Julkaistu

Energiatehokas pientalo on askel kohti ympäristöystävällistä asumista

Suunnitteluvaiheen ratkaisuilla vaikutetaan rakentamisen kokonaiskustannuksiin, käyttökustannuksiin ja hiilijalanjälkeen. Energia- ja käyttökustannukset määräytyvä 80-90 prosenttisesti suunnittelun aikana tehtyjen valintojen perusteella.  Lämmöntuottotavalla on suuri merkitys ostoenergian tarpeeseen. Erilaiset lämpöpumppuratkaisut ovat nykyaikaisissa pientaloissa tavallisia ja niillä pystytään leikkaamaan kokonaisenergiankulutusta huomattavasti. Tekniset ratkaisut ovat vuorovaikutuksessa ja samanlaisilla yksittäisillä ratkaisuilla saattaa olla toisistaan poikkeavia vaikutuksia eri kohteissa. Esimerkiksi maalämmön hyödyntäminen voi olla varsin vaatimatonta pienen passiivitalon lämmittämisessä. Toisaalta kaikki energiasäästö vähentää myös rakennuksen hiilidioksidipäästöjä, vaikka kustannustehokkuuden näkökulmasta hyöty on vähäinen tai olematon.

Energiatehokkuuden saavuttaminen ei vaadi tavallisesti mitään erikoisratkaisuja rakentamisessa. Keskeiset tekijät ovat ilmanpitävät rakenteet, hyvä ilmanvaihdon lämmön talteenotto, riittävä talon vaipan eristys sekä energiatehokkaat ikkunat ja ovet.

Teoreettista tarkastelua simulointien avulla

Eri osatekijöiden vaikutusta voidaan tarkastella rakennuksesta luotujen mallien avulla. Vaihtamalla mallissa asetusarvoja saadaan käsitys teknisten ratkaisujen vaikutuksesta esimerkiksi energiankulutukseen. Kun tiedetään energiankulutus, saadaan myös arvio hiilidioksidipäästöistä.

Yksittäisten tekijöiden merkitystä selvitettiin simuloimalla kolmea pientaloa.  Kohteiksi valitut rakennukset olivat varsin eri tyyppisiä, joskin suhteellisen saman kokoisia yksikerroksisia rakennuksia. Rakennusten mallien lähtötiedot olivat taulukon 1 mukaisia.

Taulukko 1. Simulointimallien lähtötietoja

Kohteiden simuloinneissa ei tarkasteltu muita lämmitysmuotoja kuin päälämmitystapaa. Kaikissa rakennuksissa oli tulisija, mutta sen vaikutusta ei arvioitu. Ilmalämpöpumpun käyttöä ei myöskään huomioitu lämmityksessä tai jäähdytyksessä. Tuloksissa korostuu suoran sähkölämmitystalon korkeammat arvot, koska lämpöenergian tuottamiseen tarvitaan enemmän sähköenergiaa kuin lämpöpumppuja hyväksikäyttävissä rakennuksissa.

Lisäksi on huomioitava, että vertailu perustuu yksittäisen tekijän vaikutuksesta lähtötasoon. Energiakulutukseen vaikuttavat tekijät vaikuttavat toisiinsa, eikä osatekijöiden yhteenlaskeminen vastaa todellista nousua tai laskua kulutuksessa.

Hiilidioksidin kuormituksen arviointi perustuu Suomen keskimääräiseen sähköntuotannon CO2-päästökertoimeen 164 kg CO2/MWh

Ilmanpitävät rakenteet

Mitä tiiviimpi talo sitä vähemmän kuluu energiaa. Ilmatiiviyden saavuttaminen edellyttää erityisesti hyvää liitosdetaljien suunnittelua ja huolellista rakentamista. Tiivistämisen materiaalimenekki on minimaalinen.

Rakennuksen tiiviyden määrittely perustuu siihen, minkä verran vaipparakenne päästää ilmaa lävitseen aikayksikössä. Käytössä on ilmanvuotolukuluku (q50), joka ilmaisee, kuinka monta kuutiometriä ilmaa läpäisee rakenteen neliömetriä kohden tunnissa 50 Pascalin paine-erolla.

Ilmatiiviyden vaikutusta ostoenergian kulutukseen arvioitiin simuloimalla kohteita eri ilmanvuotoluvuilla Porin vuoden 2013 säätiedoilla rakennetussa kaupunkiympäristössä. Vertailuarvona käytettiin ilmanvuotolukua q50=1 m3/(h*m2), joka edustaa verraten normaalia tasoa uusien rakennusten mittaustilastoista. Parannettaessa tiiviyttä erinomaiseksi säästetään vuositasolla energiaa tarkastelluissa rakennuksissa 110 – 150 kWh. Alimmalla hyväksyttävällä tiiviystasolla (q50=4) energiankulutus kasvaisi kohteissa 560 – 1250 kWh vuodessa. Tämä merkitsee viidenkymmenen vuoden aikana 4600 – 10 250 kg hiilidioksidin lisäkuormaa.

Taulukko 2. Vuotoilman muutoksen vaikutus energiakulutukseen vertailutasosta q50=1,0 m3/(hm2)

Ilmanvaihtokoneen hyötysuhde

Ilmanvaihto on oleellinen tekijä terveellisessä ja viihtyisässä asumisessa. Yleisin tapa toteuttaa riittävä ilmanvaihto on lämmöntalteenotolla varustettu tulo-poistoilmakone. Lämmöntalteenotto on huomioitu myös rakentamismääräyksissä ja asennettaville koneille on määritelty vähimmäishyötysuhde. Käytännössä tämä tarkoittaa, sitä kuinka paljon tuloilmaa pystytään lämmittämään poistoilmasta talteen otetulla lämpöenergialla.

Kohteita simuloitiin vaihtamalla ilmanvaihtokoneen lämpötilasuhdetta ja vertaamalla vuoden energiakulutusta lähtötasoon, joka edusti varsin tyypillistä pientalon energiatehokasta konetta. Vertailukoneen tuloilman lämpötilasuhde oli 0,75. Todellinen keskimääräinen vuosihyötysuhde oli tällöin 65-75 % riippuen käytettävistä ilmamääristä.

Lämpötilasuhteella 0,60 ostoenergian kulutus kasvoi 430 – 930 kWh vuodessa. Tämä merkitsee 3550 – 7630 kg lisäystä hiilidioksidimäärässä 50 vuoden aikana. Lämpötilasuhteella 0,80 vastaava kulutus väheni 100 – 220 kWh vuodessa.

Taulukko 3. Ilmanvaihtokoneen lämpötilasuhteen muutoksen vaikutus energiakulutukseen vuodessa verrattuna 0,75 lämpötilasuhteella toimivaan IV-koneeseen

Ilmanvaihdon ilmamäärillä on vaikutusta energiakulutukseen. Tehokkaamman ilmanvaihdon energiakulutuksen lisääntyminen johtuu pääasiassa tuloilman lämmityksestä ja poistoilman mukana karkaavasta lämmöstä. Simuloimalla tehtiin arvio tehostetun ilmanvaihdon energiakulutuksesta suhteessa rakentamismääräysten minimitasoon. Minimitaso saatetaan kokea syystä tai toisesta riittämättömäksi.

Ilmavaihdon tehostaminen

Ilmamääriä kasvattamalla 20% ostoenergian kulutus kasvoi 307 – 759 kWh vuodessa ja 30 % korotus lisäsi kulutusta 460 – 1142 kWh vuodessa. Tässä yhteydessä on hyvä huomioida, että tehostettua tai normaalitasoa tarvitaan silloin kun tiloissa oleskellaan ja ilmanvaihdon pienentäminen vähentää energian kulutusta huomattavasti. Tilojen ollessa poissa käytöstä ilmanvaihdon tasoa voidaan pudottaa minimissään 0,15 litraan sekunnissa asuinneliötä kohden, joka vastaan 60 – 70 % pienempää ilman vaihtuvuutta normaalitasoon verrattuna. Käytön mukaisella ilmanvaihdon ohjauksella voidaan siis saavuttaa huomattavia vähennyksiä energiakulutuksessa riippuen asunnon käyttöasteesta.

Taulukko 4. Ilmanvaihdon tehostamisen vaikutus vuodessa verrattuna normi ilmanvaihtoon

Seinien lämmöneristävyys

Lämmöneristävyyden arvioinnissa keskityttiin seinärakenteisiin. Simuloinneissa tehtiin tarkasteluja muuttamalla seinien eristevahvuuksia ja vertaamalla vaikutuksia energiankulutuksen ja hiilijalanjäljen osalta lähtötilanteeseen, joka oli toteutettu rakennus.  Toimenpiteet ja saadut tulokset ovat esitetty taulukoissa 5 – 7.

Tuloksissa korostuu seinien eristämisen vaikutus hirsitalossa, jonka seinien lämmönvastus oli lähtötilanteessa heikoin. Lisäeristämisellä saadaan merkittävä säästö energiankulutuksessa. Kun sama määrä eristettä lisätiin jo hyvin eristettyyn seinään rakennuksessa B jäi vaikutus puolta pienemmäksi energiankulutuksessa, vaikka lämmöntuotto vaati kaksinkertaisen määrän ostoenergiaa.

Kohteessa A seinärakennetta muutettiin simuloinneissa huonommaksi kuin vertailutilanne, jotta voitiin verrata ns. passiivitalon seinärakenteen vaikutusta energiakulutukseen suhteessa heikommin lämpöeristettyihin seiniin. Vaikutus oli yllättävän pieni johtuen suhteellisen pienestä ulkoseinien pinta-alasta ja lämmitysjärjestelmän korkeasta hyötysuhteesta. Verrattaessa A ja B kohteiden muutosten vaikutuksia havaitaan edelleen, että samansuuruisella seinärakenteen u-arvon muutoksella energiankulutuksen muutos poikkeaa kuitenkin merkittävästi. Tämä johtuu pääasiassa rakennuksen vähemmän ostoenergiaa käyttävästä, maalämpöä hyödyntävästä, lämmityksestä.

Taulukko 5. Ulkoseinien lämmöneristyksen muutoksen vaikutus energiakulutukseen ja hiilijalanjälkeen kohteessa A
Taulukko 6. Ulkoseinien lämmöneristyksen muutoksen vaikutus energiakulutukseen ja hiilijalanjälkeen kohteessa B
Taulukko 7. Ulkoseinien lämmöneristyksen muutoksen vaikutus energiakulutukseen ja hiilijalanjälkeen kohteessa C

Ikkunoiden lämmöneristävyys

Simuloimalla kahta erilaista ikkunatyyppiä kohteessa B saatiin arvio paremmin lämpöä eristävien ikkunoiden vaikutuksesta energiakulutukseen. Kohteessa verrattiin lämmönläpäisyarvoiltaan 0,8 W/(m2K) ja 0,6 W/(m2K) ikkunoita. Ostoenergian kulutus pieneni 871 kWh vuodessa yhteispinta-alaltaan 24,3 m2 ikkunoilla. Tämä merkitsee 7140 kg CO2-ekv päästössä 50 vuoden aikana. Arvioidun kaltainen ikkunan U-arvon muutos ei materiaalina kasvata hiilijalanjälkeä. Kohdetta lämmitettiin suoralla sähkölämmityksellä.

Ikkunoilla ja niiden sijoittelulla on vaikutusta kiinteistön lämpötaseeseen. Niiden muut ominaisuudet esimerkiksi auringonsäteilyn suhteen lisäävät vaihtoehtoja eri vuodenaikoina tapahtuvassa lämmönsiirtymisessä. Valinnoilla on merkitystä myös tilojen ylilämpenemisen suhteen.

Huomioita simulointien tuloksista

Vuotoilman aiheuttama energiankulutus on lähes suoraan verrannollinen suhteessa vuodon määrään. Rakennuksen vaipan kautta tapahtuvassa ilmanvaihdossa poistoilma ohittaa lämmön talteenoton ja sisään tuleva ilma on ulkoilman lämpöistä. Sisään tuleva ilma joudutaan lämmittämään lämmitysjärjestelmällä tavoitelämpötilaan, josta johtuva energiakulutus on suoraan sidoksissa rakennuksen lämmitysjärjestelmän hyötysuhteeseen. Simuloiduista tapauksista ostoenergiaa kuluu tästä syystä eniten suoran sähkölämmityksen kohteessa.

Tulokset ilmanvaihtokoneen hyötysuhteen vaikutusten arvioinnista olivat saman suuntaiset. Suurin hyöty paremmasta laitteesta saadaan eniten ostoenergiaa lämmitykseen kuluttavasta kohteessa. Kohteessa A suurempi ilmamäärän vaikutus kokonaisenergiankulutukseen kompensoituu hyötysuhteeltaan hyvällä maalämpöjärjestelmällä.

Edelleen, suurin ilmamäärien kasvattamisesta aiheutuva vaikutus energiankulutukseen havaitaan suoran sähkölämmityksen rakennuksessa.

Seinien lämmöneristävyyden parantamisella saadaan paras vaikutus kohteessa, jossa alkuperäinen seinien lämmönjohtavuus on suurin. Eristeen hiilijalanjälki on pieni ja mahdollisesti tarvittava lautavuoraus sitoo hiiltä materiaalina. Esimerkiksi 25 mm tuulensuojalevyn ja lautavuorauksen lisääminen hirsitaloon vähentää hiilidioksidipäästöjä 50 vuodessa 6500 kg. Samaa luokkaa on vaikutus, kun valitaan U-arvoltaan 0,2 W/(m2K) paremmat ikkunat.

Edellä mainittuja ratkaisuja on hyvä miettiä jo siinä vaiheessa, kun rakennusta suunnitellaan. Niiden materiaalinen vaikutus hiilijalanjälkeen on häviävän pieni ja kustannukset vähäiset. Pienten tekijöiden yhteisvaikutuksella voidaan saavuttaa suuret säästöt energiankulutuksessa, kun tarkastellaan rakennuksen koko elinkaarta.

Mallien taustana olevissa kohteissa on huomioitu energiasäästö. Suoran sähkölämmityksen talossa ilmalämpöpumppu huolehtii suuren osan rakennuksen lämmityksestä. Hirsirakennuksessa on panostettu säätöautomaatioon ja lämmitysjärjestelmän optimointiin. Kolmas rakennus oli passiivitalo, jossa energiasäästö oli huomioitu kaikissa ratkaisuissa.

 

Teksti ja Kuvat: Jaakko Aaltonen

Julkaistu

Rakennusten simuloinnista tukea suunnitteluratkaisuille

Simulointi on todellisuuden jäljittelyä. Rakennusten suunnitteluvaiheessa voidaan käyttää tietokoneohjelmaa, jossa luotua rakennusmallia tarkastellaan tulevassa ympäristössään. Malliin voidaan tuoda muuttuvat sää-, valaistus-, kuormitus- ja ääniolosuhteet sekä muut halutut tekijät ja tarkastella suunniteltujen teknisten ratkaisujen vaikutuksia. Erityisen arvokasta tällä tavalla saatu tieto on tilanteissa, joista ei ole aikaisempaa käytännön kokemusta. Rakentaja voi esimerkiksi vertailla erilaisten rakenne- ja laitevalintojen vaikutuksia rakennuksen pitkäaikaisiin käyttökustannuksiin.

Rakennus on jatkuvassa vuorovaikutuksessa ympäristön kanssa. Tässä vuorovaikutuksessa tapahtuu lukuisia muuttuvia ja samanaikaisia fysikaalisia ilmiöitä, jotka tulee huomioida, kun tavoitellaan toimivia ja energiatehokkaita rakennuksia. Tietokoneiden kasvanut laskentateho ja kehittyneet ohjelmat mahdollistavat ilmiöiden yhtäaikaisen tarkastelun. Vaatimuksena on se, että tarkasteltavasta kohteesta on olemassa riittävät lähtötiedot. Simulointiohjelma laskee annetuissa aikaperiodeissa tuloksia, joita voidaan tarkastella rakennuksen eri käyttötilanteissa ja ajankohtina.

Simulointiohjelmilla saadaan erityisen hyödyllistä tietoa tiloista ja rakennuksista, joilta vaaditaan vakaita sisäilmaolosuhteita.  Mallin avulla tehtävä auringon lämpösäteilyn, varjostuksen, lämmityksen, jäähdytyksen ja ilmanvaihdon yhteisvaikutusten tarkastelu auttaa löytämään energiankäytön kannalta optimaalisia ratkaisuja niin talotekniikassa kuin rakenteiden suunnittelussa. Suurin hyöty simuloinnista saadaan, kun sen tuloksia käytetään jo suunnitteluvaiheen alkupuolella, jolloin tehdään suuri osa esimerkiksi rakennuksen energiatehokkuuteen vaikuttavista päätöksistä. Vaikka uudet suomalaiset rakennukset ovat jo varsin energiatehokkaita, parannettavaa riittää aina. Jatkossa vaaditaan yhä pienempien tekijöiden vaikutusten huomioimista nollaenergiatasoon pyrittäessä. Mallinnuksella on mahdollista löytää ja erotella näitä pienempiä tekijöitä.

Rakennuksen tekninen säätöautomaatio on lisääntynyt viime vuosikymmenten aikana. Varsinkin uudempien toimistorakennusten valaistus-, lämmitys-, ilmanvaihto- ja jäähdytysjärjestelmiä ohjataan käyttöprofiilien mukaisesti kiinteistöautomaatiojärjestelmien avulla. Tässä on suuri etu simulointien tuottamista tuloksista. Hyvän simulaatiomallin ja todellisen energiakulutuksen vertailulla on mahdollista löytää kehityskohteet järjestelmässä ja kontrolloida systeemiä.

Mallinnuksen tuloksista voidaan poimia esimerkiksi olohuoneeseen tuleva auringon lämpösäteily (keltainen) maaliskuun 19 päivänä. Teho on suurimmillaan yli 1200 W.

Talotekniikka on lisääntynyt myös asuinrakennuksissa ja varsinkin pientaloissa on hyvin eri tasoisia järjestelmiä. Kehitys näyttäisi kulkevan kohti tilannetta, jossa yhä suurempaa osaa talon ilmanvaihto- ja lämmitysjärjestelmiä ohjataan automaation kautta, jota erilaiset toimintasensorit ohjaavat. Ennakkoon toteutettavalla olosuhdesimuloinnilla voidaan pientalonkin suunnittelussa löytää optimaalisia ratkaisuja esimerkiksi energiatehokkuuden tai sisäilmaston laadun suhteen.  Tilojen ylilämpenemisen arviointiin simulointimallit ovat hyvä väline. Ikkunoiden suuntaus, auringonvalon, lämpösäteilyn varjostavien elementtien ja kasvillisuuden vaikutusten huomioiminen ovat asumismukavuuteen vaikuttavia tekijöitä, jotka korostuvat kuumina kesäpäivinä.

Aurinkoenergian parempi hyödyntäminen

Uusiutuvan energian, esimerkiksi aurinkoenergian, potentiaalista saadaan hyvinkin tarkka arvio niin tuoton kuin kulutuksenkin osalta, kun käytettävissä on riittävät lähtötiedot. Optimoimalla järjestelmä ennakkoon mahdollistetaan haluttu lopputulos ja vältytään yli- tai alimitoitukselta vaikka aurinkopaneelien määrässä.

Pitkäaaltoisen säteilyn ja konvektion vaikutus (W/m2) rakennuksessa. Simuloidut tilanteet maaliskuussa klo 15.30 ja 22.00

Aurinkoenergian passiivisen hyödyntämisen arvioinnissa simuloinnilla saadaan arvokasta tietoa esimerkiksi eri vuorokauden aikana auringonsäteilyn vaikutuksista eri tiloissa. Kuvassa 2 korostuu maaliskuun päivä- ja yöaikainen ero. Päivällä tilat keräävät energiaa auringosta ja viileän yön tunteina ikkunat päästävät lämpöä toiseen suuntaan. Erilaisilla ratkaisujen avulla on mahdollista parantaa rakennuksen energiatehokkuutta esimerkiksi parantamalla lämpöenergian varastoitumista rakenteisiin tai lämmitysjärjestelmään.

 

Teksti ja kuvat Jaakko Aaltonen

Julkaistu

Rakennusten ilmanvaihdosta energiankulutuksen näkökulmasta

Rakennusten ilmanvaihto on välttämätöntä rakennusten käyttökelpoisuuden ylläpitämiseksi. Se tarkoittaa käytännössä likaisen ilman korvaamista uudella puhtaalla ilmalla.

Koko rakennuksen ilmamäärä tulee vaihtua käyttötarkoituksen mukaan tietyllä tehokkuudella ja ilmamäärillä. Esimerkiksi tavallisen pientalon ilman tulisi vaihtua käytön aikana vähintään kerran kahdessa tunnissa.

Ilma vaihtuu rakennuksessa hallitusti ja hallitsemattomasti. Suunniteltu ilmanvaihto voidaan toteuttaa rakennuksessa koneellisesti tai painovoimaisesti. Se, että poistoilman lämpöenergian otetaan nykyisin talteen edellyttää asianmukaisia ilmankäsittelykoneita. Käytännössä tämä on merkinnyt painovoimaisten rakennusten hyvin vähäistä määrää uudistuotannossa ja käytännössä lähes kaikki uudet rakennukset varustetaan lämmöntalteenotolla varustetulla ilmanvaihtolaitteistolla.

” Ilmanvaihtojärjestelmän hallittu säätäminen ja tasapainottaminen on edellyttää riittävän tiiviitä rakenteita.”

Hallitsematon, erilaisista ilmavuodoista johtuva, ilmanvaihto pyritään saamaan mahdollisimman pieneksi. Täysin tiivistä rakennusta on käytännössä mahdotonta tehdä mutta huolellisella suunnittelulla, toteutuksella ja valvonnalla vuotoilmasta johtuvat haitat voidaan minimoida. Samalla hallitun ilmanvaihdon tulee toimia riittävällä tasolla, jossa rakennuksen tulo- ja poistoilmavirrat ovat tasapainossa.

Ilmanvaihtojärjestelmän hallittu säätäminen ja tasapainottaminen on edellyttää riittävän tiiviitä rakenteita. Toisaalta tiiviys vaatii myös tarkkuutta koneellisen ilmanvaihdon ilmavirtojen säädössä. Epätasapaino johtaa rakennuksessa helposti ei toivottuihin paine-eroihin suhteessa ulkoilmaan.

Höyrysulun läpäisyt vaativat erityistä huomiota. Tavallisia vuotokohtia ovat ikkunat ja ovet sekä ulkoseinien liitokset ylä- ja alapohjiin. Vuotokohdista siirtyy, lämmön lisäksi, sisäilman kosteus rakenteisiin ja mahdolliset epäpuhtaudet huoneilmaan. Uudisrakennusten tiiviys on parantunut huomattavasti verrattuna vanhaan rakennuskantaan. Energiatehokkuuden kannalta vaikutus on merkittävä.

Läpivienti toteutettu erityisellä läpivientitiivisteellä

Ilmanvaihdon energiakulutus koostuu itse koneen puhaltimien, tuloilman lämmittämisen tai jäähdyttämisen, poistoilman mukana poistuvan sekä ilman kuivattamiseen tai kostuttamiseen käytetystä energiasta. Ilmanvaihtokoneiden energiatehokkuus ja tekniikka on vaatimusten myötä parantunut. Esimerkiksi poistoilman lämpöenergiasta saadaan suurin osa talteen ja sitä voidaan käyttää tuloilman tai muun lämmityksen tarpeisiin.

Rakennuksen ilmanvaihtojärjestelmän energiatehokkuutta voidaan parantaa erilaisilla ohjausjärjestelmillä. Niillä voidaan ohjata koneita tarpeenmukaisesti. Käyttöajan ulkopuolella rakennuksessa voidaan pudottaa ilmamääriä tai vastaavasti tehostaa ilmanvaihtoa tiloissa, jos kuormat jostain syystä lisääntyvät. Ilmanvaihdon käytönaikainen seuraaminen, huoltaminen mittaaminen ja säätäminen ovat niiden tavoitteiden mukaisen toiminnan ja energiakulutuksen kannalta tärkeitä tekijöitä. Lukuisten sisäilmaongelmien taustalta löytyy valitettavan usein puutteelliset huoltotoimet ja vajavaisesti toimiva tai suunnitelmista poikkeava järjestelmä.

Pientalon lämmöntalteenotolla varustettu ilmanvaihtokone sisältää tulo- ja poistoilmapuhaltimet. Kanaviston sijoittaminen lämmöneristyksen sisäpuolelle vähentää lämpöhäviötä.

 

Teksti ja kuvat: Jaakko Aaltonen

Lähteet:

J. Vinha, M. Korpi, T. Kalamees, J. Jokisalo, L. Eskola, J. Palonen, J. Kurnitski, H. Aho, Mikko Salminen, Kati Salminen, M. Keto. 2010. Asuinrakennusten ilmanpitävyys, sisäilmasto ja energiatalous. Tampere. Viitattu 21.10.2018

https://docplayer.fi/3169268-Asuinrakennusten-ilmanpitavyys-sisailmasto-ja-energiatalous.html

Julkaistu

Uusia ratkaisuja ja visioita – Indoor air summer School 24.8.2018

Satakunta -hankkeen järjestämän seminaarin toisen päivän teemana oli tulevaisuuteen suuntaava ratkaisukeskeisyys. Päivä aloitettiin ruotsalaisvoimin, kun Lundin yliopiston professori Lennart Larsson esitteli hänen ja Johan Mattsonin tekemän tutkimuksen tuloksia cTrap -matosta, joka voisi olla yksi ratkaisu sisäilmaongelmien ehkäisyyn.  CTrap on kehitetty pysäyttämään ja sitomaan itseensä rakennusmateriaalien pintaemissioita, samalla tuote on lähes täysin avoin vesihöyryn kululle. Mattoa on käytetty jo useissa tutkimuskohteissa ja saatu hyviäkin tuloksia. Kuitenkin mattoa käyttäessä pitää muistaa, että esimerkiksi homevauriokohteissa rakennus vaatii edelleen kunnollisen peruskorjauksen, eikä matto yksin ratkaise ongelmaa. Tutkimuksissa oli lisäksi kohteita, joissa matto ei tuonut toivottua tulosta.

Ulla Haverinen-Shaughnessy kertoi meille ryhmänsä tutkimuksista sisäilman laadun monitoroinnista. Hän kertoi monitoroinnin haasteista ja hyödyistä. Haasteita on muun muassa sijainniltaan huonoon paikkaan asennetut sensorit tai sensorit, jotka eivät ole riittävän herkkiä, eivätkä tällöin anna tilasta todenmukaista kuvaa. Hyötyjä sisäilman sensoreista on esimerkiksi siinä, että tilan olosuhteet voidaan säätää automaattisesti käyttäjämäärien ja tarpeen mukaisesti, jolloin sisäilman laatu pysyy optimina ja samalla säästetään aikoina, jolloin tilassa ei ole käyttäjiä.

Valtioneuvoston kanslian Terveet tilat 2028 -hankkeen hankejohtaja, hallitusneuvos Marika Paavilainen kertoi hankkeen tämän hetkiset kuulumiset ja tiivisti, mitä hankkeella halutaan saada aikaan. Tärkeimpinä asioina Paavilainen piti tiedon kulkua, oikeanlaisen, tutkitun tiedon leviämistä mahdollisimman laajalle. Hän toivoi myös, että seuraavan kymmenen vuoden aikana saataisiin kehitettyä sosiaalisia palveluja sisäilmasta sairastuneille. Paavilainen piti tärkeänä myös sitä, että rakennusalan ja sisäilmaongelmiin erikoistuneen ammattilaisen palveluita olisi aina saatavilla, jolloin rakennus ja korjausaikaisten ongelmien sattuessa tieto olisi heti käsillä. ”Me emme pääse eroon sisäilmaongelmista, mutta me voimme hankkia tietoa, toimiaksemme nopeammin ja aikaisemmin.”  Ympäristövaliokunnan puheenjohtajan sekä sisäilmatyöryhmän jäsenen, kansanedustaja Satu Hassin viestin sisältö oli samankaltainen, tietoa on jaettava, sisäilman vaikutus terveyteen on tunnustettava ja sairaiden pitää saada asianmukaista hoitoa. Hän peräänkuulutti myös säännöllistä tietojen päivitystä ja asianmukaista koulutusta rakennusten sisäilmaa tutkiville henkilöille sekä sitä, että rakennukset tulisi tutkia säännöllisesti.

Tuula Putus kertoi SATAKUNTA -hankkeen sisällöstä ja kuulumisia hankkeen tiimoilta. Hankkeeseen osallistuvien kaupunkien korjaushankkeita seurataan ja tutkitaan useilla eri mittareilla. Haitoista ja hyödyistä tehdään analyysi, jonka avulla pyritään tuottamaan tietoa esimerkiksi oikeanlaisten rakennustapojen ja materiaalien käytöstä sisäilmaremonteissa. Hanke hyödyntää Turun yliopiston laajaa asiantuntemusta, tarkoitus on hyödyntää ja tutkia muun muassa uudenlaisia toksisuuden mittausmenetelmiä. Hankkeeseen on tarkoitus saada mukaan kuntia eri puolelta Suomea, jotta erilaiset ilmasto- ja geologiset olosuhteet Suomessa tulisi tutkimukseen mukaan. Pori on Satakunnan alueella luvannut toimia tiennäyttäjänä. Pori on myös haastanut mukaan naapurikuntia Satakunnasta.

Miten kunnissa voidaan toimia sisäilmaongelmien suhteen?

Näiden aiheiden lisäksi päivän aikana puhuttiin sisäilmasairaiden asemasta ja tilanteesta. Sairastuneiden puolesta luennoimassa oli Ruotsin sisäilmasairaiden, MCS Sweden -yhdistyksen edustaja Sven Olof Billö. Hän kertoi karuja lukuja Ruotsin asuntokannan kunnosta ja siitä, kuinka paljon Ruotsissa altistuu ihmisiä sisäilmaongelmille. Katja Pulkkinen toimii Suomessa vastaavassa järjestössä. Hänen edustamansa yhdistys, Homepakolaiset ry, on perustettu vuonna 2011. Yhdistys on jalostunut vuosien varrella ahkerien vapaaehtoistyöntekijöiden avulla asiallista tietoa tuottavaksi tukijärjestöksi sisäilmasairaille. Katja Pulkkinen kertoo, että heidänkin kokemuksensa mukaan juuri asiallisen tiedon tuottaminen ja jakaminen tulee tällä hetkellä todella tarpeen. Sairastuneet kokevat edelleen, että kaikki tieto on pirstaloitunutta ja sitä on ajoittain vaikeaa löytää.

Lopuksi pohdittiin kaikkien seminaariin osallistujien kesken, minkälaisia asioita pitäisi tehdä, miten toimia näiden ongelmien suhteen. Myös osallistujat kokivat tiedon lisäämisen yhdeksi tärkeimmistä asioista. Opintoihin pitäisi sisällyttää rakennusterveyden opintokokonaisuus eri alojen opiskelijoille. Koulutuksesta hyötyisi varmasti rakennusalan lisäksi ainakin sosiaali- ja terveydenalan tulevat ammattilaiset. Vanhoihin tutkimuksiin olisi hyvä saada jatkoa. Toivottiin myös, että rakennuksen valmistuessa lopputarkastukseen sisällytettäisiin sisäilman laadun mittaus. Tärkeänä teemana koettiin lisäksi sisäilmasairaiden aseman parantaminen ja esimerkiksi sisäilmasta sairastuneiden lasten koulunkäynnin mahdollistaminen sairastuneiden yhteisissä, muista erillään olevissa ryhmissä. Näin turvattaisiin lasten koulunkäynti ja vahvistettaisiin lasten sosiaalisia suhteita.

 

Teksti ja kuvat: Sanna Lindgren

Julkaistu

Vanhat ongelmat, uudet ratkaisut – Indoor air summer School 23.8.2018.

Sisäilmaongelmat eivät ole uusi juttu, Suomessakaan. Ongelmia on ollut vuosikymmeniä, nyt tarvitsemme ratkaisuja. Uuden, vuonna 2018 voimaan tulleeseen, lähes nollaenergiarakentamiseen liittyvään säädökseenkin sisältyy kohta terveellisestä ja turvallisesta rakennuksesta, mikä pitää sisällään myös sisäilmaan liittyvät asiat. Usein kuulee väitettävän, että Suomi ja suomalaiset painivat yksin sisäilmaongelmiensa kanssa, mutta näin ei kuitenkaan ole. 1990-luvun alusta sisäilmaongelmien parissa työskennellyt terveyshuollon ja ympäristölääketieteen professori Tuula Putus kertoo, ettemme ole ongelmien kanssa yksin. Tutkimuksia on tehty ympäri maailmaan ja tutkijat ovat huomanneet, että riippumatta maan sijainnista tai ilmasto-olosuhteista, tutkimustulokset ovat samankaltaisia.

Turussa järjestettävä Indoor air summer school -sisäilmaseminaari on Turun yliopiston työterveyshuollon ja ympäristölääketieteen oppiaineen käynnistämän SATAKUNTA -hankkeen järjestämä kansainvälinen tapahtuma.  SATAKUNTA-hankkeen tavoitteena on vastata valtioneuvoston ja ministeriöiden Terveet Tilat 2028-hankkeen toimintaohjelman haasteeseen. Satakunta-hankkeen tavoitteena on saada mukaan sata suomalaista kuntaa. Tällä hetkellä yksi mukana olevista kunnista on Pori.

Päivän anti oli moninainen. Päivän aloittivat Uppsalan yliopiston ympäristölääketieteen professori Dan Norback sekä tohtori Juan Wang, jotka kertoivat tutkimuksistaan Kiinassa sekä muissa Aasian maissa sekä terveysongelmista, jotka liittyivät sisäilmaongelmiin. Näissä tutkimuksissa osoitettiin, että sisäilman kosteus- ja homeongelmilla, alitehoisella ilmanvaihdolla sekä muun muassa urbaanista ympäristöstä sisäilmaan kulkeutuvilla pienhiukkasilla on yhteys hengitysongelmiin ja astmaan. Tohtori Wang totesi väitöskirjatutkimuksessaan, että tulokset niin Kiinassa kuin Ruotsissa olivat samankaltaiset.

Ensimmäisenä seminaaripäivänä vertailtiin muun muassa Kiinan ja Ruotsin tilanteita sisäilman aiheuttamien terveysongelmien suhteen.

Päivän aikana pohdittiin myös ihmisen mikrobiston biodiversiteettiä eli sitä miten ihmisten mikrobiomin muutos on saattanut vaikuttaa siihen, että reagoimme sisäilman epäpuhtauksille herkemmin. Mikrobiomin muutokseen on taas mahdollisesti aiheuttanut erilaiset kemikaalit kuten lisäaineet sekä hyönteismyrkyt. Myös antibioottien negatiivinen vaikutus on saattanut muuttaa esimerkiksi suolistomme mikrobikantaa, joka on vaikuttanut immuniteettiin.  Mielenkiintoista oli myös huomio, kun tutkittiin, miksi suomalaisilla on venäläisiä enemmän hengitystieongelmia. Venäläisten ja suomalaisten mikrobikanta oli erilainen ja tiettyjä mikrobeja esiintyi venäläisillä huomattavasti enemmän.

Vanhoista ongelmista siirryttiin päivän aikana luontevasti ongelmien tutkimiseen. Tulsan yliopiston professori Richard Shaughnessy kertoi tutkimuksistaan ilmanvaihdon ja siivouksen vaikutuksista sisäilman laatuun. Hän oli tutkimuksissaan todennut, että useissa kouluissa ilmavirran taso jäi selvästi alle vaatimusten (ASHRAE), ollen keskimääräisesti 3,7l/s oppilasta kohden. Suomessa samaa asiaa oli tutkittu 60 koulussa Etelä-Suomessa, joissa siinäkin ilmavirran mediaani kulki 4 l/s:ssa oppilasta kohden. Tulevaisuudessa Shaughnessyllä onkin aikomus tutkia, miten oppilaiden terveyteen vaikuttaa, jos suosituksia nostettaisiin 30%:lla.

Shaughnessyn tutkimus perehtyi muun muassa ilmavirtojen määriin luokkahuoneissa.

Ilmavirrat ja tehokas ilmanvaihto nousi esille myös Voc-yhdisteisiin liittyvässä luennossa. Tohtori Helena Järnströmin tutkimuksessa juuri koneellinen tulo- ja poistoilmanvaihto vaikutti selkeästi pienentäen haitallisten orgaanisten yhdisteiden määrään ilmassa Rakennuksen ensimmäisen vuoden aikana verrattuna painovoimaiseen ilmanvaihtoon tai vain koneellisen poisstoilmanvaihtoon.

Päivän lopuksi käytiin läpi vielä toksilogista tutkimusta. Tuula Putuksen luotsaamassa Trossissa mukana oleva tutkija, Tohtori Janne Atosuo kertoi väitöstutkimuksestaan, jossa E.Coli bakteeriin on lisätty geeni, joka saa bakteerin loistamaan. Bakteeri lakkasi tuottamasta valoa, jos aine, jonka kanssa se joutui tekemisiin, oli toksinen. Tulokset korreloivat myös rakennuksen käyttäjien terveydentilaan sekä mikrobilöytöihin. Testi on myös toteutettu nisäkkäiden soluilla kuten villisian spermalla ja leukosyyteillä. Saimme kuulla myös muutamista muista vireillä olevista tutkimuksista, joissa perehdytään toksiinien tutkimiseen sisäilmasta, tulokset ovat lupaavia, mutta asiat vaativat vielä lisää tutkimista.

Seminaari jatkuu perjantaina 24.8. ja sen kuulumiset päivitetään blogiin alkuviikolla.

Teksti ja kuvat: Sanna Lindgren

 

 

Julkaistu

Energiatehokkuudesta ja hiilijalanjäljestä

 

Pienempi hiilijalanjälki rakentamisessa on suoraan verrannollinen käytetyn rakennusmateriaalin määrään ja laatuun. Pohjolan ilmasto asettaa omat reunaehdot rakennuksille, lämmitykselle ja materiaaleille. Tasapainon löytäminen rakennusten eristämisen, lämmityksen, ilmanvaihdon ja asumisviihtyvyyden välillä määrittelee sen, minkälaisia rakennuksia täällä tehdään. Asuinrakentamisen standardit ovat aikojen kuluessa muotoutuneet tietynlaisiksi. Moni asia on muuttunut ja tulee edelleen muuttumaan. Matkalla on tehty onnistuneita ratkaisuja myös uusien materiaalien ja työtapojen käytössä. Valitettavasti epäonnistumisiakin mahtuu mukaan.

”Pienempi hiilijalanjälki rakentamisessa on suoraan verrannollinen käytetyn rakennusmateriaalin määrään ja laatuun.”

Suunnittelua ja rakentamista ohjataan lakien, asetusten ja valvonnan avulla. Esimerkiksi vuoden 2018 alussa voimaan tulleet uudet asetukset asettavat rakennuksille määräyksiä, joilla pyritään yhä energiatehokkaampiin rakennuksiin. Asetuksissa heijastuu myös tavoite pienentää rakennusten hiilijalanjälkeä. Vaikka asetukset ohjaavat rakentamista, on valinta siitä, minkä tyyppisiä rakennuksia tehdään, aina lopulta asunnon käyttäjän tai omistajan. Asunnon koko, tilasuunnittelu, materiaalit, energiaratkaisut ja sijainti ovat tekijöitä, jotka lopulta ratkaisevat syntyykö vuokrasopimus, osto- tai rakentamispäätös. Suurimmassa osassa asunnonvalintatilanteista hiilijalanjäljen pohdinta jää varmasti tekemättä. Asia on lisäksi varsin hankalasti arvioitavissa. Rakennusten energiatodistus helpottaa jossakin määrin asiaa, mutta ei kerro juuri mitään itse rakennusmateriaalien hiilijalanjäljestä.

Energiamerkinnät asunnoissa

Kuluttajalaitteista tutut energiamerkinnät ovat tulleet myös asuntojen vuokraus- ja myynti-ilmoituksiin. Lisäksi uudisrakennuksen lupahakuprosessissa vaaditaan laskelmat rakennuksen energiatehokkuudesta (E-luku). E-luvun perusteella rakennukset luokitellaan luokkiin A:sta G:hen. Todistuksessa A luokka on energiatehokkuudeltaan paras. Asumisen tällaisessa talossa voidaan olettaa olevan käyttökustannuksiltaan edullista ainakin verrattuna heikomman E-luvun taloihin. Laskennalliset arvot eivät tietenkään kerro koko totuutta, vaan energiakulutuksen tasoon vaikuttaa asukkaiden oma toiminta. Huonelämpötilan nosto yhdellä asteella nostaa lämmityskustannuksia keskimäärin viisi prosenttia. Lämmönsäätöjärjestelmän asetuksiin kannattaa siis perehtyä. Samanlaisia energiasyöppöjä voivat olla esimerkiksi valmiustilassa olevat kuluttajalaitteet, liian pitkään lämmitetty sauna, ylipitkät suihkut, väärin säädetty ilmastointijärjestelmä jne. Sähkölasku onkin usein hyvä mittari myös oman asumisen hiilijalanjäljen arvioimiseen.

”Sähkölasku onkin usein hyvä mittari myös oman asumisen hiilijalanjäljen arvioimiseen.”

Asunnon toimivat, omiin tarpeisiin mitoitetut tilat ovat yksi tärkeimmistä tekijöistä asuntojen valinnassa. Tarpeet ovat hyvin yksilöllisiä ja mieltymykset erilaisia. Luonnollisesti pienemmän asunnon rakentamiseen ja ylläpitoon kuluu vähemmän energiaa. Asumisviihtyvyydestä ei tulisi kuitenkaan tinkiä. Suunnittelun, rakentamisen ja kaavoituksen vastuu korostuu siinä, ettei palata liian ahtaan asumisen aikaan painottamalla pienten asuntojen tuotantoa. Ei edes energiatehokkuuden varjolla. Tälläkin hetkellä monet asuvat liian ahtaasti tai huonokuntoisissa asunnoissa yksinkertaisesti siitä syystä, ettei suurempaan tai parempikuntoiseen asuntoon ole varaa.

Kuva: Puu on usein käytetty runkomateriaali pientaloissa. Se myös sitoo hiilidioksidia koko rakennuksen elinkaaren ajan.

Teksti ja kuvat: Jaakko Aaltonen

 

Lisätietoja energiatehokkuuden määräyksistä: http://www.ym.fi/fi-FI/Maankaytto_ja_rakentaminen/Lainsaadanto_ja_ohjeet/Rakentamismaarayskokoelma/Energiatehokkuus