Energiakorjausten pitkäaikaistoimivuus asuinkerrostalossa

Transkriptio

1 Energiakorjausten pitkäaikaistoimivuus asuinkerrostalossa KOY Kaari-Salpa, Oulainen Kimmo Aho Jenni Matilainen Martti Hekkanen Oulunseudun ammattikorkeakoulu

2 ALKUSANAT Tämä selvitys liittyy ympäristöministeriön Tampereen teknilliseltä yliopistolta tilaamaan tutkimukseen Energiatehokkuuden parantamisen menetelmät olemassa olevassa rakennuskannassa. Tutkimuksessa selvitettiin Oulaisissa vuosina toteutetun asuinkerrostalon energiatehokkaan korjauksen kokemuksia. Selvityksen pääpaino kohdistui seinäpuhalluksella toteutettuun huoneistokohtaiseen ilmanvaihtojärjestelmän toimivuuteen. Selvityksen kenttätyön tekivät insinööri (amk) Jenni Matilainen ja insinööri (amk) Kimmo Aho Oulunseudun ammattikorkeakoulusta. Isännöitsijä Päivi Yppärilä Kiinteistö Oy Oulaisten Vuokratalot Oy:stä toimitti kohteen kulutustiedot ja avusti tutkimusten kenttätöiden ja asukaskyselyn tekemisessä. Hänelle lämpimät kiitokset. Kiitos kohteen asukkaille arvokkaasta palautteesta ja myönteisestä suhtautumisesta kenttätutkimuksiin. Oulussa Martti Hekkanen

3 TIIVISTELMÄ Tutkimuskohde sijaitsee Oulaisissa Pohjois-Pohjanmaalla. Kohde on vuonna 1971 rakennettu asuinkerrostalo, jossa tehtiin vuosina mittava energitehokkuutta parantava korjaus. Perusparannuksessa kohteen ulkoseiniin ja yläpohjaan asennettiin lisälämmöneristys, ikkunat ja parvekeovet uusittiin ja rakennuksen talotekniikka uusittiin kokonaisuudessaan. Rakennukseen asennettiin seinäpuhalluksella toimiva huoneistokohtainen tulo- ja poistoilmanvaihtojärjestelmä. Perusparannuksen hinta oli vuoden 1996 kustannustasossa 2745 mk/htm 2. Energiatehokkuutta parantavien korjaustoimenpiteiden osuus kokonaishinnasta oli 360 mk/htm 2 eli noin 13 %. Perusparannuksen tuloksena kohteen lämmitysenergiankulutus aleni tasolta 225 kwh/htm 2 tasolle 125 kwh/htm 2, vedenkulutus aleni tasolta 233 l/hlö,vrk tasolle 100 l/hlö,vrk ja kokonaissähkönkulutus aleni tasolta 70 kwh/htm 2 tasolle 50 kwh/htm 2. Sisäilman laatu oli perusparannuksen jälkeen hyvä ja asukkaat olivat perusparannukseen tyytyväisiä. Kohteesta oli käytettävissä kulutustiedot vuosilta Normeerattu lämmitysenergiankulutus seurantajaksolla oli keskimäärin 139 kwh/htm 2.Kulutus oli kasvanut hieman välittömästi perusparannuksen jälkeen saaduista lukemista. Energiatehokkuuden parantumisen pysyvyyttä voidaan kuitenkin pitää varsin hyvänä. Vedenkulutus oli seurantajaksolla keskimäärin 101 l/hlö,vrk. Vedenkulutus on viime vuosina ollut kasvussa. Asuntokohtaiset kulutusmittarit alensivat aluksi korkeaa kulutusta 65 %. Suurin syy kulutuksen alenemiselle oli kylpyammeiden korvaaminen suihkuilla. Sähkönkulutus sisältää sekä kiinteistösähkön että huoneistojen kotitaloussähkön osuuden. Kulutus on pysynyt seurantajaksolla samalla tasolla kuin välittömästi perusparannuksen jälkeen. Myös sähkönkulutus on viime vuosina kasvanut. Lisääntyneen 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 virheellisen huollon vuoksi laitteet toimivat huonosti. Vakavia rakenteisiin liittyviä ongelmia ei todettu. Ulkoseinillä olevat ilmanvaihtojärjestelmän suojakotelot eivät olleet aiheuttaneet julkisivuihin vaurioita. Sisäilman 3

4 laadussa ei havaittu merkittäviä ongelmia. Asukkaat olivat sisäilmaston laatuun tyytyväisiä. Energiatehokkaassa kerrostalokorjauksessa rakenteiden korjaaminen on helpompi tehdä kuin talotekniikan korjaaminen. Laadunvarmistus ja vaikutusten jatkuva seuranta pitää sisällyttää osaksi hankkeen rakennuttamista. Lämpökamerakuvauksella pystytään ikkunoiden ja ulko- ja parvekeovien korjauksessa varmistamaan asennuksen onnistuminen. Jos korjaus kohdistuu ilmanvaihtojärjestelmään, pitää varmistaa, että asukkaat osaavat käyttää ja huoltaa laitetta oikealla.tavalla. 4

5 Sisältö ALKUSANAT... 2 TIIVISTELMÄ... 3 Tausta... 7 Tavoitteet... 9 Tutkimuskohde Mittaukset ja selvitykset Kohteen ilmanvaihtojärjestelmä Kohteen lämmitysjärjestelmä Rakenteiden lämpövuodot ja rakennuksen ilmanpitävyys Asukaskysely TULOKSET Ilmanvaihtojärjestelmän toimivuus ja sisäilmaston laatu Lämpökamerakuvaukset Ilmanvaihtokoneen lämpötilahyötysuhde Lämmitysjärjestelmän toiminta Asukaskyselytutkimus ENERGIAN JA VEDENKULUTUS VUOSINA Lämmitysenergiankulutus Sähkönkulutus Vedenkulutus Johtopäätökset Miten asuinkerrostalojen energiatehokkuutta voidaan parantaa? Miten energiatehokkuutta parantavien toimenpiteiden vaikuttavuus ja hinta voidaan arvioida?

6 LÄHTEET LIITTEET

7 TAUSTA Energiatehokkuuden merkitys on viime vuosina jatkuvasti korostunut. Ilmastonmuutoksen hillintä ja luonnonvarojen niukkeneminen ovat aikaansaaneet maailmanlaajuisen tavoitteen vähentää energiankulutusta kaikilla sektoreilla. Tämän näkyy energiatehokkuutta koskevien määräysten kiristymisenä, uusien ohjauskeinojen käyttöön ottona ja viime kädessä myös energiaverotuksen kautta tapahtuvana energian käytön ohjauksena. Energiatehokkuutta parantavien toimenpiteiden pitkäaikaisvaikutuksia ei Suomessa ole mainittavammin raportoitu. Yleensä on tyydytty tarkkailemaan pelkkien kulutuslukemien perusteella toimenpiteiden vaikuttavuutta. Tämän lähestymistavan ongelmana on, että innovatiivisten korjaustapojen onnistumisesta ei saada tietoa. Rakennusten energiankulutus oli Suomessa tilastokeskuksen mukaan ( tto ) vuonna GJ /asukas. Energian loppukäyttö tarkoittaa energiaa, joka jää energian siirto- ja muuntohäviöiden jälkeen yritysten, kotitalouksien ja muiden kuluttajien käyttöön. Loppukäyttö sisältää lopputuotteiden eli sähkön ja kaukolämmön, liikennepolttoaineiden sekä teollisuuden prosessipolttoaineiden kulutuksen. Rakennusten lämmitys muodosti energian loppukäytöstä vuoden 2005 tilaston mukaan 22 %. Tämä merkitsee, että jokainen suomalainen kuluttaa vuodessa noin MWh:n edestä rakennusten lämmitysenergiaa. Jos energian hintana käytetään arvoa 100 /MWh, on jokaisen suomalaisen osuus rakennusten lämmitysenergiasta noin vuodessa. Rakennusten lämmittäminen aiheuttaa myös päästöjä. Päästöt lisäävät ilmakehän CO 2 pitoisuutta. Tämä vaikuttaa edelleen ilmaston lämpenemistä kiihdyttävästi. Ilmastonmuutoksen vaikutuksia ei toistaiseksi varmuudella tiedetä, mutta globaalisti ne ovat kielteisiä. Siksi kansainvälisillä ilmastosopimuksilla on pyritty estämään energiankulutuksen jatkuvaa kasvua. Rakennusten energiatehokkuutta ohjataan rakentamismääräyksillä. Rakentamismääräyksiä on tiukennettu vuonna Seuraava merkittävästi aikaisempaa suurempi muutos tullaan tekemään vuoden 2010 alusta. Ja tämän jälkeen on jälleen edessä muutos muutaman vuoden kuluttua. Lämmöneristysmääräykset vaikuttavat uudisrakentamisen energiatehokkuuteen. Suurin osa Suomen rakennuskannasta on kuitenkin jo tehty. Rakenta-

8 mismääräyksillä ei voida vaikuttaa tämän rakennuskannan energiatehokkuuteen. Energiatehokkuutta on parannettava joko välittömin toimenpitein tai muiden rakennukseen kohdistuvien korjausten yhteydessä. 8

9 TAVOITTEET Oulaisten kaupunki rakennutti vuosina elementtikauden kerrostalon perusparannuksen. Perusparannuksen yhteydessä rakennuksen energiatehokkuutta parannettiin merkittävästi. Rakennuksen ulkoseiniin asennettiin lisälämmöneristys, yläpohjan lämmöneristystä parannettiin kattomuodon muutoksen yhteydessä, ikkunat ja parvekeovet uusittiin ja rakennuksen talotekniikka uusittiin kokonaisuudessaan. Taloteknisen korjauksen osana rakennukseen asennettiin seinäpuhallusteknologialla toimiva ilmanvaihtojärjestelmä lämmöntalteenotolla varustettuna. Kohde oli osa ympäristöministeriön Remontti-tutkimusohjelmaa. Kohteen kulutusta seurattiin yksi lämmityskausi. Seurannan tuloksista laadittiin tutkimusraportti /1/. Yhden vuoden seurannan perusteella voitiin todeta, että energiatehokkuudelle ja sisäilmaston laadulle asetetut tavoitteet saavutettiin ja osittain jopa ylitettiin. Perusparannuksesta on nyt kulunut 14 vuotta. Tämän selvityksen tavoitteiksi asetettiin: miten perusparannuksen yhteydessä asennettu asuntokohtainen ilmanvaihtojärjestelmä on kohteessa toiminut mikä on lämmöntalteenottolaitteen nykyinen lämpötilahyötysuhde mikä on lämmitysjärjestelmän nykyinen kunto esiintyykö.rakenteissa lämpövuotoja. miten rakennuksen lämmitysenergian, sähköenergian ja käyttövedenkulutus on kehittynyt vuosina ja mikä on asukkaiden tyytyväisyys rakennuksen ja sen teknisten järjestelmien toimivuuteen tällä hetkellä?. Tulosten perusteella laadittiin kiinteistönomistajalle ja asukkaille ohje asunnoissa tehtävistä huoltotoimenpiteistä. Ohje esitetään tutkimusraportin liitteessä 2. 9

10 TUTKIMUSKOHDE Tutkimuskohde on vuonna 1971 rakennettu kuusikerroksinen kerrostalo, joka sijaitsee Oulaisissa osoitteessa Kangaskatu 4. Kohde edustaa tyypillistä elementtirakentamisen aikakaudella vuosina rakennettua asuinkerrostaloa. Toimenpiteet, joita kohteessa tehtiin, ovat sellaisia, joita rakennetussa kerrostalokannassa tullaan todennäköisesti tekemään myös tulevaisuudessa. Kohteessa on 29 asuinhuoneistoa. Huoneistoista viisi on yksiöitä, kuusi kaksioita ja loput 18 kolmioita. Asuntojen huoneistoala on yhteensä htm 2. Kellarikerroksessa sijaitsevat varastotilat, pyykki- ja kuivaustilat ja lämmönjakohuone lämmönjakokeskuksineen. Kohteessa on hissi. Kohteessa tehtiin vuosina perusparannus, jonka yhteydessä parannettiin rakennuksen energiatehokkuutta ja sisäilmaston laatua. Tärkeimpiä toimenpiteitä olivat : ulkoseinien ulkopuolinen lisälämmöneristäminen ( 70 mm) ja uuden pintaverhouksen asennus ikkunoiden ja parvekeovien uusiminen kattorakenteen muuttaminen harjakatoksi ja siinä yhteydessä tehty yläpohjan lisälämmöneristäminen ( 200 mm) lämmönvaihtimien uusiminen asuntokohtaisen tulo- ja poistoilmanvaihtojärjestelmän rakentaminen seinäpuhallustekniikalla ja lämmöntalteenotolla varustettuna käyttövesiputkiston, viemäreiden ja vesi- ja viemärikalusteiden uusiminen sähköjärjestelmän uusiminen huoneistojen ja yhteistilojen pintarakenteiden ja kalusteiden uusiminen. Perusparannuksen hinta oli vuoden 1996 kustannustasossa 2745 mk/htm 2. Energiatehokkuutta parantavien korjaustoimenpiteiden osuus kokonaishinnasta oli 360 mk/htm 2 eli noin 13 %. 10

11 MITTAUKSET JA SELVITYKSET Kohteen ilmanvaihtojärjestelmä Seinäpuhallustekniikalla toteutettu ilmanvaihtojärjestelmä eroaa tavallisesta siinä, että jäteilmaa ei johdeta katolle, vaan ulospuhallusventtiili ja raitisilmaventtiili sijaitsevat vierekkäin julkisivulla (kuva 1). Seinäpuhallustekniikalla toteutettu ilmanvaihto ei täytä Suomen rakentamismääräyskokoelman osan D2 (2003) määräämiä asetuksia. Tällä tekniikalla toteutetut kohteet ovat tutkimuskohteita ja vaativat aina paikallisen rakennusvalvontaviranomaisen hyväksynnän. Tutkittu kohde on koerakennushanke, jossa matalaenergiarakentamista sekä seinäpuhallustekniikkaa kehitettiin, (2, s. 14, 16; 3, s ) Asunnoissa on huoneistokohtainen ilmanvaihtokone, joka on sijoitettu kylpyhuoneeseen ja on merkiltään Parmair Iiwari ExKT. Ilmanvaihtokone on varustettu levylämmönsiirtimellä ja vesikiertoisella jälkilämmityspatterilla. Perusparannuksessa on pyritty saamaan mahdollisimman paljon energiansäästöjä ja tämän takia on päädytty vesikiertoiseen jälkilämmityspatteriin. Se on edullisempi ratkaisu käyttää kuin sähköinen jälkilämmityspatteri. Ilman lämmöntalteenottoa eli LTO:ta ilmanvaihto kuluttaa n. 30 % asuintalon lämmitysenergiasta. Lämmöntalteenoton avulla saadaan poistoilman lämpöä siirretyksi ulkoilman lämmittämiseen. Tällaisen lämmöntalteenotolla varustetun ilmanvaihtojärjestelmän avulla voidaan säästää ilmanvaihdon käyttämästä energiasta jopa 60 % verrattuna pelkkään poistoilmanvaihtoon. (4, s. 2.) 11

12 KUVA 1. Ulkoseinällä sijaitseva seinäpuhalluspääte-elin Parmair Iiwari ExKT:n lämmönsiirrin on ristivirtalevylämmönsiirrin, joka muodostuu ohuista, päällekkäisistä alumiinilevyistä. Joka toiseen väliin johdetaan poistoilmaa ja joka toiseen ulkoilmaa, ja poistoilman lämpö siirtyy seinämien läpi ulkoilmaan ilmavirtojen sekoittumatta. Huoneistosta poistoilma imetään ilmanvaihtokanavassa koneelle, jossa se kulkee suodattimen ja lämmönsiirtimen läpi ja josta se puhalletaan edelleen jäteilmakanavassa talon julkisivulle. Raitisilma imetään ilmanvaihtokanavassa ulkoa koneelle ja suodatetaan kahden suodattimen läpi ennen lämmönsiirrintä, minkä jälkeen se johdetaan tuloilmakanavissa eri huoneisiin. (4, s. 5.) Ilmanvaihtokone, jossa on vesikiertoinen jälkilämmityselementti, on varustettu jäätymisvaaratermostaatilla. Jäätymisvaaratermostaatti pysäyttää molemmat puhaltimet, mikäli jälkilämmityselementin pintalämpötila laskee alle asetusarvon. (4, s. 5.) Ilmanvaihtokoneissa on levylämmönsiirrin, joten kosteudensiirtoa ei tapahdu ja näin ollen hyötysuhteen määritys onnistuu lämpötiloista. Lämpötilat mitattiin tulo-, poisto-, jäte- ja raitisilmasta sekä jälkilämmityspatterin jälkeen. Mittausanturit aseteltiin koneeseen siten, etteivät antureiden päät olleet 12

13 missään vaiheessa kosketuksissa ilmanvaihtokoneen seinämiin. Tämä varmistettiin kiertämällä anturin pää kerälle. Lanka-anturit asennettiin aina mahdollisimman keskelle lämmöntalteenottoa ja anturit pyrittiin asentamaan samalla tavalla jokaiseen mitattuun koneeseen. (Kuva 2). KUVA 2. Mittausanturit asennettuna paikoilleen ilmanvaihtokoneessa Kuvassa 3 anturit on asennettuna paikoilleen ilmanvaihtokoneeseen ja kone on laitettu toimintakuntoon. Lanka-anturit merkittiin tarkasti, jotta varmistettiin oikean tuloksen saaminen. Antureita oli viisi, ja ne olisi mahdoton tunnistaa ilman tunnuksia. Lämpötilojen annettiin tasaantua vähintään parin minuutin ajan, sillä kokemusten mukaan tässä ajassa lämpötilat tasaantuivat. Lämpötilojen vakiinnuttua tulokset otettiin muistiin ja koneen tehoa muutettiin. 13

14 KUVA 3. Lämpötilojen tarkastelua mittaustilanteessa. KUVA 4. Kuvassa raitisilmasuodatin (ympyröity) asennettuna väärään paikkaan jäteilmakanavaan 14

15 KUVA 5. Väärään paikkaan asennetun raitisilmasuodattimen seurauksena tuloilma on erittäin likaista Kuvissa 4 ja 5 nähdään eräs syy siihen, miksi asuntokohtaisen ilman puhtauteen suhtaudutaan kriittisesti. Ongelman syynä ei ole tuloilman likaisuus, ilman sekoittuminen tai kanaviston puhdistamattomuus, vaan tuloilmasuodattimen asentamisessa tehty virhe. Kohteen lämmitysjärjestelmä Kohde on kytketty kaukolämpöverkkoon, ja rakennuksella on oma lämmönjakokeskuksensa. Ilmanvaihtokoneiden jälkilämmityspatterit on kytketty omaan vesikiertoiseen lämmityspiiriin. Varsinainen lämmitysjärjestelmä on normaali kaksiputkijärjestelmä, jossa menoveden lämpötilaa säädetään ulkoilman lämpötilan perusteella. Lämmitysjärjestelmä on mitoitettu 80/60 C lämpötiloihin. Pesuhuoneissa on lisäksi vesikiertoinen mukavuuslattialämmitys, joka on mitoitettu 35/30 C lämpötiloihin. Lämmitysjärjestelmän toimivuus selvitettiin havainnoimalla, seurantamittauksia ei tehty. 15

16 Rakenteiden lämpövuodot ja rakennuksen ilmanpitävyys Lämpökamerakuvaukset tehtiin Fluke TI20 -merkkistä lämpökameraa käyttäen. Kameralla tarkasteltiin mahdollisia vuotokohtia rakenteissa, esimerkiksi ovien ja ikkunoiden karmeissa. Kuvauksia tehtiin sisällä asunnoissa sekä ulkoapäin koko rakennusta kuvaten. Leuto 1 C:n sää hankaloitti hieman lämpökamerakuvauksia, sillä vuodot olisivat paljastuneet helpommin kovemmalla pakkasella. Asukaskysely Kohteessa tehtiin asukaskysely, jolla selvitettiin sisäilman laatua, lämmitys- ja ilmanvaihtojärjestelmän toimivuutta, ilmanvaihtojärjestelmän huollon toimivuutta sekä yleistä asukasviihtyvyyttä. Asukkaita pyydettiin lisäksi kommentoimaan vapaasti kyseisten järjestelmien toimintaa sekä tuomaan ilmi ongelmakohtia. Kysely toteutettiin Asukaskyselyn pohjana on käytetty Suomen LVI-yhdistysten liitto ry:n julkaisua 4: sisäilmaston kuntotutkimus sekä Antti Pulkkasen opinnäytetyössään käyttämää kyselytutkimusta.) 16

17 TULOKSET Ilmanvaihtojärjestelmän toimivuus ja sisäilmaston laatu Ensimmäisellä mittauskerralla vallitsi pilvipoutainen sää ja tuulta oli noin 2-3 m/s. Lämpötila vaihteli aamun 3,0 C:n iltapäivän 1,0 C:n välillä ja ilman keskimääräinen suhteellinen kosteus oli n. 42 %. Toisella mittauskerralla, joka tehtiin asukaskyselyn tulosten pohjalta, lämpötila vaihteli aamun 3,9 C:n ja iltapäivän +1,8 C:n välillä. Ulkoilman suhteellinen kosteus oli aamulla 55 % ja iltapäivällä 36 %. Sää oli poutainen ja aurinkoinen. Ensimmäisellä mittauskerralla mitattiin asuntojen 5 ja 18 ilmavirrat, lukuun ottamatta keittiön poistoilmavirtoja, jotka mitattiin toisella mittauskerralla. Asuntojen lämpötilat, suhteellinen kosteus, lämpökamerakuvaukset ja ilmanvaihtokoneen lämmöntalteenoton hyötysuhteiden mittaus kuuluivat osaksi tutkimuksia. Toisella mittauskerralla mitattiin liesituulettimen ilmavirtojen lisäksi asuntojen 7 ja 20 ilmanvaihtokoneiden lämmöntalteenoton hyötysuhteet. Asunnossa numero 20 mittauksiin kuului myös vallitsevan paine-eron mittaus, rappukäytävän ja asuinhuoneiston välillä, ilmanvaihtokoneen eri asennoilla. Paine-ero ei kuitenkaan muodostunut merkittäväksi millään ilmanvaihtokoneen asennolla.. Rakennusmääräyskokoelman osan D2 määräysten mukaan ilmanvaihto mitoitetaan siten, että asunnon ilmanvaihtokertoimeksi muodostuu vähintään 0,5 1/h. Ilmanvaihtokerroin kuvaa teoreettisesti, kuinka monta kertaa aikayksikköä kohden huoneen ilma vaihtuu. Ilmanvaihtokerroin lasketaan jakamalla huoneeseen tuleva ilmavirta huoneen tilavuudella. Asunnossa 5, jonka pinta-ala on 77 m 2, minimituloilmavirraksi muodostuu 28 dm 3 /s. Tämä taso saavutetaan ilmanvaihtokoneen asennolla 2, jolloin tuloilmavirraksi muodostuu 29,1 dm 3 /s ja poistoilmavirraksi 31,3 dm 3 /s (taulukko 1). TAULUKKO 1. Mitatut ilmamäärät asunnossa numero 5 (dm 3 /s) Asunto 5 MH1 Tulo MH2 Tulo OH Tulo Tulo yht. WC Poisto VH1 Poisto VH2 Poisto Keittiö Poisto Poisto yht. Asento 1 5,1 4,6 8 17,7 5,3 2,8 2,5 7,3 17,9 Asento 2 8,2 7,2 13,7 29,1 9 4,4 5,1 12,8 31,3 Asento ,8 19, ,7 6,6 7,0 18,4 44,7 Asento 4 14,9 12,4 25,3 52,6 16,3 7,9 9,2 25,8 59,2 17

18 Asunnon numero 18 pinta-ala on 51 m 2, minimituloilmavirraksi muodostuu 19 dm 3 /s. Haluttu ilmavirta saavutetaan asennolla 2, jolloin tuloilmavirta on 30 dm 3 /s ja poistoilmavirta 33,5 dm 3 /s (taulukko 2). Ilmavirtojen tasapaino on molemmissa mitatuissa asunnoissa hyvä. Poistoa on enemmän kuin tuloa, joten asunto pysyy lievästi alipaineisena. TAULUKKO 2. Mitatut ilmamäärät asunnossa numero 18 (dm 3 /s) Asunto 18 MH Tulo OH Tulo Tulo yht. WC Poisto VH1 Poisto Keittiö Poisto Poisto yht. Asento 1 6,3 10,3 16,6 7,5 2,8 7,6 17,9 Asento 2 11,2 18, ,7 4,7 14,1 33,5 Asento 3 14,5 26,3 40,8 20,3 6,6 21,1 48 Asento 4 16,2 32,3 48,5 28,7 8,8 25,5 63 Rakentamismääräyskokoelman osan D2 mukaan lämpötilojen tulisi olla talvella C huonetilan keskellä 1,1 m korkeudelta mitattuna. Asunnon numero 5 lämpötilat ovat hyvällä tasolla, sillä keskimääräinen lämpötila huoneissa on 22,0 C ja se täyttää D2:n asettamat raja-arvot. Asunnossa numero 18 keskimääräinen lämpötila on tätä hieman korkeampi, mutta vain 0,8 C, joten ylitys ei ole merkittävä ja on luultavasti vain hetkellinen (taulukko 3). TAULUKKO 3. Lämpötilat asunnoissa ( C) Huone ET MH1 MH2 OH WC KEIT. Keskiarvo Asunto 5 22,5 21,8 22,4 21,6 22,0 21,6 22,0 Asunto 18 22,8 22,6-22,8 22,9 22,7 22,8 Ihmiset kokevat termisen viihtyvyyden erilailla: joillekin jopa alle 20 C on sopiva asunnon lämpötila, kun taas toiset kokevat yli 23 C lämpöolot liian viileiksi. Huoneilman liian korkea lämpötila voi aiheuttaa sisäilmasto-oireita, etenkin limakalvojen, silmien ym. ärsytystä ja kuivuutta. Lämmin ilma tuntuu myös kuivemmalta kuin kylmä, vaikka kosteus olisikin sama. Korkea lämpötila lisää myös rakennusmateriaalien epäpuhtaustuottoa aiheuttaen ilman laadun todellista huononemista. Energiakustannukset nousevat turhaan, jos sisälämpötiloja pidetään liian korkeina. Jo yhden asteen lämpötilanpudotus asunnossa laskee vuotuista lämmitysenergiankulutusta noin 5 %. (3, s. 5; 7, s. 15.) Hiilidioksidia muodostuu asuinhuoneistoissa pääasiassa pelkästään ihmisten uloshengitysilman muodossa. Huoneilman korkea hiilidioksidipitoisuus kuvaa yleensä riittämätöntä ilmanvaihtoa. Hiilidioksidipitoisuutta voidaan käyttää kuvaamaan ilman laatua. Rakennusmääräyskokoelmassa osassa D2 määrätään, että tavanomaisissa tiloissa huoneilman hiilidioksidipitoisuus saa käyttöaikana 18

19 olla enintään ppm. Mittaushetkellä asunnoissa oli kolme ihmistä. Tarkasteltujen huoneistojen hiilidioksidipitoisuudet alittavat kirkkaasti asetetut määräykset (taulukko 4). (3, s. 6; 7, s. 27.) TAULUKKO 4. Hiilidioksidipitoisuudet asunnoissa (ppm) Huone MH1 MH2 OH Keskiarvo Asunto Asunto Rakennusmääräyskokoelman osan D2 mukaan rakennus on suunniteltava ja rakennettava siten, että sisäilman kosteus pysyy rakennuksen käyttötarkoituksen mukaisissa rajoissa. Sisäilman kosteus ei saa olla jatkuvasti haitallisen korkea, eikä kosteus saa tiivistyä rakenteisiin, ei myöskään niiden pinnoille tai ilmanvaihtojärjestelmään siten, että se aiheuttaa kosteusvaurioita, mikrobien tai pieneliöiden kasvua tai muuta terveydellistä haittaa. (3, s. 6.) Sisäilman suhteellinen kosteus riippuu paljon ulkoilman kosteudesta. Talvella pakkaskeleillä ilmankosteus ei nouse korkeaksi juuri milloinkaan. Mittausten perusteella sisäilman suhteelliset kosteudet ovat hyväksyttävällä tasolla (taulukko 5). TAULUKKO 5. Suhteelliset ilmankosteudet asunnoissa (%) Huone MH1 MH2 OH Keskiarvo Asunto 5 27,0 29,1 28,3 28,1 Asunto 18 26,4 26,7 27,8 27,0 Lämpökamerakuvaukset Kuvausten tarkoituksena oli pyrkiä löytämään mahdollisia ulkovaipan vuotokohtia. Tarkempaan tarkasteluun otettiin etenkin asunnoissa olevat parvekkeiden ovet sekä ikkunat ja tuuletusikkunat. Lämpökamerakuvauksia suoritettiin myös koko rakennusta tarkastellen ulkoapäin, mutta leuto sää haittasi kuvauksia ja tulokset jäivät varsin laihoiksi. Varsinaiseksi ongelmakohdaksi kuvausten perusteella muodostui parvekkeen ovi. Perusparannuksen yhteydessä kaksiovinen ratkaisu muutettiin yksioviseksi. Tätä ratkaisua voidaan kuvausten perusteella kritisoida. Molemmissa kuvatuissa asunnoissa etenkin oven alapuolelta virtasi kylmää ilmaa sisälle. Tiivisteet olivat kauttaaltaan riittämättömät. (Kuva 6.) 19

20 KUVA 6. Lämpökamerakuva parvekkeen ovesta Ilmanvaihtokoneen lämpötilahyötysuhde Ilmanvaihtokoneen lämmöntalteenoton hyötysuhde vaikuttaa voimakkaasti koneen energiatehokkuuteen. Mitä parempi hyötysuhde on, sitä enemmän lämmöntalteenotto ottaa poistoilmasta lämpöä talteen ja siirtää sitä tuloilmaan. Näin ollen, jos ilmanvaihtokoneessa on tehokas lämmöntalteenottolaite, jälkilämmityspatterin ei tarvitse lämmittää tuloilmaa kuin pelkästään kovimmilla pakkasilla. Nykyiset määräykset vaativat, että ilmanvaihdon poistoilmasta on otettava lämpöä talteen vähintään 30 % ilmanvaihdon lämmityksen tarvitsemasta vuotuisesta lämpömäärästä. Koneellinen tulo- ja poistoilmajärjestelmä varustetaan poistoilman lämmöntalteenottolaitteistolla, jonka tuloilman lämpötilahyötysuhde testaustilanteessa on vähintään 50 %. Valmistaja Parmair antaa kohteen ilmanvaihtokoneen lämmöntalteenotolle 60 % keskimääräisen lämpötilahyötysuhteen. (3, s. 17; 7.) Lämmöntalteenoton tuloilman lämpötilahyötysuhde lasketaan kaavalla 1 (7, s. 197). Laskennassa tuloilman lämpötilalla tarkoitetaan lämmöntalteenoton jälkeistä lämpötilaa. LTO T T tulo poisto T ulko T ulko KAAVA 1 20

21 T tulo = tuloilman lämpötila T ulko = ulkoilman lämpötila T poisto = poistoilman lämpötila Lämmöntalteenoton poistoilman lämpötilahyötysuhde lasketaan kaavalla 2 (7, s.197). LTO T T poisto poisto T T jäte ulko KAAVA 2 T jäte = jäteilman lämpötila T ulko = ulkoilman lämpötila T poisto = poistoilman lämpötila Mitatut lämpötilat ja lasketut hyötysuhteet ilmanvaihtokoneen eri asennoilla asunnossa numero 5 on esitetty taulukossa 6. Tuloilmalla tarkoitetaan mittauksissa lämmöntalteenoton jälkeistä lämpötilaa. Ilmanvaihtokoneesta mitattiin kaikki mahdolliset lämpötilat tulosten analysoinnin helpottamiseksi. Asunnon 5 ilmanvaihtokoneen suodattimet olivat erittäin likaisia, eikä lämmöntalteenottoa ole puhdistettu ilmeisesti koskaan. Tämä näkyy osaltaan tuloilman lämpötilahyötysuhteissa, sillä ne ovat keskimäärin huonommat kuin samalla kertaa asunnossa 18 mitatussa ilmanvaihtokoneessa. Poistoilman lämpötilahyötysuhteet ovat tasaisia kaikilla mitatuilla ilmanvaihtokoneen asennoilla. TAULUKKO 6. Ilmanvaihtokoneesta mitatut lämpötilat ( C) asunnossa numero 5 sekä lasketut lämpötilahyötysuhteet IV Asento Raitis Jäte Poisto Tulo Patterin jälkeen Tuloilman lämpötilahyötysuhde 2 1,1 13, ,2 15,6 57,9 % 40,2 % 3 1,3 13,5 21,7 12,4 16,3 54,4 % 40,2 % Poistoilman lämpötilahyötysuhde 4 1,1 13,9 22,5 11,7 14,7 49,5 % 40,2 % Keskiarvo 1,2 13,7 22,1 12,4 15,5 53,9 % 40,2 % Asunnon 18 ilmanvaihtokoneen suodattimet olivat melko puhtaat, mutta tässäkään ilmanvaihtokoneessa lämmöntalteenottoa ei ollut puhdistettu. Tuloilman lämpötilahyötysuhteet ovat keskimäärin paremmat kuin asunnosta 5 mitatut hyötysuhteet. Ilmanvaihtokoneen asennolla näyttäisi mittausten perusteella ole- 21

22 van suuri merkitys varsinkin tuloilman lämpötilahyötysuhteeseen. Mitä suuremmat ilmavirrat ovat, sitä huonommaksi lämpötilahyötysuhde muodostuu. (Taulukko 7). TAULUKKO 7. Ilmanvaihtokoneesta mitatut lämpötilat ( C) asunnossa numero 18 sekä lasketut lämpötilahyötysuhteet IV Asento Raitis Jäte Poisto Tulo Patterin jälkeen Tuloilman lämpötilahyötysuhde 2 3,0 15,4 23,0 14,8 18,7 59,0 % 38,0 % 3 2,3 14,9 23,4 13,7 18,2 54,0 % 40,3 % Poistoilman lämpötilahyötysuhde 4 1,5 16,7 23,5 14,1 18,3 57,3 % 30,9 % Keskiarvo 2,3 15,7 23,3 14,2 18,4 56,7 % 36,3 % Toisella mittauskerralla päätettiin hyötysuhteet mitata asukaskyselytutkimuksen tuloksien perusteella jokaisella ilmanvaihtokoneen asennolla. Kyselyssä tuli ilmi, että asukkaat pitävät ilmanvaihtokonettaan pienimmällä asennolla lähes puolet ajasta. Asunto numero 7 on yksiö ja ilmavirrat pieniä, luultavasti siksi tuloilman lämpötilahyötysuhteet muodostuivat hyviksi (taulukko 8). Asukas kertoi puhdistavansa lämmöntalteenottokennon säännöllisesti kerran vuodessa. Tuloilman lämpötilahyötysuhteet muodostuivat hyviksi, ja voidaankin pohtia, onko puhdistuksella todella näin paljon merkitystä. Poistoilman lämpötilahyötysuhteet ovat mittausten perusteella ihmeelliset. Jäteilma oli mittauksissa ihmeellisen lämmintä, poistoilman lämpötilahyötysuhdetta tulee tarkastella hyvin kriittisesti. Mittausanturi on voinut olla väärässä asennossa tai anturissa on ollut mittaushetkellä jotakin vikaa. TAULUKKO 8. Ilmanvaihtokoneesta mitatut lämpötilat ( C) asunnossa numero 7 sekä lasketut lämpötilahyötysuhteet IV Asento Raitis Jäte Poisto Tulo Patterin jälkeen Tuloilman lämpötilahyötysuhde Poistoilman lämpötilahyötysuhde 1 1,5 16,6 22,1 17,6 16,7 78,2 % 26,7 % 2 0,5 20,7 22,5 17,1 20,1 75,5 % 8,2 % 3 0,2 21,6 23,1 16,4 22,5 71,2 % 6,4 % 22

23 4 0,4 22,1 23,0 15,5 22,3 67,9 % 3,8 % Keskiarvo 0,4 20,3 22,7 16,7 20,4 73,0 % 10,9 % Huoneisto numero 20 on samanlainen asunnon 5 kanssa. Jäteilman seinäpuhalluselin sijaitsi eteläisellä seinustalla. Aurinkoinen sää lämmitti ilmiselvästi seinää sekä seinäpuhalluselintä ja näin ollen sisään tuleva raitisilma lämpeni ulkoilmaa selvästi lämpimämmäksi. Tulokset on esitetty taulukossa 9. TAULUKKO 9. Ilmanvaihtokoneesta mitatut lämpötilat ( C) asunnossa numero 20 sekä lasketut lämpötilahyötysuhteet IV Asento Raitis Jäte Poisto Tulo Patterin jälkeen Tuloilman lämpötilahyötysuhde 1 6,3 16,0 24,2 17,6 25,5 63,1 % 45,8 % 2 5,2 16,1 24,5 16,5 23,3 58,5 % 43,5 % 3 4,3 16,2 24,2 15,5 21,0 56,3 % 40,2 % Poistoilman lämpötilahyötysuhde 4 3,3 15,8 24,1 14,5 19,1 53,8 % 39,9 % Keskiarvo 4,8 16,0 24,3 16,0 22,2 57,8 % 42,2 % Lämmitysjärjestelmän toiminta Lämmönjakokeskus on laitekokonaisuus, joka sisältää lämmönsiirtimet, ensiöpuolen ja mahdollisesti toisiopuolen säätölaitteet, pumppauslaitteet, venttiilit ja varusteet sekä tarvittavan putkiston. Koko järjestelmä on uusittu perusparannuksen yhteydessä vuonna Päällisin puolin tarkasteltuna laitteet näyttävät toimivan oikein. Kaukolämmön jäähtymä oli tarkasteluhetkellä 50 C. Kaksi toisiopuolen paikallislämpötilamittaria oli rikki. Mittarit olivat tavallisia nestepatsaalla toimivia mittareita. Lämmönjakohuoneen lattialla on ilmeisesti ollut joskus vettä tai kosteutta, sillä kaikki suojaamattomat teräsosat (mustat osat) ovat pintaruostuneet pahasti ( ks. Kuva 7) Selviä vuotoja näissä osissa ei havaittu, mutta osat tulisi ehdottomasti vähintäänkin puhdistaa ja maalata ruostumisen estämiseksi. Paras ja varmin ratkaisu olisi kuitenkin vaihtaa ruostuneet osat, ennen kuin ne pääsevät vuotamaan. 23

24 KUVA 7. Lämpöjohtoputkisto on lämmönjakohuoneessa huonossa kunnossa. Kaukolämmön alajakokeskuksen elinkaarena voidaan yleisesti pitää noin vuotta. Tässä ajassa etenkin lämmönsiirtimien lämmönsiirtoteho heikkenee jo huomattavasti. Pumppujen käyttöikä vaihtelee suuresti käytön ja olosuhteiden myötä. Voidaan kuitenkin sanoa, että pumput kestävät kymmenestä vuodesta ylöspäin. Yleisin syy vaihtoon on laakereiden tai siipien vioittuminen. Rikkoutuminen huomataan yleensä heikentyneestä pumppaustehosta tai epämääräisistä pumpun aiheuttamista äänistä. Taloyhtiöllä on hyvä olla varalla pumppuja, sillä pumpun rikkoutuessa uutta voi olla vaikea saada nopeasti tilalle. Jos varalla on samanlainen pumppu, käy vaihto nopeasti, eikä isompaa haittaa tai vaaraa asukkaille tai järjestelmälle ehdi muodostua. Kohteessa pumppujen rikkoontumiseen oli varauduttu, ja varapumppuja oli saatavilla. Automaatiojärjestelmä vaihdetaan yleensä samaan aikaan, kun koko lämmönjakokeskus vaihdetaan. Automaatiojärjestelmän hyvä toiminta ja säädettävyys takaavat hyvät lämpöolot rakennuksessa sekä järjestelmien energiatehokkaan toiminnan. Tällä perusteella automaatiojärjestelmän uusimista kannattaisikin harkita jo ennen koko järjestelmän uusimista. Kohteessa automatiikan käyttö voisi olla helpompaa. Nykyisellä järjestelmällä esimerkiksi lämmityskäyrien tarkastelu ja säätö on varsin hankalaa. Käyriä voi tarkastella ainoastaan minimi ja maksimi lämpötilojen osalta. Asukaskyselytutkimuksessa tuli ilmi, että vain puo- 24