ݺߣ

ݺߣShare a Scribd company logo

22.5. Kokonaisuus energiatehokkuudessa

•
•
Tekes Programmes and Campaigns
Tekes Programmes and Campaigns

Kokonaisuus energiatehokkuudessa, Ralf Lindberg, Tampereen teknillinen yliopisto

1 of 16
Downloaded 29 times
ENERGIATEHOKKUUDESTA LIIKETOIMINTAA Seminaari Helsingissä 22.5.2012 Kokonaisuus energiatehokkuudessa Professori Ralf Lindberg, Tampereen teknillinen yliopisto 1. Kokonaisuuden hallinta rakentamisessa on haasteellista 2. Kokonaisuuden hallinta rakennuksen käytössä ratkaisee Muutoksia mietittäessä on hyvä muistaa, että rakentamisen ”laiva” kääntyy joka tapauksessa hitaasti. Paasitorni 22.5.2012 1
Rakennusten energiatehokkuudessa on kyse monimutkaisesta teknisten järjestelmien, rakennuksen ja käyttäjän vuorovaikutusta. Teknisten järjestelmien toiminta vaikuttaa rakennukseen. Jos ilma ei vaihdu, kosteusongelmia syntyy lopulta. Tekniset Rakennus Rakennus vaikuttaa teknisiin järjestelmät järjestelmiin. Ilma voi kulkea kanavistossa suunnitellusti, mutta ei vaihdu huoneistossa, koska korvausilmareitit ovat tukossa (vaikkapa korjausten Käyttäjä seurauksena). Myös käyttäjällä on iso vaikutus sekä teknisten järjestelmien että rakennuksen toimintaan. Paasitorni 22.5.2012 2
Energiatehokkaan rakentamisen rakennusfysikaaliset riskit liittyvät suunnitteluun ja rakentamiseen Rakennetyyppi on hyvä lähtökohta, mutta sillä ei voida rakentaa kaikkia yksityiskohtia. Detaljeja voidaan suunnitella vain rajattu määrä. Tästä seuraa, että rakennuksen monien yksityiskohtien lopullinen toteutus ratkaistaan työmaalla. Työntekijän opastaminen tulee olemaan tärkeää. Siksi on pyrittävä lisäämään kaikkien rakentajien ymmärrystä rakennusfysiikkaan liittyvistä kysymyksistä. Opin tulee olla selkeää ja yksinkertaista. Rakentaminen on laji, jossa kokemuksella on varsin suuri merkitys lopputulokseen. Paasitorni 22.5.2012 3
Ratkaisut eivät ole vääriä tai oikeita Rakentamisessa ei ole olemassa täysin oikeita tai täysin vääriä ratkaisuja. Jokaiseen liittyy hyviä ja huonoja puolia. Lopulta kyse on mahdollisimman hyvän kompromissin etsimisestä ja samalla riskien hallinnasta. Monia vanhoja detaljeja pidetään hyvinä ja toimivina, vaikka nykytiedon valossa ne voisivat toimia vähän kehitettyinä paremmin. Detaljien kehittäminen edellyttää, että toiminta ymmärretään. Ymmärrettävien selitysten tulee olla yksinkertaisia. Määräyksiä kehitetään eri tahojen toimesta. Vähäinen koordinaatio voi lisätä riskejä. Paasitorni 22.5.2012 4
Perustuksen, sokkelin, seinän ja maanvaraisen laatan liitosdetalji on yli 30 vuotta vanha. Nurkan kostuminen 2. Nurkan lämpötila on kylmän kevään jälkeen noin + 15 oC 3. Ulkoilma lämpenee ja sataa koko ajan 4. Ulkoilmaa tulee sisään ja aiheuttaa + 25 oC nurkkaan kondenssin, koska 21/23 g/m3 lämpötilaa + 15 oC vastaava RH 90 % kyllästyspitoisuus on noin 13 g/m3 1. Kylmän kevään jälkeen noin + 10 oC maaperässä Paasitorni 22.5.2012 5
Paranneltu versio detaljista Sokkelin sisäpuolisella eristeellä kylmäsilta voidaan välttää ja nurkka on harvemmin vaarassa kostua Paasitorni 22.5.2012 6
Kevythormin käyttäytyminen yläpohjan eristeen kohdalla Hormin sisällä lämpötila Yläpohjan läpimenon kohdalla eristettä on voi olla 600 oC, mutta paljon enemmän kuin hormin 50 mm. ulkopinnassa noin 20 Lämpötilakenttä tasoittuu pidemmällä oC. eristeen paksuuden matkalla. 600 oC 600 oC 20 oC 20 oC Puun kohdalla lämpötila nousee jopa arvoon 300 oC, jossa puu syttyy Lopullinen Lopullinen lämpötilakenttä syntyy lämpötilakenttä syntyy 2…3 h kuluessa lämmityksen 1…2 h kuluessa aloittamisesta. Ongelma pahenee lämmityksen eristemäärän kasvaessa. aloittamisesta Paasitorni 22.5.2012 7
Rakennuksen tiiviys ja ilmanvaihto liittyvät toisiinsa Nykyisin korostetaan rakennusten tiiviyden merkitystä pienen energiankulutuksen tavoittelussa. Siihenkin liittyy sekä hyvää että kysymyksiä. Ilmavaihtojärjestelmä tehdään alipaineiseksi poistamalla hieman enemmän ilmaa kuin rakennukseen puhalletaan sisään. Tiiviissä rakennuksessa painesuhteiden hallinta on oleellisesti vaikeampaa ja toisaalta mitättömätkin vuotoreitit voivat generoida sisäilmaongelmia, kun korvausilmaa vuotaa rakennukseen hallitsemattomasti. Kokonaisuuden tulee olla nykyistä paremmin hallinnassa. Paasitorni 22.5.2012 8
Rakentamisen sääntöjen muuttuessa tulkinnat tulevat tärkeiksi Uudet määräykset merkitsevät erittäin suurta muutosta perinteiselle rakentamiselle. Määräysten tulkintaa tekevät monet eri osapuolet, usein vielä melko vähäisin tiedoin. Tulkinnat vaihtelevat paljon. Tulkintoihin liittyvät kysymykset ovat nousseet esiin myös muissa kuin energiaan liittyvissä rakentamisen kysymyksissä. Yksi ratkaisu voisi olla kokeneiden osaajien muodostamat ”tulkintapaneelit”, jotka pohtisivat kysymyksiä eri näkökulmista ja lopulta esittäisivät näkemyksensä, jota pyrittäisiin noudattamaan rakentamisessa. Paasitorni 22.5.2012 9
Rakennusten energiankäyttöön liittyvät kysymykset voivat olla suurelta osin elämäntapaan liittyviä, teknisillä näkökohdilla voi olla luultua vähäisempi osuus 50 vuoden elinkaari --- +++ Jos ”täydellistä” rakennusta ei osata hyödyntää, menetetään käyttöiän aikana paljon mahdollisuuksia. Vastaavasti hieman ”huonommallakin” rakennuksella voidaan oikealla käytöllä säästää paljon. Paasitorni 22.5.2012 10
Omakotitalossa ja kerrostalossa energiansäästömahdollisuudet ovat erilaiset Yksittäinen perhe voi omakotitalossa vähentää energian kulutusta monin eri tavoin paljon. Kerrostalossa energian kulutuksen pienentäminen on paljon vaikeampi asia. Elintason kasvamisen myötä syntyvät lämpökuormat riittävät hyvin koko kerrostalon lämmittämiseen. Asian hoitaminen on todellisuudessa erittäin mutkikasta. Paasitorni 22.5.2012 11
Energiatehokkaan rakentamisen seurauksia Kerrostalossa kotitaloussähköstä saadaan enemmän lämpöä kuin rakennuksen lämmittäminen edellyttää energiaa. Näin on vuoden jokaisena kuukautena. Lämpökuorma syntyy valtaosin klo 16 ja 22 välillä. Asumisviihtyvyys on kunnossa vain ikkunoita auki pitämällä. Seurauksena taloa lämmitetään, lämmitysenergiaa ja kotitaloussähköstä syntyvää lämpöä menetetään. Paasitorni 22.5.2012 12
Kerrostalon esimerkkipohja energialaskelmia varten 5 9 5 II. 60 m2 7 I 9 m2 S 16 m2 I. 75 m2 III. 75 m2 I 11 m2 I 11 m2 S 59 m2 S 25 m2 IV. 15 m2 5 I 1 m2 S 7 m2 8 3 8 Seuraavassa diassa on arvioitu päätyhuoneiston (I) kuukausittaista energiatarvetta, kun rakenteet täyttävät uudet määräykset. Kyseessä on kerros, josta ylä- ja alapohjan vaikutus on jätetty pois. Huomioon on otettu johtuminen, ilmanvaihto ja lämmön talteenotto. Toisaalta kotitaloussähkö ja käyttäjän tuovat energiaa, joka voidaan käyttää hyväksi. Auringon vaikutus on jätetty pois. Paasitorni 22.5.2012 13
Kerrostalohuoneiston energia (MWh) uudet määräykset 0,80 0,70 0,60 0,50 Energiat Qj+Qiv+Qlto 0,40 Qkoti+Qihm 0,30 0,20 0,10 0,00 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Kuukausi Lämmitystarvetta on vain kolmen kuukauden ajan. Se on tätä huoneistoa varten yhteensä alle 300 kWh vuodessa, jos tolppien punainen osuus (kotitaloussähkö) voitaisiin käyttää hyödyksi. Menettääkö LTO tehonsa, jos rakennus lämpiää liikaa? Paasitorni 22.5.2012 14
Kerrostalojen energiankulutus Energia kWh/m2 400 Arvioitu energiatehokkuusluokka (ET luku) F 300 Mitattu kulutus (450 kerrostaloa) E D 200 C A 100 1930 2010 Aika Vaihtelua on luonnollisesti paljon Paasitorni 22.5.2012 15
Lopuksi Energiatehokkuudessa on jatkossa pyrittävä todelliseen energian kulutuksen pienentymiseen. Toistaiseksi on enemmän ollut kyse laskennallisista lähestymistavoista. Tärkeää on myös alkaa pohtia eri toimenpiteiden kustannuksia suhteessa saavutettaviin säästöihin. Tässä asiassa rakentajilta löytyy todellista asiantuntemusta. Paasitorni 22.5.2012 16

More Related Content

22.5. Kokonaisuus energiatehokkuudessa

  • 1. ENERGIATEHOKKUUDESTA LIIKETOIMINTAA Seminaari Helsingissä 22.5.2012 Kokonaisuus energiatehokkuudessa Professori Ralf Lindberg, Tampereen teknillinen yliopisto 1. Kokonaisuuden hallinta rakentamisessa on haasteellista 2. Kokonaisuuden hallinta rakennuksen käytössä ratkaisee Muutoksia mietittäessä on hyvä muistaa, että rakentamisen ”laiva” kääntyy joka tapauksessa hitaasti. Paasitorni 22.5.2012 1
  • 2. Rakennusten energiatehokkuudessa on kyse monimutkaisesta teknisten järjestelmien, rakennuksen ja käyttäjän vuorovaikutusta. Teknisten järjestelmien toiminta vaikuttaa rakennukseen. Jos ilma ei vaihdu, kosteusongelmia syntyy lopulta. Tekniset Rakennus Rakennus vaikuttaa teknisiin järjestelmät järjestelmiin. Ilma voi kulkea kanavistossa suunnitellusti, mutta ei vaihdu huoneistossa, koska korvausilmareitit ovat tukossa (vaikkapa korjausten Käyttäjä seurauksena). Myös käyttäjällä on iso vaikutus sekä teknisten järjestelmien että rakennuksen toimintaan. Paasitorni 22.5.2012 2
  • 3. Energiatehokkaan rakentamisen rakennusfysikaaliset riskit liittyvät suunnitteluun ja rakentamiseen Rakennetyyppi on hyvä lähtökohta, mutta sillä ei voida rakentaa kaikkia yksityiskohtia. Detaljeja voidaan suunnitella vain rajattu määrä. Tästä seuraa, että rakennuksen monien yksityiskohtien lopullinen toteutus ratkaistaan työmaalla. Työntekijän opastaminen tulee olemaan tärkeää. Siksi on pyrittävä lisäämään kaikkien rakentajien ymmärrystä rakennusfysiikkaan liittyvistä kysymyksistä. Opin tulee olla selkeää ja yksinkertaista. Rakentaminen on laji, jossa kokemuksella on varsin suuri merkitys lopputulokseen. Paasitorni 22.5.2012 3
  • 4. Ratkaisut eivät ole vääriä tai oikeita Rakentamisessa ei ole olemassa täysin oikeita tai täysin vääriä ratkaisuja. Jokaiseen liittyy hyviä ja huonoja puolia. Lopulta kyse on mahdollisimman hyvän kompromissin etsimisestä ja samalla riskien hallinnasta. Monia vanhoja detaljeja pidetään hyvinä ja toimivina, vaikka nykytiedon valossa ne voisivat toimia vähän kehitettyinä paremmin. Detaljien kehittäminen edellyttää, että toiminta ymmärretään. Ymmärrettävien selitysten tulee olla yksinkertaisia. Määräyksiä kehitetään eri tahojen toimesta. Vähäinen koordinaatio voi lisätä riskejä. Paasitorni 22.5.2012 4
  • 5. Perustuksen, sokkelin, seinän ja maanvaraisen laatan liitosdetalji on yli 30 vuotta vanha. Nurkan kostuminen 2. Nurkan lämpötila on kylmän kevään jälkeen noin + 15 oC 3. Ulkoilma lämpenee ja sataa koko ajan 4. Ulkoilmaa tulee sisään ja aiheuttaa + 25 oC nurkkaan kondenssin, koska 21/23 g/m3 lämpötilaa + 15 oC vastaava RH 90 % kyllästyspitoisuus on noin 13 g/m3 1. Kylmän kevään jälkeen noin + 10 oC maaperässä Paasitorni 22.5.2012 5
  • 6. Paranneltu versio detaljista Sokkelin sisäpuolisella eristeellä kylmäsilta voidaan välttää ja nurkka on harvemmin vaarassa kostua Paasitorni 22.5.2012 6
  • 7. Kevythormin käyttäytyminen yläpohjan eristeen kohdalla Hormin sisällä lämpötila Yläpohjan läpimenon kohdalla eristettä on voi olla 600 oC, mutta paljon enemmän kuin hormin 50 mm. ulkopinnassa noin 20 Lämpötilakenttä tasoittuu pidemmällä oC. eristeen paksuuden matkalla. 600 oC 600 oC 20 oC 20 oC Puun kohdalla lämpötila nousee jopa arvoon 300 oC, jossa puu syttyy Lopullinen Lopullinen lämpötilakenttä syntyy lämpötilakenttä syntyy 2…3 h kuluessa lämmityksen 1…2 h kuluessa aloittamisesta. Ongelma pahenee lämmityksen eristemäärän kasvaessa. aloittamisesta Paasitorni 22.5.2012 7
  • 8. Rakennuksen tiiviys ja ilmanvaihto liittyvät toisiinsa Nykyisin korostetaan rakennusten tiiviyden merkitystä pienen energiankulutuksen tavoittelussa. Siihenkin liittyy sekä hyvää että kysymyksiä. Ilmavaihtojärjestelmä tehdään alipaineiseksi poistamalla hieman enemmän ilmaa kuin rakennukseen puhalletaan sisään. Tiiviissä rakennuksessa painesuhteiden hallinta on oleellisesti vaikeampaa ja toisaalta mitättömätkin vuotoreitit voivat generoida sisäilmaongelmia, kun korvausilmaa vuotaa rakennukseen hallitsemattomasti. Kokonaisuuden tulee olla nykyistä paremmin hallinnassa. Paasitorni 22.5.2012 8
  • 9. Rakentamisen sääntöjen muuttuessa tulkinnat tulevat tärkeiksi Uudet määräykset merkitsevät erittäin suurta muutosta perinteiselle rakentamiselle. Määräysten tulkintaa tekevät monet eri osapuolet, usein vielä melko vähäisin tiedoin. Tulkinnat vaihtelevat paljon. Tulkintoihin liittyvät kysymykset ovat nousseet esiin myös muissa kuin energiaan liittyvissä rakentamisen kysymyksissä. Yksi ratkaisu voisi olla kokeneiden osaajien muodostamat ”tulkintapaneelit”, jotka pohtisivat kysymyksiä eri näkökulmista ja lopulta esittäisivät näkemyksensä, jota pyrittäisiin noudattamaan rakentamisessa. Paasitorni 22.5.2012 9
  • 10. Rakennusten energiankäyttöön liittyvät kysymykset voivat olla suurelta osin elämäntapaan liittyviä, teknisillä näkökohdilla voi olla luultua vähäisempi osuus 50 vuoden elinkaari --- +++ Jos ”täydellistä” rakennusta ei osata hyödyntää, menetetään käyttöiän aikana paljon mahdollisuuksia. Vastaavasti hieman ”huonommallakin” rakennuksella voidaan oikealla käytöllä säästää paljon. Paasitorni 22.5.2012 10
  • 11. Omakotitalossa ja kerrostalossa energiansäästömahdollisuudet ovat erilaiset Yksittäinen perhe voi omakotitalossa vähentää energian kulutusta monin eri tavoin paljon. Kerrostalossa energian kulutuksen pienentäminen on paljon vaikeampi asia. Elintason kasvamisen myötä syntyvät lämpökuormat riittävät hyvin koko kerrostalon lämmittämiseen. Asian hoitaminen on todellisuudessa erittäin mutkikasta. Paasitorni 22.5.2012 11
  • 12. Energiatehokkaan rakentamisen seurauksia Kerrostalossa kotitaloussähköstä saadaan enemmän lämpöä kuin rakennuksen lämmittäminen edellyttää energiaa. Näin on vuoden jokaisena kuukautena. Lämpökuorma syntyy valtaosin klo 16 ja 22 välillä. Asumisviihtyvyys on kunnossa vain ikkunoita auki pitämällä. Seurauksena taloa lämmitetään, lämmitysenergiaa ja kotitaloussähköstä syntyvää lämpöä menetetään. Paasitorni 22.5.2012 12
  • 13. Kerrostalon esimerkkipohja energialaskelmia varten 5 9 5 II. 60 m2 7 I 9 m2 S 16 m2 I. 75 m2 III. 75 m2 I 11 m2 I 11 m2 S 59 m2 S 25 m2 IV. 15 m2 5 I 1 m2 S 7 m2 8 3 8 Seuraavassa diassa on arvioitu päätyhuoneiston (I) kuukausittaista energiatarvetta, kun rakenteet täyttävät uudet määräykset. Kyseessä on kerros, josta ylä- ja alapohjan vaikutus on jätetty pois. Huomioon on otettu johtuminen, ilmanvaihto ja lämmön talteenotto. Toisaalta kotitaloussähkö ja käyttäjän tuovat energiaa, joka voidaan käyttää hyväksi. Auringon vaikutus on jätetty pois. Paasitorni 22.5.2012 13
  • 14. Kerrostalohuoneiston energia (MWh) uudet määräykset 0,80 0,70 0,60 0,50 Energiat Qj+Qiv+Qlto 0,40 Qkoti+Qihm 0,30 0,20 0,10 0,00 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Kuukausi Lämmitystarvetta on vain kolmen kuukauden ajan. Se on tätä huoneistoa varten yhteensä alle 300 kWh vuodessa, jos tolppien punainen osuus (kotitaloussähkö) voitaisiin käyttää hyödyksi. Menettääkö LTO tehonsa, jos rakennus lämpiää liikaa? Paasitorni 22.5.2012 14
  • 15. Kerrostalojen energiankulutus Energia kWh/m2 400 Arvioitu energiatehokkuusluokka (ET luku) F 300 Mitattu kulutus (450 kerrostaloa) E D 200 C A 100 1930 2010 Aika Vaihtelua on luonnollisesti paljon Paasitorni 22.5.2012 15
  • 16. Lopuksi Energiatehokkuudessa on jatkossa pyrittävä todelliseen energian kulutuksen pienentymiseen. Toistaiseksi on enemmän ollut kyse laskennallisista lähestymistavoista. Tärkeää on myös alkaa pohtia eri toimenpiteiden kustannuksia suhteessa saavutettaviin säästöihin. Tässä asiassa rakentajilta löytyy todellista asiantuntemusta. Paasitorni 22.5.2012 16