säädettävyyteen, energiankulutukseen, kustannuksiin jne. Viilennys ja jäähdytys voidaan tarkastella vastaavalla hieman yksinkertaisemmalla taulukolla erikseen. Ensisijaisia lämmönkehityslaitteita ovat: Kaukolämmön lämmönvaihdin, öljy tai maa-kaasulämmityskattila, puu, puupelletti- tai turvelämmityskattila, sähkökattila, lämmitysuunit vanhoissa rakennuksissa, sähkölämmitysvastukset (varaajassa, lämmityspattereissa, lattiassa tai katossa lämmityskelmuissa), maalämpöpumppu, poistoilmalämpöpumppu ja ilma-vesi lämpöpumppu. Lämmönkehityslaitteiden energiatehokkuus muodostuu muuntohyötysuhteesta, jolla muunnetaan energia lämmöksi, laitteen lämpöhäviöistä ja laitteen sähköntarpeesta. Esimerkiksi omakotitalon öljykattilassa öljyn energiasisällöstä saadaan normaalissa kattilassa talteen noin 92 %. Läpivirtaus- ja savukaasuhäviöitä syntyy noin 8 %. Lämpöhäviöitä muodostuu kattilasta useita satoja watteja eli vuodessa voi lämpöhäviöenergiaa15 RIL XXX Rakennusten energiatehokkuus/juhani Heljo syntyä muutama tuhat kilowattituntia. Kattilan sijainnista riippuen lämpöhäviöistä saadaan osa hyödyksi tilojen lämmitykseen. Öljypoltin kuluttaa lisäksi hieman sähköä. Maalämpöpumppu ottaa kaksi kolmasosaa tarvittavasta lämmitysenergiasta maasta ja yhden kolmasosan sähköverkosta. Maalämpö voidaan mitoittaa osateholle tai täydelle teholle. Osateho voi kattaa tehontarpeesta puolet ja energiantarpeesta 90 %. Loput on käytännössä suoraa sähkölämmitystä kohdistuen kovimpien pakkasten aikaan. Energiatehokkuuden näkökulmasta suositus on, että mitoitus olisi lähellä täystehoa. Käytössä ja valittavissa on myös edellisten yhdistelmiä varsinkin pientaloissa: Kaksoispesäkattila, jossa voidaan lämmittää joko öljyllä tai puilla. Vuorottaislämmityskattila, jossa voidaan lämmittää joko sähköllä tai öljyllä. Puulämmityskattilan ja sähkölämmitteisen vesivaraajan yhdistelmä. Poistoilmalämpöpumpun ja maalämpöpumpun yhdistelmä. Lämpöpumpun ja muun lämmitystavan yhdistelmä. Öljylämmitykseen on kehitetty ns. hybridilämmitystä, jossa eri vuodenaikoina lämmitetään eri laitteilla. Kesällä voidaan lämmittää esim. aurinkokeräimillä, keväällä ja syksyllä ilma-lämpöpumpulla ja vain talvella öljyllä. Yhdistelmiä suunniteltaessa pitää pyrkiä yksinkertaisuuteen, selkeyteen ja varmatoimisuuteen. Usein yhdistelmissä lämpöhäviöt ja lämmityslaitteiden sähkönkulutus kasvaa, joten kovin vähäistä lämmitystarvetta varten ei yhdistelmiä kannata tehdä. Toissijaisia lämmönkehityslaitteita ovat mm.: Varaava takka, pellettitakka, tuloilman lämmitys joko sähkövastuksella tai lämminvesikierukalla, ilmalämpöpumppu sekä aurinkokerääjät. Sähköä voidaan myös tuottaa aurinkopaneeleilla ja tuulimyllyillä. Tuloilmaa voidaan esilämmittää ja esiviilentääkin maalämmöllä. Yleisimpiä ovat takka ja ilmalämpöpumpu. Varaavan takan käyttö kannattaa varsinkin sähkölämmityksessä kovien pakkasten aikana, jolloin sähkön hinta on korkea. Ilmalämpöpumpulla voidaan vähentää sähkölämmityksessä keskimäärin noin 2500 kwh sähköä vuodessa. vaihtelu säästössä on suuri. Erilaisia varsinaisten lämmönkehityslaitteiden sekä lämpöpumppujen ja aurinkokeräimien yhdistelmiä kehitetään jatkuvasti. Maalämpöä on mahdollista käyttää talvella lämmitykseen ja kesällä viilennykseen. Lämmityksen säätölaitteita ovat: Ulkolämpötilaohjaus vesikeskuslämmityksessä, huonekohtaiset huonelämpötilaa säätävät termostaatit ja säätimet lämmityspattereissa tai lattialämmityksen jakokeskuksissa (jakotukeissa), huoneistokohtaiset termostaatit, lattiapinnan lämpö-tilaa lattia-anturin avulla säätävät termostaatit, ilmanvaihdon tuloilman lämpötilan säätö ja ohjelmoitavat lämmityksen säätökeskukset. Joitakin säätökeskuksia voi ohjata kännykän tai internetliittymän avulla. Säätöjärjestelmä voi toimia myös langattomasti radiosignaalien avulla. Jos säätö ei toimi kunnolla ja lämmityskaudella on esim. keskimäärin yhden asteen turhan korkea sisälämpötila, tuhlaa se tilojen lämmityksen energiaa noin 5 %. Lämmön luovutus ja siirto Patterilämmitys Perinteinen patterilämmitys on edelleen hyvä ja energiatehokas ratkaisu lämmön luovutukseen. Se on ainoa lämmönjakotapa, joka estää lähes täysin kovilla pakkasilla ikkunoista aiheutuvan vedon. Käytännössä ongelmia on termostaattien käytössä puuttuvien ohjeiden takia. Palvelurakennuksissa suuret lämpökuormat aiheuttavat usein sen, että lämmityspatteri on suuren osan käyttöajasta kylmänä, jolloin lämpötilan säätö ei tilakohtaisesti toimi. Lattialämmitys Sähkölämmitystaloissa käytetään usein varaavaa lattialämmitystä, joka toteutetaan sähkökaapeleilla. Tavoitteena on varata lämpöä lattiaan päiväsähköä halvemmalla yösähköllä Muissa lämmitysmuodoissa käyte-16 RIL XXX Luvun nimi/kirjoittaja tään vesikiertoista lattialämmitystä, jossa ei tarkoituksellisesti varata lämpöä lattiaan. Pientaloissa lattialämmitykset ovat erittäin yleisiä. Kerrostaloissa lattialämmitystä on pesutiloissa ja alimpien kerrosten lattioissa. Välikerroksissa lattialämmitystä ei voi suositella huonomman säädettävyyden takia. Viihtyvyyshyötykin on vähäinen. Lattialämmityksen etuna on miellyttävä lattian lämpötila varsinkin kivipintaisissa maanvaraisissa lattioissa. Katto ja lattialämmityksessä ongelmapaikkoja viihtyvyyden kannalta ovat ikkunoiden edustat. Ikkunapinta on aina talvella kylmempi kuin seinät ja lattiat. Tästä aiheutuu helposti ikkunan lähellä vedontunnetta. Vedontunnetta aiheuttaa sekä kylmää säteilevä ikkunapinta että ikkunapinnan jäähdyttämän ilman valuminen lattialle. Haitta voidaan estää käyttämällä lämmöneristävyydeltään hyviä ikkunoita ja asentamalla lattialämmityksessä enemmän lämmitystehoa (putkea) ikkunan edustalle kuin muualle. Erkkereissä, joissa oleskellaan (esim. ruokapöytä erkkerissä) kannattaa harkita lämmöneristykseltään vain parhaita ikkunoita. Erityistapauksissa voi valita myös sähkölämmitteiset ikkunalasit. Ne lisäävät kuitenkin hieman lämmityksen energiankulutusta ja siksi lämmitystä ei kannata pitää niissä päällä kuin tarvittaessa. Lattialämmitys lisää maanvaraisessa lattiassa hieman lämpöhäviöitä alapohjan kautta. Tämän voi estää eristämällä alapohjan normaalia paremmin. Osittain varaava lattialämmitys sähkölämmitystalossa Sähkölämmitteisissä pientaloissa on usein alapohjassa osittain varaavaa lattialämmitys. Siinä suuri osa tilojen lämmöntarpeesta varataan yöaikana n. 10 cm paksuiseen betonilattiaan. Lattia luovuttaa varattua lämpöä päivän kuluessa. Lisäksi tarvitaan lämpötilan säätämiseksi joko patterilämmitystä tai kattolämmitystä. Haittana on huono lämmönluovutuksen hallittavuus lattiassa. Lattia on lämpimin aamulla ja kylmin illalla. Jotta lattia ei luovuttaisi liian nopeasti lämpöä, kannattaa lattiassa käyttää hitaasti lämpöä läpäiseviä pinnoitteita. Pesutiloissa se ei onnistu ja siksi pesutiloissa ei yleensä käytetä varausta. Varaava lattialämmitys on tehokkain yksikerroksisissa taloissa. Varaava lattialämmitys ei enää ole oleellisesti suoraa sähkölämmitystä edullisempi, koska se kuluttaa enemmän sähköä kuin suora sähkölämmitys. Kulutusero voi olla noin 15% suuruusluokkaa. Vesikiertoinen lattialämmitys Vesikiertoinen lattialämmitys kannattaa mitoittaa ja tehdä huolellisesti, sillä virheitä on vaikea jälkikäteen korjata. Kivipintaiseen keittiön lattiaan halutaan ehkä myös lämmitystä kesälläkin. Se ei kuitenkaan ole energiatehokkuuden näkökulmasta kovin suositeltavaa paitsi jos lämpö tuotetaan kesällä esim. aurinkokeräimillä. Vesikiertoisessa lattialämmityksessä pitää muistaa veden jäätymisriski. Jäätymisriski esiintyy esim. autotallin lattiassa ovien kohdalla, jos autotallin lämmitys ei jostain syystä ole päällä kovilla pakkasilla. Jäätymisriski on suurin rakennusaikana, jolloin lämmöt eivät välttämättä ole päällä ja lämmöneristeet eivät kaikki ole vielä kunnossa. Kattolämmitys Sähkölämmityksessä lämmönjako voidaan hoitaa myös kattolämmityksellä. Kattolämmityselementtien alle kattorimoituksen väliin asennetaan lämmöneristesoirot, jotka painavat lämmityselementin katon pintamateriaalia (esim. paneelit) vasten. Samalla lämmöneriste toimii lisä-eristeenä. Lämpö siirtyy huonetilaan pääasiassa säteilemällä. Kattolämmityselementeistä laitetaan aina osa ikkunoiden kohdalle estämään ikkunoista aiheutuvaa vetoa. Yläpohjan kattolämmitysalueet kannattaa lämmöneristää hieman normaalia paremmin. Ilmanvaihtolämmitys Pääasiassa ns. passiivitaloihin on kehitetty ilmanvaihtolämmitys, jossa lämmön siirto ja luovutus hoidetaan normaaleja ilmanvaihtokanavia pitkin. Huonekohtainen säätö tapahtuu tuloilma-venttiilin yhteydessä olevalla lämmittimellä. Ilmanvaihtolämmityksen suunnittelu vaatii normaalia huolellisemman huonekohtaisen lämmöntarpeen tarkastelun. Ilmanvaihtolämmityksen suunnittelun tavoitteena on, että normaalia ilmanvaihtomäärää ei lisätä eikä sisälle puhalleta yli 50 asteista ilmaa. Tämä määrittää huoneistokohtaiset maksimaaliset lämmitystehotarpeet. Huonekohtaisesti voi tulla ongelmia esim. nurkkahuoneissa. Muuten ilmanvaihtolämmityksen pitäisi toimia. Ilmanvaihtolämmityksen oleellinen tavoite on, että lämmönjako- ja lämmitysjärjestelmä voitaisiin tehdä selvästi halvemmalla kuin normaali järjestelmä, jolloin passiivitalon rakentaminen tulisi kannattavammaksi.17 RIL XXX Rakennusten energiatehokkuus/juhani Heljo Lämmön varastointi Huoneiden lämmitykseen tarvittavaa lämpöä pyritään varastoimaan sähkölämmityksessä vuorokausitasolla silloin kun sähkön hinta on normaalia alempi Täysin varaavaa järjestelmää ei yleensä kannata rakentaa, koska kustannukset nousevat liikaa ja lämpöhäviöt kasvavat. Varaus hoidetaan pientaloissa varaavalla lattialla tai vesivaraajalla. Vesivaraaja on kalliimpi, mutta helpommin hallittavissa. Monikerroksisissa taloissa varaavalla lattialla ei yleensä saavuteta kovin suurta varausastetta. Kaikissa sähkölämmitystaloissa on jonkinlainen vesivaraaja käyttöveden lämmitystä varten. Käyttövesivaraajien latausta on kauko-ohjattu ja tullaan ehkä tulevaisuudessa ohjaaman enemmänkin tasaamaan sähköntuotannon ja kulutuksen vaihteluita vuorokausitasolla Jäähdytysratkaisut (Jokisalo) Rakennusten jäähdytysratkaisujen tarkoituksena on estää tilojen haitallinen ylilämpeneminen ja ylläpitää rakennuksissa lämpöolosuhteiden tavoitearvojen mukaiset olosuhteet. Sisäilman lämpötilan sekä operatiivisen lämpötilan tavoitearvoja on esitetty luvussa xxx. Rakennusten jäähdytystarpeeseen vaikuttaa vallitsevat sääolot sekä rakennuksen sisäilmaston tavoitetasot, rakennuksen sisäiset lämpökuormat sekä rakennuksen rakenteelliset ratkaisut. Sääsuureista keskeisiä jäähdytystarpeeseen vaikuttavia suureita ovat auringon säteilyteho sekä ulkolämpötila. Ikkunoiden kautta rakennukseen päätyvä auringon lämpökuorma on erittäin merkittävä rakennuksen jäähdytystarpeeseen vaikuttava tekijä. Rakennuksen käytöstä aiheutuvilla sisäisillä lämpökuormilla on myös keskeinen vaikutus jäähdytystarpeeseen. Sisäisiä lämpökuormia ovat valaistuksesta, laitteista ja ihmisistä vapautuva lämpöteho sekä myös taloteknisten järjestelmien esim. käyttöveden lämmitys- ja jakelujärjestelmien häviöistä tiloihin päätyvä lämpöteho. Rakennuksen vaipan lämmöneristystasolla on myös vaikutusta rakennuksen jäähdytystarpeeseen. On osoitettu (Frame-tutkimus ), että tilojen jäähdytystarve kasvaa noin 18-25% pientalossa ja noin 3-5% kerrostalossa ja toimistossa, kun rakennuksen ulkoseinien, yläpohjan ja alapohjan lämmöneristystasoa kasvatetaan C3 (2010) mukaisesta normitasosta ohjeen (RIL ) mukaiselle passiivitasolle. Rakennuksen jäähdytystarve tulee kattaa ensisijaisesti passiivisilla jäähdytysratkaisuilla tai hyödyntämällä tehostettua yöaikaista ilmanvaihtoa. Muita jäähdytysratkaisuja tulee käyttää vasta sitten, kun em. ratkaisut eivät riitä ylläpitämään lämpöolojen tavoitearvoja. Passiivinen jäähdytys Tässä käsikirjassa passiivisilla jäähdytysratkaisuilla tarkoitetaan sellaisia rakenteellisia, lasitukseen liittyviä ratkaisuja, joilla voidaan pienentää rakennuksen jäähdytystarvetta ilman jäähdytysenergian tuottoon tai siirtoon liittyvää energiankäyttöä. Keskeisiä passiivisia jäähdytysratkaisuja ovat auringon lämpökuormien määrään liittyvät ratkaisut, joita ovat ikkunoiden pinta-ala, suuntaus sekä auringonsuojausratkaisut. Tehokkaimpia auringon suojauskeinoja ovat ulkoiset varjostusratkaisut, kuten markiisi, aurinkolippa, parvekkeet tai ulkoiset kaihtimet. Ikkunan sisäpuoliset kaihtimet vähentävät jäähdytystarvetta selvästi vähemmän kuin ikkunalasien välissä olevat kaihtimet tai erityisesti ikkunan ulkopuoliset varjostusratkaisut. Myös viereiset rakennukset tai puut voivat toimia ainakin osan vuotta tehokkaina varjostusratkaisuina. Ikkunoiden auringon säteilyn läpäisyyn liittyvät lasituksen ominaisuudet (auringon näkyvän valon läpäisykerroin LT ja auringon energian suoraläpäisykerroin ST) ovat keskeisiä lasituksen vallintaan liittyviä tekijöitä. Normaalin kirkkaan lasin ja ns. kirkkaan auringonsuojalasin näkyvän valon läpäisy on tyypillisesti lähes sama, mutta auringonsuojalasi läpäisee kuitenkin vain noin puolet auringon säteilyenergiasta normaaliin lasiin verrattuna. Lasituksen ominaisuuksien valinnalla voidaan näin ollen vaikuttaa merkittävästi rakennuksen jäähdytystarpeeseen ja sitä voidaan pitää keskeisenä passiivisena jäähdytysratkaisuna. On syytä huomata, että passiivisten jäähdytysratkaisujen, kuten esim. markiisin tai kaihtimien käyttö lämmityskaudella voi lisätä rakennuksen lämmitystarvetta. Sen vuoksi rakennukseen tulevaa auringon säteilyä ei kannata rajoittaa lämmityskaudella, ellei auringon varjostuksen käyttöön liity muita syitä. Vapaajäähdytys18 RIL XXX Luvun nimi/kirjoittaja Vapaajäähdytyksellä tarkoitetaan maaperän, vesistön tai ulkoilman suoraa käyttöä rakennuksen jäähdytystarkoitukseen. Vapaajäähdytys toteutetaan tavallisesti jäähdyttämällä jäähdytysverkoston kiertonestettä ulkoilmalla tai kierrättämällä jäähdytysnestettä maaperässä tai vesistössä olevassa putkistossa. Rakennuksen jäähdyttäminen tuomalla viileää ilmaa suoraan rakennukseen joko ilmanvaihtojärjestelmän tai esim. tuuletusikkunoiden kautta luokitellaan myös vapaajäähdytykseksi. Mikäli vapaajäähdytys ei riitä kattamaan kaikkea rakennuksen tarvitsemaan jäähdytystarvetta, voidaan sitä tarvittaessa täydentää koneellisella jäähdytysjärjestelmällä. Koneellinen jäähdytysjärjestelmä voidaan varustaa tällöin vapaajäähdytysjärjestelmällä, jonka avulla osa jäähdytysenergiasta tuotetaan. Vapaajäähdytystä voidaan tehostaa varastoimalla kylmäenergiaa esim. yöllä rakennuksen rakenteisiin tai erilliseen varaajaan. Ulkoilmaa hyödyntävä vapaajäähdytysjärjestelmä voidaan toteuttaa esim. lämmönsiirtimen avulla, jonka nestepuolella virtaa jäähdytysverkoston neste ja ilmapuolella ulkoilma, jonka lämmönsiirtoa tehostetaan puhaltimilla. Tällaisten ns. kuivan liuosjäähdytysjärjestelmän vuotuinen keskimääräinen kylmäkerroin on tyypillisesti Suomessa noin 5 (Siren 2011). Vaihtoehtoisesti ulkoilmaa hyödyntävä vapaajäähdytys voidaan toteuttaa esim. jäähdytystornin avulla, jonka jäähdytyspotentiaali on suurempi kuin em. kuivana toimivan liuosjäähdyttimen. Suljetulla kierrolla toteutetun märän jäähdytystornin keskimääräinen vuotuinen kylmäkerroin on Suomessa tyypillisesti noin 7 (Sirén 2011). Maaperää hyödyntävä vapaajäähdytysjärjestelmä soveltuu hyvin käytettäväksi maalämpöpumpun yhteydessä, koska molemmat järjestelmät voivat hyödyntää samaa maaputkistoa, joka voi olla vaakasuuntainen maaputkisto tai pystysuuntainen porakaivo. Maaputkiston käyttö jaahdytystarkoitukseen maalämpöpumpun rinnalla nostaa maaperän lämpötilaa ja vähentää maaperän jäähtymisen riskiä pitkällä aikavälillä. Sen vuoksi maapiirin käyttö myös jäähdytykseen parantaa lämpöpumpun toimintaedellytyksiä lämmityskäytössä pitkällä aikavälillä. Maaperää hyödyntävän vapaajäähdytysjärjestelmän vuotuinen keskimääräinen kylmäkerroin on tyypillisesti Suomessa noin 30 (Sirén 2011). Merivettä hyödyntävä vapaajäähdytysjärjestelmä soveltuu hyvin jäähdytysenergiantuotantoon talvella. Esimerkiksi Helsingin energia tuottaa talvella kaiken pääkaupunkiseudun kaukojäähdytysverkoston tarvitseman jäähdytystehon hyödyntämällä merivettä. Koneellinen jäähdytys Koneellisissa jäähdytysratkaisuissa rakennuksissa tarvittava jäähdytysteho tuotetaan yleisimmin kompressorikylmälaitteella käyttäen sähköä. Kompressorin lisäksi sähköä tarvitaan kylmäntuottojärjestelmän apulaitteille kuten puhaltimille sekä pumpuille. Kompressorijäähdytysjärjestelmän hetkellinen kylmäkerroin voidaan määritellä kaavan 7.X1 avulla, kun järjestelmän käyttämään sähkötehoon lasketaan mukaan sähköä käyttävät komponentit, eli kompressorin, ilmalauhduttimien lauhduttimien puhaltimet sekä tuottojärjestelmän pumput. Kompressorijäähdytysjärjestelmän kylmäkertoimeen vaikuttaa ensisijaisesti höyrystymis- ja lauhtumislämpötilat, kompressorin tyyppi sekä kylmäaine. Tyypillinen kompressorikylmälaitoksen keskimääräinen vuotuinen kylmäkerroin ilmalauhdutteisessa järjestelmässä on noin 2.5 tai vesilauhdutteisessa järjestelmässä noin 3. Tyypillisesti asuinrakennuksissa käytettävien Split-laitteiden keskimääräinen vuotuinen kylmäkerroin on tyypillisesti noin 3 (Sirén 2011). Absorptiojäähdytystä voidaan käyttää suuremmissa rakennuksissa tai kaukojäähdytysjärjestelmissä, joissa yksittäisen absorptiojäähdytyslaitteen jäähdytysteho on tyypillisesti suuruusluokkaa 35kW - 5MW. Absorptiojäähdytys perustuu kiertoprosessiin, jossa jäähdytysenergia tuotetaan lämpöenergian avulla prosessin sähkönkulutuksen osuuden ollessa varsin pieni. Absorptiojäähdytys on edullinen ratkaisu silloin, kun on käytettävissä riittävän korkeassa lämpötilassa olevaa jätelämpöä. Esimerkiksi Helsingin energia tuottaa kesäisin pääkaupunkiseudun kaukojäähdytysverkoston tarvitseman jäähdytystehon absorptiotekniikan avulla, joka hyödyntää sähkön ja lämmön yhteistuotantolaitoksilla syntyvän lämmön. Kesällä kaukolämmöntarve on huomattavasti pienempi kuin talvella, joten tämä kesällä sähköntuotannon yhteydessä syntyvä lämpö joutuisi muuten hukkaan. Absorptiojäähdytysjärjestelmän hetkellinen kylmäkerroin voidaan määritellä kaavan 7.X2 avulla. Absorptiojäähdytyksen keskimääräinen vuotuinen kylmäkerroin on tyypillisesti yksivaiheisessa järjestelmässä noin 0.7 (Sirén 2011).19 RIL XXX Rakennusten energiatehokkuus/juhani Heljo Lämmin käyttövesi Lämpimän käyttöveden energiankulutus pitää asuinrakennuksissa pyrkiä aina laskemaan joko todellisen vedenkulutuksen mukaan tai asukasmäärän ja asukasta kohti arvioidun vedenkulutuksen mukaan. Veden kulutus on tyypillisesti asuinkerrostaloissa noin litraa asukasta kohti vuorokaudessa. Omakotitaloissa kulutus on noin dm3/hlö,vrk. Kulutus voi omakotitaloissa olla vähäisempikin. Kokonaisvedenkulutuksesta noin 40 % on lämmintä käyttövettä (55 astetta). Keskimäärin lämpimän käyttöveden kulutus on noin 50 dm3/hlö,vrk. Käyttöveden lämmitykseen tarvittu nettoenergian tarve kun veden lämpötila nostetaan 5 asteesta 55 asteeseen: Q lkv = V lkv * 1,16* (T lkv - T kv ) = V lkv * 58 kwh/m 3. V lkv lämpimän käyttöveden kulutus, m³ T lkv lämpimän käyttöveden lämpötila, C T kv kylmän käyttöveden lämpötila, C Nettoenergiantarve sisältää kulutetun lämpimän käyttöveden lämmittämisen kylmän veden lämpötilasta lämpimän veden lämpötilaan ilman lämmityslaitteen, varaajan, kiertojohdon ja jakelun lämpöhäviöenergiaa. Häviöille an annettu oletusarvoja rakentamisen energiamääräysten laskentaohjeissa. Syksyllä tulevan veden lämpötila on hieman korkeampi, jolloin lämmittämiseen menee kesällä vähän vähemmän energiaa. Vastaavasti alkuvuodesta menee hieman enemmän energiaa. Esimerkiksi: Vuodessa energiaa menee yhden henkilön käyttöveden lämmittämiseen asuinkerrostalossa keskimäärin 365 vrk * 150 dm3/vrk * 0,4 * 58 kwh/m3 = 1270 kwh. Omakotitalossa kulutus on vastaavasti noin 1000 kwh vuodessa asukasta kohti. Tämän päälle tulevat vielä lämpimän käyttöveden siirto- ja kiertojohdon häviöt ja mahdolliset varaajahäviöt. Näiden suuruusluokka voi olla 10-30% nettoenergiantarpeesta. Tästä häviöstä ehkä noin puolet sadan hyödyksi lämmityksessä. Jos lämpimän käyttöveden kiertojohto kulkee alapohjassa lämmöneristeiden alapuolella, lämmittää se maaperää, mikä ei ole alapohjan kosteusteknisen toiminnan kannalta suositeltavaa. Vedenkulutuksen mittaaminen ja seuraaminen huoneistokohtaisesti pienentävät rakennuskohtaista vedenkulutusta noin 10 % uudistuotannossa. Korjaustoiminnassa rakennuskohtainen veden energiankulutuksen säästöpotentiaali vesimittarin asentamisen johdosta on 20 % ja usein enemmänkin. Säästö on suurempi kuin uudistuotannossa, koska samalla uusitaan vesikalusteita vettä säästäviksi sekä alennetaan usein myös verkostopaineita. Energiasäästöjen laskennassa voi arvioida, että lämpimän veden nettoenergiankulutuksesta noin 30 % tulee lämpökuormiksi tiloihin ja näistä lämpökuormista noin 70 % saadaan hyödyksi lämmityksessä Valaistus Valaistuksen energiankulutus (Tetri) Valaistuksen käyttämään kokonaisenergiankulutukseen vaikuttavat: Käytetyt laitteet, kuten lamput ja valaisimet, pintojen värit (heijastussuhteet) Valaistussuunnittelu, valaisinten sijainti (suhteessa työtasoon), työtason valaistusvoimakkuus, valaistusvoimakkuuden tasaisuus tai jakauma sekä valaistuksen ylläpito Keinovalon käyttö suhteessa saatavilla olevaan päivänvaloon, johon vaikuttavat kaihtimien käyttö, läsnäolotunnistimet ja valon säätö. Mikäli tilan valaistuksen kokonaisteho tiedetään, voidaan valaistuksen vuotuinen kokonaissähkönkulutus W laskea tehosta. Valaistuksen kokonaisteho P voidaan suunnitteluvaiheessa määrittää esimerkiksi valaistuslaskentaohjelmalla. Laskennassa ohjauskerroin ottaa huomioon sen, että valaistuksen ollessa säädettävä (esim. manuaalisesti tai päivänvalon mukaan) ei teho ole asennuksen kokonaisteho kaiken aikaa. Tapauskohtaisesti ohjauskerroin voi vaihdella laajoissa rajoissa, esim. läsnäolo ja päivänvalotunnistimella varustetun järjestelmän ohjauskerroin on 0,7. Rakennuksen vuotuista valaistusenergian kulutusta kuvataan standardissa SFS-EN (Rakennusten energiatehokkuus. Valaistuksen energiatehokkuus) LENI-luvulla, joka ilmoitetaan kilowattituntia neliömetriä20 RIL XXX Luvun nimi/kirjoittaja kohti vuodessa {kwh/m 2,a]. Standardissa on myös vertailuarvoja eri rakennustyypeille ja rakennustyypin sisällä eri valaistustasoille ja eri säätöjärjestelmillä varustetuille valaistusjärjestelmille.. Kuva Valaistuksen kokonaisenergiankulutukseen vaikuttavat tekijät. Valaisimen hyötysuhde va on valaisimessa olevien lamppujen valovirran suhde valaisimesta ulostulevaan valovirtaan. Valaistushyötysuhde kertoo kuinka paljon valaisimessa olevien lamppujen valovirrasta saadaan hyödyksi työtason korkeudelle (kuva 7.11.). Siihen vaikuttavat valaisimen hyötysuhde va, valaisimen valonjako, huonepintojen heijastussuhteet k, s, l, huoneen mittasuhteet leveys w, pituus l ja katon ja työtason välinen etäisyys h m. Valovirran alenemakerroin ottaa huomioon huonepintojen likaantumisesta ja lamppujen käytön aikaisesta valovirran alenemasta aiheutuvan valaistusvoimakkuuden alenemisen. Valaistuksen energiankulutukseen voidaan vaikuttaa säätämällä valaistusta automaattisesti päivänvalon mukaan f p. Valoja voidaan säätää ja/tai kytkeä myös läsnäolon mukaan f l tai huonekohtaisella kytkimellä f k tai säädöllä f s Valaistukseen liittyvät pääkäsitteet Käytännön energiatehokkuustarkasteluissa tarvitsee ymmärtää valaistuksen osalta ainakin valovirta, valaistusvoimakkuus ja valotehokkuus (ks. taulukko 7.1). Valovirta Valovirta ilmaisee säteilyvirran lasketun kyvyn synnyttää valoisuusaistimukseen johtava ärsytys, yksikkö luumen [lm]. Silmä on herkin, kun säteilyn aallonpituus on 555 nm (keltavihreää valoa), Esimerkiksi aallonpituudella 460 nm säteilyä tarvitaan 16-kertainen määrä aikaansaaman sama valoisuusaistimus. Valaistusvoimakkuus Pinnalle tuleva valovirta jaettuna pinnan alalla, yksikkö luksi [lx]. Sisävalaistusstandardissa SFS-EN on annettu eri työkohteille valaistusvoimakkuusvaatimukset esim. toimistoissa kirjoittaminen ja lukeminen: 500 lx, lisäksi toimistossa seinien valaistusvoimakkuuden tulee olla vähintään 75 lx ja katon 50 lx. Valotehokkuus Ilmoittaa valonlähteen tuottaman valovirran sen kuluttamaa sähkötehoa kohti, yksikkö [lm/w],. Esimerkiksi hehkulamppu on noin 10 lm/w, loistelamppu 80 lm/w, ledien vaihteluväli on hyvin suuri ja riippuu myös siitä otetaanko mukaan virtalähteen häviöt. Parhaat ledit ylittävät jo 100 lm/w.21 RIL XXX Rakennusten energiatehokkuus/juhani Heljo Taulukko 7.1. Arvoja eri lampputyyppien valotehokkuuksille ja vaihteluväleille. Taulukon tehoarvojen laskennassa on käytetty oletuksena puhdasta ympäristöä ja suoraa valaistusta. /12/ Sähkölaitteet Tyypillisiä rakennusten sähkölaitteiden sähkönkulutuksia on esitetty taulukossa 7.2. Suuri osa sähköenergiasta saadaan hyödyksi lämmityksessä. Valaistussähköstä saadaan lämmityksessä normaalisti hyödyksi suurempi osa kuin muun sähkönkäytön osalta, koska valaistuksen käyttö painottuu lämmityskaudelle. Taulukko 7.2 Rakennuksen laitteiden ominaissähköenergiankulutusarvoja rakennustyypeittäin. /13/ Ilmanvaihtojärjestelmän sähkönkulutusta voi arvioida tarkemmin SFP-luvun avulla (ks ). Valaistusjärjestelmän sähkönkäyttöä voi arvioida lampputyyppien, valaistusvoimakkuuksien (taulukko 7.1) ja valaistuksen käyttöaikojen perusteella. Muut laitteet ovat tilakohtaisia. Asuntojen osalta on laitesähkön kulutusta selvitetty tarkemmin. Esimerkkinä on esitetty omakotitalon sähkönkulutus (kuva 7.12).22 RIL XXX Luvun nimi/kirjoittaja Kuva 7.12 Varustelutason vaikutus laitesähkön kulutukseen neljän asukkaan omakotitalossa. Lähde: Kotitalouksien sähkönkäyttö /14/ Energian kulutusjakaumat erilaisissa ja eri-ikäisissä rakennuksissa Kuvissa 7.13 ja 7.14 on esitetty eri-ikäisten omakotitalojen ja asuinkerrostalojen lämmönkulutuksen kulutusjakaumat EKOREM -laskentamallin mukaan. Laskentamallissa lämmönkulutus on laskettu rakentamisajankohdan ominaisuuksien mukaan keskimääräisillä rakennusosamäärillä ja keskimääräisellä Suomen lämmitystarveluvulla. Energiankulutusta arvioitaessa näiden lukujen perusteella pitää vähentää arvioidut hyödyksi saadut lämpökuormat sekä lisätä lämpimän käyttöveden lämpöhäviöt ja hyötysuhdehäviöt. Kulutussurantojen perusteella ainakin kerrostaloissa vanhojen talojen kulutus on usein laskennallista pienempi. Tämä voi johtua useista syistä. Vanhat talot sijaitsevat kaupunkien keskustoissa usein umpikortteleissa, kaupunkien keskustoissa ulkolämpötila on myös hieman ympäristöä korkeampi, asumisväljyys voi olla suurempi ja ilmanvaihto voi olla pienempi. On myös epäilty, että massiiviset seinärakenteet olisivat energiatehokkaampia kuin mitä yksinkertaiset laskelmat osoittavat. Ennen energiakriisiä 1960-luvulla rakennetut talot sitä vastoin kuluttavat usein laskennallista enemmän. Betonielementtien lämmöneristävyys saattaa niissä olla laskennallista huonompi kasaan painuneiden eristeiden takia. Ilmanvaihtomäärät saattavat myös olla normaalia suurempia. Energiamääräyksiä kiristettiin oleellisesti 1970-luvulla ja 2000-luvulla. Nämä muutokset näkyvät selkeinä lämmönkulutuksen vähentymisinä.23 kwh/m2,a kwh/m2,a RIL XXX Rakennusten energiatehokkuus/juhani Heljo Arvio eri aikakausien omakotitalojen laskennallisesta lämmönkulutuksesta keskimäärin Suomessa Ilmanvaihto Vuotoilma Ulko-ovet Ikkunat Seinät Yläpohja Alapohja Kuva Arvio eri aikakausien omakotitalojen laskennallisesta lämmönkulutuksesta (EKOREM laskentamalli) /15/. 250 Arvio eri aikakausien asuinkerrostalojen laskennallisesta lämmönkulutuksesta keskimäärin Suomessa Ilmanvaihto Vuotoilma Ulko-ovet Ikkunat Seinät Yläpohja Alapohja Kuva Arvio eri aikakausien asuinkerrostalojen laskennallisesta lämmönkulutuksesta (EKOREM laskentamalli) /15/. Lämmityslaitteista lämmitykseen tarvittavan lämmitysenergian määrä on pienempi kuin kuvissa esitetty lämmön kulutus. Tarvittavan lämmitysenergian määrä riippuu lämpökuormien määrästä ja siitä, miten lämpökuormia saadaan hyödynnettyä lämmityksessä (ks. kuvat 7.5 ja 7.17).24 RIL XXX Luvun nimi/kirjoittaja Kirjallisuutta kohtaan 7.3 /1/ Asumisterveysohje. Asuntojen ja muiden oleskelutilojen fysikaaliset, kemialliset ja mikrobiologiset tekijät. Sosiaali- ja terveysministeriön oppaita Helsinki s. /2// Seppänen, O., Rakennusten lämmitys. Suomen LVI-liitto s. /3/ Tasauslaskentaopas Rakennuksen lämpöhäviön määräystenmukaisuuden osoittaminen Ympäristöministeriö. 91 s. /4/ Ilmanvaihdon lämmöntalteenotto lämpöhäviöiden tasauslaskennassa. Ympäristöministeriön moniste 122. Helsinki s. /5/ SFP-opas. Opas ilmanvaihtojärjestelmän ominaissähkötehon määrittämiseen, laskentaan ja mittaamiseen. LVI-talotekniikkateollisuus s. /6/ FRAME-tutkimus , Future envelope assemblies and HVAC solutions, Tampereen teknillinen yliopisto, Rakennustekniikan laitos, Tampere. /7/ Jylhä K., Kalamees T., Tietäväinen H., Ruosteenoja K., Jokisalo J., Hyvönen R., Ilomets S., Saku S., Hutila A. Rakennusten energialaskennan testivuosi 2012 ja arviot ilmastonmuutoksen vaikutuksista, Ilmatieteenlaitos, Raportteja No. 2011:6, Helsinki. /8/ Sirén K Jäähdytysjärjestelmien energialaskentaopas, Helsinki, Ympäristöministeriö /9/ Halonen Lehtovaara Valaistustekniikka. 456 s. /10/ SFS-EN Rakennusten energiatehokkuus. Valaistuksen energiatehokkuus. 134 s. /11/ SFS-EN Valo ja valaistus. Työkohteiden valaistus. Osa 1: Sisätilojen työkohteiden valaistus. 94 s. /12/ Rakennuksen energiankulutuksen ja lämmitystehontarpeen laskenta. Ohjeet D5 Suomen rakentamismääräyskokoelma. Ympäristöministeriön ohjeet 6/13. Helsinki s. /13/ Rakennuksen energiankulutuksen ja lämmitystehontarpeen laskenta. Ohjeet 2007.Ympäristöministeriön asetus rakennuksen energiankulutuksen ja lämmitystehontarpeen laskennasta. Helsinki s. /14/ Kotitalouksien sähkönkäyttö 2011.Tutkimusraportti Adato Oy. 52s. /15/ Heljo, J., Nippala, E., Nuuttila, H., Rakennusten energiankulutus ja CO2-ekv päästöt Suomessa. Tampereen teknillinen yliopisto. Rakentamistalouden laitos. Käsikirjoitus. Tampere /16/ Vehviläinen, I., Heljo, J., Vihola, J., Jääskeläinen, S., Kalenoja, H., Lahti, P., Mäkelä, K. & Ristimäki, M Rakennetun ympäristön energiankäyttö ja kasvihuonepäästöt. Helsinki, Sitra. Sitran selvityksiä s. + liitt. 7 s. /17/ Keränen H., Kalema,T., Luhanka, J. Ikkunoiden energiatekninen suunnitteluohje. Rakennusteollisuus RT ry. Jyväskylä s.25 RIL XXX Rakennusten energiatehokkuus/juhani Heljo Energiankulutuksen laskentamenettelyt Energiankulutuksen laskenta jakaantuu energiantarpeen laskentaan ja teknisten järjestelmien käyttämien eri energiamuotojen ja lämpöhäviöiden laskentaan (kuva 7.15). Yksinkertaisimmillaan lämmitysenergian tarpeen määrää voi arvioida ominaislämpötehojen ja lämmitystarvelukujen avulla. Asuinrakennusten osalta käytetään yleisimmin kuukausitason laskentamenetelmiä. Palvelurakennuksissa ja varsinkin rakennuksissa, joissa on jäähdytys, käytetään simulointiohjelmia. Kuva Rakennuksen ostoenergiakulutuksen taseraja ja sen muodostuminen nettoenergiantarpeista, taloteknisten järjestelmien energiankulutuksesta, uusiutuvasta omavaraisenergiasta sekä muusta paikallisesta energian tuotosta. Uusiutuva omavaraisenergia voi olla esimerkiksi aurinkolämpöä, tuuli- tai aurinkosähköä. Energiankulutuksen laskenta on monimutkaista teknisten järjestelmien osalta. /1/ Ominaislämpötehon laskenta ja lämmitystarveluku Rakennuksissa tulee lämmitysenergiamuodosta riippumatta olla myös alhaiset lämpöhäviöt. Uudistuotannon energiamääräyksissä vuonna 2012 vaaditaan lämpöhäviölaskelma, jonka tekemiseen ympäristöministeriön sivuilta löytyy tasauslaskin ja tasauslaskentaopas. Sitä voi hyödyntää myös korjausrakentamisessa. Lämpöhäviöiden tasaus ohjaa kokonaisvaltaiseen lämpöhäviöiden tarkasteluun, jossa vaatimusten kohteena on koko rakennuksen lämpöhäviö. Lämpöhäviölaskennassa on mukana erikseen lämmitettyjen tilojen ja puolilämpimien tilojen vaipan osat, vuotoilmamäärä, ilmanvaihdon määrä sekä ilmanvaihdon lämmöntalteenoton tehokkuus. Ominaislämpöteholaskelma osoittaa lämpöhäviöiden suhteelliset määrät ja sen perusteella voi tehdä karkeita laskelmia myös vuosittaisesta lämmitysenergian kulutuksesta. Kertomalla ominaislämpöteho lämmitystarveluvulla, saadaan karkea arvio lämmitysenergian kulutuksesta. Yleisimmin käytetyssä lämmitystarveluvussa on otettu karkeasti lämmityksessä hyödyksi saadut lämpökuormat huomioon olettamalla lämmitystarveluvun laskennassa sisälämpötila 17 asteeksi (S17 lämmitystarveluku). Lämmitystarvelukua kertyy niiltä päiviltä, jolloin keväällä keskimääräinen ulkolämpötila on alle 10 astetta ja syksyllä alla 12 astetta. Lämmitystarveluvun pääasiallinen käyttö on asuinkerrostalojen eri vuosien lämmitysenergian käytön normeeraus vastaamaan normaalivuoden kulutusta (http://ilmatieteenlaitos.fi/lammitystarveluvut) Kuukausitason laskenta (D5) Kuukausitason laskentamenetelmä soveltuu jäähdyttämättömien rakennusten tai rakennusten, joissa on vain yksittäisiä jäähdytettyjä tiloja, energiankulutuksen laskentaan.26 RIL XXX Luvun nimi/kirjoittaja Rakentamismääräyskokoelmassa oleva laskentaohje D5 on kuukausitason energiatasemenetelmä, jossa energian nettotarve lasketaan kuukausittain. Energiatasemenetelmässä saman kuukauden aikana rakennukseen sisään tuleva energiamäärä on sama kuin rakennuksesta poistuva energiamäärä. Vuosikulutus on kuukausikulutusten summa. D5 menetelmä on yksinkertaistettu laskentamenetelmä, joka ottaa huomioon oleellisimmat energiankulutukseen vaikuttavat tekijät ja rakennuksen ominaisuudet Suomen olosuhteissa. Menetelmä perustuu pääpiirteissään standardissa SFS-EN esitettyyn laskentamenetelmään. Laskentamenetelmien tarkkuuteen vaikuttavia tekijöitä on käsitelty standardin SFS-EN liitteessä H Tässä laskentamenetelmässä rakennus käsitellään yleensä yhtenä laskentavyöhykkeenä. Tarvittaessa rakennus voidaan jakaa käyttötarkoitusta ja käyttöaikoja vastaaviin laskentavyöhykkeisiin Rakennusten sisäilmaston ja energialaskennan simulointi (Timo Kalema) Määritettäessä rakennusten energiatehokkuutta ja sisäilmastoa on pystyttävä laskemaan rakennuksen lämmitys- ja jäähdytysenergian ja tehon tarpeet ja sisälämpötilat samanaikaisesti. Hyvin eristetyissä taloissa kesäajan sisälämpötilat voivat nousta korkeiksi ja siksi energiankulutus riippuu olennaisesti tavoiteltavasta sisäilmastosta. Energiatehokkuudella viitataan usein pelkästään energiankulutukseen. Myös tehontarve on olennainen osa energiatehokkuutta, koska se määrää laitemitoituksen. Väärin lasketut lämmityksen ja jäähdytyksen tehontarpeet voivat johtaa huonoihin laitehyötysuhteisiin, mikä voi lisätä energiankulutusta. Rakennusten lämpötekniset simulointiohjelmat laskevat sisälämpötilan ja lämmityksen ja jäähdytyksen tehon ja energian. Jotkut simulointimallit laskevat myös sisäilman hiilidioksidipitoisuuden, joka on keskeinen ilman laadun mittari. Teknisten järjestelmien häviöt ja sähkönkulutus lasketaan hyvinkin erilaisilla ja eritasoisilla menetelmillä. Simulointi tarkoittaa tässä lyhyellä aika-askeleella (usein tunnin aika-askeleella) tapahtuvaa lämmitys- tai jäähdytystehon ja sisäilman ja -pintojen lämpötilojen samanaikaista laskentaa, jossa sisäilman ja seinien lämpökapasiteetti otetaan huomioon. Simulointiin liittyy olennaisesti samanaikainen sisälämpötilojen ja tehojen laskenta. Energiatasemallit, kuten RakMk D5 ja ISO EN laskevat vain energiankulutuksen kiinteällä sisälämpötilan asetusarvolla. Simulointimallin perusyksikkö on huone tai tila, joista koko rakennus muodostetaan. Rakennus voidaan yksinkertaisesti laskea yhtenä tilana tai yhdistellä samanlaisia tiloja yhdeksi laskennan tilaksi. Periaatteessa koko rakennus voidaan laskea tiloittain, mutta tällainen laskenta voi olla isossa rakennuksessa hidasta. Lämpöteknisessä simuloinnissa on kaksi pääaluetta. Toisaalta on tilojen lämmönsiirron fysikaalinen mallinnus, joka antaa huoneen sisälämpötilan, jos huoneeseen ei tuoda lämmitys- eikä jäähdytystehoa tai sitten antaa tehon, jolla tietty sisälämpötila saadaan ylläpidettyä. Rakennusfysikaalisen laskennan jälkeen tulee teknisten järjestelmien laskenta, esim. mikä pattereiden tai lämmitetyn lattian pintalämpötilan ja tuloilman lämpötilan tulee olla, jotta haluttu lämmitys- tai jäähdytysteho saadaan tuoduksi tilaan. Kun lämmityksen tai jäähdytyksen nettoteho on laskettu, bruttoteho (ostoteho) lasketaan laitekarakteristikoilla (hyötysuhde, lämpökerroin, kylmäkerroin). On tärkeää, että simulointimallit laskevat mahdollisimman luotettavasti myös sähkönkulutuksen. Rakennusten useissa rakennuksissa valaistus ja ilmanvaihtopuhaltimet muodostavat suurimman sähkönkulutuksen. Simuloinnin lähtötietoja ovat ulkoilman lämpötila ja vaakatasolle tuleva suora ja diffuusi auringonsäteily tunneittain. Simulointiohjelmat laskevat näistä tiedoista pystypinnoille tulevan säteilyn. Lämmitys- ja jäähdytysenergian kulutuksen laskentaan on kolme periaatteessa erilaista laskentamenetelmää (ISO EN 13790): - Kuukausitason energiankulutuksen laskentamenetelmät (esim. ISO EN 13790, RakMk D5) - Yksinkertaiset aikavakiomalleihin perustuvat simulointiohjelmat (ISO EN 13790:n tuntitason menetelmä, Consolis Energy, VIP). - Lämpötasemallit, joissa muodostetaan sisäilman ja sisäpintojen lämpötaseet ja joissa otetaan huomioon sisäpintojen lämpösäteily ja seinien epästationäärinen lämmönjohtuminen o USA:n energiaministeriön rahoituksella tehty Doe-ohjelma muodostaa huoneelle painokertoimet, joita käytetään rakennuksen lämpödynaamisessa simuloinnissa. Tämä on lämpötasemenetelmän sovellutus.27 Cooling [kwh/m 2 ] RIL XXX Rakennusten energiatehokkuus/juhani Heljo Energiankulutuksen laskijan kannalta mielenkiintoinen asia on laskennan tarkkuus. Vertailukohtana tällöin on, miten tarkasti ohjelma laskee energiankulutuksen suhteessa todelliseen mitattuun energiankulutukseen. Tällaisia vertailuja, joissa laskettavan rakennuksen kaikki lähtötiedot olisivat riittävän täsmällisesti tiedossa, voidaan yleensä tehdä vain laboratorio-oloissa. Siksi kysymys laskennan tarkkuudesta on yleensä vain akateeminen. Laskentaohjelmien tarkkuuden arviointiin on kehitetty erilaisia validointitapauksia. Myös eurooppalainen standardointiorganisaation CEN on julkaissut muutamia rakennusten lämpöteknisten simulointiohjelmien validointistandardeja. Kuva 7.16 esittää tutkimuksessa seitsemällä simulointiohjelmalla lasketun yksikerroksisen pientalon tilojen lämmitys- ja jäähdytysenergian kulutuksen Etelä-Suomen säätiedoilla. Ohjelmista yksi on ns. energiatasemalli, kaksi yksinkertaisiksi simulointimalleiksi luokiteltavia ohjelmia ja neljä yksityiskohtaisia simulointimalleja. Tulosten hajonta on melko suuri ja oikeaa ja tarkkaa tulosta ei ole. Joskus laskennan liiallinen tarkkuus voi johtaa hämmentäviin tuloksiin. VTT Multizone mallin suuri lämmitys- ja jäähdytysenergian kulutus suhteessa muihin malleihin johtuu siitä, että muut mallit laskivat pientalon yhtenä tai kahtena vyöhykkeenä, mutta VTT Multizone huoneittain niin, että kaikki väliovet olivat kiinni. Kun väliovet avattiin, VTT Multizonella lasketut tulokset lähestyivät muiden ohjelmien antamia tuloksia. Laskentatulos on aina vain fysikaalisen todellisuuden aproksimaatio. Yleisesti laskennan tarkkuus ja luotettavuus riippuvat seuraavasta kolmesta asiasta:. 1. Laskijan taito ja kokemus. Laskija tulkitsee fysikaalisen todellisuuden laskennan lähtötietojen luvuiksi. Esim. rakennuksen pinta-aloja ja sisäisiä lämpöenergioita voidaan käsitellä monella tavalla. 2. Lähtötiedot 3. Käytettävä laskentamalli Heating [kwh/m 2 ] VIP (only SgZo) SCIAQ Pro VTT (only Zo1+2) Consolis Energy IDA TASE Maxit Energy (only SgZo) VTT Multizone Red: Extra light Blue: Massive Smaller symbol: SgZo Bigger symbol: Zo1+2 Kuva 7.16 Eri simulointi- ja energiataseohjelmilla laskettuja yksikerroksisen pientalon lämmitys- ja jäähdytysenergian kulutuksia Etelä-Suomen säätiedoilla. Ohjelmien likimääräinen luokittelu on: Energiataseohjelma: MaxitEnergy (laskee vain lämmitysenergian) Yksinkertainen simulointimalli: Consolis Energy, VIP Simulointimalli: IDA, SciaQPro, Tase, VTT Multizone Lämmitysjärjestelmän energiankulutuksen laskennan periaate Rakennus lämmitysjärjestelmineen on monimutkainen kokonaisuus. Lämmitysjärjestelmien komponenttien (luovutus, jako, varastointi ja tuotto) lämpöhäviöt siirtyvät lämpökuormana osittain samaan tilaan kuin mihin ko. komponentti on asennettu ja osittain joko suoraan tai epäsuorasti ulkoilmaan (kuva 7.16). Niiden komponenttien ja osajärjestelmien, jotka eivät sijaitse tarkasteltavassa rakennuksessa, lämpöhäviöt pitää käsitellä erikseen. Tällaisia lämpöhäviöitä ovat esimerkiksi rakennuksen ulkopuolella sijaitsevat lämmönjakoputket.28 RIL XXX Luvun nimi/kirjoittaja Lämpöhäviöistä lämmityksessä hyödyntyvä osuus on aina tapauskohtainen, jonka suuruus riippuu rakennuksen/tilan lämmöntarpeen ja kokonaislämpökuormien suhteesta tarkastelujaksolla sekä rakennuksen massiivisuudesta. Hyödyntyvä osuus voidaan laskea esimerkiksi EN menetelmällä tai jollain muulla laskentamenetelmällä tai simulointiohjelmalla. Rakennusten lämmitysjärjestelmien lämpöhäviöiden laskenta sisältää seuraavien osajärjestelmien energiataseiden analysoinnin: Lämmön luovutus säätöjärjestelmineen Lämmön jako säätöjärjestelmineen Lämmön varastointi säätöjärjestelmineen Lämmön tuotto säätöjärjestelmineen Energialaskennassa erotellaan lämmitysjärjestelmän käyttämä lämpöenergia ja sähköenergia. Kuva Lämmitysjärjestelmän komponentin ja osajärjestelmän energiatase. Kuvassa havainnollistetaan yleisellä tasolla yksittäiseen osajärjestelmään tai komponenttiin liittyviä energiavirtoja. E on energiavirta sisään (lämpö, sähkö, polttoaine). W on apulaitteiden sähkönkulutus. Q on lämpövirta. Lämmön tarpeen tuottamiseen tarvittavien energiamäärien laskenta on melko mutkikasta ja lopputulokseen vaikuttaa, kuinka paljon kuvitellaan saatavan hyödyksi lämpönä apulaitteiden sähköstä ja kuinka paljon hyödyksi lämpöhäviöistä (lämpökuormista). /2/. Kirjallisuutta kohtaan 7.4 /1/ Rakennuksen energiankulutuksen ja lämmitystehontarpeen laskenta. Ohjeet D5 Suomen rakentamismääräyskokoelma. Ympäristöministeriön ohjeet 6/13. Helsinki s. /2/ Lämmitysjärjestelmät ja lämmin käyttövesi laskentaopas. Järjestelmien lämpöhäviöiden laskenta ja hyötysuhteiden määritys. Ympäristöministeriö s. /3/ Lämpöpumppujen energialaskentaopas Lari Eskola, Juha Jokisalo, Kai Sirén Aaltoyliopisto. 55 s. /4/ Jäähdytysjärjestelmien energialaskentaopas Ympäristöministeriö 26 s. /5/ Aurinko-opas Aurinkolämmön ja sähkön energiantuoton laskennan opas Ismo Heimonen. 34 s. /5/ Viivamaisten lisäkonduktanssien laskentaopas. Ohje rakennusosien välisten liitosten viivamaisten lisäkonduktanssien laskentaan. Ympäristöministeriö s.29 RIL XXX Rakennusten energiatehokkuus/juhani Heljo /6/ SFP-opas. Opas ilmanvaihtojärjestelmän ominaissähkötehon määrittämiseen, laskentaan ja mittaamiseen. LVI-talotekniikkateollisuus s. 7.5 Rakennusten käytön ja laatutason vaikutus energiankulutukseen Energiankulutuksen vaihtelua aiheutuu rakennusten erilaisista fyysisistä ominaisuuksista (ks ). Ne eivät kuitenkaan selitä todellisia kulutuseroja kokonaan. Pyrittäessä säästämään energiaa, pitää pyrkiä minimoimaan käytöstä johtuva energian tuhlaus, koska se on halpaa energian säästöä. Käyttötottumuksiin vaikuttaminen voi kuitenkin olla käytännössä vaikeaa. Pientalot Kulutuserot voivat esim. pientaloissa olla moninkertaisesti suurempia kuin mitä rakennusten suunniteltujen fyysisten ominaisuuksien perusteella pitäisi olla (kuva 7.18). Tiedossa olevien fyysisten ominaisuuksien lisäksi kulutuseroja aiheuttavat rakennusvirheet esim. lämmöneristyksissä, ilmatiiviyserot, säätöerot ilmanvaihdon ja lämmityksen osalta, tuuletustottumukset ja vedenkäyttötottumukset (ks. 7.3). Myös sähkönkäytön määrä vaikuttaa epäsuorasti energiankulutukseen, koska suuri osa sähköstä saadaan hyödyksi lämmityksessä (ks ). Kuva 7.18 Pientalon vuotuinen ostoenergian käyttö bruttoalaa kohti. Ostoenergian määrä vaihtelee käytännössä enemmän kuin mitä fyysiset erot eri rakennuksissa aiheuttavat. /1/. Asuinkerrostalot Asuinkerrostaloissa käytön ja huollon merkitys energiankulutukseen Suomen Talokeskuksen mukaan voi olla -10% - +20%. Käyttäjien vaikutus lisää hajontaa molempiin suuntiin 5 prosenttiyksikköä (kuva 7.19). Asuinkerrostaloissa lämmitysjärjestelmän tasapainotuksella ja säädöllä on iso merkitys energiankulutukseen. Asunnoissa sisälämpötila, tuuletustottumukset ja lämpimän käyttöveden käytön suuruus vaikuttavat myös oleellisesti lämmitysenergian kulutukseen. Sähkölaitteiden korkea varustelutaso voi jopa kaksinkertaistaa asuntojen laitesähkön kulutuksen.30 RIL XXX Luvun nimi/kirjoittaja Kuva 7.19 Rakennusten käytön ja huollon sekä käyttäjien vaikutus energiankulutustasoon. Lähde: Talokeskus. Palvelurakennukset Palvelurakennuksissa tilojen käyttöaste vaikuttaa huomattavasti energiankulutukseen. Koska käyttöaika ja käyttäjien määrä vaihtelee, syntyy merkittäviä eroja energiankulutukseen sen perusteella, miten hyvin ilmanvaihtoa ja valaistusta pystytään ohjaamaan tarpeen mukaan (ks kuva 7.3.). Kuukausittain kulutuseroja voi syntyä mm. käytön vaihtelun ja säätöjärjestelmien toimivuuden seurauksena (kuva 7.20). Päiväkotien lämmityksen ominaiskulutus verrattuna keskiarvoon 1,80 1,60 1,40 1,20 1,00 0,80 0,60 0,40 Härmälä Tahmela Pispala, sähkö Lielahti Hyhky Linnainmaa Kalevanharju Koulukatu 0,20 0, Kuva Tässä kuvassa verrataan eri päiväkotien lämmitysenergian ominaiskulutusta kuukausittain toisiinsa ja kyseisten päiväkotien keskiarvokulutukseen (1,00) kulutusseurannasta saatujen tietojen perusteella. Kaikkia kulutuserojen syitä ei ole pystytty selvittämään. /3/. Kirjallisuutta kohtaan 7.5 /1/ Vinha, J., Korpi, M., Kalamees, T., Jokisalo, J., Eskola, L., Palonen, L., Kurnitski, J., Aho, H.,Salminen, M., Salminen, K., & Keto, M Asuinrakennusten ilmanpitävyys, sisäilmasto ja energiatalous. Tutkimusraportti 140. Tampere, Tampereen teknillinen yliopisto, Rakennustekniikan laitos. 148 s liites. /2/ Timo Kalema, Eerik Mäkitalo, Jari Rintamäki, Tiina Sahakari, Erkka Harju-Säntti, Heli Heikkilä & Taru Suomalainen. Julkisten rakennusten energiatehokkuuden parantaminen. Loppuraportti. Tampereen teknillinen yliopisto. Konstruktiotekniikan laitos. Tutkimusraportti 3. Tampere s. /3/ Heljo, J., Lämmön ja sähkön kulutusseurannan tehostaminen kuntien rakennuksissa. LINKKI 2. Julkaisu 22/2001. Helsinki s.31 RIL XXX Rakennusten energiatehokkuus/juhani Heljo Esimerkkejä erikoistilojen energiateknisestä toiminnasta Ajoittain lämmitetyt tilat Ajoittain lämmitettyjä tiloja ovat tyypillisesti vapaa-ajan asunnot. Käyttämättöminä olevien vapaa-ajan asuntojen sisäolosuhteet riippuvat ulkoilman lämpötila- ja kosteusolosuhteista, lämmityksestä, vaipan lämmöneristyskyvystä, ilmanvaihtuvuudesta sekä sisäilmaan yhteydessä olevista materiaaleista. Lämmittämättömissä vapaa-ajan asunnoissa sisälämpötila seuraa ulkolämpötilaa lyhyellä viiveellä. Kuivanapitolämmitetyissä vapaa-ajan asunnoissa sisälämpötila seuraa ulkolämpötilaa kuten lämmittämättömissä asunnoissa, mutta sisälämpötila on lämmityksellä aikaansaadun lämpötilaeron verran suurempi kuin mitä se olisi ilman lämmitystä. Kuivanapitolämmitys voidaan toteuttaa yksinkertaisimmillaan vakiotehoisella lämmityslitteella, joka nostaa sisälämpötilan esim. 4-5 astetta korkeammaksi kuin ulkoilma. Tämä toteutuu noin 10 W/m 2 lämmitysteholla. Kovilla pakkasilla kuivanapitolämmitys sallii sisälämpötilan laskea myös pakkasen puolelle. Vapaa-ajan asunnon lämmittäminen nostaa sisäilman kyllästyskosteuspitoisuutta, jolloin sisäilman suhteellinen kosteus (eli vesihöyrypitoisuuden ja kyllästyskosteuspitoisuuden välinen suhde) laskee. Lämmittäminen ei vaikuta suoraan sisäilman vesihöyrypitoisuuteen. Välillisiä vaikutuksia, jotka voivat vaikuttaa vesihöyrypitoisuuteen, ovat mm. ilmanvaihdon tehostuminen sisä- ja ulkoilman välisen lämpötilaeron kasvaessa sekä sisäilmaan yhteydessä olevien materiaalien kosteudensitomiskyvyssä tapahtuvat muutokset. Lämpötilaa nostettaessa rakenteet luovuttavat kosteutta sisäilmaan. Käytön aikana, kuten mökkikäynnin yhteydessä, sisäilman vesihöyrypitoisuuteen vaikuttaa lämmittämisen aiheuttamien ilmiöiden lisäksi myös asumisen kosteustuotto, joka muodostuu ihmisistä ja heidän vedenkäytöstään (esim. ruuanlaitto, tiskaus, vaatteiden pesu ja kuivaus sekä saunominen). Kuivanapitolämmityksellä on suurempi vaikutus sisäilman suhteelliseen kosteuteen syksyisin ja keväisin, jolloin lämmitys nostaa ilman kyllästyskosteuspitoisuutta enemmän. Syksyisin ja keväisin lämmittämättömän mökin sisäolosuhteet ovat homeen kasvun kannalta lähellä kriittistä tasoa, mutta yleensä kuitenkin vielä hyväksyttävät. Talvella pakkanen estää homeen kasvun, vaikka sisäilman suhteellinen kosteus olisikin korkea. Kuivanapitolämmityksen voidaan todeta olevan kevät- ja syysolosuhteissa peruslämpöä suotuisampi lämmitystapa. Kuivanapitolämmitys kuluttaa sähköä keskimäärin noin puolet siitä, mitä peruslämmmitys. Peruslämmityksessä sisällä pidetään aina vähintään 5-10 asteen lämpötila. Etelässä säästövaikutus on pienempi ja pohjoisessa suurempi Jäähdytetyt tilat (Tom L Sundman) Tässä luvussa käydään läpi muutamia tyypillisimpiä jäähdytettyjen tilojen esimerkkikohteita ja niiden erityispiirteitä. Jäähdytetyt kohteet voidaan jakaa kahteen pääryhmään: erilaiset jääurheilukeskukset sekä kylmäsäilytystilat. Verrattain uutena ryhmänä voidaan tähän laskea myös hiihto- ja laskettelukeskusrakennukset, joita on rakennettu viime aikoina. Yhteistä näissä jäähdytetyissä kohteissa on, että sisäolosuhteiden ylläpitämiseksi niitä varten tulee suunnitella tekniset järjestelmät, joilla poistetaan sinne siirtyvän tai siellä syntyneen lämmön. Kuvassa 7.21 on esitetty jäähallin eri kuormitustekijät ja muuttujat sekä niiden riippuvuudet toisistaan. Sisälämpötilan ylläpitämiseksi ja energiankulutuksen pitämiseksi kohtuullisena ulkokuorelle asetetaan erityisiä vaatimuksia. Lämmöneristävyys vaikuttaa suoraan energiankulutukseen, mutta myös rakenteiden tiiviyteen tulee kiinnittää erityistä huomiota. Koska rakennuksen ulkopuolisen ilman kosteussisältö on suuren osan vuodesta korkeampi kuin sisätilan, vaikuttaa höyrypaine-ero siihen, että myös kosteutta siirtyy vuotokohdista sisätilaan. Lisäksi pitää tilojen ilmanvaihtoratkaisut suunnitella siten, ettei vuodon lisäksi lisätä kosteuskuormaa. Kosteus tiivistyy kylmiin pintoihin ja sen sulattaminen lisää energiankulutusta.32 RIL XXX Luvun nimi/kirjoittaja Kuva 7.21, Jäähallin kuormitustekijöiden riippuvuus toisistaan Riippuvuuksien hallitsemiseksi ja talotekniikkaratkaisun tarkistamiseksi pyritään tila simuloimaan eri kuormitustilanteissa ja ulko-olosuhteissa CFD mallinnuksella. Kuvassa 7.22 on esitetty pienen harjoitusjäähallin CFD simuloinnin tulos. Kuvassa on esitetty pystysuunnassa lämpötilajakauma, mikä on usein ongelma käyttäjien kannalta. Oleskeluvyöhykkeen lämpötila on liian alhainen jään vaikutuksesta. Toinen tärkeä tarkastelun kohde CFD simuloinneissa ovat ilman virtausnopeudet jään yllä. Suuret ilman virtausnopeudet lisäävät konvektiivista lämmön siirtymistä jäähän, kasvattaen jäähdytystehontarvetta. Kuva Jäähallin CFD simulointi Jääurheiluhalleissa merkittävin yksittäinen energiankulutukseen vaikuttava tekijä on jään ylläpitämiseen tarvittavan energiankulutus. Sitä yritetään vähentää erilaisilla teknisillä ratkaisuilla. Rakennuksen vaipan osalta on erityisesti katon pintamateriaalilla vaikutusta jäähän osuvaan säteilylämpöön. Kuvassa 7.23 on esitetty emissiokertoimen vaikutus katon pintalämpötilaan, joka vuorostaan vaikuttaa jäähän osuvaan säteilytehoon. Sinkityllä pellillä on verrattain alhainen kerroin, 0,1. Alle sen päästään erikoispinnoitteilla. Sen sijaan maalatuilla pinnoilla on korkea kerroin, varsinkin tummilla väreillä, 0,9. Kuvan arvot perustuvat seuraaviin lähtötietoihin: Talvi. Tu=-31 C, Ts= 15 C,Qaur=0 W/m², Ukatto=0.3 W/m²K Kevät. Tu=20 C, Ts= 20 C,Qaur=100 W/m², Ukatto=0.3 W/m²K Kesä. Tu=30 C, Ts= 25 C,Qaur=300 W/m², Ukatto=0.3 W/m²K33 RIL XXX Rakennusten energiatehokkuus/juhani Heljo * Mukana selvityksessä on jään ja katon välinen lämmönsiirto Kuva Jäähallin katon emissiokertoimen vaikutus Jääurheilukeskukset, monitoimihallit Jääurheiluhallit voidaan jakaa käytön ja jääpinta-alan mukaan seuraavasti: Pienet ja keskikokoiset harjoitus- ja turnaushallit Isot jääurheilukeskukset tai monitoimihallit Jääpallohallit Pikaluisteluhallit Eri hallit poikkeavat toisistaan kooltaan, käyttötarkoitukseltaan ja teknisiltä ratkaisuiltaan. Isot jääurheilukeskukset, kuten Hartwall Areena, toimivat poikkeuksetta monitoimihalleina. Näissä jääurheilu on vain yksi monista käyttötarkoituksista. Muita ovat esimerkiksi konsertit, pallourheilu, messut, näyttelyt, koira- ja hevoskilpailut sekä promootiotilaisuudet. Halli on tyhjillään tai muutosvaiheessa lähes puolet ajasta. Olosuhdehallinta on kaikissa tilanteissa tärkeää, paitsi jään laadun takia, myös energiatehokkuuden näkökulmasta. Suunnittelun näkökulmasta haastavana ovat paitsi erilaiset käyttöolosuhteet myös kuormitusvaihtelut. Alla olevassa taulukossa 7.3. on esitetty tyypillisiä kuormitustekijöitä, joiden mukaan talotekniikka mitoitetaan. Taulukko 7.3 Monitoimiareenan mitoitustietoja käyttötilanteen mukaan Tilaisuus Henkilömäärä, kpl Valaistusteho, kw Laiteteho, kw Jääkiekko-ottelu, talvitilanne Jääkiekkoharjoittelu, talvitilanne Konsertti, talvitilanne Koripallo, talvitilanne Tyhjä halli, talvitilanne Jääkentän rakenteessa pyritään siihen, että jääradan kylmäputkisto saadaan mahdollisimman lähelle betonin pintaa. Samalla rakenteen tulee olla riittävän kestävä lämpötilavaihtelujen vuoksi. Yleensä jääkenttää ei sulateta eri käyttötilanteiden välissä vaan se peitetään eristävillä levyillä. Vain tilaisuuksissa, jossa peitelevyjen pinnalle tulee suurehko massa, poistetaan jää sulattamalla. Tällaisia tilaisuuksia ovat esim. Horse Show tai motocrossajot. Jääkentän eristeen alle asennetaan routasuojaputkisto. Sen tehontarve normaalikokoiselle jääkiekkokentälle (60 m x 30m) on n. 9 kw eli n. 5,0 W/m². Lämmönlähteenä käytetään yleensä lauhdelämpöä. Jääurheiluhallien ollessa tyhjillään jään pinta jäähdyttää hallia sen verran että hallia on lämmitettävä. Lämmitystä tarvitaan myös kesällä kosteushallinnan vuoksi. Ellei tilassa ole riittävää lämmitystä, tiivistyy hallin ilmassa oleva kosteus kylmiin pintoihin ja aiheuttaa homevaurioita. Sopiva ylläpitolämpötila on C.34 RIL XXX Luvun nimi/kirjoittaja Pakastevarastot Energiatehokkaassa pakkasvarastossa optimoidaan eristyspaksuus käyttö- ja investointikustannusten suhteen, minimoidaan varaston sisään ovista tuleva lämpö ja kosteus sekä estetään rakenteiden läpi tuleva kosteus. Varaston lämpö- ja kosteuskuorma poistetaan kylmäkoneiston kuluttamalla energialla. Ulkoilma on lähes aina kosteampaa kuin sisäilman kastepiste. Sisään tuleva ilma on pääosin vuotoilmaa ja ovien kautta kulkeutuvaa ilmaa lastaus- ja purkutilanteessa. Ilmanvaihtomäärät ovat vähäiset ja määräytyvät määräysten mukaan. Ilman kosteus jäätyy varastossa ensimmäisenä kohtaamaansa kylmään pintaan, pääosin varaston ilmaa jäähdyttävän höyrystimen pintaan. Tämä lisää energiankulutusta. Sulatuksessa käytetään usein sähköä. Ulkotiloissa julkisivun ja katon aurinkosuojaus profiilipellillä, jonka takana on ilmaväli, vähentää säteilyn ja tuulen aiheuttamaa lämpökuomaa. Avoimen oven aiheuttamaa kuormaa pienennetään ilma- tai liuskaverholla. Pakkasvaraston lattian alapuolisen tilan routimisen estämiseksi lattiaelementin alle asennetaan lämmitys (esim. lämmityskaapeli) tai lattiarakenteen alapuolinen tila tuuletetaan. Mitoituksessa ei vuotoilmakerrointa pakkasvarastoissa käytetä, vaan arvioidaan ilmanvaihto ovista. Hiihto- ja lasketteluhallit Hiihto- ja lasketteluhallit ovat talotekniikkaratkaisuiltaan jäähallien kaltaisia, mutta rakenteiltaan kuten pakkasvarastot. Käyttäjät eli hiihtäjät käyttävät vaihtelevasti hallia, mikä johtaa siihen, että järjestelmien tarpeenmukainen ohjaus on tärkeää. Myös sisäilmaston hallinta korostuu, sillä talvella tuotetun lumen pitää säilyä yli kesän seuraavaan talveen. Valaistuksen lisäksi ei muita sisäisiä lämpökuormia yleensä ole. Rakenneratkaisut ovat pakkasvaraston kaltaisia sillä ikkunoita ei yleensä ole. Rakenneratkaisuissa korostuu hyvä eristävyys, tiiveys ja kylmäsiltojen välttäminen. Hallit ovat ulkona ja suojautuminen suoralta auringon säteilyltä vähentää merkittävästi energiankulutusta Lämpötilan hallinnassa voidaan käyttää samaa tekniikkaa kuin pakkasvarastoissa, joissa puhaltimilla varustetut höyrystimet kierrättävät hallin ilmaa. Puhaltimien virtausnopeuksien vähentämiseksi asennetaan yleensä painepuolelle kanava. Hyvään tulokseen on päästy kangaskanavia käyttämällä. Hiihtohallissa tulee lisäksi asentaa lattian alle kylmälaatta lumen sulamisen estämiseksi. Routa ei ole näissä kohteissa yhtä suuri ongelma kuin jäähalleissa ja yleensä riittää kun reunavyöhykkeillä on routasuojaputkisto. Ilmanvaihtoratkaisuissa on useita vaihtoehtoja. Joissakin tapauksissa käytetään perinteistä tekniikkaa kylmän talteenotolla ja jäähdytyksellä, jolloin tuloilman kosteussisältö on tästä huolimatta suurempi kuin hallin kosteussisältö ja tiivistymistä syntyy höyrystinpinnoille. Uudempaa tekniikkaa edustaa kuivaustekniikan yhdistäminen tuloilmakojeeseen, jolloin vältytään tuloilman kosteuskuormalta ja säästetään energiaa Lasitetut tilat (Hemmilä) Yleistä Lasitetut tilat on yleisnimi tiloille, joiden ainakin yksi seinä tai katto on verhottu lasirakenteella. Yhteistä näille kaikille on energiateknisessä mielessä, että osan aikaa vuodesta ne keräävät niin paljon lämpöä auringosta, ettei muuta lämmitystä tarvita. Haittana kuitenkin on, että lasirakenteen lämmöneristävyys on paljon huonompi kuin umpiseinän ja toisaalta kesällä tilat lämpenevät ajoittain epämiellyttävän kuumiksi. Jos lasitettuja tiloja ei talvella lämmitetä millään lisälämmittimellä tai kesällä jäähdytetä muuten kuin ulkoilmalla lasituksia avaamalla, nämä tilat parantavat siihen liitetyn rakennuksen energiatehokkuutta jonkin verran. Rakennuksen energiatehokkuutta on mahdollista parantaa lisää ottamalla rakennukseen korvausilmaa lasitetusta tilasta, joka toimii eräänlaisena esilämmittimenä.35 RIL XXX Rakennusten energiatehokkuus/juhani Heljo Lasitetut parvekkeet Kuva 7.24 Lasitetuilla parvekkeilla varustettu asuinkerrostalo. Lasitettu parveke säästää teoriassa rakennuksen lämmittämiseen tarvittavaa energiaa muutamia prosentteja. Tämä johtuu siitä, että parvekkeella oleva ilma lämpiää ulkoilmaa lämpimämmäksi, jolloin parvekkeen taustaseinän, ikkunan ja oven kautta tapahtuva lämmönhukka pienenee. Lisäksi, jos parvekkeelta otetaan huonetilaan korvausilmaa, se on esilämmitettyä ulkoilmaan verrattuna. Säästön suuruuteen vaikuttavia tekijöitä on: - parvekkeiden suuntaus eri ilmansuuntiin - maastoesteet rakennuksen ympärillä - korvausilman ottaminen parvekkeelta huoneistoon - parvekkeen pintojen väri - parvekkeen rakenteiden lämpökapasiteetti - parvekeseinän, -ikkunan ja -oven lämmöneristävyys - ilmanvaihtojärjestelmän tyyppi (painovoimainen ilmanvaihto, koneellinen poistoilmanvaihto vai koneellinen tulo-/poistoilmanvaihto sekä mahdollisesti lämmön talteenottojärjestelmä) - huoneilman lämpötilan säätöjärjestelmä - lämmönjakojärjestelmä Käytännössä asukkaat voivat kuitenkin tuhota säästön ja aiheuttaa jopa lisälämmönkulutusta tekemällä parvekkeesta keväällä ja syksyllä ylimääräisen huoneen joko pitämällä parvekkeen ovea auki ja lämmittämällä parveketta huoneilmalla tai lämmittämällä parveketta sähkökäyttöisellä säteilylämmittimellä. Myös parvekelasitusten pitäminen osittain auki pienentää säästöjä. Kesällä suljetut parvekelasit voivat aiheuttaa parvekkeelle C olevia lämpötiloja, mikä lämmittää huonetiloja lisää. Jos kiinteistössä on jäähdytys, tämä lisää jäähdytyksen energiantarvetta. Edellä esitettyjen tekijöiden vuoksi ei ole mahdollista antaa parvekelasituksen energiataloudellisille vaikutuksille yleispätevää arviota. Kun otetaan asukkaan vaikutus ja hänen mahdolliset käyttäytymisen muutokset, arvioinnista tulee entistä vaikeampaa. Parvekkeen käytettävyyden ja viihtyisyyden kannalta lasituksesta on oleellinen hyöty. Viherhuoneet Tavallisesti viherhuone on 2- tai 3-kerroksellisella eristyslasilla verhottu rakennuksen yhteyteen liitetty tila, joka on puolilämmin, niin että siellä voi säilyttää viherkasveja ympäri vuoden. Viherhuoneiden energiateknisiin hyötyihin ja haittoihin vaikuttavat tilan lasirakenteen lämmöneristävyys sekä tilan mahdollinen lämmitys. Jos tila on lämmittämätön ja verhottu eristyslasin asemesta tasolasilla, tilan energiatekniset vaikutukset ovat samanlaiset kuin lasitetulla parvekkeella. Jos rakennuksen julkisivulla lasilla verhottua tilaa ei lämmitetä, se pienentää lämmitysenergian tarvetta lämmityskaudella samalla tavalla kuin lasitetut parvekkeet. Jos lasirakenne koostuu tasolasista tai 2- tai 3-lasisista eristyslasista ja tilaa lämmite-36 RIL XXX Luvun nimi/kirjoittaja tään, tilan energiatalous on huonompi kuin tavallisella seinällä verhoillulla tilalla. Mitä enemmän tilaa lämmitetään lämmityskaudella ja jäähdytetään kesäkaudella, sitä huonompi energiatalous tilalla on. Kaksoisvaipat Lasisen ulkovaipan takana oleva seinä voi olla joko perinteinen seinärakenne tavallisine ikkunoineen tai lasijulkisivurakenne. Yhteistä näissä molemmissa rakenteissa on, että ulkopinta on koko ajan lämpimämmässä tilassa kuin suoraan ulkoilmaan kosketuksissa ollessaan. Näin sen lämmönhukka lämmityskaudella on lasilla verhottuna pienempi. Toisaalta kesällä aurinkoisina päivinä lämmönvirtaussuunta seinän läpi on ulkoa sisälle, jolloin kaksoisvaipparakenne lisää huonetilojen jäähdytystarvetta. Kuva 7.25 Kaksoisvaipalla varustettu toimistorakennus. Kaksoisvaipparakenteen energiatekninen vaikutus on tapaus- ja rakennuskohtainen. Hyötyyn vaikuttavat muun muassa: - ulkovaipan lasin auringonsäteilyn läpäisy - vaippojen välinen etäisyys - vaippojen välisen tilan tuuletus - varsinaisen seinärakenteen lämmöneristävyys ja pinnan auringonsäteilyn absorptio - varsinaisen seinän ikkunoiden pinta-alaosuus - varsinaisen seinän ikkunoiden lämmöneristävyys sekä auringonsäteilyn läpäisevyys ja absorptio - rakennusten julkisivujen ilmansuunnat ja maastoesteet eri julkisivujen edessä - rakennuksessa olevan toiminnan aiheuttamat sisäiset lämpökuormat - rakennuksen lämmitys-, lämmönsäätö- ja lämmönjakojärjestelmät37 RIL XXX Rakennusten energiatehokkuus/juhani Heljo Rakennusten energiataloudellisten valintojen pääperiaatteet Valintasystematiikka Energiansäästötoimenpiteiden tarkastelu tehdään järjestelmittäin. Tämä tarkoittaa sitä, että tarkastelu tehdään erikseen ainakin eri lämmitysjärjestelmävaihtoehdoille, koska eri lämmitysjärjestelmissä tuotetun lämmön hinnat ovat erilaiset ja siten myös kannattavuudet ovat eri tasoilla. Suunnittelussa muodostetaan siten järjestelmittäin kokonaisuuksia ja verrataan näitä kokonaisratkaisuja. Parhaaseen lopputulokseen ei varmuudella pääse siten, että valitaan ensin järjestelmäratkaisu ja sen jälkeen tähän valittuun ratkaisuun energiatehokkaat osajärjestelmät ja komponentit (kuva 7.26). Kuva 7.26 Rakennusten lämmitys- ja ilmanvaihtojärjestelmien taloudellisen valinnan periaate. Ensin valitaan tarkasteltavat järjestelmät. Järjestelmiin valitaan energiatehokkaat ja taloudelliset osajärjestelmät ja komponentit. Valinnassa voidaan käyttää investointikriteereitä kuten esim. sisäinen korko. Saatuja kokonaisratkaisuja verrataan toisiinsa ja tehdään valinta ottamalla huomioon elinkaarikustannukset ja arvotekijät. Energiansäästötoimenpiteiden valinta Energiansäästötoimenpiteiden kannattavuutta voidaan havainnollistaa kannattavuuskuvaajalla, josta voidaan lukea energian säästöt, lisäkustannukset sekä toimenpiteen ja toimenpideyhdistelmien sisäinen korko ja verrata sitä asetettuun tuottovaatimukseen. Kuvasta nähdään myös, mitä säästötoimenpiteitä pitää tehdä, jotta taloudellisimmin päästään asetettuun energiansäästötavoitteeseen. Kannattavuusmallin kuvaamisessa esimerkkinä on asuinkerrostalon perusparannus, jonka yhteydessä tehdään seuraavat toimenpiteet: Ikkunat: Asennetaan uudet ikkunat, joiden U-arvo on 1,0 W/m 2 K (parannus perusratkaisuun U=1,2 W/m 2 K U=1,0 W/m 2 K) Yläpohja: Parannetaan yläpohjan eristystä. Lähtötilanteessa yläpohjassa on riittävästi tyhjää tilaa, jotta yläpohjaan voidaan puhaltaa +200 mm puhallusvillaa. Ulkoseinät: ulkoseinien ulkopuolinen lisäeristäminen (+100 mm mineraalivillaa) Ilmanvaihto: vaihdetaan vanha koneellinen poistoilmanvaihtojärjestelmä koneelliseen tulo- ja poistoilmanvaihtojärjestelmään 60 % lämmöntalteenotolla. Tarkasteltavien energiansäästötoimenpiteiden arvioitu käyttöikä, toteuttamisesta aiheutuvat lisäkustannukset sekä toimenpiteellä saavutettavan energiansäästön vuosittain tuoma kustannussäästö on esitetty taulukossa 7.4. Vuosittain saavutettava kustannussäästö on laskettu näistä laskennallisista energiansäästöistä lämmi-38 RIL XXX Luvun nimi/kirjoittaja tysenergian hinnalla 10 c/kwh. Taulukon tietojen perusteella sisäisen koron tarkastelua varten laskettu toimenpiteiden lisäinvestointikustannuksella painotettu keskimääräinen pitoaika on tarkasteltaville toimenpiteille 32 vuotta. Taulukko 7.4. Tarkasteltavien energiansäästötoimenpiteiden arvioitu käyttöikä, energiansäästötoimenpiteen tekemiseen tarvittava lisäkustannus sekä kullakin toimenpiteellä saavutettavalla energiansäästöllä vuosittain saavutettava kustannussäästö, kun lämmitysenergialle on käytetty hintaa 10 c/kwh. Energiansäästötoimenpide Käyttöikä [a] Lisäkustannus [ ] Energian kustannussäästö [ /a] Uudet ikkunat (U=1,2 U=1,0) Yläpohja (lisäeristys 200 mm) Ilmanvaihto (kunnostus tulo/poisto LTO 60%) Ulkoseinä (lisäeristys 100 mm) Taulukko 7.5. Energiansäästötoimenpiteet järjestettynä kannattavuusjärjestykseen sisäisen koron perusteella laskettuna sekä todellisella käyttöiällä että painotetulla keskimääräisellä käyttöiällä. Sisäinen korko Sisäinen korko Energiansäästötoimenpide todellisella käyttöiällä keskimääräisellä käyttöiällä Yläpohja (lisäeristys 200 mm) 24 % 24 % Uudet ikkunat (U=1,2 U=1,0) 9 % 9 % Ulkoseinä (lisäeristys 100 mm) 3 % 2 % Ilmanvaihto (kunnostus tulo/poisto LTO 60%) -2 % -2 % Tarkasteltaessa erillisten toimenpiteiden yhteisvaikutusta ketjutetaan energiansäästötoimenpiteiden vaikutusjanat peräkkäin yhdeksi kuvaajaksi, joka kuvaa koko toimenpidepaketin kannattavuutta. Ketjuttaminen tehdään siten, että toimenpiteet järjestetään kannattavuusjärjestykseen ja kannattavimman toimenpiteen jana lähtee origosta. Seuraavaksi kannattavimman toimenpiteen janan alkupiste on puolestaan kannattavimman kuvaajan päätepiste ja kolmanneksi kannattavimman toimenpiteen janan alkupiste toiseksi kannattavimman toimenpiteen janan päätepiste jne. Näin jatketaan, kunnes kaikki tarkasteluun mukaan haluttavat toimenpiteet on ketjutettu mukaan kuvaajaan (kuva 7.27). Ketjutetun kuvaajan avulla voidaan tarkastella useamman toimenpiteen yhteisvaikutusta. Kunkin toimenpiteen päätepisteen kohdalla voidaan sisäisen koron viivoihin vertaamalla lukea, mikä on siihen asti kannattavuusjärjestyksessä toteutettujen energiansäästötoimenpiteiden kokonaiskannattavuus. Pystyakselilla voi energiakustannussäästön tilalla olla myös energiansäästö, jolloin kuvaajan avulla voidaan havainnollisesti tarkastella, miten kannattavimmin pääsee asetettuun säästötavoitteeseen.39 Vuotuinen energian kustannussäästö [ /brm 2, a] RIL XXX Rakennusten energiatehokkuus/juhani Heljo Energiansäästötoimenpidekokonaisuuden kannattavuus (keskimääräinen pitoaika 32 v; energian hinta 10 c/kwh) 20 % 8 % 6 % 4 % 2 % 0 % 4 3 Huoneistokohtainen tulo- ja poistoilmanvaihto LTO 60 % 2 1 Ulkoseinien lisäeristys +100 mm 0 Uudet ikkunat (U=1,2 U=1,0) Yläpohjan lisäeristys +200 mm Lisäkustannus [ /brm 2 ] Kuva Samanaikaisesti toteutettavan energiansäästötoimenpidepaketin kokonaiskannattavuuden havainnollistaminen. Viihtyvyys- ja arvotekijät voidaan ottaa huomioon maksuhalukkuusmenettelyllä. Tällöin kannattamattoman positiivisia arvotekijöitä sisältävän toimenpiteen investointikustannusta vähennetään laskelmassa niin paljon, että se tulee kannattavaksi. Jos arvotekijöistä ollaan valmiita maksamaan tämä investointikustannuksen vähennys, voidaan toimenpide toteuttaa. Laskelmissa on tärkeää, että samassa laskelmassa ei käytetä sekä reaalisia että nimellisiä kustannuksia sekaisin. Nimellisillä tarkoitetaan tässä korkoja ja hintoja, joissa on inflaatio mukana. Normaalisti energiansäästötoimenpiteisiin liittyvät laskelmat tehdään reaaliarvoilla (reaalikorko ja reaalikustannukset). Tämä tarkoittaa sitä, että peruslaskelmissa voidaan käyttää tulevaisuuden toimenpiteiden kustannuksina nykyisiä kustannuksia. Jonkin verran voi esim. tuottavuuden kasvu pudottaa reaalikustannuksia, mutta sitä ei peruslaskelmissa oteta normaalisti huomioon. Poikkeuksen tekee energian hinta. On perusteltua olettaa, että energian hinta nousee tulevaisuudessa keskimääräistä inflaatiota enemmän. Perusarvioksi voi valita energian reaalisen hinnannousun 2 % / vuosi. Sisäisen koron eli kannattavuuden esittäminen samassa kuvassa toimenpiteille, joilla on erimittainen pitoaika, ei ole teoriassa oikein. Ongelma on ratkaistu ottamalla käyttöön yksinkertaistus, jossa tarkasteltaville energiansäästötoimenpiteille määritetään keskimääräinen investointikustannuksilla pinotettu käyttöikä. Enno Abel (2010, s. 8 9) on osoittanut, että keskimääräisen käyttöiän käyttäminen ei aiheuta tarkasteluihin merkittävää virhettä, kun yksittäisten toimenpiteiden käyttöiät ovat vähintään 20 vuotta. Energiansäästötoimenpiteiden kannattavuuden tarkastelu tulee korjaustoiminnassa tehdä siten, että tarkastellaan korjauksen perusratkaisun energiataloudellista parantamista. Tällöin selvitetään, minkälaisen lisäkustannuksen energiatehokkuuden parantaminen aiheuttaa perusratkaisuun nähden ja minkälainen lisäenergiansäästö kyseisellä toimenpiteellä saavutetaan. Energiansäästötoimenpiteiden kannattavuus riippuu korjaustoiminnassa siten voimakkaasti korjausratkaisusta (perusratkaisusta), joka on päätetty tehdä joka tapauksessa rakenteiden huonon kunnon tms. muusta syystä. Pyrittäessä mahdollisimman taloudelliseen lopputulokseen pitää energiatehokkuuden parantamisessa edetä toimenpidekohtaisesti portaittain. Esimerkiksi yläpohjan lisäeristämisessä ei lasketa vain yhtä lisäeristämisvaihtoehtoa vaan lisäeristetään portaittain. Ensin lasketaan esimerkiksi 100 mm lisäeristämisen kannattavuus, sen jälkeen tämän lisäeristyskerroksen päälle lisätyn 100 mm lisäeristyskerroksen kannattavuus jne. Tämä tehdään sen takia, että lähtötaso vaikuttaa voimakkaasti saavutettavan säästön määrään (kuva 7.28).40 RIL XXX Luvun nimi/kirjoittaja Kuva 7.28 Yläpohjan lisäeristyksen portaittaisen kannattavuustarkastelun periaatekuva. Energian säästötoimenpiteitä pitää tarkastella portaittain, koska lähtötaso vaikuttaa voimakkaasti energiansäästön määrään. Lisäeristepaksuus voidaan myös optimoida, mutta käytännössä optimointi on hankalaa tarkasteltaessa yhtä aikaa eri säästötoimenpiteitä. Käytännössä energiansäästössä edetään portaittain senkin takia, että valittavissa on eri energiatehokkuustason tuotteita (esim. ikkunaratkaisut, ilmanvaihdon lämmöntalteenottolaitteet jne.). Toimenpiteiden kannattavuuden esittäminen optimoinnin avulla Säästötoimenpiteiden valinta voidaan tehdä myös optimoimalla (kuva 7.29). Optimoinnissa vaaka-akselilla esitetään energiankulutus ja pystyakselilla kustannusten nykyarvo. Ylin kokonaiskustannuskäyrä saadaan kun rakennuskustannusmuutokseen lisätään energiakustannusmuutoksen (energiansäästön) nykyarvo. Tähän kokonaiskustannuskäyrään muodostuu optimikohta (alin kohta), joka kertoo energiankulutuksen optimitason. Optimointilaskelmia on tehty runsaasti mm. optimoitaessa lämmöneristepaksuuksia. Tällöin origossa lämmöneristepaksuus on nolla ja eristepaksuus kasvaa oikealle. Esitystapaa on käytetty nykyään runsaasti esitettäessä passiivitaloratkaisujen kannattavuutta. Kyseisissä kuvissa energiankulutus kasvaa vaaka-akselilla oikealle ja siitä johtuen säästötoimenpiteiden vaikutus energiakustannusten nykyarvossa kasvaa vasemmalle päin. Optimointikuvan muotoon vaikuttaa voimakkaasti valittu laskentakorko ja siksi optimointilaskelmaan täytyy tehdä herkkyystarkastelua eri laskentakoroilla. Rakennusten energiansäästötoimenpiteiden kannattavuutta arvioitaessa on perusteltua valita reaalinen laskentakorkokanta väliltä 3 5 %. Optimikäyrän muoto on usein laakea eikä tarkkaa optimikohtaa siten synny. Tämä tarkoittaa sitä, että elinkaarikustannukset eivät muutu voimakkaasti, vaikka ei valita ihan optimaalisinta ratkaisua. Näytä lisää
Tietoa uusiutuvasta energiasta lämmitysmuodon vaihtajille ja uudisrakentajille 31.1.2013/ Dunkel Harry, Savonia AMK Uudet energiatehokkuusmääräykset, E- luku TAUSTAA Euroopan unionin ilmasto- ja energiapolitiikan Lisätiedot ENERGIATODISTUS. Mäkkylänpolku 4 02650, ESPOO. Uudisrakennusten määräystaso 2012. Rakennuksen laskennallinen kokonaisenergiankulutus (E-luku)
ENERGIATODISTUS Rakennuksen nimi ja osoite: Harju, Rakennus AD Harju 0460 Kirkkonummi Rakennustunnus: Valmistumisvuosi: Rakennuksen käyttötarkoitusluokka: Todistustunnus: 574950 965 Muut asuinkerrostalot Lisätiedot ENERGIATEHOKAAN TALON LÄMMITYSRATKAISUT PEP Promotion of European Passive Houses Intelligent Energy Europe seminaari 23.11.
ENERGIATEHOKAAN TALON LÄMMITYSRATKAISUT PEP Promotion of European Passive Houses Intelligent Energy Europe seminaari 23.11.26 Espoo Mikko Saari, VTT 24.11.26 1 Energiatehokas kerrostalo kuluttaa 7 % vähemmän Lisätiedot ENERGIATODISTUS. Everlahdentie 25 57710 Savonlinna. Uudisrakennusten. määräystaso 2012
ENERGIATODISTUS Rakennuksen nimi ja osoite: Hilkanhaka 0, talo A Ritalanmäentie 6 57600 Savonlinna Rakennustunnus: 740-6-90- Rakennuksen valmistumisvuosi: 990 Rakennuksen käyttötarkoitusluokka: Todistustunnus: Lisätiedot RAKENTAMINEN JA ENERGIATEHOKKUUS
RAKENTAMINEN JA ENERGIATEHOKKUUS primäärienergia kokonaisenergia ostoenergia omavaraisenergia energiamuotokerroin E-luku nettoala bruttoala vertailulämpöhäviö Mikkelin tiedepäivä 7.4.2011 Mikkelin ammattikorkeakoulu Lisätiedot ENERGIATODISTUS. Uudisrakennusten. määräystaso 2012. Rakennuksen laskennallinen kokonaisenergiankulutus (E-luku) 229 kwh E /m²vuosi 24.3.
ENERGIATODISTUS Rakennuksen nimi ja osoite: Päilahden Koulu Pajukannantie 8 500 ORIVESI Rakennustunnus: 56-4--76 Rakennuksen valmistumisvuosi: 98 Rakennuksen käyttötarkoitusluokka: Todistustunnus: Yhden Lisätiedot RAKENNUKSEN KOKONAISENERGIANKULUTUS (E-luku)
ENERGIATODISTUS Rakennuksen nimi ja osoite: Kiinteistö Oy, Silmukkatie 1 Silmukkatie 1 65100, VAASA Rakennustunnus: 905-4-7-5 Rakennuksen valmistumisvuosi: 1976 Rakennuksen käyttötarkoitusluokka: Liike- Lisätiedot ENERGIATODISTUS. Uudisrakennusten. määräystaso 2012. Rakennuksen laskennallinen kokonaisenergiankulutus (E-luku) 240 kwh E /m²vuosi 2.6.
ENERGIATODISTUS Rakennuksen nimi ja osoite: Huutokallio Heikinpohjantie 0 5700 Savonlinna Rakennustunnus: 740--9-6 Rakennuksen valmistumisvuosi: 96 Rakennuksen käyttötarkoitusluokka: Muut asuinkerrostalot Lisätiedot Sähkölämmityksen toteutus 1.7.2012 jälkeen SÄHKÖLÄMMITYSFOORUMI RY
Sähkölämmityksen toteutus 1.7.2012 jälkeen SÄHKÖLÄMMITYSFOORUMI RY Mihin rakennuksiin sovelletaan Normaalit asuinrakennukset Vuokra- tai vastaavaan käyttöön tarkoitetut vapaa-ajan rakennukset Yksityiskäyttöön Lisätiedot Rakennusten energiatehokkuus. Tulikivi Oyj 8.6.2011 Helsinki Mikko Saari VTT Expert Services Oy
Rakennusten energiatehokkuus Tulikivi Oyj 8.6.2011 Helsinki Mikko Saari VTT Expert Services Oy 6.6.2011 2 Mitä on rakennusten energiatehokkuus Mitä saadaan (= hyvä talo) Energiatehokkuus = ---------------------------------------------- Lisätiedot Sähkölämmityksen toteutus. SÄHKÖLÄMMITYSFOORUMI RY ( www.lamminkoti.fi)
Sähkölämmityksen toteutus 1.7.2012 jälkeen SÄHKÖLÄMMITYSFOORUMI RY ( www.lamminkoti.fi) Mihin rakennuksiin sovelletaan Normaalit asuinrakennukset Vuokra-tai vastaavaan käyttöön tarkoitetut vapaa-ajan rakennukset Lisätiedot 24.5.2012 Gasum Petri Nikkanen 1
ENERGIATODISTUS Rakennuksen nimi ja osoite: Silva, talo A Aholahdentie 5770 Savonlinna Rakennustunnus: 740-5-- Rakennuksen valmistumisvuosi: 996 Rakennuksen käyttötarkoitusluokka: Todistustunnus: A B C Lisätiedot 5/13 Ympäristöministeriön asetus
Energia- ilta 01.02.2012 Pakkalan sali Pekka Seppänen LVI- Insinööri Kuntoarvioija, PKA energiatodistuksen antajan pätevyys, PETA Tyypilliset ongelmat -Tilausvesivirta liian suuri (kaukolämpökiinteistöt) Lisätiedot ENERGIATEHOKKUUS 25.03.2009 ATT 1
ASIANTUNTIJASEMINAARI: ENERGIATEHOKKUUS JA ENERGIAN SÄÄSTÖ PITKÄN AIKAVÄLIN ILMASTO- JA ENERGIASTRATEGIAN POLITIIKKASKENAARIOSSA Rakennuskannan energiatehokkuuden kehittyminen 19.12.27 Juhani Heljo Tampereen Lisätiedot RAKENTAMISEN ENERGIAMÄÄRÄYKSET 2012
Esimerkkejä energiatehokkaista korjausratkaisuista DI Petri Pylsy, Suomen Kiinteistöliitto Tee parannus!-aluekiertue Turku 18.01.2010 Tarjolla tänään Energiatehokkaita korjausratkaisuja: Ilmanvaihdon parantaminen Lisätiedot Rakentamismääräykset 2012
Rakentamismääräykset 2012 TkL Mika Vuolle Equa Simulation Finland Oy if everyone does a little, we ll achieve only a little ERA17 ENERGIAVIISAAN RAKENNETUN YMPÄRISTÖN AIKA 2017 WWW.ERA17.FI 2020 asetetut Lisätiedot Taloyhtiön energiansäästö
Taloyhtiön energiansäästö Hallitusforum 19.03.2011 Messukeskus, Helsinki Petri Pylsy, Kiinteistöliitto Suomen Kiinteistöliitto ry Mitä rakennusten energiatehokkuus on Energiatehokkuus paranee, kun Pienemmällä Lisätiedot ENERGIASELVITYS. Laskenta erillisenä dokumenttina, mikäli käyttötarkoitus sitä vaatii. Yritys: Etlas Oy Ritvankuja 12 62200 Kauhava
Energiataloudellinen uudisrakennus tai lyhyt takaisinmaksuaika yhdistämällä energiasaneeraus Julkisen rakennuksen remonttiin Timo Luukkainen 2009-05-04 Ympäristön ja energian säästö yhdistetään parantuneeseen Lisätiedot Lämpöilta taloyhtiöille. Tarmo. 30.9. 2013 Wivi Lönn Sali. Lämmitysjärjestelmien ja energiaremonttien taloustarkastelut
Lämpöilta taloyhtiöille Tarmo 30.9. 2013 Wivi Lönn Sali Lämmitysjärjestelmien ja energiaremonttien taloustarkastelut Juhani Heljo Tampereen teknillinen yliopisto Talon koon (energiankulutuksen määrän) Lisätiedot Oikein varustautunut pysyy lämpimänä vähemmällä energialla
Oikein varustautunut pysyy lämpimänä vähemmällä energialla Energiatehokkuuteen liittyvät seikat sisältyvät moneen rakentamismääräyskokoelman osaan. A YLEINEN OSA A1 Rakentamisen valvonta ja tekninen tarkastus Lisätiedot Uusien rakennusten energiamääräykset 2012 Valtioneuvoston tiedotustila 30.3.2011
Uusien rakennusten energiamääräykset 2012 Valtioneuvoston tiedotustila 30.3.2011 Miksi uudistus? Ilmastotavoitteet Rakennuskannan pitkäaikaiset vaikutukset Taloudellisuus ja kustannustehokkuus Osa jatkumoa Lisätiedot Energiaeksperttikoulutus 6.10.2015. Mistä tietoa saa? Energiatodistus, -selvitys,
Energiaeksperttikoulutus 6.10.2015 Mistä tietoa saa? Energiatodistus, -selvitys, Energialuokitus perustuu rakennuksen E-lukuun, joka koostuu rakennuksen laskennallisesta vuotuisesta energiankulutuksesta Lisätiedot ENERGIATODISTUS. TOAS Veikkola 1 Insinöörinkatu 84 33720 Tampere. Muut asuinkerrostalot. Uudisrakennusten määräystaso 2012
ENERGIATODISTUS Rakennuksen nimi ja osoite: TOAS Veikkola Insinöörinkatu 84 70 Tampere Rakennustunnus: 87-65-758- Rakennuksen valmistumisvuosi: 99 Rakennuksen käyttötarkoitusluokka: Todistustunnus: Muut Lisätiedot Energiatehokkuus ja energiavaatimukset asuntorakentamisessa - Rakentamiseen liittyvät keskeiset muutokset lähivuosina
Energiatehokkuus ja energiavaatimukset asuntorakentamisessa - Rakentamiseen liittyvät keskeiset muutokset lähivuosina Juha Luhanka Rakennustuoteteollisuus RTT ry 09.02.2010, ARY seminaari Energiamääräykset Lisätiedot Esimerkkejä energiatehokkaista korjausratkaisuista
Esimerkkejä energiatehokkaista korjausratkaisuista DI Petri Pylsy, Suomen Kiinteistöliitto Tee parannus!-aluekiertue Tarjolla tänään Ilmanvaihdon parantaminen Lämpöpumppuratkaisuja Märkätilojen vesikiertoinen Lisätiedot Säästöäenergiankäyttöä tehostamalla. TimoKuusiola Ilmastotreffit 4.11.2014
Säästöäenergiankäyttöä tehostamalla TimoKuusiola Ilmastotreffit 4.11.2014 Sisällys Mihinenergiaajavettäkuluu Mihinkiinnittäähuomiotaasumisenarjessa Ilmanvaihtojärjestelmäntoiminta Lämmönjakojärjestelmäntoiminta Lisätiedot Sähkölämmityksen toteutus 1.7.2012 jälkeen SÄHKÖLÄMMITYSFOORUMI RY
Mecoren casetapaukset: Päiväkoti Saana Vartiokylän yläaste Kestävän korjausrakentamisen tutkimusseminaari 20.4.2012 Riikka Holopainen, VTT 2 Case-tapaus: Päiväkoti Saana Lpk Saana, rakennusvuosi 1963, Lisätiedot Lämmitysjärjestelmät vanhassa rakennuksessa 1
Lämmitysjärjestelmät vanhassa rakennuksessa 1 Erilaiset lämmitysjärjestelmät pientaloille ja vastaaville: Puulämmitys- sovellus/puukeskuslämmitys takkasydän Savumax - Aurinkolämmitys - pellettilämmitys Lisätiedot FInZEB- laskentatuloksia Asuinkerrostalo ja toimistotalo
FInZEB- laskentatuloksia Asuinkerrostalo ja toimistotalo Erja Reinikainen, Granlund Oy FInZEB- työpaja 1 Laskentatarkastelujen tavoileet Tyyppirakennukset Herkkyystarkastelut eri asioiden vaikutuksesta Lisätiedot Kohti nollaenergiarakentamista. 28.04.2015 SSTY Sairaaloiden sähkötekniikan ajankohtaispäivä Erja Reinikainen / Granlund Oy
Kohti nollaenergiarakentamista 28.04.2015 SSTY Sairaaloiden sähkötekniikan ajankohtaispäivä Erja Reinikainen / Granlund Oy 1 Lähes nollaenergiarakennus (EPBD) Erittäin korkea energiatehokkuus Energian Lisätiedot Sisäilma-asiat FinZEB-hankkeessa
Energiatehokkaat sisäilmakorjaukset Toiminnanjohtaja Jorma Säteri. Sisäilmasto ja energiatalous Suurin osa rakennusten energiankulutuksesta tarvitaan sisäilmaston tuottamiseen sisäilmastotavoitteet tulee Lisätiedot Suomen lämpöpumppuyhdistys. SULPU ry.
. Petri Koivula toiminnanjohtaja DI 1 Palkittua työtä Suomen hyväksi Ministeri Mauri Pekkarinen luovutti SULPUlle Vuoden 2009 energia teko- palkinnon SULPUlle. Palkinnon vastaanottivat SULPUn hallituksen Lisätiedot ENERGIATODISTUS. HOAS 137 Hopeatie 10 talo 1 Hopeatie 10 00440, Helsinki. Muut asuinkerrostalot. Uudisrakennusten määräystaso 2012
ENERGIATODISTUS Rakennuksen nimi ja osoite: HOAS 7 Hopeatie 0 talo Hopeatie 0 00440, Helsinki Rakennustunnus: Rakennuksen valmistumisvuosi: Rakennuksen käyttötarkoitusluokka: 979 Muut asuinkerrostalot Lisätiedot Lähes nollaenergiarakennus (nzeb) käsitteet, tavoitteet ja suuntaviivat kansallisella tasolla
Esimerkkejä energiatehokkaista korjausratkaisuista DI Petri Pylsy, Suomen Kiinteistöliitto Tee parannus!-aluekiertue Järvenpää 24.11.2009 Tarjolla tänään Energiatehokkaita korjausratkaisuja: Ulkorakenteiden Lisätiedot Mahdottomuus vai mahdollisuus
Rakennuksen energiataloudellinen käyttö Mahdottomuus vai mahdollisuus Timo Posa 31.8.2010 Roolit Hallinta Huolto Käyttäjä Toiminta HELSINGIN KAUPUNGIN KOKONAISKULUTUS VUONNA 2008 ja 2007 2008 2007 GWh Lisätiedot ENERGIASELVITYS. Laskenta erillisenä dokumenttina, mikäli käyttötarkoitus sitä vaatii.
RAKENNUKSEN PERUSTIEDOT ENERGIASELVITYS Rakennus: Osoite: Esimerkkikohde Valmistumisvuosi: 2012 Ritvankuja 12 Rakennustunnus: 1212:123:A1 62200 Kauhava Paikkakunta: Kauhava Käyttötarkoitus: Bruttopintaala: Lisätiedot Tehontarpeen ja energiankäytön laskentaesimerkkejä
TkT, Jarek Kurnitski TKK LVI-tekniikan laboratorio 16.5.2009 Tehontarpeen ja energiankäytön laskentaesimerkkejä Seuraavat 1-krs pientalon ja 2-krs kompaktin pientalon esimerkit osoittavat tehontarpeet Lisätiedot Passiivirakentamisen haasteet
Energiatehokas Pirkanmaa hanke -kuntaseminaari TAKK 16.12.2010 Rakennustuotanto ja -talous Passiivirakentamisen haasteet Juhani Heljo laboratorioinsinööri, tutkija Tampereen teknillinen yliopisto Rakennetun Lisätiedot Jäähdytysenergian tarve ja kulutusprofiili
Jäähdytysenergian tarve ja kulutusprofiili TkL Mika Vuolle Equa Simulation Finland Oy Energiaa käytetään Taloteknisten palvelujen tuottamiseen Lämpöolosuhteet Sisäilmanlaatu Valaistusolosuhteet Äänilosuhteet Lisätiedot ENERGIATODISTUS. Rakennuksen ET-luku. ET-luokka - 100
ENERGIATODISTUS Rakennus Rakennustyyppi: Osoite: Rivi- ja ketjutalot (yli 6 asuntoa) Kimpikuja 3 80220 Joensuu Valmistumisvuosi: Rakennustunnus: 204 Energiatodistus on annettu x rakennuslupamenettelyn Lisätiedot ENERGIASELVITYS. Rakennuksen täyttää lämpöhöviöiden osalta määräykset: Rakennus vastaa matalaenergiarakennuksen lämpöhäviötasoa:
RAKENNUKSEN PERUSTIEDOT ENERGIASELVITYS Rakennustyyppi: Osoite: Bruttopinta-ala: Huoneistoala: Rakennustilavuus: Ikkunapinta-ala: Lämmitystapa: Ilmastointi: Pientalo Valmistumisvuosi: 2008 Pientalonkuja Lisätiedot FInZEB-laskentatuloksia: Herkkyys- ja yhdistelmätarkastelut, asuinkerrostalo ja toimistotalo
FInZEB-laskentatuloksia: Herkkyys- ja yhdistelmätarkastelut, asuinkerrostalo ja toimistotalo 11.6.2014 (osa materiaalista esitetty työpajassa 5.6.2014) Granlund Oy / E Reinikainen, L Loisa 1 E-lukulaskenta Lisätiedot ENERGIATEHOKKAAN TALON TUNNUSMERKIT
ENERGIATEHOKKAAN TALON TUNNUSMERKIT Mikko Saari, VTT Energiatehokas koti - tiivis ja terveellinen? Suomen Asuntomessut ja Suomen Asuntotietokeskus Helsingin messukeskus, Ballroom 28.3.2009 Energiatehokkaan Lisätiedot 27.5.2014 Ranen esitys. Antero Mäkinen Ekokumppanit Oy
27.5.2014 Ranen esitys Antero Mäkinen Ekokumppanit Oy Energiatehokas korjausrakentaminen Korjausrakentamisen energiamääräykset mitä niistä pitäisi tietää Suomen asuntokanta on kaikkiaan noin 2,78 miljoona Lisätiedot FInZEB-laskentatuloksia: Herkkyys- ja energiamuototarkastelut muut rakennukset
FInZEB-laskentatuloksia: Herkkyys- ja energiamuototarkastelut muut rakennukset 15.9.2014 Granlund Oy / E Reinikainen, L Loisa, A Tyni 1 Ohjeet tämän aineiston lukijalle: Tässä materiaalissa käytetään käsitteitä Lisätiedot HYVÄ SUUNNITTELU PAREMPI LOPPUTULOS SUUNNITTELUN MERKITYS ENERGIAREMONTEISSA
HYVÄ SUUNNITTELU PAREMPI LOPPUTULOS SUUNNITTELUN MERKITYS ENERGIAREMONTEISSA AJOISSA LIIKKEELLE Selvitykset tarpeista ja vaihtoehdoista ajoissa ennen päätöksiä Ei kalliita kiirekorjauksia tai vahinkojen Lisätiedot ENERGIATEHOKKUUS OSANA ASUMISTA JA RAKENTAMISTA. Energiatehokkuusvaatimukset uudisrakentamisen lupamenettelyssä
ENERGIATEHOKKUUS OSANA ASUMISTA JA RAKENTAMISTA Energiatehokkuusvaatimukset uudisrakentamisen lupamenettelyssä Jari Raukko www.kerava.fi 1 15.4.2011 2 Uudisrakentamisen energiatehokkuuden perusvaatimustaso Lisätiedot ristötoiminnan toiminnan neuvottelupäiv
Seurakuntien ympärist ristötoiminnan toiminnan neuvottelupäiv ivä - SÄÄSTÄ ENERGIAA - Pentti Kuurola, LVI-ins. LVI-Insinööritoimisto Mäkelä Oy Oulu Kuntoarviot Energiatodistukset Energiakatselmukset Hankesuunnittelu Lisätiedot 1 (3) LLo / EAR. Selvitys. 06.10.2014 / Päivitetty 19.11.2014 LÄHTÖTIETOJA KUSTANNUSTARKASTELUJEN TEKEMISEKSI KOULUT JA PÄIVÄKODIT
1 (3) LLo / EAR Selvitys 06.10.2014 / Päivitetty 19.11.2014 LÄHTÖTIETOJA KUSTANNUSTARKASTELUJEN TEKEMISEKSI KOULUT JA PÄIVÄKODIT Tässä aineistossa on seuraavat osuudet: 1. Tekniikkakuvaukset koulujen ja Lisätiedot ENERGIASELVITYS. Rakennustunnus: 50670 Otava. Paikkakunta: Mikkeli Bruttopinta-ala: Huoneistoala: 171,1 m² Rakennustilavuus: Ikkunapinta-ala:
RAKENNUKSEN PERUSTIEDOT Rakennus: Osoite: ENERGIASELVITYS Haapanen Kalle ja Sanna Valmistumisvuosi: 2012 Pillistöntie 31 Rakennustunnus: 50670 Otava Paikkakunta: Mikkeli Bruttopinta-ala: Huoneistoala: Lisätiedot Uusiutuvan energian yhdistäminen kaasulämmitykseen
Tutkimus: Ulkovaipan lämpötalouteen vaikuttavat korjaustoimenpiteet käytännössä Parantaako lisälämmöneristäminen energiatehokkuutta korjausrakentamisessa? Stina Linne Tekn. yo betoni visioi -seminaari Lisätiedot 600e-hp-co LÄMMÖNTALTEENOTTOLAITE, POISTOILMALÄMPÖPUMPPU JA JÄÄHDYTYS. Smart-käyttöliittymä
600e-hp-co LÄMMÖNTALTEENOTTOLAITE, POISTOILMALÄMPÖPUMPPU JA JÄÄHDYTYS 600e-hp-co Smart-käyttöliittymä Huippuunsa vietyä lämmöntalteenottoa ja jäähdytystä AirWise Oy on merkittävä ilmanvaihtolaitteiden Lisätiedot Rakennuskannan ja rakennusten energiankäyttö. TkT Pekka Tuomaala 25.11.2008
Tutkimus: Ulkovaipan lämpötalouteen vaikuttavat korjaustoimenpiteet käytännössä Stina Linne Tekn. yo Parantaako lisälämmöneristäminen energiatehokkuutta korjausrakentamisessa? betoni visioi -seminaari Lisätiedot Vanhan kiinteistön ilmanvaihdon ongelmakohdat Ilmanvaihdon tavoite asunnoissa Ilmanvaihdon toiminta vanhoissa asuinkerrostaloissa Ongelmat
Vanhan kiinteistön ilmanvaihdon ongelmakohdat Ilmanvaihdon tavoite asunnoissa Ilmanvaihdon toiminta vanhoissa asuinkerrostaloissa Ongelmat TARMOn ilmanvaihtoilta taloyhtiölle 28.10.2013 Päälähde: Käytännön Lisätiedot Rakennusten energiamääräykset 2012 Pohjois-Karjalan AMK 27.10.2010 Lausuntoehdotus 28.9.2010