Recommended
More Related Content
Viewers also liked
Viewers also liked (19)
Similar to Energiansäästömahdollisuudet rakennuskannan korjaustoiminnassa (liiteraportti)
Similar to Energiansäästömahdollisuudet rakennuskannan korjaustoiminnassa (liiteraportti) (20)
Energiansäästömahdollisuudet rakennuskannan korjaustoiminnassa (liiteraportti)
- 1. Juhani Heljo, Antti Kurvinen, Jaakko Vihola Energiansäästömahdollisuudet rakennuskannan korja- ustoiminnassa Liitteet
- 3. III Tampereen teknillinen yliopisto. Rakennustekniikan laitos. Rakennustuotanto ja -talous. Tampere University of Technology. Department of Civil Engineering. Construction Management and Economics Tampereen ammattikorkeakoulu Oulun ammattikorkeakoulu Juhani Heljo, Antti Kurvinen, Jaakko Vihola Energiansäästömahdollisuudet rakennuskannan korjaustoiminnassa, liitteet Tampereen teknillinen yliopisto. Rakennustekniikan laitos. Tampere 2012
- 4. IV ALKUSANAT Osana energia- ja ilmastopoliittisten toimenpiteiden valmistelua ympäristöministeriö teetti selvityksen Energiatehokkuuden parantamisen menetelmät olemassa olevassa rakennuskannassa (EPAT). Se koskee olemassa olevan rakennuskannan korjaustoimin- taan liittyviä energiatehokkuuden parantamistoimenpiteitä ja -menetelmiä sekä energi- ansäästöpotentiaalia. Tämä raportti on selvityksen loppuraportin liiteraportti. Jokaisen liitteen kirjoittaja on mainittu liitteen otsikon perässä. Tutkimus toteutettiin Tampereen teknillisen yliopiston (TTY) Rakennustekniikan lai- toksella. Projektin johtajana ja tutkijana toimi TTY:llä Juhani Heljo ja tutkijoina Antti Kurvinen ja Jaakko Vihola. Eero Nippala Tampereen ammattikorkeakoulusta toimi ra- kennuskannan, poistuman ja korjaustoiminnan asiantuntijana. Martti Hekkanen Oulun ammattikorkeakoulusta toimi korjausasiantuntijana. Toteuttamiskelpoisten energiansäästömahdollisuuksien arviointi rakennuskanan korja- ustoiminnassa aikavälillä 2010–2050 on haastava ja monitahoinen tehtävä. Realistisen kuvan mahdollisuuksista saa vain tutustumalla mahdollisimman moniin aiheeseen liit- tyviin selvityksiin. Tämän liiteraportin tavoitteena on esittää kootusti loppuraportin tuloksia tukevaa mate- riaalia. Liitteet 1 ja 2 ovat referaatteja muista selvityksistä. Liitteet 3–5 ovat osa tehtyä selvitystä. Tampereella helmikuussa 2012 Juhani Heljo
- 5. V SISÄLLYS LIITE 1. Korjaustoiminnalla saavutettavat säästöt asuinkerrostaloissa ............. 6 LIITE 2. Koulujen perusparannukset .................................................................. 9 LIITE 3. Case 1: Vuokrakerrostalon energiatehokas remontti Oulaisissa ....... 15 LIITE 4. Case 2: Vuokrakerrostalon perusparannus Tampereella ................... 25 LIITE 5. Energiansäästöpotentiaalit Ruotsin rakennuskannassa ...................... 45
- 6. 6 LIITE 1. Korjaustoiminnalla saavutettavat säästöt asuinker- rostaloissa (Vihola) Tämän liitteen 5 luvun tulokset perustuvat Heljo & Viholan (2010) tekemään selvityk- seen ”Toteutettavissa olevat energiansäästöpotentiaalit Helsingin kaupungin kiinteis- töissä”. Selvitys on osa Helsingin kaupungin perustaman energiatehokkuustyöryhmän tavoitetta laatia toimenpideohjelma koskien AESS-sopimuksen mukaista energiatehok- kuustavoitetta. Selvityksen tarkoituksena oli tarkastella Helsingin kaupungin hallin- noiman asuinrakennuskannan energiansäästöpotentiaalia sekä uudis- että korjausraken- tamisen osalta. Laskelmissa perusvuotena on käytetty vuotta 2006 ja säästöpotentiaalia on tarkasteltu vuosina 2016, 2020 ja 2050. Jotta olemassa olevan kannan korjaustoiminnalla saavutettavia säästöjä päästiin laske- maan, tuli ensiksi selvittää mahdollisten toimenpiteiden määrä. Tämä tehtiin hyväksi käyttäen Helsingin kaupungilta saatuja PTS-suunnitelmia, joista poimittiin kohteittain toimenpiteet joiden ohessa on mahdollista parantaa energiatehokkuutta, tai jotka suo- raan parantavat rakennuksen energiatehokkuutta. Vuosittain tehtävä toimenpiteiden laa- juus koko kannassa on nähtävissä kuvasta 2.1. Vesikattojen peruskorjauksista mukaan laskettiin vain puolet, koska oletettiin osan korjaustoimenpiteistä olevan sellaisia, että yläpohjan samanaikainen lisäeristäminen ei olisi todennäköistä tai mahdollista. Energiasäästön mahdollistavat korjaustoimenpiteet vuosittain Helsingin kaupungin asuinrakennuskannassa (otos 70% kannasta) 4,5 % 4,2 % 4,0 % 3,5 % 3,0 % 2,6 % 2,4 % 2,5 % 2,0 % 2,0 % 2,0 % 1,8 % 1,7 % 1,5 % 1,0 % 0,9 % 0,7 % 0,6 % 0,5 % 0,5 % 0,0 % Kuva 2.1. PTS-suunnitelmien perusteella arvioitu vuosittainen mahdollisten korjaus- toimenpiteiden laajuus Helsingin kaupungin asuinrakennuskannassa. Poikkileikkausvuosien korjaustoimenpiteiden määrät saadaan kertomalla vuosittaisten korjaustoimenpiteiden määrä aikavälillä, joka perustarkasteluvuodesta on kyseessä ole- vaan poikkileikkausvuoteen. Kun poikkileikkausvuosia on tarkasteltu, on oletettu, että
- 7. 7 koskaan korjaustoimenpiteiden laajuudessa ei mennä yli 100 %:n. Tämä tarkoittaa sitä, että kukin parannustoimenpide voidaan tehdä vain kerran. Tämä saattaa vääristää tulok- sia jonkun verran vuoden 2050 osalta, koska on hyvinkin mahdollista, että joitakin toi- menpiteitä on tehty tällöin jo useampaan kertaan ja näin ollen saavutettava energian- säästö voi olla laskennallista suurempi. Suurempi energiansäästö johtuu siitä, että toisel- la korjauskerralla olisi mahdollista valita energiatehokkaampi ratkaisu kun ensimmäistä kertaa korjatessa. Tuloksia tarkastellessa tulee muistaa, että kyseessä on hyvin optimistinen näkemys toi- menpiteiden määrästä. Säästöt toteutuvat vain siinä tapauksissa, että energiasäästötoi- menpiteitä tehdään aina kun muu korjaustoiminta antaa siihen mahdollisuuksia. Toi- menpiteitä kuitenkin tuskin suoritetaan näin suuressa mittakaavassa. Tämä tarkoittaa sitä, että todellinen saavutettava energiansäästö jäänee laskennallista pienemmäksi. Toi- saalta tulee myös muistaa, että on mahdollista tehdä laskelmissa oletettua tehokkaampi energiansäästötoimenpide, jolloin yksittäisellä toimenpiteellä saavutettu säästö on ole- tettua suurempi. Suoritettujen korjaustoimenpiteiden vaikutukset yksittäisessä kohteessa on esitetty tau- lukossa 2.1. Taulukkoon on lisätty myös joitakin huomautuksia liittyen toimenpiteisiin. Näitä ovat muun muassa toimenpiteen toteutukseen liittyvät seikat ja tehtyyn tarkaste- luun liittyvät epävarmuustekijät. Taulukko 2.1. Toimenpiteiden vaikutukset yksittäisessä kohteessa ja toimenpiteisiin liittyviä huomautuksia. LTO tarkoittaa koneellisen sisäänpuhallus ja poistoilmanvaih- don rakentamisen yhteydessä asennettavaa ilmanvaihdon lämmöntalteenottolaitetta. Tarkasteltava Muuttujan Toimenpide yksikkö Huomautukset ominaisuus muutos Parvekelasien asennus korjausko W/m2,K Säästö 1-4 % rakennustasolla Ikkunoiden U-arvo -0.3 Ikkunoiden vaihto Ikkunoiden U-arvo -1 W/m2,K Vanhoista osa kaksilasisia ja osa kolmilasisia. Uudet 1,0 W/m2,K tai alle Julkisivujen peruskorjaus Seinien U-arvo -0.2 W/m2,K U-arvo puolitetaan eli n. 100 mm lisäeristys Vesikattojen peruskojaus Yläpohjan U-arvo -0.15 W/m2,K Oletetaan 50% lisäeristys. Lisäeristetyissä U-arvo puoleen eli n. 100 mm lisäeristys Lämmönvaihtimen uusiminen Sisälämpötila -0.5 Co Säästön suuruusluokka Energia-avustusta saaneiden kohteiden mukainen Patteriverkoston säätö Sisälämpötila -0.5 Co Säästön suuruusluokka Energia-avustusta saaneiden kohteiden mukainen Kylpyhuonekalusteiden vaihto Veden kulutus -2 % Arvio Patteriventtiilien vaihto Sisälämpötila -0.5 Co Arvio. Toimenpiteitä vähän ! Parvekeovien vaihto Ovien U-arvo -0.5 W/m2,K Tiivistyminen tuo lisäsäästöä! LTO-laitteen asennus LTO 50 % Ilmanvaihdon ja sähkönkulutuksen kasvu syö osan säästöstä. SFP -luvun muutokseksi oletettu 1,5 - 2,5 Vedenkulutuksen mittaus Veden kulutus -20 % Veden kulutus vähenee keskimäärin 20 % useiden selvitysten perusteella Kuvassa 2.2 on esitetty poikkileikkausvuodet 2016, 2020 ja 2050 ja toimenpiteillä saa- vutettavat hyötyenergiansäästöt asuinrakennuksissa verrattuna vuoden 2006 lähtötasoon (636 GWh/a). Kuten kuvasta havaitaan, vuoteen 2016 mennessä saavutetaan korjaus- toiminnalla 7,6 % säästö (-48 GWh/a). Vuoteen 2020 mennessä säästö on 9,7 % (-62 GWh/a) ja vuoteen 2050 mennessä 19,3 % (-123 GWh/a). Nämä säästöt saavutetaan, jos tehdään kaikki toimenpiteet, mihin suunnitellun korjaustoiminnan aikana voisi olla mahdollisuuksia. Todelliset säästöt tulevat todennäköisesti olemaan kuitenkin yllä ole- via lukuja pienempiä. Toinen tuloksiin vaikuttava seikka on, että tarkastelu laskelmien osalta alkaa vuodesta 2006. Toimenpiteiden laajuudesta välillä 2006–2010 ei ollut saa- tavilla tarkempaa tietoa. Voi siis olla mahdollista, että osa laskennallisesta säästöpoten-
- 8. 8 tiaalista on menetetty jo tällä aikavälillä, jos energiansäästötoimenpiteitä ei ole toteutet- tu tämän selvityksen olettamassa mittakaavassa. Vuoden 2050 osalta säästö voi kuiten- kin olla suurempi, kuten jo aikaisemmin on mainittu. Mahdollisilla energiansäästötoimenpiteillä saavutetavat prosentuaaliset hyötyenergian säästöt Helsingin kaupungin asuinrakennuskannassa vuosina 2016, 2020 ja 2050 2000 2005 2010 2015 2020 2025 2030 2035 2040 2045 2050 2055 0% -5% Prosentuaalinen säästö -7.6% -9.7% -10% -15% -19.3% -20% -25% Kuva 2.2. Mahdollisten energiasäästötoimenpiteiden aikaansaamat hyötyenergian säästö poikkileikkausvuosina 2016, 2020 ja 2050. Oletuksena on, että PTS – suunnitelmien mukaisten korjausten yhteydessä tehdään niihin liitettävät energiansääs- tötoimet siten, että kulutus putoaa näiden rakennusosien osalta keskimäärin lähes puo- leen.
- 9. 9 LIITE 2. Koulujen perusparannukset (Heljo) Palvelurakennusten osalta on vähemmän tietoa energiansäästötoimenpiteiden vaikutuk- sista kuin asuinrakennusten osalta. Linkki 2 –tutkimusohjelmassa selvitettiin peruskor- jausten energiavaikutuksia kuntien palvelurakennuksissa. Kohteena oli pääasiassa kou- luja. (Leskinen et al. 2001.) Tässä esitetään lyhyesti kyseisen tutkimuksen tuloksia. Puolessa tutkituista kohteista lämmönkulutus pieneni ja puolessa kasvoi. Lämmönkulu- tuksen kasvun syyt eivät olleet yksiselitteiset. Sähkönkulutus kasvoi lähes kaikissa koh- teissa. Sähkönkulutuksen kasvua selitti käyttöasteen kasvu sekä paljon sähköä kulutta- vien tilojen ja laitteiden lisääntyminen kohteissa. Vedenkulutus pieneni lähes poikkeuk- setta, paitsi sellaisissa kohteissa, joissa toiminnan muutos tai käytön kasvaminen aiheut- tivat vedenkulutuksen kasvua. Perusparannusten yhteydessä tehdyt ilmanvaihdon, valaistuksen ja toimintaan liittyvien sähkölaitteiden lisäykset lisäävät energiankulutusta. Tällöin energiansäästötoimenpiteis- tä huolimatta energian kokonaiskulutus useimmiten kasvaa. Lisäksi käyttöasteen muu- tokset vaikuttavat energiankulutukseen. Tutkimuksessa on kehitetty luonnos mallista, jonka avulla voidaan arvioida etukäteen ja raportoida jälkikäteen perusparannushank- keen laatutaso- ja käyttöastemuutokset sekä energiansäästötoimenpiteet ja niiden vaiku- tukset erikseen energiankulutukseen. Kehitetyn mallin tai vastaavan käyttö on välttämä- töntä, jos halutaan ymmärtää palvelurakennusten perusparannusten yhteydessä tapahtu- neita energiankulutusmuutoksia. Peruskorjausten vaikutusta energiankulutukseen on vaikea jäljittää jostakin yksittäisestä tekijästä johtuvaksi, koska samassa yhteydessä tehdään yleensä monta eri toimenpidettä. Korjausrakentaminenkin noudattaa muun rakentamisen kanssa samoja ohjeita ja määrä- yksiä, asiakkaan ja käyttäjän toiveita sekä rakentamistapamuutoksia. Peruskorjauksen tavoitteena on yleensä myös tilan laatutason ja toiminnallisten ominaisuuksien paranta- minen (perusparannus). Esimerkiksi sisäilman laadun parantaminen saattaa olla eräs tällainen energiankulutusta nostava tekijä. Sisäilman laadun energiavaikutus Karjalainen & Kimarin (1999) koulujen sisäilmaa käsittelevässä tutkimuksessa havait- tiin, että koulurakennuksissa sisäilman laadun parantaminen oli ollut erittäin tarpeellista, ja että korjausrakentamisen yhteydessä sisäilman laatu oli parantunut huomattavasti. Em. tutkimuksessa sisäilman laatua ja ilmanvaihdon toimivuutta tutkittiin mittauksin ja kyselyin 14 kohteessa. Ennen peruskorjausta sisäilman hiilidioksidipitoisuus oli korkea ja lämpötilat ohjearvoja korkeammat. Korjauksen jälkeen lämmitysenergian kulutus oli kasvanut keskimäärin 12 %, mikä johtui sisäilman laadun ylläpitämiseksi tarvittavan ilmanvaihdon määrän lisäyksestä. Sähköenergian kulutus oli kasvanut keskimäärin 34 %. Sähköenergian kulutusta oli lisännyt pääasiassa ilmanvaihtokoneiden sähkön kulu-
- 10. 10 tus. Koneellisella ilmanvaihdolla on tutkimuksen mukaan varustettu vain noin kolmas- osa opetusrakennuksista. Tämä tarkoittaa sitä, että painovoimaisella ilmanvaihdolla on varustettu jopa 2/3 opetusrakennuksista. (Karjalainen & Kimari 1999.) Lämmönkulutus tutkimuskohteissa Lämmönkulutuksia verrattiin laskemalla kullekin kohteelle lämmön vuosittainen omi- naiskulutus kWh/m³ normaalivuonna Jyväskylässä ennen ja jälkeen peruskorjauksen. Mikäli tietoja oli käytettävissä, laskettiin ominaiskulutukset myös toisena vuonna korja- uksen jälkeen. Ajatuksena oli, että ensimmäisenä vuonna säädöt eivät ehkä ole kohdal- laan, jolloin toisena vuonna saataisiin realistisempi kuva siitä, mille tasolle lämmönku- lutus asettuu korjauksen jälkeen. Lämmönkulutuksessa ei huomioitu erikseen veden lämmitykseen kuluvaa energiaa, koska kaikista kohteista ei ollut kattavasti saatavilla vedenkulutustietoja ennen ja jälkeen korjauksen. Tässä kappaleessa on pyritty löytä- mään mahdollisia syitä merkittäviin lämmönkulutuksen muutoksiin. Lämmönkulutus oli pienentynyt puolessa tutkimuksen kohteista 3–41 % (kuva 3.1). Keskimäärin näissä kohteissa kulutus oli pienentynyt 19 % verrattuna kohteen alkupe- räiseen kulutukseen. Puolessa kohteista lämmönkulutus oli kasvanut 7–112 %. Keski- määrin näissä kohteissa kulutus oli kasvanut 36 % (prosenttilukujen keskiarvo). Tutki- muskohteissa suoritettujen peruskorjausten yhteenlaskettu vaikutus oli, että lämmönku- lutus oli kasvanut 7 %, mikä tarkoittaa yhteensä 1400 MWh:n kasvua vuosittaisessa lämmönkulutuksessa. 120,0 Ennen Normeerattu lämmön ominaiskulutus, kWh/m 3,a Jälkeen 100,0 2.vuosi 80,0 60,0 40,0 20,0 0,0 s o 10 11 12 13 1 2 3 4 5 6 7 8 9 o o To to Pä oti1 Pä öti2 ti3 ku al nh ital u u u u u u u u u on ital s u u u u nt ul ul ul ul ul ul ul ul ul ko es rja ul ul ul ul k k im Ko Ko Ko Ko Ko Ko Ko Ko Ko im te ivä ivä ivä sk Ko Ko Ko Ko Ki us ito ey Pä rv Ts V a M te ja to Kuva 3.1. Lämmönkulutus kohteissa ennen ja jälkeen peruskorjauksen. Uimahallissa lämmönkulutus oli ennen peruskorjausta 200 kWh/m³, jälkeen 138 kWh/m³.
- 11. 11 Koulussa4, jossa lämmönkulutus oli kasvanut eniten (112 %), oli lisätty mm. ruuanval- mistuskeittiö, joka valmistaa ruokaa ulos myytäväksi. Peruskorjauksen yhteydessä kou- lun päivittäiset ja viikoittaiset käyttöajat pitenivät ja tilojen käyttöaste kasvoi. Koulussa7 lämmönkulutus oli kasvanut toiseksi eniten (68 %). Kasvun syyt eivät aivan yksiselitteisesti selviä vastauslomakkeesta, varsinkin, kun eräänä syynä peruskorjauk- seen oli suuri lämmönkulutus. Kohteessa oli tehty varsin perusteellinen perusparannus: pintarakenteet, vesikatto ja talotekniikka oli korjattu, samoin lämmitys osittain. Myös vesijohdot oli korjattu ja viemärit osittain. Asunnot oli otettu koulukäyttöön ja kohtees- sa oli kokeiltu vuoroittaiskäyttökattilaa, jota on joskus käytetty myös sähköllä tilapäi- sesti ja kesällä. Kohteeseen oli lisätty kaksi öljykattilaa. Käyttötapojen muutoksista ei ollut tämän kohteen yhteydessä raportoitu, joten siltä osin jäi epäselväksi, mitkä muut seikat ovat voineet aiheuttaa lämmönkulutuksen kasvua. Päiväkodissa1 lämmönkulutus oli ensimmäisenä vuonna peruskorjauksen jälkeen 53 % suurempi kuin ennen peruskorjausta, mutta jo toisena vuonna kulutus oli samalla tasolla kuin ennen peruskorjausta (2 % pienempi). Ilmanvaihtokoneita lisättiin ja uusittiin, mut- ta samalla tehtiin myös monia lämmönkulutusta laskevia toimenpiteitä, kuten termo- staattisten patteriventtiilien asennus ja lämmönsiirtimien uusinta. Rakennuksen käyttäjät ja toiminta eivät muuttuneet mitenkään peruskorjauksen yhteydessä. Lämmönkulutus oli pienentynyt eniten Koulussa3 (41 %), jossa ilmanvaihto- ja lämmi- tysjärjestelmä oli uusittu ja rakennus oli liitetty kaukovalvontajärjestelmään. Toiminnan muutoksesta tässä kohteessa ei ole tietoa. Tämän lisäksi kolmessa kohteessa lämmönkulutus oli pienentynyt yli 30 %: Kirjastossa (35 %), Koulussa6 (32 %) ja Uimahallissa (31 %). Kirjastossa oli säädetty ilmanvaihto ja tarkistettu sen käyntiaikoja. Myös kaukovalvontalaitteet oli uusittu. Toiminta ei ollut muuttunut. Koulussa6 oli lisätty lämmöntalteenotto, uusittu lämmityksen säätöautoma- tiikka, öljypoltin ja kattila sekä asennettu termostaattiset patteriventtiilit ja pattereille oli tehty perussäätö. Uimahalli oli uusittu kokonaan, ainoastaan runkorakenne ja vesikatto säilyivät entisellään. Lämmönkulutuksen pieneneminen tässä kohteessa on erityisen ilahduttavaa siksi, että käyttäjämäärät olivat kasvaneet puolitoistakertaisiksi peruskorja- uksen jälkeen. Sähkönkulutus tutkimuskohteissa Sähkönkulutus oli yleensä kasvanut, joissakin kohteissa jopa kolminkertaiseksi. Keski- määrin sähkönkulutus oli kasvanut 63 % (prosenttilukujen keskiarvo). Kolmessa koh- teessa (Koulu13, Koulu3 ja Uimahalli) sähkönkulutus oli hieman pienentynyt (enintään 11 %). (Kuva 3.2, Uimahalli ei kuvassa.) Tässä kappaleessa on pyritty löytämään syitä sähkönkulutuksessa tapahtuneille muutoksille.
- 12. 12 Kohteessa, jossa sähkönkulutus oli pienentynyt eniten (Koulu13, 11 %), oli korjattu lämmitysjärjestelmää sekä uusittu ilmanvaihto- ja sähköjärjestelmä kokonaan. Tietotek- niikkajärjestelmänkään lisääminen ei ollut vaikuttanut sähkönkulutusta nostavasti. Toi- nen kohteista (Uimahalli), joissa sähkönkulutus oli pienentynyt, oli uusittu lähes täydel- lisesti. Kolmannessa kohteessa (Koulu3) oli uusittu ilmanvaihto- ja lämmityksensäätö- järjestelmä ja rakennus oli liitetty kiinteistöjen kaukovalvontajärjestelmään. Vastauksien perusteella ei voi päätellä, mitkä syyt erityisesti olivat vaikuttaneet sähkönkulutusta pienentävästi. 40 1) Lisätty mm. hissi ja ruuanvalmistuskeittiö 3) 2) Ei tietoa sähkönkulutuksesta ennen korjausta Ennen 35 Jälkeen 3) Todennäköisesti virhe kulutusseurannassa 4) Ennen korjausta vain kiinteistösähkö, jälkeen kaikki 2.vuosi Sähkön ominaiskulutus, kWh/m,a 30 3 25 1) 20 4) 15 2) 2) 10 5 0 lo o 0 1 2 3 i1 i2 i3 s u1 u2 u3 u4 u5 u6 u7 u8 u9 lo o al ku u1 u1 u1 u1 ita st ot öt ot ita ul ul ul ul ul ul ul ul ul nt rja es ul ul ul ul äk äk äk im im Ko Ko Ko Ko Ko Ko Ko Ko Ko te Ko Ko Ko Ko Ki iv iv iv sk it o us To Pä Pä Pä ey on nh rv M Va te ja to Ts Kuva 3.2. Sähkönkulutus kohteissa ennen ja jälkeen peruskorjauksen. Uimahallissa sähkönkulutus oli ennen peruskorjausta 45 kWh/m³, jälkeen 43kWh/m³. Suhteellisesti eniten sähkönkulutus oli kasvanut Monitoimitalossa, toiseksi eniten Kou- lussa4, johon oli mm. lisätty hissi ja kolmanneksi eniten Koulussa7. (Vanhustentalon sähkönkulutuksen nousua ei voida tässä suhteessa tarkastella, koska ennen peruskorja- usta sähkönkulutuslukema sisälsi vain kiinteistösähkön.) Näiden kohteiden lisäksi säh- könkulutus oli noussut yli kaksinkertaiseksi Päiväkodissa3. Lähes kaksinkertaiseen sähkönkulutukseen oli peruskorjauksen jälkeen päädytty myös Koulussa1. Monitoimitalon sähkönkulutuksen jyrkkää nousua on vaikea selittää peruskorjauksessa tehtyjen toimenpiteiden perusteella. Monitoimitalon peruskorjauksessa oli rakennettu rakennusautomaatiolaitteet. Vertaamalla kulutuksia ennen peruskorjausta ja toisena vuonna sen jälkeen näyttäisi sähkönkulutus nousseen kuitenkin vain kaksinkertaiseksi. Mahdollisesti – kuten käytännöstä tunnetusti voi tapahtua – ensimmäisenä vuonna kor- jauksen jälkeen säädöt eivät vielä toimineet ideaalisesti. Peruskorjauksessa mukana ol- leita ei valitettavasti tavoitettu tarkempien tietojen selvittämistä varten ennen loppura- portin viimeistelyä.
- 13. 13 Koulussa4 sähkönkulutuksen kasvuun (+188 %) on ilmeiset syyt: kouluun oli lisätty hissi, valmistuskeittiöön tuli paljon uusia laitteita, muihinkin tiloihin lisättiin paljon sähköä kuluttavia laitteita, kuten purunpoisto ja atk-laitteita. Myös tilojen käyttöaste kasvoi. Koulussa7 sähkönkulutuksen kasvuun (+158 %) on osaltaan varmasti vaikuttanut asun- tojen ottaminen luokkahuonekäyttöön. Toinen sähkönkulutuksen kasvua selittävä syy Koulussa7 on vuoroittaiskäyttökattilan käyttöönotto peruskorjauksen jälkeen; kattilaa lämmitetään toisinaan ja kesäisin sähköllä. Päiväkodissa3 (+139 %) oli lisätty paljon sähköä kuluttavia laitteita laitoskeittiön uusi- misen yhteydessä. Myös ilmastointilaitteita oli lisätty siirryttäessä painovoimaisesta ilmanvaihdosta koneelliseen. Tilojen käyttötarkoitusta oli osittain muutettu, kun osasta neuvolatiloja tehtiin päiväkotitilaa kehitysvammaisten lasten ryhmälle. Kehitysvammai- sia varten oli myös lisätty poreallas, joka lisää sähkön kulutusta kohteessa. Koulussa1 (+89 %) oli siirrytty painovoimaisesta ilmanvaihdosta koneelliseen (sisäil- mastoa haluttiin parantaa ja ilmastointijärjestelmä oli vanhentunut ja huonokuntoinen). Sähköä kuluttavien laiteiden määrä oli lisääntynyt, samoin ilmanvaihdon ilmamäärät. Koulussa2 (+57 %) tekniikka oli uusittu kokonaan ja sitä oli lisätty huomattavasti. Il- manvaihdon ilmamääriä oli lisätty runsaasti (tavoitteena mm. sisäilmaston parantami- nen). Niissä kohteissa (esim. Koulu4, Koulu7, Päiväkoti3, Kartano), joissa rakennuksen käyt- töaste oli kasvanut, sähkönkulutuksen kasvu on helposti selitettävissä. Tosin kahdessa kohteessa (Koulu13 ja Uimahalli), jossa käyttöaste oli kasvanut, sähkönkulutus oli jopa laskenut. Lähes puolessa kohteista (43 %) sähköä kuluttavia laitteita, kuten ATK-laittei- ta, oli lisätty merkittävästi. Joihinkin kohteisiin (Vanhustentalo, Koulu4, Päiväkoti3, Kartano) oli lisätty paljon sähköä kuluttava tila, mikä selittää sähkönkulutuksen kasvun. Monessa kohteessa painovoimainen ilmanvaihto oli vaihdettu koneelliseen ilmanvaih- toon, mikä osaltaan lisää sähkönkulutusta. Yleensä oli vähintään lisätty ilmanvaihtoko- neita, jos muuta sähkönkulutuksen kasvua selittävää tekijää ei löytynyt. On merkille pantavaa, että ilmanvaihtokoneiden tai ilmastointitavan muutos ei peruskorjauksissa välttämättä ole johtanut sähkönkulutuksen merkittävään kasvuun. Vaikka sähkönkulu- tuksen laskuun vaikuttavia toimenpiteitäkin oli tehty, peittyivät näiden vaikutukset säh- könkulutusta lisäävien toimenpiteiden ja muutosten alle.
- 14. 14 Yhteenveto sähkönkulutuksen muutosten syistä: käyttöajat pitenivät, tilojen käyttöaste tai käyttäjämäärä kasvoi rakennukseen lisättiin sähkönkulutukseltaan merkittävä tila sähköä kuluttavien laitteiden määrä lisääntyi huomattavasti ilmastointikoneita lisätty siirrytty painovoimaisesta ilmanvaihdosta koneelliseen sisävalaistuksen ohjaustapaa muutettu tai valaisimet uusittu (oletetaan vaikutta- van sähkönkulutusta laskevasti)
- 15. 15 LIITE 3. Case 1: Vuokrakerrostalon energiatehokas remont- ti Oulaisissa (Kurvinen) 1972 1996 Kuva 4.1. Case-kohde ennen perusparannusta ja sen jälkeen. Tämä EPAT-tutkimushankkeen osaselvitys toteutettiin Oulunseudun ammattikorkea- koulussa. Selvityksen kenttätyön tekivät insinööri (amk) Jenni Matilainen ja insinööri (amk) Kimmo Aho. Kokonaisuuden toteutuksesta vastasi Martti Hekkanen. Tutkimuk- sessa selvitettiin vuosina 1995–1996 osana ympäristöministeriön Remontti-ohjelmaa toteutetun asuinkerrostalon energiatehokkaan korjauksen kokemuksia. Selvityksen pää- paino kohdistui seinäpuhalluksella toteutetun huoneistokohtaisen ilmanvaihtojärjestel- män toimivuuteen. Lisätietoja tästä osaselvityksestä saa Aho et al. (2009) raportista ”Energiakorjausten pitkäaikaistoimivuus asuinkerrostalossa”. Tutkimuskohde sijaitsee Oulaisissa Pohjois-Pohjanmaalla. Kohde on vuonna 1971 ra- kennettu asuinkerrostalo, jossa tehtiin vuosina 1995–1996 mittava energiatehokkuutta parantava korjaus. Perusparannuksessa kohteen ulkoseiniin ja yläpohjaan asennettiin lisälämmöneristys, ikkunat ja parvekeovet uusittiin ja rakennuksen talotekniikka uusit- tiin kokonaisuudessaan. Rakennukseen asennettiin seinäpuhalluksella toimiva huoneis- tokohtainen tulo- ja poistoilmanvaihtojärjestelmä. Energiatehokkuutta parantavien kor- jaustoimenpiteiden osuus kokonaishinnasta oli noin 13 %. Perusparannuksen tuloksena kohteen vuotuinen lämmitysenergiankulutus aleni tasolta 225 kWh/htm2 tasolle 125 kWh/htm2, vedenkulutus aleni tasolta 233 l/hlö, vrk tasolle 100 l/hlö, vrk ja vuotuinen kokonaissähkönkulutus aleni tasolta 70 kWh/htm2 tasolle 50 kWh/htm2. Sisäilman laatu oli perusparannuksen jälkeen hyvä ja asukkaat olivat perusparannukseen tyytyväisiä. Kohteesta oli käytettävissä kulutustiedot vuosilta 1998–2007. Normeerattu lämmi- tysenergian kulutus seurantajaksolla oli keskimäärin 139 kWh/htm2. Energiatehokkuu-
- 16. 16 den parantumisen pysyvyyttä voidaan pitää varsin hyvänä, vaikka seuranta-ajanjakson kulutus oli hieman kasvanut välittömästi perusparannuksen jälkeen saaduista lukemista. Vedenkulutus oli seurantajaksolla keskimäärin 101 l/hlö, vrk. Vedenkulutus on viime vuosina ollut kasvussa. Asuntokohtaiset kulutusmittarit alensivat aluksi korkeaa kulu- tusta 65 %. Suurin syy kulutuksen alenemiselle oli kylpyammeiden korvaaminen suih- kuilla. Sähkönkulutus sisältää sekä kiinteistösähkön että huoneistojen kotitaloussähkön osuu- den. Kulutus on pysynyt seurantajaksolla samalla tasolla kuin välittömästi perusparan- nuksen jälkeen. Kuitenkin myös sähkönkulutus on viime vuosina kasvanut. Lisäänty- neen sähkönkulutuksen syitä ei seurantatutkimuksessa saatu selvitettyä. Ilmanvaihtokoneen lämmöntalteenoton lämpötilahyötysuhde vaihteli välillä 50–80 %. Lämpötilahyötysuhde on pysynyt suunnitelmien mukaisella tasolla. Vaikka teknisesti laitteella on saavutettu asetettu tavoite, todettiin tulo- ja poistoilmanvaihdon käyttöön liittyvän paljon ongelmia. Asukkaat eivät tiedä, miten laitetta pitää huoltaa ja virheelli- sen huollon vuoksi laitteet toimivat huonosti. Vakavia rakenteisiin liittyviä ongelmia ei todettu. Ulkoseinillä olevat ilmanvaihtojärjes- telmän suojakotelot eivät olleet aiheuttaneet julkisivuihin vaurioita. Sisäilman laadussa ei havaittu merkittäviä ongelmia. Asukkaat olivat sisäilmaston laatuun tyytyväisiä. Energiatehokkaassa kerrostalokorjauksessa rakenteiden korjaaminen on helpompi tehdä kuin talotekniikan korjaaminen. Laadunvarmistus ja vaikutusten jatkuva seuranta pitää sisällyttää osaksi hankkeen rakennuttamista. Lämpökamerakuvauksella pystytään ikku- noiden ja ulko- ja parvekeovien korjauksessa varmistamaan asennuksen onnistuminen. Jos korjaus kohdistuu ilmanvaihtojärjestelmään, pitää varmistaa, että asukkaat osaavat käyttää ja huoltaa laitetta oikealla tavalla. Tutkimuskohde Tutkimuskohde on vuonna 1971 rakennettu kuusikerroksinen kerrostalo, joka sijaitsee Oulaisissa osoitteessa Kangaskatu 4. Kohde edustaa tyypillistä elementtirakentamisen aikakaudella vuosina 1960–1977 rakennettua asuinkerrostaloa. Toimenpiteet, joita koh- teessa tehtiin, ovat sellaisia, joita rakennetussa kerrostalokannassa tullaan todennäköi- sesti tekemään myös tulevaisuudessa. Kohteessa on 29 asuinhuoneistoa. Huoneistoista viisi on yksiöitä, kuusi kaksioita ja loput 18 kolmioita. Asuntojen huoneistoala on yhteensä 1 833 htm2. Kellarikerroksessa sijaitsevat varastotilat, pyykki- ja kuivaustilat ja lämmönjakohuone lämmönjakokeskuk- sineen. Kohteessa on hissi.
- 17. 17 Kohteessa tehtiin vuosina 1995–1996 perusparannus, jonka yhteydessä parannettiin rakennuksen energiatehokkuutta ja sisäilmaston laatua. Tärkeimpiä toteutettuja toimen- piteitä olivat: ulkoseinien ulkopuolinen lisälämmöneristäminen (70 mm) ja uuden pintaverho- uksen asennus ikkunoiden ja parvekeovien uusiminen kattorakenteen muuttaminen harjakatoksi ja siinä yhteydessä tehty yläpohjan li- sälämmöneristäminen (200 mm) lämmönvaihtimien uusiminen asuntokohtaisen tulo- ja poistoilmanvaihtojärjestelmän rakentaminen seinäpu- hallustekniikalla ja lämmöntalteenotolla varustettuna käyttövesiputkiston, viemäreiden ja vesi- ja viemärikalusteiden uusiminen sähköjärjestelmän uusiminen huoneistojen ja yhteistilojen pintarakenteiden ja kalusteiden uusiminen. Energiatehokkuutta parantavien korjaustoimenpiteiden osuus kokonaishinnasta noin 13 %. Energian- ja vedenkulutus vuosina 1998–2007 Lämmönkulutus on normeerattu vastaamaan vuotuista Oulun normaalia lämmitystarve- lukua. Kulutustietojen vertailussa käytetään kohteen huoneistopinta-alaa (htm2). Seuran- tajakson kulutukset esitetään kuvissa 8–10. Ennen perusparannusta keskimääräinen vuo- tuinen kulutus oli: lämmitysenergia 415 MWh/vuosi (225 kWh/htm2, a) sähkönkulutus: 129,9 MWh/vuosi (70 kWh/htm2, a) vedenkulutus: 6 031 m3/vuosi (233 l/hlö, vrk) Lämmitysenergian kulutus Lämmitysenergian kulutukseen vaikuttavat varsinainen lämmitysjärjestelmä, huoneisto- kohtainen mukavuuslattialämmitys ja ilmanvaihtokoneiden jälkilämmityspatterit. Ennen perusparannusta lämmitysenergiankulutus oli 225 kWh/htm2.
- 18. 18 Lämmitysenergian kulutus 250 225 200 [kWh/htm2, a] 152 150 151 150 141 138 142 127 133 132 129 100 50 0 ENNEN 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 PERUSP. Kuva 4.2. Normeerattu lämmitysenergian kulutus kohteessa ennen perusparannusta sekä vuosina 1998–2007, yksikkönä kWh/htm2, a. Lämmitysenergian kulutus on vaihdellut vuosittain melko paljon. Keskimäärin kulutus on seurantajaksolla ollut 139 kWh/htm2. Normeerattu lämmitysenergian kulutus vuosina 1998–2007 on esitetty kuvassa 4.2. Kulutuspiikkejä ovat etenkin vuodet 2002, 2006 ja 2007. Näinä vuosina kulutus oli korkeampaa kuin muina vuosina keskimäärin. Kauko- lämmön lämmönsiirtimet menettävät lämmönluovutustehoaan ajan saatossa. Huonekoh- taisten ilmanvaihtokoneiden lämmöntalteenottokennoja ei ilmeisesti ole puhdistettu. Jo nämä kaksi lämmönjohtumiseen vaikuttavaa asiaa voivat vaikuttaa lämmitysenergian- kulutuksen lisääntymiseen. Sähkönkulutus Kokonaissähkönkulutus oli ennen perusparannusta 71 kWh/htm2. Seurantajaksolla 1998–2007 sähkönkulutus oli 50 kWh/htm2. Kulutus on vähentynyt keskimäärin 29 %. Euroiksi muutettuna tämä on vuosien 1998–2007 keskimääräisen sähkön hinnan 6,4 c/kWh mukaisesti noin 2 430 euroa vuodessa. Säästö on merkittävä. Hyvään tulokseen on päästy vaihtamalla vanhat energiasyöpöt kodinkoneet uusiin energiatehokkaisiin laitteisiin ja asentamalla huoneistokohtainen sähkönmittaus. Vaikka kohteeseen asennet- tiin perusparannuksen yhteydessä huoneistokohtaiset ilmanvaihtokoneet, jotka lisäsivät sähkönkulutusta, on kulutus silti pudonnut selvästi. Tämä kertoo asukkaiden muuttu- neista asenteista sähkönkulutusta kohtaan sekä siitä, että peruskodinkoneiden energiata- loudellisuus on kehittynyt selvästi. Kuvassa 4.3 esitetään kohteen kokonaissähkönkulu- tus seurantajaksolla.
- 19. 19 Sähkön kokonaiskulutus 80 71 70 64 60 58 57 54 55 52 [kWh/htm2, a] 49 47 50 45 40 30 22 20 10 0 ENNEN 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 PERUSP. Kuva 4.3. Kokonaissähkönkulutus kohteessa ennen perusparannusta sekä seurantajak- solla 1998–2007, yksikkönä kWh/htm2, a. Sähkönkulutus on aaltoillut perusparannuksen jälkeen paljon. Vuosien 2001–2002 kulu- tuslukemat eivät ole vertailukelpoisia, koska mittausjakso on poikkeava. Sähkönkulu- tuksen kasvu näyttää jatkuvan. Kasvun syynä voi olla kodinelektroniikan lisääntyminen ja tehokkaiden tietokoneiden yleistyminen. Vedenkulutus Vedenkulutus on ennen perusparannusta edeltävältä tasolta vähentynyt yli 60 % eli kes- kimäärin 3 700 m3/vuosi. Perusparannuksen yhteydessä vesikalusteet vaihdettiin vettä säästäviin kalusteisiin ja asuntoihin asennettiin huoneistokohtainen vedenmittaus. Asu- kas voi siis itse seurata omaa vedenkulutustaan ja säästää näin vesimaksuissa. Kuvassa 4.4 esitetään vedenkulutus kohteessa seurantajaksolla.
- 20. 20 Käyttöveden ominaiskulutus 140 129 120 117 120 110 106 107 102 100 96 93 [kWh/htm2, a] 84 82 80 60 40 20 0 ENNEN 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 PERUSP. Kuva 4.4. Vedenkulutus kohteessa ennen perusparannusta sekä seurantajaksolla 1998– 2007, yksikkönä l/hlö, vrk. Käyttöveden kulutuksen voimakas vähentyminen on tärkein syy rakennuksen energiate- hokkuuden paranemiseen. Lämmitysenergian kokonaiskulutuksen alenemisesta, joka on 86 kWh/htm2 vuodessa, lämpimän käyttöveden osuus on 26 kWh/htm2 vuodessa eli 30 %. Johtopäätökset Miten asuinkerrostalojen energiatehokkuutta voidaan parantaa? Tehty selvitys osoittaa, että matalaenergiakorjausrakentaminen toimii asuinkerrostalojen perusparantamisessa. Useimmat toimenpiteet ovat myös taloudellisesti kannattavia, kun ne tehdään osana muuta korjausta. Julkisivujen korjauksessa kannattaa lähes poikkeuk- setta parantaa rakenteen lämmöneristystä. Putkistojen linjasaneerauksissa asuntoihin kannattaa asentaa kulutusmittarit erityisesti silloin, jos rakennuksen vedenkulutus on ollut poikkeuksellisen suurta. Onnistuminen edellyttää rakennuttamisen ja suunnittelun käytäntöjen muuttamista. Seu- rantatutkimuksessa todettiin kokonaisuuden toimivan kohtuullisen hyvin, mutta uuden järjestelmän käytön opettaminen asukkaille on oltava jatkuva prosessi. Uuden ilman- vaihtojärjestelmän avulla saavutettava sisäilman laadun paraneminen menetetään, kun laitetta ei osata käyttää ja huoltaa. Kohteessa suurin syy tähän on valittu laite, jonka huollettavuus on erittäin huono. Suodattimien vaihtaminen edellyttää kansiruuvien avaamisen, joka ei kuulu tavallisen asukkaan tehtäviin. Ilmanvaihtokone on myös asen- nettu huollon kannalta erittäin hankalasti.
- 21. 21 Alapohja Asuinkerrostalojen kohdalla ei alapohjan tai kellarin rakenteiden lämmöneristyksen parantaminen merkittävästi vaikuta rakennuksen energiatehokkuuteen. Kuivatusjärjes- telmän rakentamisen yhteydessä kellarin ulkoseinään kannattaa aina asentaa samalla lisälämmöneristys. Jos alapohja tai alavälipohja joudutaan vaurion vuoksi uusimaan, kannattaa uusi rakenne tehdä mahdollisimman energiatehokkaaksi. Ulkoseinät Ulkoseinien ulkopuolinen lisälämmöneristäminen on taloudellisesti kannattava toimen- pide, jos ulkoverhous joudutaan vaurioiden vuoksi uusimaan tai perusteellisesti kunnos- tamaan. Ulkopuolinen lämmöneristys parantaa rakenteen lämpö- ja kosteusfysikaalista toimintaa. Lisälämmöneristys paksuntaa rakennetta. Korjauksen yhteydessä voidaan rakennuksen ulkoista ilmettä muuttaa. Lisälämmöneristys on tehokas erityisesti pää- tyseinissä, joissa on vähän ikkuna- ja oviaukkoja. Jotta lisälämmöneristys toimii mak- simaalisen hyvin, pitää myös ikkunoiden pielet lisäeristää sekä rakennuksen lämmitys- ja ilmanvaihtojärjestelmä säätää uudelleen. Sisäpuolisen lisälämmöneristyksen riskinä on rakenteen ulkopinnan lämpötilan laske- minen. Jos sisäpuolista lisälämmöneristystä käytetään, pitää rakenteen lämpö- ja koste- usfysikaalinen toimivuus varmistaa. Yläpohja Yläpohjan yläpuolinen lisälämmöneristys on kannattava toimenpide, jos rakennuksen vesikatto joudutaan uusimaan ja lämmöneristeen määrää voidaan kattomuodon muutok- sen yhteydessä merkittävästi lisätä. Erityisen tehokas toimenpide on 1960- ja 1970- luvuilla tyypillisen kolmikerroksisten lamellitalojen korjausten yhteydessä. Lisäläm- möneristämisen yhteydessä voidaan yläpohjassa mahdollisesti olevat piilevät kosteus- vauriot havaita ja korjata. Yläpohjan lisälämmöneristystä ei yleensä voida tehdä ellei samalla katon harjakorkeutta lisätä, koska yläpohjan tuulettuvuuden tulee aina säilyä riittävänä. Yläpohjan alapuolinen lisälämmöneristäminen ei asuinkerrostaloissa ole yleensä kan- nattava toimenpide. Ikkunat Ikkunoiden uusiminen parantaa voimakkaasti rakennuksen energiatehokkuutta erityises- ti 1960-luvun alun asuinkerrostaloissa. Samalla, kun ikkunat vaihdetaan mahdollisim- man energiatehokkaiksi, voidaan myös ikkunoiden kokoa haluttaessa pienentää. Ikku- noiden uusiminen on aina kokonaisuus, jossa pitää ottaa huomioon myös ääneneristä- vyys ja asumisviihtyisyys.
- 22. 22 Useimmissa suomalaisissa asuinkerrostaloissa ikkuna on osa rakennuksen ilmanvaihto- järjestelmää. Vasta vuoden 2005 jälkeen rakennetuissa kohteissa on koneellinen tulo- ja poistoilmanvaihtojärjestelmä lämmöntalteenotolla varustettuna. Ikkunaan kohdistuu usein voimakas säärasitus. Ikkunoissa esiintyy runsaasti kosteus- vaurioita. Uusimisen yhteydessä pitää aina tarkastaa pielirakenteiden kunto, jolloin kos- teus- ja homevauriot on helppo korjata. Ikkunoiden uusiminen on kannattava toimenpide, jos vanha ikkuna on huonokuntoinen. Mitä paremmassa kunnossa ikkuna on, sitä tarkemmin pitää uusimispäätöstä harkita. Hyvin kunnossapidetty, vahvasta puusta tehty ikkuna on mahdollista korjata myös kun- nostamalla. Kunnostuksen yhteydessä voidaan ikkunan energiatehokkuutta parantaa tiivistämällä. Parvekeovien uusiminen tehdään usein parveke- tai ikkunakorjauksen yhteydessä. Kak- silehtisen parvekeoven korvaaminen hyvän u-arvon omaavalla uudisovella, on lasken- nallisesti kannattavaa. Käytännössä parvekeoven energiatehokkuus riippuu ennen muuta asennuksen onnistumisesta. Sekä ikkunoiden että ulko-ovien rakennuttamiseen tulee liittää laadunvarmistusmittaus. Lämpökameralla tulee varmistaa, että ikkunoiden ja parvekeovien tiivistykset rakentei- siin tehdään huolellisesti ja ikkunat muiltakin osin täyttävät niille luvatut tekniset omi- naisuudet. Lämmitysjärjestelmä Lämmitysjärjestelmä voidaan jakaa lämmöntuotantojärjestelmään ja lämmönjakojärjes- telmään. Lämmöntuotantolaitteiden taloudellinen käyttöikä on noin 20–30 vuotta. Tä- män jälkeen ne on järkevää uusia mahdollisimman energiatehokkaiksi. Lämmönsäätöjärjestelmän taloudellinen käyttöikä on lyhyempi. Säätöautomatiikka van- henee nopeasti. Lämmöntuotantojärjestelmän uusimisen yhteydessä uusitaan siten myös säätöjärjestelmä ohjelmistoineen ja päätelaitteineen. Lämmitysjärjestelmän valinta on tehtävä tapauskohtaisesti. Jos kohteessa on mahdolli- suus käyttää kaukolämpöä, on se yleensä luonteva valinta. Jos kaukolämpöön liittymi- nen ei ole mahdollista, on vaihtoehtoja runsaasti: Öljykeskuslämmitys voidaan uusia ja samalla siihen voidaan yhdistää aurinkoke- räimet, joilla voidaan osa käyttöveden lämmityksestä hoitaa. Pellettilämmitys on kotimaista polttoainetta hyödyntävä vaihtoehto, joka vaatii kuitenkin keskimääräistä suuremman polttoainevaraston. Maalämpöpumppu ja ilma-vesi –lämpöpumppu ovat pienemmissä rakennuksissa käyttökelpoisia valintoja.
- 23. 23 Sähkölämmitys oikein mitoitetulla ilmalämpöpumpulla tuettuna on toimiva rat- kaisu hyvin eristetyssä pientalossa. Kotimaista polttoainetta, puuta tai pellettiä, käyttävä tukilämmitysjärjestelmä kannattaa aina rakentaa ainakin sähkölämmityksellä varustettuun kohteeseen. Asuntokohtainen lämmönkulutuksen mittaus on tehokas keino vaikuttaa asukkaiden käyttötottumuksiin. Kulutusmittaus on helppo toteuttaa sähkölämmityskohteissa. Ker- rostaloihin soveltuvaa kulutusmittausjärjestelmää ei Suomessa ole käytössä. Vesi- ja viemärijärjestelmä Perusteellisen putkistokorjauksen yhteydessä vesi- ja jätevesijärjestelmän kalusteet kan- nattaa aina uusia vettä vähän kuluttaviin. Asuntokohtaisen kulutusmittauksen asentami- nen on järkevää, jos vedenkulutus on ennen perusparannusta ollut korkea (yli 200 l/hlö, vrk) eikä teknistä syytä korkeaan kulutukseen ole todettu. Ilmanvaihtojärjestelmä Painovoimaisen ilmanvaihtojärjestelmän muuttaminen koneelliseksi lisää lämmitys- ja sähköenergiankulutusta. Jos koneelliseen järjestelmään asennetaan jäteilman lämmön- talteenotto, voidaan lisääntynyt lämmitysenergiankulutus pystyä kompensoimaan. Kor- jauskohteen ilmanvaihtojärjestelmän suunnittelu, toteutus ja käytön opastus on vaativa toimenpide. Sähköjärjestelmä Rakennuksen ja asuntojen sähköteknisen varustetason merkitys korjausrakentamisessa tulee lisääntymään. Ilmanvaihtojärjestelmiin liittyvät sähköiset jälkilämmitysvastukset lisäävät sähkönkulutusta. Jos laitteen ominaissähkötehoon ei kiinnitetä huomiota, myös puhaltimien sähkönkulutus on merkittävä kulutuslisä. Huoneistojen sähkötekninen va- rustetaso lisääntyy jatkuvasti. Laitteiden valinnassa sähkönkulutuksen merkitystä tulee korostaa. Korjausrakentamisen liittyvän sähköjärjestelmien uusimisen energiataloudelli- suuden ohjaus tulee ohjeistaa nykyistä paremmin. Miten energiatehokkuutta parantavien toimenpiteiden vaikuttavuus ja hinta voi- daan arvioida? Pääsääntönä voidaan pitää, että kasvukeskuksissa energiatehokkaiden korjausten kan- nattavuus on yleisesti hyvä tai tyydyttävä. Jos kohde sijaitsee paikkakunnalla, missä asuntojen tarve vähenee, pitää korjausten taloudellisuus arvioida aina hyvin huolellises- ti. Korjaustoimenpiteen taloudellisuuden tai edullisuuden arviointi tulee perustua toimen- pideohjelman arviointiin. Toimenpideohjelma muodostuu yksittäisistä toimenpiteistä. Yksittäisillä toimenpiteillä on keskinäisiä riippuvuuksia, minkä vuoksi on vaarallista
- 24. 24 tehdä päätöksiä pelkästään niiden pohjalta. Koska niidenkin kohdalla on useita vaihto- ehtoisia tapoja, pitää taloudellisuuden mittaus silti tehdä. Investoinnin taloudellisuus riippuu seuraavista tekijöistä: investoinnin hankintameno investoinnin huolto- ja kunnossapitokustannukset sekä energiakustannukset laskentakorko investoinnin vaikutus energiankulutukseen eli energiansäästö energian hinta sekä sen kehitys tulevaisuudessa ja taloudellinen pitoaika.
- 25. 25 LIITE 4. Case 2: Vuokrakerrostalon perusparannus Tampe- reella (Kurvinen) Kuva 5.1. Case-kohde perusparannuksen jälkeen. Rakennus oli alun perin kolmi- kerroksinen. Rakennusta on korotettu osittain. Maanpäälliskerrokseen on raken- nettu asuntoja ja varastotiloja on siirretty piharakennukseen. Tutkimuskohde Kitiniitynkadun case-kohteen rakennukset edustavat hyvin tyypillistä 1970-luvun alku- puolen kerrostalotuotantoa. Tutkimuskohteena on kaksi Tampereen Vuokratalosäätiön (VTS) vuonna 1971 samalle tontille rakennuttamaa vuokra-asuinkerrostaloa, jotka ovat edelleen Vuokratalosäätiön omistuksessa. Kerrostaloihin tehtiin vuosina 2004–2005 mittava perusparannus, jonka yhteydessä tehtiin merkittäviä energiansäästötoimenpitei- tä. Case-kohde on toiminut myös SUREURO-projektin (Suomen Kiinteistöliitto 2010) Suomen pilot-kohteena hankesuunnittelu- ja suunnitteluvaiheen energiansäästötoimen- piteiden sekä ylläpitokustannusten tarkastelussa. Kohde sijaitsee Tampereen Multisillan kaupunginosassa osoitteessa Kitiniitynkatu 2. Elementtirakenteisissa kerrostaloissa oli lähtötilanteessa kolme asuinkerrosta sekä kella- rikerros. Tuolloin hissittömissä taloissa oli yhteensä 54 asuntoa. Kuvassa 5.2 näkyy ta- lon 1 luoteenpuoleinen julkisivu ennen peruskorjausta.
- 26. 26 Kuva 5.2. Kitiniitynkatu 2, talo 1, julkisivu luoteeseen: tilanne ennen peruskorjausta (Kaihari 2003a). Perusparannushankkeen yhteydessä tarkasteltiin erilaisia ratkaisuja rakennusten energi- ankulutuksen vähentämiseksi sekä tutkittiin ratkaisujen energiataloudellista kannatta- vuutta. Energiataloudellisen kannattavuuden laskemiseksi selvitettiin eri energiansäästö- toimenpiteillä saavutettavat laskennalliset energiansäästöt sekä arvioitiin toimenpiteiden toteuttamisen aiheuttamat lisäkustannukset. Koska rakennukset toimivat SUREURO- projektin pilot-kohteena, oli hankkeen suunnitteluvaiheen aikana tavoitteena selvittää, minkälaisilla toimenpiteillä päästäisiin SUREURO-projektin tavoitteeksi asetettuun 40 % energiansäästöön. (Heljo & Peuhkurinen 2004, s. 2.) Yksi tavoite oli mahdollistaa vanhusten asuminen perusparannetussa kohteessa. Näin ollen hissien lisääminen taloihin oli lähes välttämätöntä. Hissien kustannusrasitusta ne- liötä kohden pyrittiin vähentämään lisäämällä asuntoja ja asuinneliöitä. Asuinneliöiden lisäys toteutettiin rakentamalla taloihin korotuskerroksia ja ottamalla kellarikerroksen tiloja asuinkäyttöön. Pyrkimystä voimakkaisiin energiansäästötoimenpiteisiin peruspa- rannuksen yhteydessä edesauttoi tavoite siitä, että vanhat kunnallistekniikan liittymät olisivat riittävät myös perusparannuksen jälkeisessä tilanteessa. Vanhojen rakennusten perusparantamisen oletettiin myös olevan ympäristöystävällisempää kuin rakennusten purkamisen kokonaan sekä niiden tämän jälkeisen uudelleen rakentamisen. (Heljo & Peuhkurinen 2004, s. 2.) Jotta energiansäästötoimenpiteiden toteuttaminen olisi kannattavaa, on taustalla oltava muista syistä lähtöisin oleva tarve perusparannuksen tekemiselle. Tavallisesti tarve pe- rusparannukselle syntyy rakennuksen ollessa 30–40 vuotta vanha. Tutkitun case- kohteen tapauksessa rakennusten ikä ennen perusparannusta oli 33 vuotta. Perusparan- nushankkeen suunnitteluvaiheessa valittiin ensin rakennusten energiatalouteen oleelli- sesti vaikuttaville rakenteille ja järjestelmille niin sanotut perusratkaisut lähinnä raken- nusteknisin ja -fysikaalisin sekä arkkitehtonisin perustein. Tämän jälkeen tutkittiin eri- laisten energiataloudellisten lisävalintojen kannattavuutta ja laadittiin niiden keskinäi- nen valintajärjestys. Energiataloudellisilla lisävalinnoilla tarkoitetaan rakennuksen energiatehokkuuden parantamiseksi tehtäviä toimenpiteitä, joilla voidaan parantaa ra- kennusten energiatehokkuutta perusratkaisujen tasosta. Tarkastellut perusparannuksen ratkaisuvaihtoehdot Hankkeen suunnitteluvaiheen tarkasteluissa oli mukana neljä eri ratkaisuvaihtoehtoa: 1. rakennukset ennen peruskorjausta, 2. molempien talojen korotus (Arkkitehtitoimisto Kaihari & Kaihari Ky), 3. molempien talojen korotus (tutkija Keränen) sekä 4. molem-
- 27. 27 pien talojen korotus ja yksi lisärakennus (tutkija Keränen). Toteutettavaksi valittiin Arkkitehtitoimisto Kaihari & Kaihari Ky:n suunnittelema ratkaisu 2. Toteutetun ratkaisuvaihtoehdon mukaisesti taloa 1 korotettiin puoleen väliin asti kah- della kerroksella ja taloa 2 korotettiin kokonaan yhdellä kerroksella. Perusparannuksen myötä rakennusten yhteenlaskettu kokonaistilavuus nousi 15 310 m3:stä 20 260 m3:iin. Samalla kokonaispinta-ala nousi 5 468 brm2:sta 7 236 brm2:iin ja asuntopinta-ala 3 284 hum2:stä 4 645 hum2:iin. Kuvassa 5.3 on esitetty hankkeen arkkitehdin näkemys case- kohteen talon 1 luoteenpuoleisesta julkisivusta perusparannuksen jälkeen. Kuva 5.3. Kitiniitynkatu 2, talo 1, julkisivu luoteeseen: arkkitehdin näkemys peruskor- jauksen jälkeisestä tilanteesta (Kaihari 2003b). Case-hankkeen perusratkaisut ja toteutetut energiataloudelliset lisävalin- nat Yläpohja Lähtötilanteen yläpohjarakenteiden keskimääräiseksi U-arvoksi saatiin Suomen raken- tamismääräyskokoelman osan C4 ohjeiden mukaan laskettuna 0,35 W/m2K. Yläpohja- rakenteen perusparannuksen perusratkaisuna tarkasteltiin rakennetta, jossa lähtötilan- teen yläpohjan 250 mm leca-soraeristys korvataan 150 mm mineraalivillakerroksella ja 50 mm tuulensuojavillakerroksella. Tällaisen rakenteen U-arvo on 0,17 W/m2K. Ener- giataloudellisen tarkastelun jälkeen toteutettavaksi yläpohjaksi valittiin rakenne, jossa perusratkaisun rakenteen mineraalivillakerrosta kasvatettiin vielä 50 mm:llä, jolloin toteutetun rakenteen U-arvo on 0,14 W/m2K kokonaiseristepaksuuden ollessa 250 mm. Korotuskerrosten uudisrakennusosien yläpohjarakenteen U-arvo vastaa korjatun yläpoh- jarakenteen U-arvoa. Koska uudisosan yläpohjarakenteessa käytettiin Siporex-lankkuja, päästiin korjausosan rakennetta vastaavaan U-arvoon 50 mm ohuemmalla mineraalivil- lakerroksella. Ulkoseinä Lähtötilanteen ulkoseinärakenteiden keskimääräinen U-arvo on Suomen rakentamis- määräyskokoelman osan C4 ohjeiden mukaan laskettuna 0,41 W/m2K. Ulkoseinäraken- teen perusparannuksen perusratkaisuna tarkasteltiin rakennetta, jossa vanhaan ulkosei- närakenteeseen asennetaan 80 mm ulkopuolinen lisälämmöneristys. Tällaisen rakenteen
- 28. 28 U-arvo on 0,21 W/m2K. Energiataloudellisen tarkastelun jälkeen toteutettavaksi ulko- seinäksi valittiin rakenne, jossa perusratkaisun rakenteen mineraalivilla kerrosta kasva- tettiin vielä 20 mm:llä, jolloin lisäeristyksen kokonaispaksuudeksi tuli 100 mm, jolloin toteutetun ulkoseinärakenteen U-arvo on 0,19 W/m2k. Todellisuudessa case-kohteen rakennuksissa on useita eri seinärakennetyyppejä, mutta koska niiden eritelty tarkasteleminen käytettävissä olleiden lähtötietojen perusteella olisi ollut epätarkkaa ja hyvin työlästä, toteutettiin energialaskenta siten, että koko rakennuk- sen seinille käytettiin yhtä keskimääräistä U-arvoa. Korotuskerrosten uudisraken- nusosan sekä perusparannetun osan ulkoseinärakenteiden U-arvot vastasivat toisiaan. Ikkunat Perusparannusta edeltäneessä tilanteessa case-kohteen rakennuksissa oli kaksilasiset ikkunat, joiden U-arvoksi oletettiin 2,7 W/m2K. Perusratkaisuna tarkasteltiin ikkuna- vaihtoehtoa, jonka U-arvo on 1,8 W/m2K. Energiataloudellisen tarkastelun jälkeen koh- teeseen asennettavaksi ikkunavaihtoehdoksi valittiin kuitenkin ikkunat, joiden U-arvo on 1,0 W/m2K. Ilmanvaihtojärjestelmä Lähtötilanteessa case-kohteen rakennuksissa oli koneellinen poistoilmanvaihtojärjes- telmä. Perusparannushankkeen perusratkaisuna tarkasteltiin vanhan koneellisen pois- toilmanvaihtojärjestelmän korjaamista, jolloin ilmanvaihtojärjestelmän perusratkaisulla ei saavutettaisi energiansäästöä. Energiataloudellisen tarkastelun jälkeen kohteeseen päätettiin kuitenkin asentaa keskitetty koneellinen tulo- ja poistoilmanvaihtojärjestelmä lämmöntalteenotolla. Asuntokohtainen käyttövedenkulutuksen mittaus Case-kohteen perusparannuksen eräänä energiataloudellisena lisävalintana tarkasteltiin asuntokohtaisen käyttövedenkulutuksen mittauksen käyttöönoton vaikutuksia. Tällä lisävalinnalla voidaan vaikuttaa rakennusten asukkaiden käyttäytymiseen, sillä asunto- kohtaisen mittauksen myötä he joutuvat suoraan itse vastaamaan käyttämästään vedestä aiheutuvista kuluista ja näin ollen oletettavasti kiinnittävät myös enemmän huomiota kuluttamansa käyttöveden määrään. Asuntokohtaisen vedenkulutuksen mittauksen voi- daan olettaa olevan melko tehokas keino ohjata asukkaiden käyttäytymistä energian- säästön kannalta suotuisampaan suuntaan. Energiataloudellisen tarkastelun jälkeen koh- teeseen päätettiin asentaa asuntokohtainen käyttövedenkulutuksen mittaus.
- 29. 29 Taulukossa 5.1 on esitetty yhteenveto case-kohteen perusparannuksen yhteydessä toteu- tetuista energiansäästötoimenpiteistä. Taulukko 5.1. Perusparannuksen yhteydessä toteutetut ratkaisut. PARANNUS YLÄPOHJA U = 0,35 W/m2K → U = 0,14 W/m2K ULKOSEINÄ U = 0,41 W/m2K → U = 0,19 W/m2K IKKUNAT U = 2,7 W/m2K → U = 1,0 W/m2K KONEELLINEN POISTO → ILMANVAIHTO KONEELLINEN TULO- JA POISTO LTO:lla TALOKOHTAINEN MITTAUS → VEDENKULUTUS ASUNTOKOHTAINEN MITTAUS Energiataloudellisten valintojen kannattavuuden systemaattinen vertailu päätöksenteon tukena Energiataloudellisten valintojen kannattavuutta voidaan tarkastella systemaattisella me- netelmällä, joka on esitetty Kurvisen (2010) diplomityössä ”Korjaustoiminnan energia- taloudellisten valintojen systematiikka”. SUREURO-hankkeen yhteydessä Kitiniityn- kadun energiataloudellisten valintojen kannattavuuksien tarkasteluun käytettiin DI Ju- hani Heljon kehittämää laskentamallia, jonka pohjalta Kurvisen (2010) diplomityössä esitetty systemaattinen tarkastelu on jatkokehitetty. SUREURO-hankkeen yhteydessä tehdyistä hankesuunnittelu- ja suunnitteluvaiheen energiataloudellisista tarkasteluista löytyy tarkempaa tietoa Heljo & Peuhkurisen (2004) raportista ”Asuinkerrostalon pe- rusparantamisen ja laajuusmuutosten vaikutus energiankulutukseen ja elinkaarikustan- nuksiin”. Energiataloudellisten valintojen systemaattinen tarkastelu suunnitteluvaiheessa on tar- peellista, jotta saadaan selkeitä perusteita päätöksenteolle. Valintojen energiataloudelli- sen kannattavuuden tarkastelua varten täytyy selvittää kunkin valinnan aiheuttama li- säinvestointikustannus, valinnan vaikutukset rakennuksen vuotuiseen energiankulutuk- seen sekä valinnan vaikutukset muihin ylläpitokustannuksiin. Energiataloudellisilla va- linnoilla saavutettavat laskennalliset energiansäästöt selvitettiin case-kohteen tapaukses- sa D.O.F.techin DOF-Energia 2.0 –ohjelmalla, jonka laskenta perustuu Suomen raken- tamismääräyskokoelman osan D5 ohjeisiin. Valinnoista aiheutuvien lisäkustannusten selvittämiseen käytettiin alan kustannustietoa käsittelevää kirjallisuutta. Tässä raportissa esitettävä systemaattinen tarkastelu tehtiin Kurvisen (2010) diplomityöhön perustuen.
- 30. 30 Valintakriteerinä sisäinen korko Taulukossa 5.2 on esitetty case-hankkeen yhteydessä laskennallisesti tarkasteltujen energiataloudellisten lisävalintojen kannattavuusjärjestys valintojen sisäisen koron mu- kaan järjestettynä. Ensimmäinen sarake kertoo valinnan järjestysnumeron kannattavuus- järjestyksessä ja toisessa sarakkeessa on ilmoitettu kunkin valinnan sisäinen korko. Kolmannessa sarakkeessa oleva toimenpiteen tunnus kertoo, mistä toimenpiteestä on kyse: toimenpiteiden tunnukset on selitetty taulukon alapuolella. Neljännestä sarakkees- ta selviää valinnan toteuttamisen aiheuttama lisäkustannus kyseisen rakenteen tai lait- teiston edelliseen valintatasoon verrattuna. Viides sarake kertoo kunkin lisävalinnan tuoman laskennallisen vuotuisen energiansäästön. Kuudennessa sarakkeessa on ilmoitet- tu valinnalla vuosittain saavutettavat laskennalliset euromääräiset säästöt, kun sähkö- energialle on käytetty hintaa 140 €/MWh ja lämmitysenergialle hintaa 60 €/MWh. Käy- tetyt energian hinnat perustuvat Energiatilasto – Vuosikirja 2009:ssä (Tilastokeskus 2010) esitettyihin lukuihin. Tässä esitettyihin kustannusten vuosimuutoksiin sisältyy myös ylläpitokustannusten muutokset. Viimeisessä sarakkeessa on ilmoitettu valinnalle arvioitu taloudellinen pitoaika. Taulukko 5.2. Tarkasteltujen energiataloudellisten lisävalintojen valintajärjestys sisäi- sen koron mukaan järjestettynä. VUOTUINEN TOIMEN- LISÄKUS- KUSTANNUSTEN VALINTA- SISÄINEN ENERGIAN- PITOAIKA PITEEN TANNUS VUOSIMUUTOS JÄRJESTYS KORKO SÄÄSTÖ [a] TUNNUS [€] [€/a] [MWh/a] 1 24,8 % IKK2 10 868 -45 -2 700 30 2 23,8 % VKM 46 800 -29 -11 597 15 3 22,0 % IKK1 12 540 -46 -2 760 30 4 13,6 % YP1 2 628 -6 -360 40 5 10,9 % IV1 78 400 -259 -8 960 30 6 10,4 % US1 5 100 -9 -540 40 7 7,3 % IV2 98 000 -259 -8 176 30 8 3,2 % YP2 5 408 -4 -240 40 2 2 2 IKK1 = UUSI IKKUNA U=1,4 W/m K (U=1,8 W/m K → 1,4 W/m K) 2 2 2 IKK2 = UUSI IKKUNA U=1,0 W/m K (U=1,4 W/m K → 1,0 W/m K) IV1 = KESKITETTY KONEELLINEN TULO- JA POISTOILMANVAIHTO LTO 50 % (korvataan lähtötilanteen koneellinen poistoilmanvaihtojärjestelmä tällä) IV2 = HAJAUTETTU KONEELLINEN TULO- JA POISTOILMANVAIHTO LTO 50 % (korvataan lähtötilanteen koneellinen poistoilmanvaihtojärjestelmä tällä) US1 = LISÄERISTYS 100 mm (eristemuutos 80 mm → 100 mm) VKM = ASUNTOKOHTAINEN KÄYTTÖVEDEN KULUTUKSEN MITTAUS YP1 = ERISTYS 200 + 50 mm (eristemuutos 200 mm → 250 mm) YP2 = ERISTYS 250 + 50 mm (eristemuutos 250 mm → 300 mm) Suunnitteluvaiheessa laskentakorkokantana käytettiin 5,0 %. Tämä tarkoittaa, että kun- kin valinnan sisäisen koron tulisi olla vähintään 5,0 %, jotta lisävalinta olisi asetetun tuottovaatimuksen mukaan kannattava. Taulukosta nähdään, että lisävalinta YP2 ei täytä
- 31. 31 tätä tuottovaatimusta ja näin ollen yläpohjan eristystä ei case-kohteen tapauksessa enää kannattaisi lisätä 250 mm:stä 300 mm:iin. Koska rakennukseen asennetaan yksi ilman- vaihtojärjestelmä, ovat toimenpiteet IV1 ja IV2 toisensa pois sulkevia. Näistä kannattaa valita energiataloudellisesti kannattavampi järjestelmävaihtoehto eli IV1: rakennuksiin valittiin asennettavaksi keskitetty koneellinen tulo- ja poistoilmanvaihtojärjestelmä 50 % lämmöntalteenotolla. Taulukon 5.2 mukaan valinta IKK2 on kannattavampi kuin IKK1. Tämä tarkoittaa sitä, että siirtymä ikkunoiden U-arvosta 1,4 W/m2K U-arvoon 1,0 W/m2K on energiatalou- dellisesti kannattavampaa kuin siirtymä U-arvosta 1,8 W/m2K U-arvoon 1,4 W/m2K. Tästä huolimatta myös vaihtoehdon IKK1 on oltava valintajärjestyksessä kannattava ennen kuin voidaan parantaa ikkunoiden U-arvoa valinnan IKK2 tasoon. Edellä mainittu johtuu siitä, että rakenne- ja laitetason valintojen energiataloudellista kannattavuutta on tarkasteltava kustannus- ja energiansäästöeroina edeltävään valinta- tasoon. Tällöin valinnan toteuttamisesta aiheutuviin kokonaiskustannuksiin kuuluvat kyseisen valinnan lisäkustannusten lisäksi kaikkien edeltävien lisävalintatasojen lisäkus- tannukset. Case-kohteen ikkunoita tarkasteltaessa tämä tarkoittaa, että valinnan IKK2 toteuttamisen kokonaiskustannuksiin kuuluvat myös aiempien ikkunavalintatasojen li- säkustannukset, mikä tässä tapauksessa tarkoittaa lisävalinnan IKK1 lisäkustannuksia. Edellä esitetyn lisävalintojen sisäiseen korkoon perustuvan energiataloudellisen tarkas- telun perusteella case-hankkeen perusratkaisuja kannattaa parantaa seuraavilla energia- taloudellisilla lisävalinnoilla: Rakennetaan vedenkulutuksen asuntokohtainen mittaus. Asennetaan ikkunat, joiden U-arvo on 1,0 W/m2K. (U=1,8 W/m2K → U=1,0 W/m2K ) Lisätään yläpohjan lämmöneristystä 200 mm:stä 250 mm:iin. Korvataan koneellinen poistoilmanvaihto keskitetyllä koneellisella tulo- ja pois- toilmanvaihtojärjestelmällä, jossa LTO 50 %. Lisätään ulkoseinien lisälämmöneristystä 80 mm:stä 100 mm:iin. Valintakriteerinä kustannus / vuotuinen energiansäästö Kuvassa 5.4 on esitetty kustannus/vuotuinen energiansäästö –kuvaaja, joka havainnol- listaa kunkin energiataloudellisen lisävalinnan aiheuttamiin lisäkustannuksiin sijoitetuil- la euroilla saavutettavaa energiansäästöä. Vaaka-akselilla on ilmoitettu kustan- nus/vuotuinen energiansäästö –kriteerin perusteella valintajärjestykseen asetettujen lisä- valintojen aiheuttamat kumulatiiviset lisäkustannukset bruttoneliötä kohden. Pystyakse- lilla on puolestaan esitetty valintojen tuoma vuosittainen kumulatiivinen energiansäästö bruttoneliötä kohden. Käyrän kulmakerroin kuvaa valinnan kannattavuutta energian-
- 32. 32 säästömielessä: mitä jyrkemmin käyrä nousee, sitä tehokkaammin kyseiseen valintaan sijoitettu euro tuo säästöä rakennuksen vuosittaiseen energiankulutukseen. Kustannus / Vuotuinen energiansäästö 60 US1: LISÄERISTYS 100 mm VKM: ASUNTOKOHTAINEN KÄYTTÖVEDEN Kumulatiivinen energiansäästö (eristemuutos 80 mm → 100 mm) KULUTUKSEN MITTAUS 50 YP1: ERISTYS 200 + 50 mm (eristemuutos 200 mm → 250 mm) [kWh/brm2, a] 40 YP2: ERISTYS 250 + 50 mm (eristemuutos 250 mm → 300 mm) 30 IV1: KESKITETTY KONEELLINEN TULO- JA POISTOILMANVAIHTO LTO 50 % 20 10 IKK: UUSI IKKUNA U=1,0 W/m2K (U=1,8 W/m2K → 1,0 W/m2K) 0 0 5 10 15 20 25 Kumulatiiviset kustannukset [€/brm2] Kuva 5.4. Kustannus/vuotuinen energiansäästö –kuvaaja havainnollistaa energiatalou- dellisiin lisävalintoihin sijoitettavien eurojen tuomaa vuotuista energiansäästöä. Sekä valintajärjestyksessä toteutettujen valintojen toteuttamisen aiheuttamat kumulatiiviset lisäkustannukset että niiden toteuttamisella saavutettavat vuotuiset kumulatiiviset ener- giansäästöt on ilmoitettu bruttoneliötä kohden. Kuvassa olevan käyrän kulmakerroin kertoo valinnan kannattavuudesta: mitä jyrkemmin käyrä nousee, sitä suurempi energi- ansäästö lisävalintaan sijoitetuilla euroilla saavutetaan. Kuvan 5.4 tarkastelunäkökulma poikkeaa aiemmin esitetystä valintojen sisäiseen kor- koon perustuvasta tarkastelusta, sillä tässä näkökulmassa valinnan kannattavuutta arvi- oidaan ainoastaan valinnalla saavutettavan energiansäästön perusteella ja jätetään esi- merkiksi vaikutukset ylläpitokustannuksiin kokonaan huomiotta. Tämä aiheuttaa case- kohteen tapauksessa sen, että käyttöveden kulutuksen asuntokohtainen mittaus näyttää kustannus/vuotuinen energiansäästö –kriteerin perusteella arvioituna selkeästi huonom- malta investoinnilta kuin aiemmin esitetyssä tarkastelussa, jossa valintakriteerinä oli sisäinen korko. Syynä tähän on, että vedenkulutuksen vähenemisen myötä tuomat sääs- töt vesimaksuissa jätetään kustannus/vuotuinen energiansäästö –kriteeriin perustuvassa tarkastelussa kokonaan huomiotta. Case-kohteen muiden valintojen osalta vaikutukset valintajärjestykseen ovat kuitenkin vähemmän dramaattiset, kun siirrytään valintakritee- ristä toiseen. Valintakriteeri tulee valita tavoitteiden mukaan Ilmiö valintajärjestyksen suuresta muutoksesta on hyvä esimerkki siitä, kuinka oleelli- sesti tarkastelunäkökulma voi muuttaa lisävalinnan kannattavuutta. Taulukon 5.2 ja ku- van 5.4 valintakriteerit tarkastelevat valintojen kannattavuutta erilaisista näkökulmista
- 33. 33 ja näin ollen täydentävät toistensa antamaa informaatiota valintojen kannattavuudesta. Molemmat valintakriteerit ovat käyttökelpoisia ja niiden antamaa tietoa on osattava so- veltaa asetettujen tavoitteiden mukaan. Sisäisen korkokannan perusteella tehty tarkaste- lu vastaa paremmin tavoitteita silloin, kun pyritään valitsemaan kokonaistaloudellisesti kannattavimmat energiataloudelliset lisävalinnat. Kun tavoitteena on saavuttaa parempi energiatehokkuusluokka mahdollisimman edullisesti, kannattaa energiataloudellisia lisävalintojen kannattavuutta tarkastella kriteerin kustannus/vuotuinen energiansäästö avulla. Toimenpidekokonaisuuksien laskennalliset vaikutukset Taulukossa 5.3 on esitetty yhteenveto eri korjaustoimenpidekokonaisuuksien toteutta- misen laskennallisista vaikutuksista case-kohteen rakennusten energiatehokkuuteen sekä kustannuksiin. Yhteenvedosta nähdään, että pelkät perusratkaisut toteuttamalla raken- nuksen laskennallinen energiatehokkuusluokka ei muutu paremmaksi. Kun sen sijaan perusratkaisuja parannetaan sisäisen koron mukaan kannattavilla energiataloudellisilla lisävalinnoilla, päästään laskennallisesti energiatehokkuusluokkaan C. Taulukko 5.3 osoittaa, että hankkeen kokonaismittakaavassa verrattain pienellä lisäsijoituksella ener- giataloudellisiin valintoihin voidaan case-kohteen tapauksessa parantaa rakennuksen energiatehokkuutta merkittävästi. Laskennallisissa tarkasteluissa käytetyjen kustannus- ten perusteella noin 156 000 euron lisäsijoituksella päästään noin 3-kertaiseen vuosittai- seen kustannussäästöön energiankulutus- sekä ylläpitokustannuksissa verrattaessa tilan- teeseen, jossa toteutettaisiin pelkät perusratkaisut. Laskelmissa sähköenergialle on käy- tetty hintaa 140 €/MWh ja lämmitysenergialle hintaa 60 €/MWh. Käytetyt energian hin- tatiedot perustuvat julkaisuun Energiatilasto – Vuosikirja 2009 (Tilastokeskus 2010).
- 34. 34 Taulukko 5.3. Eri korjaustoimenpidekokonaisuuksien laskennallinen vai- kutus case-kohteen laskennalliseen energiatehokkuuteen sekä kustannuk- siin. PERUSRATKAISUJEN LISÄVALINTOJEN ENNEN KORJAUKSIA JÄLKEEN JÄLKEEN ENERGIAN- KULUTUS 1 179 1 334 979 [MWh/a] ENERGIANKULUTUS / HUONEISTONELIÖ 359 287 211 [kWh/hum2/a] ET-LUKU 216 184 135 [kWh/brm2/a] ET-LUOKKA E E C RAKENNUS- 0€ 986 108 € 1 142 444 € KUSTANNUKSET VUOSITTAISET KUSTANNUS- 0€ 12 776 € 39 693 € SÄÄSTÖT Taulukkoa 5.3 luettaessa on hyvä huomata, että perusparannuksen yhteydessä rakennuk- sia laajennettiin, minkä vuoksi rakennusten vuotuinen kokonaisenergiankulutus pelkki- en perusratkaisujen jälkeen on korkeampi kuin lähtötilanteessa. Perusparannuksen vaikutukset energiankulutukseen Taulukossa 5.4 on esitetty kulutusseurannan avulla selvitetty case-kohteen rakennusten kokonaisenergiankulutus ennen ja jälkeen peruskorjauksen. Taulukosta 5.4 nähdään, että kohteen toteutunut perusparannuksen jälkeinen energiatehokkuusluokka on D, kun laskennallisen tarkastelun mukaan perusparannustoimenpiteillä olisi pitänyt saavuttaa energiatehokkuusluokka C. Bruttoneliötä kohden laskettu toteutunut vuotuinen energi- ankulutus laski case-kohteessa 32 kWh, kun laskennallisesti selvitetty säästö oli jopa 81 kWh/brm2, a. Perusparannushankkeen yhtenä tavoitteena oli, ettei case-kohteen kokonaisenergianku- lutus nousisi lisärakentamisesta huolimatta, jotta vanhojen kunnallistekniikan liittymien kapasiteetti olisi riittävä myös perusparannuksen jälkeen. Peruskorjauksen jälkeisessä tilanteessa rakennusten toteutunut vuotuinen kokonaisenergiankulutus on noin 100 MWh korkeampi kuin lähtötilanteessa, joten perusparannuksen yhteydessä toteutetun lisärakentamisen vuoksi energiankulutusta ei ole onnistuttu voimakkaista energiansääs- tötoimenpiteistä huolimatta pitämään aivan lähtötilanteen tasolla. Kuitenkin energianku- lutuksen nousu on ollut sen verran maltillista, että vanhojen kunnallistekniikan liittymi-
- 35. 35 en kapasiteetti on riittävä ja näin ollen voidaan katsoa, että asetettuun tavoitteeseen on tältä osin päästy. Taulukko 5.4. Energiakorjauksen vaikutukset case-kohteen kokonaisenergiankulutukseen ja energiatehokkuuteen kulu- tusseurannan avulla selvitettynä. ENNEN PERUSPARANNUKSEN KORJAUSTA JÄLKEEN ENERGIAN- KULUTUS 1038 1144 [MWh/a] ENERGIANKULUTUS / HUONEISTONELIÖ 316 246 [kWh/hum2/a] ET-LUKU 190 158 [kWh/brm2/a] ET-LUOKKA E D Lämmitysenergia Kuvassa 5.5 on esitetty tutkimuskohteen toteutunut lämmitysenergian kulutus kolme vuotta ennen perusparannusta sekä kolme vuotta perusparannuksen jälkeen. Punainen pystyviiva erottaa perusparannusta edeltävän ja sen jälkeisen tilanteen kulutukset toisis- taan. Kulutukset on esitetty vuotuisina kulutuksina huoneneliötä kohden ja yksikkönä on käytetty kilowattituntia. Esitetyt kulutukset on normeerattu Tampereen normaalivuo- teen. Ennen perusparannusta tutkimuskohteen lämmitysenergian kulutus on ollut kes- kimäärin 274 kWh/hum2, a ja peruskorjauksen jälkeen se on laskenut keskimäärin tasol- le 200 kWh/hum2, a. Prosentuaalisesti tämä tarkoittaa noin 27 % toteutunutta säästöä lämmitysenergian kulutuksessa.
- 36. 36 Kuva 5.5. Tampereen normaalivuoteen normeerattu toteutunut lämmitysenergian kulu- tus case-kohteessa vuosina 2001–2008. Yksikkönä kWh/hum2, a. Punainen pystyviiva erottaa perusparannusta edeltävän ja perusparannuksen jälkeisen ajan toisistaan. Kiinteistösähkö Kuvassa 5.6 on esitetty tutkimuskohteen toteutunut kiinteistösähkön kulutus kolme vuotta ennen perusparannusta sekä kolme vuotta perusparannuksen jälkeen. Punainen pystyviiva erottaa perusparannusta edeltävän ja sen jälkeisen tilanteen kulutukset toisis- taan. Kulutukset on esitetty vuotuisina kulutuksina huoneneliötä kohden ja yksikkönä on käytetty kilowattituntia. Ennen perusparannusta tutkimuskohteen kiinteistösähkön kulutus on ollut keskimäärin 20 kWh/hum2, a ja peruskorjauksen jälkeen se on noussut keskimäärin tasolle 29 kWh/hum2, a. Prosentuaalisesti tämä tarkoittaa noin 45 % nousua kiinteistösähkön kulutuksessa. Perusparannuksen yhteydessä asennettu lämmöntal- teenotolla varustettu koneellinen tulo- ja poistoilmanvaihtojärjestelmä selittää kiinteis- tösähkön kulutuksen nousua.
- 37. 37 Kuva 5.6. Kiinteistösähkön toteutunut kulutus case-kohteessa vuosina 2001–2008. Yk- sikkönä kWh/hum2, a. Punainen pystyviiva erottaa perusparannusta edeltävän ja perus- parannuksen jälkeisen ajan toisistaan. Käyttöveden ominaiskulutus Kuvassa 5.7 on esitetty tutkimuskohteen toteutunut käyttöveden ominaiskulutus kolme vuotta ennen perusparannusta sekä kolme vuotta perusparannuksen jälkeen. Punainen pystyviiva erottaa perusparannusta edeltävän ja sen jälkeisen tilanteen ominaiskulutuk- set toisistaan. Esitetyt kulutukset ilmoittavat yhden asukkaan keskimäärin vuorokaudes- sa käyttämän käyttöveden määrän litroissa. Ennen perusparannusta tutkimuskohteen käyttöveden kulutus on ollut keskimäärin 164 l/as, vrk ja peruskorjauksen jälkeen se on laskenut keskimäärin tasolle 137 l/as, vrk. Prosentuaalisesti tämä tarkoittaa noin 16 % laskua käyttöveden kulutuksessa.
- 38. 38 Kuva 5.7. Toteutunut veden ominaiskulutus case-kohteessa vuosina 2001–2008. Yksik- könä l/as, vrk. Punainen pystyviiva erottaa perusparannusta edeltävän ja perusparan- nuksen jälkeisen ajan toisistaan. Kulutusseurannasta ei saatu tarkempaa tietoa siitä, kuinka suuri osuus tutkimuskohteen käyttövedestä on ollut lämmintä käyttövettä, mutta Suomen rakentamismääräyskokoel- man osan D5 mukaan voidaan olettaa lämpimän käyttöveden osuuden olevan 40 % ko- ko käyttöveden kulutuksesta. Tällä oletuksella lämpimän käyttöveden kulutukseksi en- nen perusparannusta saadaan 65 l/as, vrk ja perusparannuksen jälkeen 55 l/as, vrk. Yhteenveto toteutuneista energiankulutusmuutoksista Kuvaan 5.8 on koottu vielä yhteenveto perusparannuksen keskimääräisistä vaikutuksista case-kohteen energiankulutukseen. Energiankulutuksen muutoksia on tarkasteltu huo- neneliötä kohden, sillä sen on katsottu olevan energiankulutuksen muutosta parhaiten kuvaava yksikkö hankkeessa, jossa tilojen käyttötarkoituksessa tapahtuu merkittäviä muutoksia. Kuvassa esitetyt luvut perustuvat kulutusseurannasta saatuihin tietoihin. Kiinteistösähkön kulutus on lisääntynyt perusparannuksen jälkeen 9 kWh/hum2. Prosen- tuaalisesta tämä vastaa 44 % nousua. Lämmitysenergian kulutuksessa saavutettu vuo- tuinen säästö on keskimäärin 74 kWh/hum2. Prosentuaalisesti tämä tarkoittaa 27 % sääs- töä. Kun kulutusseurannan ilmoittamasta käyttöveden kulutuksesta oletetaan Suomen rakentamismääräyskokoelman osan D5 mukaisesti lämpimän käyttöveden osuudeksi 40 % ja käytetään veden lämmittämiseen tarvittavana energiamääränä 58 kWh/m3, saadaan käyttöveden lämmittämiseen kuluvan lämmitysenergian vuotuiseksi säästöksi 17 kWh/hum2. Tällöin muun lämmitysenergian vuotuisen säästön osuudeksi jää 57 kWh/hum2.