TAPANI PALMUNEN ENERGIATEHOKKUUDEN SUUNNITTELU SAIRAALAN PERUS- KORJAUKSESSA

Transkriptio

1 TAPANI PALMUNEN ENERGIATEHOKKUUDEN SUUNNITTELU SAIRAALAN PERUS- KORJAUKSESSA Diplomityö Tarkastaja: professori Timo Kalema Tarkastaja ja aihe hyväksytty Automaatio-, kone- ja materiaalitekniikan tiedekuntaneuvoston kokouksessa 4. toukokuuta 2011

2 I TIIVISTELMÄ TAMPEREEN TEKNILLINEN YLIOPISTO Konetekniikan koulutusohjelma PALMUNEN, TAPANI: Energiatehokkuuden suunnittelu sairaalan peruskorjauksessa Diplomityö, 111 sivua, 13 liitesivua Helmikuu 2012 Pääaine: Talotekniikka Tarkastaja: professori Timo Kalema Avainsanat: Energiatehokkuus, energiansäästö, sairaala, sairaanhoitopiiri, peruskorjaus, korjaushanke, LVISA-suunnittelu, energiasimulointi Suomen sosiaali- ja terveydenhuollon rakennuskannassa on suuri korjaustarve, joten tulevaisuudessa sairaanhoitopiirien rakennushankkeet painottuvat yhä enemmän peruskorjauksiin. Sairaaloita peruskorjataan yleensä pienissä osissa ja samalla muu rakennus halutaan pitää käytössä, mikä asettaa haasteita sekä suunnittelun että LVISA-teknisien ratkaisujen energiatehokkaalle toteutukselle. Energian hinnat nousevat jatkuvasti ja ilmastonmuutoksen hillitsemiseksi varsinkin julkisen sektorin energiatehokkuusvaatimukset tulevat kasvamaan muun muassa energiatehokkuussopimuksen sekä kansainvälisten ja EU-säädösten takia. Energiatehokkuuden suunnittelu sairaalan peruskorjauksessa -tutkimus on tehty diplomityönä kansainvälisen, osittain EU-rahoitteisen kehitysprojektin HosPilotin yhteyteen. HosPilot-hankkeessa tutkittiin sairaaloiden energiatehokkaita LVIS-ratkaisuja. Käyttämällä apuna rakennusautomaatiota voidaan pienentää sairaaloiden energiankulutusta ja lisätä käyttäjien viihtyvyyttä. Sairaaloista ja niiden energiatehokkaasta korjausrakentamisesta on käytettävissä vain vähän aineistoa, joten suunnittelukäytäntöihin tutustuttiin tutkimuksessa toteutettujen kyselyiden avulla. Kyselyiden tavoitteena oli kartoittaa tilaajien, rakennuttajien, LVISA-suunnittelijoiden ja konsulttien käsityksiä sairaaloiden peruskorjausten ja osastosaneerauksien hankesuunnittelusta ja energiatehokkuuden parantamisesta. Tutkimuksessa hyödynnettiin eri osapuolten vastauksia ja kokemuksia. Samalla tutustuttiin suunnittelukäytäntöihin; mitkä asiat ohjaavat hankkeita energiatehokkaaseen lopputulokseen. Tutkimuksen apuna olivat EU-hankkeessa Seinäjoen keskussairaalalle tehdyt pilottihuoneet ja niistä mitatut olosuhteet. Energiasimuloinnin ja -laskennan avulla tutkittiin Seinäjoen keskussairaalan H-rakennuksen energiankulutusta, simuloinnin soveltuvuutta korjausrakentamisessa, käytettävissä olevien lähtötietojen luotettavuutta sekä parhaita energiansäästömahdollisuuksia. Tutkimuksessa pohdittiin pilottikohteesta saatuja mittaustuloksia ja rakennusautomaation vaikutusta energiatehokkuuteen. Tutkimuksesta voitiin tehdä johtopäätöksiä, mitä asioita tulisi huomioida suunnittelussa ja mitkä saatavilla olevat tiedot auttavat ja vaikuttavat pyrkimyksissä energiatehokkaaseen lopputulokseen.

3 II ABSTRACT TAMPERE UNIVERSITY OF TECHNOLOGY Master s Degree Programme in Machine Engineering PALMUNEN, TAPANI: Energy efficiency in hospital renovation Master of Science Thesis, 111 pages, 13 appendix pages February 2012 Major: Building Systems and Services Examiner: Professor Timo Kalema Keywords: Energy effiency, hospital, hospital district, renovation, design process, HVAC design, energy simulations The construction work performed in the Finnish medical care system is concentrating more and more on existing buildings. However, the usual magnitude of a renovation is a sector of a building or a floor level and the rest of the building is in use during the renovation. Hospital renovations are challenging. There are many requirements and many technical systems so HVAC and electrical installations are usually quite limited in renovations. Energy prices are increasing and the concern of the sustainability of the environment has led to the awareness that energy savings need to be at the top of the political agenda. The Energy efficiency in hospital renovations thesis has been made as a part of the international R&D project HosPilot. The main goal of HosPilot was to prove that when the intelligence, ICT (Information and Communication Technology), is added to lighting and HVAC systems, it leads to reduced energy consumption and improves level of comfort for the end users. There is only little information on energy efficiency improvements in hospitals renovations and guidelines for hospital managers and designers on how to take energy efficiency into account. Therefore a Web-based survey was applied to the hospital districts, designers and consultants. The goal of the survey was to get information on the existing design process and different points of view about energy efficiency. The answers were analyzed and utilized in this research. The pilot area of HosPilot was installed in the H-building of Seinäjoki hospital. The energy consumption of the H-building was analyzed with energy simulations and - calculations. The benefits of energy simulations and their use in renovation projects were analyzed with the help of actual measured data from pilot area of HosPilot. The main goal of this research was to learn about energy efficiency improvements in hospital renovations, find out the challenges and problems in hospital design and analyze the boundaries and limitations caused by existing structures and technical systems.

4 III ALKUSANAT Tämä tutkimus on tehty opinnäytteenä diplomi-insinöörin tutkintoa varten Tampereen teknisellä yliopistolla vuosina Diplomityötä on ohjannut Tampereen teknillisen yliopiston professori Timo Kalema ja Insinööritoimisto Olof Granlund Oy:n energia-asiantuntija Erja Reinikainen. Diplomityö ja sen tulokset liittyvät kansainväliseen EU-projektiin HosPilot. Kiitän professori Timo Kalemaa työni ohjaamisesta ja tarkastamisesta. Lisäksi erityinen kiitos kuuluu energia-asiantuntija Erja Reinikaiselle, joka jakoi kokemuksiaan energiaasioista ja ohjasi työtä kärsivällisesti hyvään lopputulokseen. Hänen ansiostaan pääsin myös tutustumaan HosPilot-hankkeen ulkomaiseen pilottikohteeseen ja sairaalaympäristöön Hollannin Groningenissa. Iso kiitos kuuluu myös Insinööritoimisto Granlund Pohjanmaa Oy:n toimitusjohtajalle Kari Rintamäelle tämän mielenkiintoisen diplomityöaiheen järjestämisestä ja että pystyin osallistumaan HosPilot-hankkeeseen. Alun perin tulin Insinööritoimisto Granlund Pohjanmaa Oy:lle kesätöihin vuonna 2010 ja sillä tiellä olen edelleen. Kiitoksia myös kaikille, jotka ovat omalta osaltaan auttaneet tätä työtä eteenpäin. Lopuksi haluan kiittää vielä avopuolisoani Tiinaa tuesta ja ymmärryksestä prosessin venyessä. Tahdon kiittää myös perhettä, ystäviä ja kavereita, jotka auttoivat irrottautumaan arjesta antaen aikaa uusille ajatuksille. Hyvät mökkireissut ja illanvietot auttoivat jaksamaan ja toivat uutta motivaatiota läpi diplomityön. Tapani Palmunen

5 IV SISÄLLYS 1. Johdanto Tavoitteet Työn rajaukset Toteutettu kysely Osapuolten esittely HosPilot-projekti Granlund-konserni Etelä-Pohjanmaan sairaanhoitopiiri Korjausrakentaminen Suomessa Yleistä korjausrakentamisesta Rakennusten energiankulutus Suomessa Sairaalat ja lisääntynyt korjausrakentaminen Sairaaloiden energiankäyttö Sairaaloiden nykyinen suunnittelun ohjeistus ja energiatehokkuus Nykyiset rakentamismääräykset EU-direktiivit ja tulevat määräykset korjausrakentamiseen Vapaaehtoiset sairaaloiden suunnitteluun käytettävät ohjeistukset Sisäilmaluokitus ja muut sairaaloiden sisäilmaohjeet Energiatehokkaaseen suunnitteluun käytettävät ohjeet Energiatehokkuuden huomioiminen suunnitteluprosessissa Hankkeen kustannukset ja budjetin asettamat vaatimukset Simulointien hyödyntäminen suunnittelun apuna Korjaushankkeen tavoitteet ja niiden merkitys Nykyiset tilaajien ja rakennuttajien tavoitteet Energiatavoitteiden asettaminen suunnitteluprosessiin Energiatehokas suunnitteluprosessi Tarveselvitys ja hankesuunnittelu Ehdotus- ja yleissuunnittelu Toteutussuunnittelu Suunnittelun asettamat haasteet sairaaloissa Lähtökohdat sairaalan suunnittelulle Peruskorjausten laajuus Olemassa olevat tiedot Kuntoarviot ja muut selvitykset Käyttäjien huomioiminen ja perehdytys Energiansäästökeinot korjausrakentamisessa Energiankulutukseen vaikuttavat osa-alueet... 48

6 6.2. Rakennuksen asettamat rajoitukset LVISA-ratkaisuille Sijainti Arkkitehtuuri Rakenteet Talotekniikka Lämmitys ja jäähdytys Eri lämmitysratkaisut Lämmitysjärjestelmän perussäädön vaikutus Lämmityksen tarpeenmukainen säätö Jäähdytys Vesi- ja viemärijärjestelmä Ilmanvaihto Ilmanvaihtojärjestelmät Ilmanvaihdon ominaissähköteho (SFP-luku) Kattava ilmanvaihdon lämmöntalteenotto Tarpeenmukainen ilmanvaihto Sähköjärjestelmät Energiatehokas valaistus Tarpeenmukainen valaistuksen ohjaus Käyttäjän laitteet ja niiden tarpeenmukainen käyttö Huolto ja ylläpito Seinäjoen keskussairaala Seinäjoen keskussairaala ja sen energiankulutus HosPilot-hankkeen pilottialue Keskussairaalan H-osan esittely Pilotoinnin tavoitteet H-osan ilmanvaihtojärjestelmät H-osan lämmitys ja jäähdytys Pilottialueen mittaukset ja niiden tarkoitus Pilottialueen huoneparien LVIA-ratkaisujen vertailu Potilashuoneet ja niihin sovelletut LVIA-ratkaisut Lämmitysenergian kulutuksen laskenta Pilottialueen sähköenergian kulutus ja valaistusratkaisut Osastojen vertailu Potilashuoneen valaistus ja sen energiankulutus Seinäjoen keskussairaalan H-osan energiankulutuksen simulointi RIUSKA Rakennuksen mallinnus Rakenteet Tilatyypit ja sisäiset kuormat Järjestelmät Simuloitujen ja toteutuneiden arvojen vertailu V

7 8. Tulokset energialaskelmista ja simuloinneista Energiatehokkaat LVIA-ratkaisut ja niiden kannattavuus Pattereiden termostaattiratkaisut Ilmamääräsääteinen ratkaisu Potilashuoneen energiansäästötoimien tarkastelu simuloinnein Ilmamääräsääteisien järjestelmien vaikutus koko H-osalla Johtopäätökset Yhteenveto Lähteet Liite 1: H-osan ilmanvaihtokoneiden yhteenveto Liite 2: HosPilot-alueen pohjakuva Liite 3: Potilashuoneiden HosPilot-mittauspisteet Liite 4: Simulointiin liittyvien rakenteiden lämmönläpäisykertoimien U-arvot Liite 5: Simuloitujen ilmanvaihtokoneiden RIUSKA-asetukset Liite 6: Simulointituloste VI

8 VII TERMIT JA NIIDEN MÄÄRITELMÄT ρ i Ilman tiheys 1,2 kg/m 3. ρ v Veden tiheys 1000 kg/m 3. ΔT puhallin Tuloilman lämpiäminen puhaltimessa. Yksikkö C. ΔT yli Patterin ylilämpötila eli patterin lämpötilan (menoveden T m ja paluuveden T p lämpötilan keskiarvo) ja sisäilman T s lämpötilan erotus. Yksikkö C. ΔT v Veden lämpötilan muutos 50 C käyttöveden lämmityksessä. c pi Ilman ominaislämpökapasiteetti 1 kj/kgk. c pv Veden ominaislämpökapasiteetti 4,2 kj/kgk E-luku Rakentamismääräyksien mukaan laskettava energiamuotojen kertoimilla painotettu rakennuksen vuotuinen kokonaisenergiankulutus nettoalaa kohti. Yksikkö kwh/m 2. Elinkaarikustannus Sisältää kohteen koko eliniän kustannukset: Investointikustannukset, hoito- ja huoltokustannukset, kunnossapitokustannukset ja energiakustannukset. Energian loppukäyttö Energia, joka jää energian siirto- ja muuntohäviöiden jälkeen kuluttajien käyttöön. Energiakonsultti Energia-asiantuntija / energia-alan erityisosaaja. Energiankulutus Lämmitysenergian ja sähkölaitteisiin ja valaistukseen tarvittavan sähköenergian kokonaiskulutusta tietyllä aikavälillä mitattuna. Yksikkö kwh. Energiansäästö Energiankulutuksen pieneneminen. Energiatalous Kohteen energiankulutuksesta aiheutuvat kustannukset. Energiatehokkuus Energiankulutus / hyöty eli kuinka paljon rakennuksissa (lämmitetty pinta-ala tai tilavuus) kuluu energiaa energiatarpeiden (esimerkiksi lämmitys, jäähdytys, ilmanvaihto, valaistus) täyttämiseen. Energiatodistus Asiakirja, jossa rakennuksen energiankulutus on luokittelu ET-luvun avulla. Energiasimulointi Jäljitellään ja mallinnetaan todellisia tilanteita energialaskentaan kehitetyn ohjelmiston avulla. ET-luku Rakennuksen energiatehokkuuden perusteella määräytyvä, energiatodistuksessa käytettävä rakennuksen vuotuinen ominaiskulutus. Yksikkö kwh/brm 2.

9 VIII f luonnonvalo Luonnonvalo-ohjauksen tilatieto valaisimelle (1 = päällä, 0 = pois). f vakiovalo Vakiovalo-ohjauksen säätötieto valaisimelle (0-100 %). h p Patterin korkeus. Yksikkö m. Ilmanvuotoluku n 50 Vuotoilmavirta 50 Pa:n sisä- ja ulkoilman välisellä paine-erolla rakennuksen ilmatilavuutta kohti laskettuna. Kuvaa rakennuksen ilmanpitävyyttä. Yksikkö 1/h. IFC Industry Foundation Classes. Kansainvälinen tiedonsiirtostandardi tietokonejärjestelmästä toiseen. Ilmaisenergia Tilaan tuleva energia esimerkiksi aurinkoenergia ja tilassa muodostuva energia esimerkiksi ihmisistä ja laitteista vapautuva lämpö. Ilmanvaihtokerroin n Tunnin kuluessa huonetilaan tai tilasta virrannut ulkoilmavirta huonetilan ilmatilavuutta kohti. Yksikkö 1/h. Investointikustannus Kohteen hankintaan kulunut pääoma. Kokonaisenergiankulutus Sisältää rakennuksen kaiken kuluttaman sähkö- ja lämmitysenergian. Yksikkö kwh. Käyttökustannukset Rakennuksen energia-, korjaus- ja hoitokustannukset sekä palvelumaksut. L p Patterin pituus. Yksikkö m. LTO Lämmöntalteenotto. LVISA Lämpö, vesi, ilmanvaihto, sähkö ja rakennusautomaatio. LVISA-saneeraus Korjataan tai kunnostetaan pelkkää talotekniikkaa (Lämpö, vesi, ilmanvaihto, sähkö ja rakennusautomaatio). Lämmöntalteenotto Poistoilmasta saatavan lämmön hyödyntäminen tuloilman esilämmityksessä / Jätevedestä saatavan lämmön hyödyntäminen lämpimän käyttöveden esilämmityksessä. Lämmönläpäisykerroin U Lämpövirran tiheys, joka jatkuvuustilassa läpäisee rakennusosan, kun lämpötilaero eri puolilla olevien ilmatilojen välillä on yksikön suuruinen. Yksikkö W/m 2 K. Lähes nollenergiatalo Rakennus, jossa on erittäin hyvä energiatehokkuus ja käytetystä energiasta merkittävä osa tulee uusiutuvista energialähteistä paikallisesti tai lähellä tuotettuina.

10 IX Lämmitystarveluku Matalaenergiatalo Ominaiskulutus P poistot P tulot P valaistus Passiivitalo Primäärienergia Peruskorjaus Perusparannus Q iv Q LTO Q p Q valaistus Q lkv q max q v,tulo RakMk Rakennusautomaatio Rakennuttaja Ulko- ja sisälämpötiloista laskettu paikkakuntakohtainen luku, jonka avulla saadaan energiankulutus korjattua vertailukelpoiseksi eri vuosien ja paikkakuntien välillä. Rakennus, jonka lämmitys- ja jäähdytysenergian tarve on tavanomaista pienempi esimerkiksi passiivitalo ja lähes nollaenergiatalo. Rakennuksen energiankulutus yhtä brutto- tai nettoalan neliömetriä tai rakennuskuutiometriä kohden. Poistoilmapuhaltimen /-puhaltimien ottama sähköteho. Yksikkö kw. Tuloilmapuhaltimen /-puhaltimien ottama sähköteho. Yksikkö kw. Valaisimen teho. Yksikkö kw. Rakennus, jonka lämmitys- ja jäähdytysenergiantarve vuodessa on kwh/m 2 Suomen olosuhteissa rakennuksen sijainnista riippuen ja primäärienergian tarve vuodessa on kwh/m 2. Jalostamaton luonnosta saatua energia; esimerkiksi uraani, hiili, turve, maakaasu, öljy, vesivoima, tuuli, maalämpö ja aurinkoenergia. Rakennuksen korjaaminen alkuperäiseen laatutasoon. Rakennuksen laatutasoa nostetaan alkuperäistä paremmaksi. Ilmanvaihdon käyttämä tuloilman lämmitysenergia. Yksikkö kwh. Poistoilmasta talteen otettu energia. Yksikkö kwh. Patterin lämmitysenergiankulutus. Yksikkö kwh. Valaistuksen sähköenergian kulutus. Yksikkö kwh. Lämpimän käyttöveden lämmittämiseen kuluva energia. Yksikkö kwh. Ilmanvaihtokoneen tulo- ja poistoilmavirroista suurempi. Yksikkö dm 3 /s. Tilaan tuleva ilmavirta. Yksikkö dm 3 /s. Rakentamismääräyskokoelma Järjestelmä, jonka avulla säädetään ja ohjataan rakennuksen prosesseja. Rakennushankkeen ja korjaushankkeen toteuttamisesta vastaava osapuoli, joka edustaa tilaajaa.

11 X Saneeraus Sekundäärienergia SFP-luku Simulointi Suunnitteluprosessi Takaisinmaksuaika t T LTO T m T p T s Korjausrakentaminen. Primäärienergiasta jalostettua energiaa. Ilmanvaihtojärjestelmän ominaiskulutus / ominaissähköteho. Kuvaa, paljonko sähkötehoa ilmanvaihtokone / -järjestelmä tarvitsee yhden ilmakuution siirtämiseen sekunnissa. Yksikkö kw/(m 3 /s) Jäljitellään ja mallinnetaan todellisia tilanteita. Sisältää rakennuksen suunnittelun vaiheet: Tarveselvitys, hankesuunnittelu, ehdotussuunnittelu, yleissuunnittelu (=luonnossuunnittelu), toteutussuunnittelu ja täydennyssuunnittelu. Ajanjakso, jonka aikana investointi maksaa itsensä takaisin. Aika. Tutkimuksessa energiankulutukset on laskettu tunnin keskiarvoille, joten energiankulutuslaskennassa käytetty t=1 h. Lämmöntalteenoton jälkeinen tuloilman lämpötila. Yksikkö C. Patterin menoveden lämpötila. Yksikkö C. Patterin paluuveden lämpötila. Yksikkö C. Huoneen sisälämpötila. Yksikkö C. T u Ulkoilman lämpötila. Yksikkö C. Talotekniikka Rakennuksen LVISA-tekniikka. Tilaaja Rakennushankkeen päätöksenteosta vastaava osapuoli, joka aloittaa hankeprosessin; esimerkiksi rakennuksen henkilökunta, käyttäjät ja kiinteistönhoitohenkilöstö. U-arvo Rakennusosan lämmönläpäisykerroin. Yksikkö W/m²K. Uusiutuva energia Energiaa, jota saadaan uusiutuvista lähteistä; esimerkiksi aurinko, tuuli ja vesi. V lkv Lämpimän käyttöveden vedenkulutus vuodessa. Yksikkö m 3 /a.

12 1 1. JOHDANTO Primäärienergian kokonaiskulutus Suomessa on noin 400 TWh vuodessa. Primäärienergialla tarkoitetaan jalostamatonta luonnosta saatua energiaa, esimerkiksi uraania, hiiltä, turvetta, maakaasua, öljyä, vesivoimaa, tuulta, maalämpöä ja aurinkoenergiaa. Uusiutuvien energiamuotojen osuus siitä on noin 25 %. Sähkö, kaukolämpö, bensiini ja polttoöljy ovat puolestaan primäärienergiasta jalostettua sekundäärienergiaa. [1, s. 12] Viimeisen 20 vuoden aikana rakennusten primäärienergiankulutus on kasvanut noin 10 %. Syitä ovat muun muassa rakennuskannan kasvu, sähkölaitteiden, ilmanvaihdon ja jäähdytyksen lisääntyminen, järjestelmien ylisuuret mitoitukset sekä varustelu- ja laatutason kohoaminen niin uudisrakennuksissa kuin peruskorjatuissa rakennuksissa. [1, s.12] Energiankulutuksen kasvaminen näkyy myös lisääntyneissä hiilidioksidipäästöissä. Suomen energia- ja ilmastopoliittinen kehitys perustuu kansainvälisiin ja EUsopimuksiin ja strategisiin tavoitteisiin [1, s.13]. Ne edellyttävät maassamme huomattavia päästövähennyksiä ilmastonmuutoksen pysäyttämiseksi. Näin ympäristö- ja energiatehokkuustavoitteiden takia pyritään pienentämään rakennusten energiankulutusta. Suomen rakennuskanta kuitenkin uudistuu niin hitaasti, että myös vanhoihin rakennuksiin on kohdistettava energiansäästötoimenpiteitä. [2, s.7] Tämä vaatii energiatehokkuuden hyvää hallintaa suunnitteluprosessissa heti alusta alkaen. Pelkästään investointikustannusten perusteella tehdyt päätökset voivat kostautua myöhemmin elinkaarikustannuksissa ja kalliimpi vaihtoehto voi tulla edullisemmaksi pitkällä aikavälillä. Siitä syystä elinkaarikustannukset pitäisi ottaa huomioon korjaushankkeissa. Nykyisin on tehty paljon tutkimuksia asuinrakennusten, toimistojen ja koulujen energiatehokkuudesta ja sen parantamisesta. Kuitenkin myös sairaalat kuluttavat paljon energiaa ja tutkimusten [3] mukaan niissä voi olla jopa 60 % säästömahdollisuus. Siitä syystä sairaaloiden energiatehokkuuden parantamiseen keskittyvä kansainvälinen EU-projekti HosPilot käynnistettiin vuonna HosPilot-hankkeessa pyrittiin löytämään parhaat energiansäästökeinot sairaaloille ja tämä diplomityö on tehty sen yhteyteen. Sairaaloiden korjaushankkeet tehdään yleensä pieninä erillisinä peruskorjauksina ja näin energiatehokkuuden parantaminen on haasteellista, kun koko taloteknistä järjestelmää ei voida uusia samalla kertaa. Siitä syystä parannukset yleensä keskittyvät korjattavalle osastolle. Tässä diplomityössä pohditaan LVISA-ratkaisuja HosPilot-hankkeen pilottikohteiden avulla ja pyritään löytämään kannattavimpia toimenpiteitä sairaaloiden osastojen energiankulutuksen pienentämiseen energiasimulointeja apuna käyttäen.

13 Tavoitteet Tutkimuksen tavoitteena on tarkastella korjaushankkeiden suunnitteluprosessia, siihen vaikuttavia tekijöitä ja eri osapuolten näkökulmia. Samalla tutustutaan nykyisiin suunnittelukäytäntöihin ja siihen, mitkä asiat ohjaavat hankkeita energiatehokkaaseen lopputulokseen. Tulevaisuudessa varsinkin julkisen sektorin energiatehokkuusvaatimukset tulevat kasvamaan muun muassa energiatehokkuussopimuksen sekä kansainvälisten ja EU-säädösten takia. Näin energiatehokkuuden painoarvo lisääntyy kokoajan suunnitteluprosesseissa. Tutkimuksessa otetaan huomioon vuoden 2012 heinäkuussa voimaan tulevat uudet rakentamismääräykset ja näiden määräysten pohjalta tarkastellaan sairaaloiden eri osa-alueita. Lisäksi tutkimuksessa pohditaan HosPilot-hankkeen Seinäjoen keskussairaalan pilottikohteesta saatuja mittaustuloksia ja rakennusautomaation vaikutusta energiatehokkuuteen. Niiden pohjalta tarkastellaan eri energiansäästöratkaisuja ja pyritään löytämään sellaiset osa-alueet, joiden säästötoimenpiteillä on merkitystä ja joiden energiakulutuksen pienentämiseen tulisi keskittyä. Haasteita sairaaloissa asettavat olosuhteet, jotka eivät saa heikentyä pienenkään energiasäästön takia. Näin ollen työssä selvitetään myös, mitä asioita tulisi huomioida suunnittelussa ja mitkä saatavilla olevat tiedot auttavat ja vaikuttavat pyrkimyksissä energiatehokkaaseen lopputulokseen. Eri säästötoimenpiteiden kannattavuutta pohditaan laskelmien ja energiasimulointien avulla Työn rajaukset Tässä tutkimuksessa keskitytään pääasiassa peruskorjaushankkeisiin ja niiden asettamiin rajoituksiin. Sairaaloiden korjaushankkeille on tyypillistä, että koko sairaalarakennusta ei korjata kerralla, jolloin rakennuksen muut osat ovat käytössä koko hankkeen ajan. Näin ollen energiansäästökeinot ovat hyvin rajoitettuja ja energiatehokkuutta voidaan parantaa pääasiassa saneerattavien osastojen ja tilojen LVISA-ratkaisuilla. Ratkaisuissa keskitytään pääasiassa potilashuoneisiin ja lisäksi taloteknisien järjestelmien tasolla tarkastellaan joitakin kannattavimpia toimenpiteitä, joiden voidaan laskea vaikuttavan paljon myös yksittäisen tilan energiankulutukseen. Kannattavia toimenpiteitä ovat esimerkiksi hyvä ja kattava ilmanvaihdon lämmöntalteenotto ja vapaajäähdytyksen käyttö jäähdytysjärjestelmissä. LVISA-ratkaisujen kannattavuutta tarkastellaan laskennallisesti ja energiasimuloinneilla saatavilla energiansäästöillä. Taloudellisiin näkökohtiin tutkimuksessa keskitytään vähemmän ja siitä syystä tutkimuksessa ei pohdita esimerkiksi, mitä järjestelmiä pitäisi valita, jos halutaan päästä mahdollisimman pienin kustannuksin.

14 3 Energiasimuloinneissa tarkastellaan Seinäjoen keskussairaalan H-rakennusta. Näin muun muassa sääolot, rakenteet, huonekorkeudet ja muut asiat, jotka vaikuttavat energiasimulointien tulokseen, ovat sidoksissa tähän rakennukseen. Tutkimuksen ratkaisut eivät yleisesti välttämättä päde muissa sairaaloissa, vaan jokaista rakennusta ja niiden energiansäästömahdollisuuksia tulisi tarkastella yksilöllisesti. Simulointiohjelmien laskentaperiaatteisiin tai niiden muuhun ohjelmointiin tutkimuksessa ei puututa Toteutettu kysely Sairaaloista ja niiden energiatehokkaasta korjausrakentamisesta on käytettävissä vähän aineistoa, joten suunnittelukäytäntöihin tutustuttiin tutkimuksessa toteutettujen kyselyiden avulla. Kysely kohdistettiin sairaanhoitopiirien rakennushankkeiden tilaajille ja rakennuttajille ja toinen kysely LVISA-suunnittelijoille ja energiakonsulteille, jotka ovat olleet mukana sairaaloiden korjaushankkeissa. Tilaajien ja rakennuttajien kyselyyn [4] vastasi 22 henkilöä 19 eri sairaanhoitopiiristä. Heidän kesken vastaajien roolit jakaantuivat kuvan 1.1 mukaisesti. 23 % 41 % 36 % Tilaaja Rakennuttaja Muut Kuva 1.1. Sairaanhoitopiirien tilaajien ja rakennuttajien kyselyyn osallistuminen [4]. Kyselyn muut-ryhmään kuului muun muassa huollon ja ylläpidon henkilöstöä. Sairaanhoitopiireiltä kysyttiin heidän nykyistä kantaansa energiatehokkuuskäytännöissä ja peruskorjauksille asetetuista tavoitteista. Lisäksi kyselyssä syvennyttiin tarkemmin laajojen peruskorjausten ja osastosaneerauksien suunnitteluprosessiin ja hankesuunnitteluun. Aihepiirit keskittyivät peruskorjausten sisältöön ja lähtötietoihin, nykyisiin LVISAratkaisuihin sekä tilaajan asettamiin vaatimuksiin. [4]

15 4 Suunnittelijoiden ja energiakonsulttien kyselyyn [5] puolestaan vastasi 16 henkilöä insinööritoimistoista eri puolilta Suomea. Heidän kesken toiminta-alueet ja roolit jakaantuivat kuvan 1.2 mukaisesti. 6 % 13 % 31 % 50 % LVI-suunnittelija Sähkösuunnittelija Automaatiosuunnittelija Energiakonsultti Kuva 1.2. Suunnittelijoiden ja konsulttien kyselyyn osallistuminen [5]. Suunnittelijoiden ja energiakonsulttien kysely keskittyi nykyisiin suunnittelun näkökohtiin ja energiatarkasteluihin. Kyselyssä kartoitettiin käsityksiä energiatehokkuuden parantamisesta peruskorjauksissa, energiasimulointikäytännöistä, käytetystä LVISAtekniikasta sekä suunnitteluprosessista ja siihen liittyvistä aikatauluista. [5]

16 5 2. OSAPUOLTEN ESITTELY 2.1. HosPilot-projekti Kansainvälisten ympäristö- ja energiatehokkuustavoitteiden ja -sopimusten takia pyritään yhä enemmän pienentämään rakennusten energiankulutusta. Sairaaloita ei ole tutkittu vielä paljoakaan, minkä takia niiden energiatehokkuuteen keskittyvä kansainvälinen HosPilot-hanke (Intelligent Energy Efficiency Control in Hospitals) käynnistyi vuonna HosPilot oli kansainvälinen, osittain EU-rahoitteinen tutkimus- ja kehityshanke, jossa oli mukana osapuolia viidestä Euroopan maasta: Hollannista, Ranskasta, Espanjasta, Suomesta ja Serbiasta. Hankkeen päävetäjänä toimi Philips Lighting -yritys Hollannista. HosPilot oli saanut rahoitusta Euroopan komission ICT Policy Support Programme -ohjelmasta. Lisäksi hankkeeseen osallistuvat tahot olivat osaltaan rahoittaneet hanketta. [6] HosPilot-hankkeen tavoitteena oli löytää taloteknisten järjestelmien parhaat nykyaikaiset keinot sairaaloiden energiatehokkuuden parantamiseen. LVISA-järjestelmät kattavat kuitenkin suurimman osan sairaalan energiankulutuksesta. Lisäämällä niihin älykkyyttä (engl. information and communication technology, ICT) muun muassa rakennusautomaation avulla voidaan energiankulutusta pienentää huomattavasti (kuva 2.1). HosPilothankkeessa pyrittiin tunnistamaan monimutkaisten sairaalaympäristöjen tarpeet ja osoittamaan, että energiatehokkuuden suunnittelu ei pelkästään vähennä energiankulutusta, vaan parantaa myös laitteiden käytettävyyttä, käyttäjäystävällisyyttä ja viihtyvyyttä. [6]

17 6 Kuva 2.1. HosPilot-hankkeen tavoitteena on löytää parhaat LVISA-ratkaisut rakennusautomaatio huomioon ottaen ja pienentää siten energiankulutusta normaaliin saneeraukseen verrattuna [7]. Hankkeessa oli mukana tutkimuslaitoksia eri maista ja pilottiasennuksia on tehty neljään sairaalaan Euroopassa. Suomen organisaatiota vetää VTT ja sen lisäksi hankkeessa olivat mukana Etelä-Pohjanmaan sairaanhoitopiiri ja Insinööritoimisto Olof Granlund Oy. Yhdessä muiden osallistujien kanssa pyrittiin määrittelemään sairaaloiden tarpeet ja kehittämään yhteinen metodologia sairaaloiden energiatehokkuuden parantamiseksi. Pilotoinnin avulla HosPilot-hankkeessa pyrittiin tunnistamaan ja testaamaan edistyneimmät ratkaisut Euroopan sairaaloille tulevaisuudessa ja helpottamaan tilaajien päätöksiä energiatehokkaista ratkaisuista niin uusissa kuin peruskorjattavissa sairaaloissa. [6] 2.2. Granlund-konserni Granlund-konserni on Suomen johtava talotekniikan suunnittelu- ja konsulttiyritys ja se on perustettu vuonna Konsernin muodostavat Helsingin emoyhtiö Insinööritoimisto Olof Granlund Oy sekä sen tytäryhtiöt Lahdessa, Kuopiossa, Joensuussa, Tampereella, Vaasassa, Seinäjoella, Riihimäellä ja Pietarissa. Konserni työllistää yhteensä noin 400 talotekniikka-, kiinteistöpito- ja energia-alan ammattilaista. [8]

18 7 Yrityksen toimiala kattaa rakennuksen koko elinkaaren keskittyen talotekniseen suunnitteluun ja kiinteistönpidon konsultointiin. Apuna käytetään tietomalleja hyödyntäviä suunnittelun ja ylläpidon ohjelmistoja, jotka ovat tukena niin perussuunnittelussa kuin haastavissakin kohteissa. Granlundin kehittämiä tunnetuimpia tuotteita ovat muun muassa laajalti käytetty ylläpidon hallintaan ja johtamiseen tarkoitettu RYHTI-järjestelmä sekä energia- ja olosuhdesimulointiohjelma RIUSKA. RIUSKAa käytetään energiasimulointiin tässä tutkimuksessa. Ohjelmistoilla saadaan tuotettua luotettavaa ja oikeaaikaista tietoa asiakkaiden päätöksenteon avuksi niin suunnittelussa, rakentamisessa kuin ylläpidossa. Näin saadaan hallittua rakennuksesta ja rakentamisesta aiheutuvat ympäristöriskit ja suunniteltua rakennus kestämään koko elinikänsä. [6] Suomen lisäksi Granlundilla on vahva jalansija Venäjällä, jossa sijaitsee myös tytäryhtiö. Projekteja tehdään myös moneen Euroopan maahan ja vienti USA:an on myös kasvussa. Liikevaihto vuonna 2010 oli 28,8 miljoonaa euroa, josta viennin osuus oli 6 %. HosPilot-hankkeeseen Granlund toi LVISA-osaamistaan, jota muun muassa sovellettiin Seinäjoen keskussairaalan pilottialueeseen. [6] 2.3. Etelä-Pohjanmaan sairaanhoitopiiri Etelä-Pohjanmaan sairaanhoitopiiri on aloittanut toimintansa ja nykyisin alueeseen kuuluu yli 26 kuntaa. Sairaanhoitopiirillä on kaksi keskussairaalaa, joista toinen on Ähtärissä ja toinen Seinäjoella. Lisäksi maakunnassa on useita psykiatrisia avohoitoyksiköitä. Ne tarjoavat työpaikan henkilölle ja potilaille sairaaloista löytyy yhteensä 618 vuodepaikkaa. Sairaanhoitopiiri huolehtii noin ihmisen terveydestä yhteistyössä perusterveydenhuollon ja sosiaalitoimen kanssa ja tuottaa erikoissairaanhoidon palvelut alueen väestölle. Vain syövän sädehoito ja elinsiirrot ovat ostettuja palveluita. Tulevaisuudessa palvelut tulevat vain laajenemaan parhaillaan Seinäjoen keskussairaalalle rakenteilla olevan uuden lisäsiiven, Y-talo, myötä. Lisäsiipeen on tulossa uusi hätäkeskus, akuuttija kuntoutusalue, laboratoriot, radiologia, dialyysi, ulkopuolisien potilaiden klinikka, fysioterapia sekä työterapia. [9] Seinäjoen keskussairaala oli yksi neljästä pilottikohteesta HosPilot-hankkeessa ja tämä tutkimus keskittyy pääasiassa sieltä saataviin tuloksiin. Säästöratkaisuja testattiin H- rakennuksen 1. maanpäällisessä kerroksessa (0-kerros), joka on jaettu kahteen alueeseen. Niiden olosuhteita ja energiankulutusta seurattiin vuoden kestävällä mittausjaksolla, joka alkoi loppuvuodesta 2010.

19 8 3. KORJAUSRAKENTAMINEN SUOMESSA 3.1. Yleistä korjausrakentamisesta Eurooppalaisittain Suomen rakennuskanta on uutta. Arviolta yli 80 % rakennuksista on valmistunut vuoden 1960 jälkeen (kuva 3.1). Rakennuskanta kasvaa vuosittain ja rakennuskannan koko Suomessa oli vuonna 2010 arviolta 2000 miljoonaa kuutiota eli noin 500 miljoonaa neliötä. Tilavuuteen, ikärakenteeseen ja energiankäyttöön vaikuttavat uudistuotanto, vanhojen rakennusten käytöstä poistuminen ja peruskorjaustoiminta. Rakennusten ikäjakauman takia yhä suurempi osa rakennustoimenpiteistä kohdistuu jo olemassa olevaan rakennuskantaan. [1, s.15] Muut rakennukset Varastorakennukset Teollisuusrakennukset Opetusrakennukset Kokoontumisrakennukset Hoitoalan rakennukset Liikenteen rakennukset Toimistorakennukset Liikerakennukset Asuinkerrostalot Rivi- ja ketjutalot Erilliset pientalot Kuva 3.1. Suomen rakennuskannan kerrosala (m 2 ) rakennustyypin ja rakennusvuoden mukaan [10]. Korjaushankkeen käynnistämisvaiheen päätöksiin kuuluu, halutaanko vain peruskorjata vai samalla myös perusparantaa. Molemmilla tarkoitetaan olemassa olevan rakennuksen saneerausta, mutta tarkoituksiltaan ne poikkeavat toisistaan merkittävästi. Peruskorjaus on laaja kokonaisuus, jossa rakennuksen vaurioituneet, kuluneet ja toimimattomat rakennusosat korjataan alkuperäiselle tasolle. Syitä peruskorjaukselle voivat olla muun muassa rakennuksen tai sen osan heikko tekninen kunto, käyttötarkoituksen muutos, tarpeiden tai prosessien muuttuminen, viihtyvyyden parantaminen, työn tehostaminen

20 9 tai muuttuneet viranomaismääräykset, jolloin rakennuksen käyttäjät eivät selviydy rakennukselle asetetuista toiminnallisista vaatimuksista. [11, s.17] Varsinkin sairaaloissa ilmenevät terveellisyys- ja turvallisuusriskit voivat vaatia peruskorjaustoimenpiteitä ja esimerkiksi julkisivujen korjaustarve ja energiansäästötavoitteet voivat myös vaikuttaa korjaushankkeen aloittamiseen. Rakennusta perusparannetaan, kun laatutasoa nostetaan alkuperäisestä paremmaksi. Perusparannushankkeiden yhteydessä rakennuksiin yleensä liitetään tai rakennetaan jotakin uutta ja niiden myötä rakennus pidetään ajanmukaisena. [12, s.43] Esimerkiksi hissin rakentaminen tai painovoimaisen ilmanvaihdon muuttaminen koneelliseksi ovat tyypillisiä perusparannushankkeita. Sairaanhoitopiireissä tehtävät korjaushankkeet koskevat yleensä vain osaa rakennuksesta, jolloin sen muu osa halutaan pitää toiminnassa. Näin muun muassa taloteknisiä järjestelmiä on vaikea uusia kokonaisuudessaan ja perusparannusten toteuttaminen on haasteellista. Siitä syystä sairaaloissa tehtävät korjaushankkeet ovatkin pääasiassa peruskorjauksia. [4] Hankkeiden koot vaihtelevat huomattavasti, mistä johtuen toteutettavien energiansäästöratkaisuiden laajuus ja painotus joudutaan määrittämään hankekohtaisesti tarveselvitysvaiheessa. [13, s.8] Korjaushankkeet voivat olla joko pieniä yksittäisiä ja pintapuolisia hankkeita tai isompia tiloihin, tilaryhmiin tai koko rakennukseen kohdistuvia korjauksia. Pienissä kevyissä korjauksissa käsitellään pääasiassa vain pintoja ja uusitaan muun muassa taloteknisistä järjestelmistä näkyvillä olevia vesikalusteita, kytkimiä, pistorasioita tai valaisimia. Muihin rakenteisiin tai rakennuksen osiin ei puututa. Tilojen, tilaryhmien tai koko rakennuksen kattavissa peruskorjauksissa korjataan talotekniset järjestelmät kokonaisvaltaisesti, uusia järjestelmiä saatetaan asentaa ja rakenteita parantaa. Varsinkin tämän tyyppiset korjaushankkeet saattavat helposti laajentua, koska varsinaisen korjattavan alueen ulkopuolelle joudutaan tekemään yleensä muutoksia. Nykyisin koko rakennukseen kohdistuvat korjaushankkeet ovat melko harvinaisia, koska ne ovat kustannuksiltaan kalliita ja hankalia vaihtoehtoja. Pahimmassa tapauksessa rakennus pitäisi tyhjentää, mahdollisesti osittain purkaa ja rakentaa uudelleen. Kustannuksia lisäävät samalla kertaa tehtävät taloteknisten järjestelmien uusimiset. [12, s.8] Yleensä täydellisiä, kalliita ja vaikeita korjaushankkeita yritetään välttää ylläpitämällä ja kunnostamalla kiinteistöä jatkuvasti. Hyvällä kunnossapidolla voidaan rakennuksen laatutaso säilyttää melko hyvin samanlaisena kuin se oli rakennusajankohtanaan, mutta ajan myötä tapahtuvaan yleiseen rakentamisen laatutason nousuun sillä ei pääse. [14, s. II/1] Toisaalta korjaushanke voidaan toteuttaa myös LVISA-saneerauksena, jolloin korjataan tai kunnostetaan pelkkää talotekniikkaa. Syitä siihen voivat olla LVISA-laitteiden heikko tekninen kunto, huollon ja varaosien saannin vaikeus, energiatalouden parantaminen, muuttuneet olosuhdevaatimukset, energiahuollon tai valvontajärjestelmien muutokset

21 10 tai sähköisten järjestelmien lisääntyminen ja kasvu. [11, s.20] LVISA-saneeraus tarkoittaa järjestelmien osalta hyvin eri laajuisia toimenpiteitä. Tarpeen mukaan siinä voidaan keskittyä vain yhteen järjestelmään, esimerkiksi lämmitysjärjestelmään tai ilmanvaihtojärjestelmään. [12, s.8] Yksinkertaisimmillaan LVISA-saneeraus on ainoastaan taloteknisten laitteiden kunnossapitoa ja parannuksia. Toisaalta sillä voidaan tarkoittaa myös järjestelmien uusimista tilojen käyttötarkoituksen muuttuessa tai parannettaessa LVItekniikan laatutasoa. Laajimmillaan se voi tarkoittaa koko rakennuksen käyttötarkoituksen muutosta siten, että sen yhteydessä uusitaan lähes kaikki LVI-laitteet. [11, s.59] Sairaaloissa pelkät LVISA-saneeraukset ovat kuitenkin harvinaisia, koska ne ja korjaushankkeiden yhteydessä halutut tilamuutokset tarvitsevat lähes poikkeuksetta avustavia rakennus- ja aputöitä. Tästä syystä sairaaloiden kaikki korjaukset ja muutokset tehdään nykyisin yleensä isomman peruskorjaushankkeen yhteydessä. [4] 3.2. Rakennusten energiankulutus Suomessa Rakennusten energiankulutuksella tarkoitetaan lämmitysenergian ja sähkölaitteisiin ja valaistukseen tarvittavan sähköenergian kokonaiskulutusta tietyllä aikavälillä kilowattitunteina (kwh) mitattuna. Rakennuksen energiatase koostuu tuodusta ja tuotetusta sekä poistuvasta ja kulutetusta energiasta. Rakennukseen tuotavia energian lähteitä ovat [1; 15] lämpimän käyttöveden ja lämmityksen vaatima lämmitysenergia, joka tuotetaan lämmitysjärjestelmän avulla kiinteistösähkö (ilmanvaihto, pumput, hissit ja sulatuslämmitykset) käyttäjäsähkö (laitteet ja valaistus) ihmisten luovuttama lämpö ja ikkunoista sisälle tuleva auringon säteily. Rakennuksesta poistuu taas energiaa muun muassa [1; 15] vaipan eli yläpohjan, ulkoseinien ja alapohjan kautta johtumalla ikkunoiden ja ovien kautta johtumalla ilmanvaihdon mukana ja jäteveden mukana. Riittävän pitkällä tarkasteluvälillä tuotettu ja kulutettu energia ovat yhtä suuret. Niiden suuruus kuitenkin riippuu hyvin paljon rakennustyypistä. Esimerkiksi sairaalalla on aivan erilainen energiankulutus kuin pientalolla. Lisäksi käyttäjien tottumukset vaikuttavat myös paljon lämmitysenergian sekä lämpimän käyttöveden kulutukseen. Tyypillisenä rakennusten energiankulutuksen tunnuslukuna käytetään ominaiskulutusta, joka kuvaa rakennuksen energiankulutusta vuodessa yhtä bruttoalaa, nettoalaa tai ra-

22 11 kennuskuutiometriä kohden. Ominaiskulutuksella voidaan vertailla helposti erikokoisien ja -muotoisien rakennuksien energiankulutuksia keskenään. Käsiteltäessä energian ominaiskulutusta on tiedostettava [16]: Sisältääkö ominaiskulutus vain lämmitysenergian vai myös sähköenergian. Mitä sähköenergiaa on mukana (kiinteistösähkö vai sen lisäksi myös käyttäjäsähkö). Onko laskennassa huomioitu rakentamismääräyksissä annetut energiamuotokertoimet vai ei. Onko jakajana bruttoala, nettoala vai rakennuskuutiometri ja tarkoitetaanko sillä lämmitettyä alaa vai kokonaisalaa. Esimerkiksi energiatodistuksissa käytettävä ET-luku [kwh/brm 2 ] on eri asia kuin vuoden 2012 rakentamismääräyksissä käytettävä E-luku [kwh/netto-m 2 ]. Ominaiskulutus ei huomioi käyttöaikaa, joka voi olla hyvin erilainen samantyyppisissäkin rakennuksissa. Rakennuksen lämmitysenergiankulutus on karkeasti arvioiden verrannollinen sisä- ja ulkolämpötilojen erotukseen ja näin eri vuosille ja kuukausille sekä toisella paikkakunnalla oleville rakennuksille voidaan tehdä normitus eli sääkorjaus lämmitystarveluvulla. Normitetun kulutuksen avulla saadaan lämmitysenergiankulutus vertailukelpoiseksi ja normeeraaminen voidaan tehdä joko haluttuun vertailupaikkakuntaan tai valtakunnalliseen vertailupaikkakuntaan Jyväskylään. Lämmitystarveluku saadaan laskemalla yhteen kunkin kuukauden päivittäisten sisä- ja ulkolämpötilojen erotus. Yleisimmin oletetaan sisälämpötilaksi +17 C ja ulkolämpötila saadaan vuorokauden keskiarvolla. Päiviä, joiden keskilämpötila on keväällä yli +10 C ja syksyllä yli +12 C, ei oteta huomioon, koska oletusten mukaan kiinteistöä ei tällöin lämmitetä. [1, s.21] Vuoden 2010 ennakkotietoihin perustuen energian kokonaiskulutus Suomessa oli 401 TWh ja loppukäyttö 310 TWh. Loppukäytöllä tarkoitetaan energiaa, joka jää energian siirto- ja muuntohäviöiden jälkeen kuluttajien käyttöön. [17] Suomessa rakennusten energiankulutus on lisääntynyt rakennuskannan kasvun, varustetason parantumisen, sisäolosuhdevaatimusten ja laitteiden määrän lisääntymisen takia. Toisaalta energiansäästötoimilla ja tekniikan kehittymisellä on saatu vähennettyä kulutusta ja sen ansiosta rakennuskannan lämmitysenergian ominaiskulutus on laskenut noin 30 % 1970-luvun tasosta. [1, s.15] Nykyisin rakennusten lämmitys kattaa Suomen energian loppukäytöstä 24,6 % (kuva 3.2).

23 12 25 % 13 % 45 % Teollisuus Liikenne Rakennusten lämmitys 17 % Muut Kuva 3.2. Energian loppukäyttö sektoreittain vuoden 2010 ennakkotietoihin perustuen [17]. Energian käytössä ja kasvihuonekaasupäästöjen muodostumisessa rakennetulla ympäristöllä on keskeinen rooli. Kokonaisuudessaan nykyinen rakennuskanta kuluttaa lämpö- ja sähköenergiaa 38 % Suomessa energian loppukäytöstä. Se vastaa noin 120 TWh energiankulutusta ja lisäksi rakentaminen ja rakennusmateriaalien valmistus kuluttavat vuosittain 4 % koko Suomen energian loppukäytöstä. Vuosittain uudisrakennusten tuotanto on hieman yli prosentti koko rakennuskantaan verrattuna ja poistuma on talotyypistä riippuen 0,3 2 %. Nykyisestä rakennuskannasta arvioidaan olevan jäljellä vielä noin 75 % vuonna [17] Julkiselle sektorille on tehty selvityksiä ja ohjeistusta passiivienergiarakentamisesta ja matalaenergiarakentamisesta. Nykyisin Euroopassa rakennetaan jo paljon passiivitalomäärityksen mukaisia rakennuksia, mutta Suomi on kuitenkin siinä vielä paljon jäljessä. Muun muassa kylmän ilmaston takia rakenne- ja järjestelmäratkaisuilla on vaikeaa päästä asetettuihin passiivitalon energiatavoitteisiin. Passiivitalot ovat energiatehokkaita rakennuksia, joissa Suomen olosuhteissa lämmitys- ja jäähdytysenergiantarve on kwh/m 2 a rakennuksen sijainnista riippuen ja primäärienergian tarve kwh/m 2 a. Määritelmä perustuu eurooppalaisiin Intelligent Energy Europe -tutkimusohjelman Promotion of European Passive Houses (PEP) ja Passive-on -tutkimuksissa esitettyihin alustaviin energiantarpeen vaatimuksiin. [16, s.13] Passiivitalossa lämpöhäviöt ovat pieniä ja lämmityksessä hyödynnetään ilmaisenergioita, esimerkiksi aurinkoenergiaa ja laitteista ja ihmisistä vapautuvaa lämpöä. Lisäksi niissä on hyvä ja terveellinen sisäilmasto ympäri vuoden ulkoilman olosuhteista riippumatta ja rakennuksen alhaisien energiakustannusten avulla voidaan suojautua energiahinnan muutoksilta. EU:n ennusteiden mukaan passiivitalot tulevat yleistymään ja niistä tulee standardi uusille rakennuksille. Määritelmää on myös mahdollista käyttää korjausrakentamisessa. Asiasta onkin tehty paljon kansainvälisiä tutkimuksia ja tutkimukset osoittavat, että korjaushankkeissa voidaan näin päästä merkittäviin säästöihin energiankulutuksen suhteen. [18]

24 13 Rakennusten lämmitysenergiantarve on 2000-luvulla hieman pienentynyt poikkeuksellisesti lämpimien sääjaksojen takia. Lämmitys- ja jäähdytysenergian kulutukseen vaikuttavat muun muassa [15] rakennuksen sijainti, suuntaus ja ulkoilman olosuhteet rakenteiden eristystaso, massiivisuus ja U-arvo ikkunoiden rakenne, koko, suuntaus, suojaus ja U-arvo rakennuksen tiiviys rakennuksen tilaohjelma, sen tyyppi ja koko rakennuksen pohjaratkaisu käyttötottumukset (huonelämpötila, tuuletus, ilmanvaihto ja lämmin vesi) käyttäjien lukumäärä tilojen käyttöajan ja niiden tekninen varustelutaso ja kuormat ja talotekniset järjestelmät (esim. ilmanvaihdon lämmöntalteenoton tehokkuus, lämmitysjärjestelmä). Julkisissa rakennuksissa eniten sähköä kuluttavat yleensä valaistus ja ilmastointi. Osa sähkönkulutuksesta saadaan kuitenkin hyödyksi lämpönä, joka vähentää tilojen lämmitystarvetta. Rakennuksen sähköenergian kulutukseen vaikuttavat [1, s.45] käyttötavat laitekuormat valaisintyypit ja lamppuratkaisut valaistustasot valaistuksen ohjaus laitevalinnat (käyttäjän laitteet, pumput, puhaltimet, hissit, keittiölaitteet) ja konehuoneet ja niiden varustelutaso. Rakennusten energiankulutusta voidaan pienentää käyttämällä energiatehokkaita lämmitysjärjestelmiä ja sähkölaitteita, parantamalla rakenteiden lämpöeristystä ja ilmanpitävyyttä sekä uusilla energiatehokkailla taloteknisillä järjestelmillä. Esimerkiksi ja 1970-lukujen rakennuksissa energiansäästöpotentiaali voi olla suuri, koska tuohon aikaan ei kiinnitetty energiankulutukseen erityistä huomiota. EU:n Passive house retrofit kit -hankkeessa päästiinkin noin % energiansäästöihin, kun parannettiin juuri tämän aikakauden kerrostalojen energiatehokkuutta passiivitaloperiaatteiden mukaisesti [18, s.25]. Vanhoissa rakennuksissa energiankulutus voi olla moninkertainen verrattuna nykymääräysten mukaisesti rakennettuihin rakennuksiin, joten energiansäästöä syntyy vähinkin toimenpitein. [2, s.9] Toisaalta ei ole olemassa mitään tiettyjä hyvin kannattavia energiansäästötoimenpiteitä, joita voitaisiin soveltaa koko rakennuskantaan ja joilla olisi suurta vaikutusta rakennuskannan energiankulutukseen. [17] Todellisuudessa vain osa korjaustarpeessa olevista rakennuksista tullaan korjaamaan. Esimerkiksi ehkä jopa puolet vanhoista toimistorakennuksista ajetaan käyttöikänsä päähän, minkä jälkeen ne joko puretaan tai muutetaan muuhun käyttötarkoitukseen. [15, s.38]

25 Sairaalat ja lisääntynyt korjausrakentaminen Suomessa väestö ikääntyy, ihmiset muuttavat työn perässä kasvukeskuksiin ja maaseutu tyhjenee. Sairaaloiden hoitohenkilöstöstä on jo pulaa ja odotettavissa on myös, että suuri osa ammattitaitoisesta hoitohenkilöstöstä jää eläkkeelle ja hoitoa tarvitsevien vanhusten määrä kasvaa. Samalla terveydenhoidolta vaaditaan yhä enemmän tutkimus- ja hoitomenetelmien kehittyessä ja kansainvälisien tartuntatautien lisääntyessä. Sairaaloiden tulisi olla samalla kertaa sekä terveellisiä ja viihtyisiä paranemispaikkoja että työpaikkoja. Korkealaatuista potilaiden tutkimus- ja hoitotyötä ei voi tehdä välttävässä kunnossa olevassa rakennuksessa. Samat ongelmat ovat edessä koko Euroopassa ja tulevaisuudessa korjaushankkeiden rahoitus tulee vaikeutumaan. Siitä syystä tiukkenevissa taloudellisissa olosuhteissa korjausten kokonaistaloudellisuuteen ja tehokkuuteen on kiinnitettävä yhä enemmän huomiota [19]. Suomessa valtion tuet on kohdistettu joihinkin hankkeisiin, mutta ei esimerkiksi rakennusten peruskorjauksiin. Sairaaloiden kehitys on jatkuvaa ja sen takia organisaatio, tilat ja järjestelmät ovat jatkuvasti muutostilassa. Esimerkkinä tästä on viime vuosisadan loppu, jolloin vuodepaikat vähenivät huomattavasti ja ne korvattiin erilaisilla palveluilla. Ongelmiin tulisi varautua hyvällä suunnittelulla ja peruskorjauksissa tulisi ottaa huomioon, miten terveydenhuolto ja sairaanhoito tulevat toteutumaan tulevaisuudessa. [20] Suomessa sosiaali- ja terveydenhuollon rakennuskannassa on suuri korjaustarve. Terveydenhuoltorakennuksiksi luetaan muun muassa yleissairaalat, terveyskeskukset, mielisairaalat ja neuvolat. Sosiaalihuollon puolen rakennuksia puolestaan ovat vanhainkodit, palvelutalot, päiväkodit, lastenkodit ja oikeushallinnon vankilat. [1, s.125] Sairaanhoito vaatii kuitenkin juuri sitä varten suunniteltuja tiloja. Sairaalan tutkimus- ja hoitoprosessit asettavat tiloille puhtausvaatimuksia ja hygieniavaatimukset ovat sairaaloissa tiukemmat kuin esimerkiksi palvelutaloissa. Tilojen erilaisuus aiheuttaa muun muassa ilmanvaihtojärjestelmille omat erikoisvaatimukset. Hygieniakäytännöt ja tilojen olosuhteet vaihtelevat sairaaloittain hyvin paljon. [20, s.71] Suomessa on tällä hetkellä 20 sairaanhoitopiiriä ja ne poikkeavat toisistaan merkittävästi sekä väestöpohjaltaan, että resursseiltaan [20, s. 17]. Näin myös korjaushankkeiden määrä vaihtelee huomattavasti. Joissakin sairaanhoitopiireissä voi olla useita korjaushankkeita vuodessa ja jokin jatkuvasti käynnissä. Toisissa taas toimitaan rajallisten resurssien ja välttämättömien tarpeiden mukaisesti. [4] Merkittävä osa Suomen sairaaloista on rakennettu ja 1980-luvuilla. Pääasiassa sairaalarakennusten ikä vaihtelee vuoden välillä (kuva 3.3), mutta sairaanhoitopiiristä riippuen rakennuskannassa voi myös olla aivan uusia rakennuksia tai vanhimmat saattavat olla peräsin jopa 1800-luvulta. Näin rakennuskannassa on paljon ajallista kerrostumaa ja esimerkiksi saman rakennuksen kerrokset on voitu rakentaa eri vuosikym-

26 15 menillä. Vaihtelua rakennusten ja rakenteiden elinkaareen tuovat myös vuosien varrella toteutetut korjaushankkeet. [4] Rakennuksen Kerrosala (m2) Kuva 3.3. Hoitoalan rakennusten kerrosalat (m 2 ) rakennusvuoden mukaan [10]. Normaalisti rakennusten eliniän arvioidaan olevan vuotta, jonka aikana rakennuksen käyttäjät voivat vaihtua useaankin kertaan ja samoin käyttötarkoitus. Myös järjestelmien tekninen kehitys etenee kiihtyvällä tahdilla aiheuttaen vanhojen laitteistojen käymistä toiminnoiltaan puutteellisiksi. [21, s.5] Näin ollen monet sairaaloiden rakennuksista alkavat olla teknisen elinkaarensa päässä. Elinkaaren loppupuolella vaurioiden riski kasvaa ja rakenteisiin mahdollisesti kulkeutunut kosteus saattaa huonontaa sisäilmanlaatua. [20, s.75] Perusratkaisuiltaan hoitolaitokset ovat yleensä keskitettyjä ja monikerroksisia blokkityyppejä, joissa osastot on jaoteltu toiminnan mukaisesti ja niissä on yksi tai kaksi keskikäytävää. Toisaalta ne voivat olla myös hajautettuja ja matalahkoja paviljonkityyppejä, jotka jakavat kokonaisuuden pienempiin osiin. Kummallakin perustyypillä on muunnoksia. [1] Eri aikakausien rakennukset edustavat niiden rakennusaikana tyypillisesti käytettyä arkkitehtuuria, tekniikkaa ja rakennustyyppejä. Alkuperäisten sairaaloiden rakenne on yleensä jäykkä ja muunnettavuus huono. Ajan kuluessa toimintamallit ovat muuttuneet ja työpisteet on suunniteltu vanhoihin käytäntöihin, joten usein ne voivat olla ahtaita ja epäkäytännöllisiä. [1, s.126] Sairaalan laajenemista ohjaavat tutkimus- ja hoitotoimintojen lisääntyminen, taloudelliset resurssit ja maapohjan käyttömahdollisuudet. Muuttuneet toiminnot ja tilavaatimukset saattavat edellyttää vanhojen rakennusten laajentamista tai kokonaan uusien rakentamista. Tällaisista laajennuksista tai lisärakennuksista voi hyvinkin tulla alkuperäistä rakennusta suurempia. Keskussairaaloille onkin tyypillistä, että alkuperäisten päärakennusten ympärille on kasvanut uudempien rakennusten verkosto. [19, s.9]

27 Sairaaloiden energiankäyttö Lämmitys, jäähdytys, ilmastointi ja valaistus muodostavat jopa 80 % sairaaloiden energiankulutuksesta. Energiankulutus vaihtelee huomattavasti kohteesta riippuen. Sähkönkulutuksesta aiheutuneet kustannukset voivat olla jopa suuremmat kuin lämmityskustannukset. Syitä voivat olla erilaiset sairaalatoiminnat, käyttöajat ja -asteet sekä rakennusten ja niiden teknisten järjestelmien ero ja laajuus. Sairaaloiden energiankulutus koostuu [1; 15]: Lämmitysenergian kulutuksesta o Tilalämmitys o Ilmanvaihdon lämmitys o Käyttöveden lämmitys Jäähdytysenergian kulutuksesta o Ilmanvaihdon jäähdytys o Tilajäähdytys o Laitteiden tai prosessien jäähdytys Sähköenergian kulutuksesta o Valaistussähkö o Laitesähkö o LVI-järjestelmien, paineilman tuotannon ja jäähdytyksen viemä sähkö o Sähkölämmitykset (sulatuslämmitykset, mukavuuslämmitykset) Energiankäytön jakaumia on tarkasteltu yleensä energiankatselmuksissa. Niiden perusteella energiakustannuksien jakautuminen riippuu hyvin paljon ilmanvaihdon lämmöntalteenoton kattavuudesta. Kuten kuvasta 3.4 voi todeta, ilmanvaihdon lämmöntalteenotolla voi olla merkittäviä vaikutuksia energiakustannuksiin. [1; 15] 10 % 8 % 45 % 45 % 41 % 51 % Lämpöenergia Sähköenergia Vesi Kuva 3.4. Sairaaloiden keskimääräinen energiakustannusten jakautuma (oikealla) sekä sairaaloiden energiakustannusten keskimääräinen jakautuminen kohteessa, jossa ei ole käytetty erityisesti ilmanvaihdon lämmöntalteenottoa (vasemmalla) [13, s.6].

28 17 Muita energiaa kuluttavia LVI-teknisiä järjestelmiä ovat muun muassa höyry- ja lauhdejärjestelmät ja sairaalakaasujärjestelmä. Tyypillisen suomalaisen sairaalan lämmönkulutus vaihtelee hyvin paljon. Lämmitysenergiasta patterilämmitykseen kuluu noin %, ilmanvaihdon tuloilman lämmitykseen noin % riippuen lämmöntalteenoton kattavuudesta ja loput 6 15 % lämpimän käyttöveden lämmitykseen. Keskimäärin lämmitysenergian kulutus jakautuu kuvan 3.5 mukaan. [13, s.7] 12 % Ilmanvaihto 34 % 54 % Lämmitys Lämmin käyttövesi Kuva 3.5. Lämmitysenergian keskimääräinen jakautuminen tyypillisissä sairaaloissa [13, s.6]. LVI-järjestelmistä muun muassa pumput ja puhaltimet kuluttavat sähköenergiaa. Sähköenergiaa LVI-järjestelmät kuluttavat tyypillisesti % ja jäähdytys 10 %. Valaistuksen osuus kulutuksesta puolestaan on % ja laitekuorman 30 35%. Laitesähköä kuluttavat esimerkiksi sairaanhoitolaitteet, keittiöt, tietokoneet ja muut pistorasiaan liitetyt laitteet. [22] Yksityiskohtaisemmin sähkönkulutus jakautuu energiakatselmuksen mittauksiin perustuvan kuvan 3.6 mukaisesti [13, s.6]. Valaistus Ilmanvaihtokoneet 8 % 4 % 6 % 5 % 8 % 6 % 8 % 3 % 9 % 28 % 15 % Jäähdytys Lämmöntuottolaitteet Paineilman tuotanto ATK-laitteet Laboratoriolaitteet Pakastehuoneet Hissit Muut sairaalalaitteet Muu kulutus Kuva 3.6. Sähköenergian käytön jakautuminen energiakatselmuksen mittausten mukaan eräässä sairaalassa [13, s.7].

29 Kulutusjakaumat vaihtelevat eri sairaaloiden välillä huomattavan paljon verrattuna muihin rakennusryhmiin. Sairaalarakentamisen erityispiirteitä ovat tilojen pitkät käyttöajat, tilojen tiukat olosuhdevaatimukset ja paljon energiaa kuluttavat laitteet. Raskaasti kuormitetut laitetilat saattavat vaatia esimerkiksi jäähdytystä ympäri vuoden. Sisäilmalle ja olosuhteille puolestaan asettaa vaatimuksia jatkuva käyttö, suuret tilakohtaiset ilmamäärät ja erilaiset erikoistilat. Samalla tilojen painesuhteita tulisi hallita ja tärkeimpien teknisten järjestelmien tulee olla varmennettuja. Sairaaloissa sisäilmaston laadun tulisi olla hyvin korkea ja tästä syystä muun muassa eri lämmöntalteenottojärjestelmien käyttöä on sairaaloissa rajoitettu. [13, s.8] 18

30 19 4. SAIRAALOIDEN NYKYINEN SUUNNITTELUN OHJEISTUS JA ENERGIATEHOKKUUS 4.1. Nykyiset rakentamismääräykset Nykyisin pääasiassa Suomen rakentamismääräyskokoelma ohjaa suunnittelua. Siinä annetaan rakentamiseen liittyviä määräyksiä ja ohjeita. Määräykset ovat velvoittavia minimivaatimuksia, mutta ohjeet ovat sen sijaan suosituksia ja muitakin kuin niissä esitettyjä ratkaisuja voidaan käyttää. Ratkaisuiden on kuitenkin täytettävä rakentamiselle asetetut vaatimukset. Rakentamismääräysten mukaan rakennus on suunniteltava ja rakennettava kokonaisuutena siten, että oleskeluvyöhykkeellä saavutetaan kaikissa tavanomaisissa sääoloissa ja käyttötilanteissa terveelliset, turvalliset ja viihtyisät olosuhteet, esimerkiksi sisäilmaston, ääniolosuhteiden ja lämpöolojen suhteen. Tällöin tulee ottaa huomioon sisäiset kuormitustekijät (lämpötila, kosteus, henkilöt, prosessit ja rakennusmateriaalien päästöt), ulkoiset kuormitustekijät (sää- ja ääniolot, ulkoilman laatu ja muut ympäristötekijät) sekä sijainti ja rakennuspaikka. Järjestelmien on pysyttävä toimintakuntoisina oikein käytettynä, huollettuna ja kunnossapidettynä koko suunnittelun käyttöiän. [23]. Rakentamismääräykset koskevat kuitenkin tällä hetkellä vain uudisrakennuksia, mutta niitä voidaan soveltaa joiltakin osin myös rakennuksen muutos- ja korjaustöihin. Korjausrakentamiseen soveltaminen riippuu paljon toimenpiteiden laajuudesta, laadusta ja rakennuksen käyttötavasta. Laajoissa korjauksissa on noudatettava voimassa olevia määräyksiä muun muassa ilmavirroista mahdolliset rajoitukset huomioon ottaen. Sisäilmastolle ja ilmanvaihdolle annetaan ohjeita rakentamismääräyskokoelman D2- osassa, jonka mukaan ulkoilmavirtojen mitoittamiseen käytetään ensisijaisesti tilakohtaisia ohjearvoja. Ensisijaisesti mitoitus tulisi perustua henkilömäärään, mutta jos henkilökuormitukselle ei ole riittäviä perusteita, käytetään yleisempää pinta-alaan perustuvaa mitoitusta. Ilmavirtoja on voitava ohjata kuormituksen ja ilman laadun mukaan käyttötilannetta vastaavasti. [23, s.10] Ilmanvaihdon korjauksissa pyritään yleensä nostamaan ilmavirrat nykyisten määräysten tasolle. Vesi- ja viemärilaitteistoja uusittaessa käytetään puolestaan rakentamismääräyskokoelman D1-osassa annettuja määräyksiä. Rakennuksen energiatehokkuutta koskevat määräykset annetaan rakentamismääräyskokoelman D3-osassa [24]. Vuoden 2012 rakentamismääräyksissä rakennukset ja niiden tilat on jaoteltu käyttötarkoituksen perusteella eri luokkiin, joista sairaaloilla on oma

31 20 luokkansa. Rakennuksen energiatehokkuutta tarkastellaan kokonaisenergiankulutuksena jättäen keinot tavoitteiden saavuttamiseksi avoimiksi. Kokonaisenergian laskennallinen kulutus esitetään E-lukuna, joka saadaan laskemalla energiamuodoittain yhteen ostoenergian ja energiamuotojen kertoimien tulot. Energiamuotojen kertoimilla saadaan painotettua rakennuksen vuotuista ostoenergian laskennallista kulutusta. E-luvun lähtökohtana on D3-osassa annetut säännöt ja rakennustyypin standardikäyttö lämmitettyä nettoalaa kohden. Vaatimuksena on, että uudisrakennuksille se alittaa rakentamismääräyksissä määritetyn rakennustyyppikohtaisen raja-arvon. Sairaaloille annettu raja-arvo on 450 kwh/m 2 vuodessa. Vaatimustenmukaisuus tulee osoittaa rakentamismääräyskokoelmassa D3 annetuin lähtöarvoin, laskentasäännöin ja suunnitteluarvoin. Näin E-luku lasketaan rakennuksille määräyksissä annetulla tyyppikohtaisella standardikäytöllä ja -kuormituksella. Laskentatyökalujen tulee olla vaatimukset täyttäviä ja energiakulutus lasketaan käyttäen määritetyn säävyöhykkeen säädataa. Näin laskennassa otetaan huomioon muun muassa auringon ja sisäisten lämpökuormien vaikutus. Vuoden 2012 rakentamismääräysten mukaan lisäksi kesäajan huonelämpötilojen vaatimuksien mukaisuus tulee osoittaa lämpötilalaskennalla tilatyypeille, joissa on eniten lämpökuormaa, esimerkiksi etelä- tai länsijulkisivujen tiloille. Näiden tietojen pohjalta rakennusta suunniteltaessa on laadittava energiaselvitys. Energiaselvitys on päivitettävä ja pääsuunnittelijan varmennettava se ennen rakennuksen käyttöönottoa. [24] Osalle sairaaloiden tiloista on annettu ilmanvaihdon ohjearvoja nykyisessä rakentamismääräyskokoelman D2-osassa (taulukko 4.1). Muissa tiloissa määräyksiä joudutaan soveltamaan ja suunnittelijoiden kokemus tulee tässä esiin. Lisäksi huomautuksena on, että erikoistilojen, kuten leikkaussalien, toimenpidehuoneiden, röntgentilojen, välinehuoltotilojen ja potilaiden pesuun käytettävien tilojen ilmanvaihto suunnitellaan tapauskohtaisesti ja yleensä jäähdytystarpeen mukaan riittäviksi. Näin niiden sisäilmaolosuhteiden määritykset jäävät lopulta rakennuttajan tai suunnittelijan päätettäviksi. Annetuilla ilmavirroilla yritetään taata nykyisen tietämyksen mukainen terveellisyys ja turvallisuus. [33, s.5] Taulukko 4.1. Sairaaloille annetut ilmanvaihdon ohjearvot RakMK D2 [23, s.29]. Ulkoilmavirta Ulkoilmavirta Poistoilmavirta Tila/käyttötarkoitus (dm 3 /s)/hlö (dm 3 /s)/m 2 (dm 3 /s)/m 2 Sairaalan potilashuone 10 1,5 Sairaalan toimenpidehuone 2 Sairaalan kuntoutushuone 2 Sairaalan oleskelutila 3 Lastenhoitotilat 2 Pitkäaikaispotilaiden hoitotilat 2 Käytävä 0,5 Odotustilat 3 Potilas- ja odotustilojen WC 30 /paikka Huuhteluhuone 10

32 21 Määräysten soveltaminen vanhoihin rakennuksiin on melko vapaata, mutta keskeisistä kohdista, kuten turvallisuudesta tai terveydestä ei voi tinkiä ja olosuhteita huonontaa. Rakennuksen on kestettävä uusien olosuhteiden aiheuttamat rasitukset, eikä korjaus- tai muutostöissä saa huonontaa niitä verrattuna ennen korjausta vallinneeseen tilanteeseen [11, s.110] EU-direktiivit ja tulevat määräykset korjausrakentamiseen Rakentamiseen vaikuttavat Suomen rakentamismääräyskokoelman ohella muun muassa Kioton sopimus, EU:n energiansäästön toimenpideohjelma, uusiutuvien energianlähteiden osuus, energiatehokkuuden kokonaissuunnitelma (TEM), kestävät hankinnat -toimintaohjelma (YM) ja hallituksen energiastrategia [1, s.13]. Keskeisimmät EU-tason direktiivit rakentamiseen kuitenkin ovat [16, s.11]: Rakennusten energiatehokkuusdirektiivi EPBD 2010/31/EU. Selvitys standardien välisistä yhteyksistä ja riippuvuuksista CEN/TR Rakennusten kokonaisenergiankäyttöä käsittelevä standardi EN Lämmityksen ja jäähdytyksen energiantarpeen laskentaa käsittelevä EN ISO Energiaan liittyvien tuotteiden ekologiselle suunnittelulle asetettavien vaatimusten puitteet, EcoDesign 2009/125/EY. Myös energiapalveludirektiiviä ESD (2006/32/EY) ollaan tiukentamassa ja sen tekeillä oleva päivitys on nimeltään energiatehokkuusdirektiivi. Uuden energiatehokkuusdirektiivin luonnoksen mukaan jäsenvaltioiden on korjattava vuosittain noin kolme prosenttia julkisista rakennuksista niin, että tiukimmat kansalliset energiatehokkuusvaatimukset täyttyvät. Sen myötä varsinkin julkisten rakennusten pelkät energiatehokkuutta parantavat korjaushankkeet tulevat lisääntymään merkittävästi. Arvioiden mukaan Suomessa tämä merkitsisi julkisen sektorin kustannuksien lisääntymistä yli miljardilla eurolla vuodessa. Direktiiviluonnos on kuitenkin aiheuttanut jo nyt kansainvälistä vastustusta ja sen takia siihen on odotettavissa muutoksia. [25] Vuonna 2010 päivitetyllä rakennusten energiatehokkuusdirektiivillä pyritään edistämään rakennusten energiatehokkuutta ottamalla huomioon ulkoiset ilmasto-olosuhteet, paikalliset olosuhteet, sisäilmastolle asetetut vaatimukset ja kustannustehokkuus. [26] Aiemmin rakentamis- ja energiatehokkuusmääräykset ovat koskeneet vain uudisrakennuksia, mutta direktiivin myötä yhä enemmän ryhdytään kiinnittämään huomiota myös olemassa olevien rakennusten energiankulutukseen. Haastattelussa [27] nykyinen asunto- ja viestintäministeri Krista Kiuru onkin sanonut: Aikaisemmin on riittänyt, että vain uuteen asuntotuotantoon vaaditaan energiatehokkaampia ratkaisuja. Nyt ollaan siinä

33 22 vaiheessa, että meidän on katsottava tätä asiaa myös korjausrakentamisen näkökulmasta. Rakennusten energiatehokkuusdirektiivi [28] velvoittaa EU:n jäsenmaita antamaan laajoille korjauksille korjausrakentamista koskevat energiatehokkuuden vähimmäisvaatimukset. Laajoilla korjauksilla tarkoitetaan korjaushanketta, jossa joko korjaus koskee yli 25 %:a rakennuksen ulkovaipan pinta-alasta tai kokonaiskustannukset ovat yli 25 % rakennuksen arvosta. Pienemmille korjaushankkeille direktiivi edellyttää noudattamaan energiatehokkuusvaatimuksia, kun rakennuksen ulkovaipan osan korjaamisella on merkittävä vaikutus sen energiatehokkuuteen. Energiatehokkuusvaatimukset koskevat muun muassa taloteknisten järjestelmien korjauksia ja jälkiasennuksia huomioiden eri energiamuodot ja kustannukset. [26] Rakennusten energiatehokkuusdirektiivissä on kuitenkin vielä tulkinnan varaa ja säädökset ovat vasta valmisteilla. Jäsenmaat saavat itse määrätä, käytetäänkö molempia määrityksiä laajoille korjauksille vai ainoastaan toista. Lisäksi vähimmäisvaatimukset ovat vielä selvityksen alla ja muun muassa rakenteiden lämmönläpäisykerroin U voi olla mitä tahansa nollan ja uudisrakentamista vastaavan väliltä. Tulkintojen mukaan joissakin tilanteissa vähimmäisvaatimukset voisivat olla jopa uudisrakentamista vastaavalla tasolla esimerkiksi vuosina rakennetuissa elementtikerrostaloissa. [29] Vähimmäistasovaatimukset pyritään määrittämään kustannusoptimaalisiksi, jolloin kansallisesti annettavat vaatimukset voivat olla perustelluista syystä vaatimukset tiukempia tai lievempiä. Direktiivissä on annettu myös joustomahdollisuus ja vaatimuksia pitää noudattaa silloin kun ne ovat teknisesti, toiminnallisesti ja taloudellisesti toteutettavissa. [26] Näin hankekohtaisesti tehty kustannustarkastelu on myös tärkeä asia. Korjausrakentamista on yritetty tuoda määräysten piiriin jo aikaisemmin. Esimerkiksi vuonna 2007 rakennusten energiatehokkuutta korjausrakentamisessa käsittelevä rakentamismääräyskokoelman H1-osa oli jo lausuntokierroksella, mutta esitys kaatui vastustukseen. [30] Näin rakennusten energiatehokkuusdirektiiviä ei ole tältä osin asetettu voimaan. Sen mukaan kuitenkin korjausrakentamista koskevat lait, asetukset ja hallinnolliset määräykset pitää olla annettuna mennessä ja voimaan niiden pitää tulla viimeistään julkisten rakennusten osalta ja muiden rakennusten osalta viimeistään [26] Määräyksillä pyritään kannustamaan matalaenergia- ja nollaenergiaratkaisuihin. Korjausrakentamisen määräysten lähtökohtana on, että rakennuksen energiatehokkuutta parannetaan muun korjaushankkeen yhteydessä. [26] Varsinkin julkisen sektorin energiatehokkuusvaatimukset tulevat kasvamaan energiapalveludirektiivin päivityksen sekä rakennusten energiatehokkuusdirektiivin toimeenpanon myötä sekä uudisrakentamisessa, että korjausrakentamisessa. Jyrki Kataisen hallituksen hallitusohjelmassa on mainittu: Säädetään korjausrakentamiselle energiatehokkuusvaatimukset, joiden toteuttaminen on taloudellisesti kustannustehokasta ja parannetaan rakentamisen energiatehokkuutta säädöksin ja muulla ohjauksella sekä luomalla kannustimia. [26] Lisäksi raken-

34 23 nusten energiatehokkuusdirektiivi määrää, että kaikki julkiset uudisrakennukset ovat lähes nollaenergiataloja ja jälkeen kaikkien uudisrakennusten tulee täyttää vaatimus. [28] Kansallista määritelmää lähes nollaenergiataloille ei vielä ole, mutta niissä on erittäin hyvä energiatehokkuus ja käytetystä energiasta merkittävä osa pitää tulla uusiutuvista energialähteistä paikallisesti tai lähellä tuotettuina Vapaaehtoiset sairaaloiden suunnitteluun käytettävät ohjeistukset Aiemmin ohjeistuksia sairaaloiden korjausprosessiin, sisäilmansuunnitteluun ja energiatehokkuuteen on ollut vähän, mutta viime vuosina tilanne on parantanut. Vuosina käynnissä ollut Valtakunnallinen sairaaloiden kiinteistökannan kehittämisprojekti, VALSAI, keskittyi kehittämään sairaaloiden rakennushankkeita niin uudis- ja korjauskohteissa. Hankkeen tavoitteena oli kehittää terveydenhuollon, sairaanhoidon ja sosiaalisektorien toimitilojen kiinteistöjohtamista ja rakentamista. Tavoitteena oli myös luoda toimintatavat, joilla laajat sairaaloiden uudistus- ja korjaustoimenpiteet voidaan toteuttaa. Sairaaloiden korjaustyön tulisi olla tehokasta ja turvallista, eikä se saa haitata kohtuuttomasti sairaalan toimintaa. VALSAI-hanke rakentui seitsemästä tutkittavasta osaalueesta, joista yksi keskittyi suunnitteluohjeisiin, teknisiin ratkaisuihin ja tuotekehitysperusteisiin. Hankkeessa selvitettiin aihealueeseen liittyvät perusteet ja kansainvälinen tieto, kehitettiin toimintatapoja, analysoitiin prosesseja ja luotiin suunnitteluohjeita. [19] Hankkeen lopputuloksissa muun muassa suositeltiin sairaalakohteisiin hygieniasyistä nestekiertoista vesi-glykoli-lämmöntalteenottoa. Vaikka ohjeet eivät ole määräyksiä, tällaisia ohjeita noudatetaan yleensä suunnittelussa. Suomen rakentamismääräyksien ohella suunnittelussa noudatetaan muun muassa sisäilmaluokitusta. Niiden lisäksi sairaanhoitopiireillä ja suunnittelijoilla voi olla omia yleisiä ohjeistuksia. Ohjeet voivat kuitenkin vaihdella sairaanhoitopiirien välillä huomattavasti, koska kansallisia yleisohjeita sairaaloiden suunnittelulle ei ole. Suomessa tilojen ilmanvaihto suunnitellaan käytännössä yleensä pinta-alaan perustuen, kun esimerkiksi Saksassa perusteena on henkilökuorma ja USA:ssa ilmanvaihtokerroin. Paras mahdollinen ilmanvaihdon mitoitusmenetelmä sisältää sekä pinta-alaperusteisen että henkilökuormaan perustuvan osan. [20, s.87] Sisäilmaluokitus ja muut sairaaloiden sisäilmaohjeet Rakentamismääräysten ohella sisäilmaston suunnittelun apuna käytetään nykyisin sisäilmaluokitusta Se on tehty rakennus- ja taloteknisen suunnittelun, urakoinnin ja rakennusteollisuuden avuksi ja sillä voidaan asettaa tavoitteita, vaatimuksia ja ohjeita,

35 24 joiden avulla sisäilmasto huomioidaan rakennushankkeen jokaisessa vaiheessa. Samoin kuin Suomen rakentamismääräykset, sisäilmaluokitus on pääasiassa tarkoitettu uudisrakennuksille, mutta sitä voidaan käyttää soveltuvasti myös korjausrakentamisessa. [31, s. 3] Sisäilmaluokituksessa annetaan kuitenkin vain suosituksia. Vuoden 2008 sisäilmaluokitus antaa sisäilmaston tavoite- ja suunnitteluarvoja, jotka perustuvat nykyisiin standardeihin. Sisäilmaston tavoitetasot voidaan sen perusteella jakaa kolmeen eri luokkaan: S1, S2, S3. Perustasoksi on määritelty S2 luokka, jonka tavoitteena on hyvät lämpöolot, ilman laatu ja ääni- ja valaistusolosuhteet. Sisäilmaluokituksen kriteereinä ovat terveyteen ja viihtyvyyteen vaikuttavat tekijät, joihin voidaan vaikuttaa suunnittelulla ja rakentamisella: operatiivinen lämpötila, ilman liikenopeus, hiilidioksidipitoisuus, radonpitoisuus, mitoitusilmavirta, lämmitys- ja ilmastointilaitteiden äänitaso, ilma- ja askeläänieristys, rakennuksen ulkopuolisen äänilähteen aiheuttama melutaso ja valaistusvoimakkuus (taulukko 4.2). [1, s.40] Sisälämpötila saa kuitenkin ylittyä hetkellisesti, esimerkiksi rakentamismääräyskokoelman D3-osan mukaan sisälämpötila voi nousta sairaaloissa 150 astetunniksi yli 25 C:n. Taulukko 4.2. Sisäilmaluokkien ja RakMk D2 annettavien ohjearvojen vertailu [32]. Sisäilman tavoitearvot: S1 S2 S3 D2 Lämpöolojen tavoitearvot Huonelämpötila, talvi o C 21,5 21, Huonelämpötila, kesä o C 24,5 24,5 25 <25 Huonelämpötilan tilapäinen poikkeama o C 0,5 1 1 Lämmitys- ja jäähdytysjärjestelmien suunnitteluarvoja Jäähdytysjärjestelmän suunnitteluarvo o C Lämmitysjärjestelmän suunnitteluarvo o C 21,5 21,5 21,5 Lämpötilan tilakohtainen säädettävyys, talvi o C Lämpötilan tilakohtainen säädettävyys, kesä o C Lämpötilaero pystysuunnassa o C Lattian pintalämpötila (min max) o C Ilman nopeus, t ilma =21 o C m/s <0,14 <0,17 <0,20 <0,2 Ilman nopeus, t ilma =23 o C m/s <0,16 <0,20 <0,25 <0,2 Ilman nopeus, t ilma =25 o C m/s <0,20 <0,25 <0,35 Ilman suhteellinen kosteus, talvi % Ilman laadun tavoitearvot Radon Rn Bq/m 3 <100 <100 < Hiilidioksidi CO 2 ppm <750 <900 < LVISA-suunnittelun avuksi sisäilmaluokituksessa annetaan myös tilatyyppikohtaisia suunnitteluarvoja, joilla päästään haluttuun luokitukseen. Terveydenhoitolaitoksille annetaan mitoitusten tueksi tilojen tavanomainen kuormitusprofiili ja näin tavoitearvoilla

36 25 pyritään ohjaamaan suunnittelua kohti tarpeenmukaista mitoitusta. Lisäksi tyypillisille sairaalan tiloille annetaan tavoitearvoja muun muassa ulkoilmailmavirroista mitoitusten avuksi (taulukko 4.3). Taulukko 4.3. Sisäilmaluokituksessa annetuja ulkoilmavirtojen ohjearvoja sairaalan tiloille [31]. Tila/käyttötarkoitus S1- luokka S2-luokka S3-luokka dm 3 /s dm 3 /s dm 3 /s dm 3 /s dm 3 /s dm 3 /s / hlö / m 2 / hlö / m 2 / hlö / m 2 Sairaala (ei koske erikoistiloja) Potilashuone 15 2,0 15 2,0 10 1,5 Leikkaussali Laboratorio Vaikka rakentamismääräyskokoelman ulkoilmavirrat esimerkiksi potilashuoneissa henkilöä kohti ovat kaksinkertaistuneet verrattuna 70-luvun ohjeisiin, on taulukoista 4.1, 4.2 ja 4.3 nähtävissä, että rakentamismääräysten antamat sisäilman ohjearvot vastaavat sisäilmaluokituksen mukaisesti vain tyydyttävää S3 tasoa. Rakentamismääräyksissä annetaan vain sallitut minimi-ilmavirrat, mutta todellisuudessa ne eivät riitä hyvään sisäilman laatutasoon. Sairaaloissa olosuhteiden tulee olla mahdollisimmat hyvät ja näin rakentamismääräyksien antama minimitaso on harvoin riittävä. Lisäksi sisäilmaluokituksessa huomautetaan leikkaussaleista ja laboratorioista, että prosessien aiheuttama ilmanvaihdon tarve tai ylilämmön poistaminen tulee suunnitella tapauskohtaisesti. Näin huonelämpötilan hallinta tai varautuminen muuntojoustoon edellyttää yleensä ohjearvoja suurempia ilmavirtoja. [32] Sisäilmaluokituksen 2008 mukaan lisätietoja sairaalatilojen sisäilmaston suunnittelusta löytyy Ryynäsen vuonna 2007 [33] tekemästä Sairaalailmanvaihdon suunnitteluohjeita - opinnäytetyöstä. Sitä ennen suomenkielisiä sairaalailmanvaihdon ohjeita on ollut vain vähän saatavilla ja hajanaisissa eri lähteissä. Tästä syystä ilmanvaihtojärjestelmien suunnittelu ja toteutus vaihtelee sairaaloissa paljon. Opinnäytetyössä käsitellään sairaaloiden ilmanvaihtoa huomattavasti laajemmin, kuin rakennusmääräyskokoelman D2 ohjeissa ja määräyksissä. Lisäksi ohjeessa annetaan suunnittelijoille ja rakennuttajille olosuhdevaatimusten ohjearvot, jotka täyttävät eri viranomaisten ja käyttäjien asettamat vaatimukset sairaaloiden eri tiloille. Apuna on käytetty ulkomaisia standardeja, esimerkiksi amerikkalaista Ashrae HAVAC, saksalaista DIN ja VDI 2052 sekä suomalaisia viranomaisohjeita.

37 Energiatehokkaaseen suunnitteluun käytettävät ohjeet Viime aikoina energiatehokkuus on ollut paljon esillä julkisuudessa ja sairaaloiden tilaajien mielenkiinto asioihin on lisääntynyt. Näin myös vaatimukset ovat kiristyneet sen suhteen ja monet sairaanhoitopiirit ja suunnittelutoimistot ovatkin tehneet ohjeistuksia asiasta. Nykyisin sairaanhoitopiireistä puolet käyttää suunnittelun apuna energiatehokkaaseen suunnitteluun liittyvää ohjeistusta. Suunnittelijoista puolestaan lähes kaikilla on ohjeistusta energiatehokkaaseen suunnitteluun. [4 ; 5] Ohjeistuksien tavoitteena on ollut muun muassa yhtenäistää sairaanhoitopiirien käytäntöjä koskien järjestelmiä, laitteita ja työtapoja. Ohjeistuksen avulla saadaan paremmin hallittua muun muassa energiatehokkuus suunnittelussa, rakentamisessa, käyttöönotossa ja ylläpidossa [34, s.2]. Ohjeet kuitenkin ovat yleensä suuntaa antavia ja niiden perusteella ei tule rajoittaa kehitystä [35]. Toteutettujen kyselyiden perusteella voitiin todeta, että sairaanhoitopiirit, joissa käytetään energiatehokkaaseen suunnitteluun liittyvää ohjeistusta, osaavat paremmin ajoittaa energiatehokkuuteen liittyvät päätökset. Tällöin energiatehokkuuteen liittyviä asioita ja niiden toteutumista tarkastellaan enemmän suunnitteluprosessissa esimerkiksi simuloinneilla ja käyttäjäkyselyillä. Oikea-aikaisien päätöksien avulla pystytään myös asettamaan energiatehokkaalle suunnittelulle tarkempia tavoitteita ja pysymään niissä. [4 ; 5] Ohjeistus energiatehokkuuden huomioimisesta on hyvin tarkkaa muun muassa Helsingin ja Uudenmaan sairaanhoitopiirin kuntayhtymällä sekä uudisrakennuksissa että korjaushankkeissa. Saatavilla olevista energiatehokkuus- ja suunnitteluohjeista tutustuttiin Helsingin ja Uudenmaan sairaanhoitopiirin kuntayhtymän (HUS) ohjeistukseen [13] ja Pohjois-Karjalan sairaanhoito- ja sosiaalipalvelujen (PKSSK) ohjeistukseen [35]. Lisäksi tässä tutkimuksessa käytössä olivat Helsingin kaupungin (HKR) [36] ja Senaatti-kiinteistöjen [34] nykyiset ohjeet. Ohjeissa keskitytään rakennushankkeeseen ja sen ohjaukseen. Energiatehokkuus edellyttää tarkkoja käytäntöjä prosessin jokaisessa vaiheessa. Keskeisiksi välineiksi rakennushankkeissa energiatehokkuuden ohjaamiseen mainitaan laskentamenetelmät, rakennuttamis- ja valvontamenetelmät, kiinteistön raportoivuus ja mittaukset sekä vastuiden määrittäminen. Asetettuja tavoitteita pyritään soveltamaan kaikille eri osapuolille hankkeen suunnittelussa ja toteutuksessa. Yleisohjeiden lisäksi HUS:ssä ja HKR:ssa on huomioitu erikseen arkkitehdit, rakennus- ja rakennesuunnittelijat, LVI-suunnittelijat, sähkösuunnittelijat ja rakennusautomaatiosuunnittelijat ja heille on omat tarkat ohjeet. Suunnittelualakohtaiset ohjeet täydentävät yleisohjeita ja ovat eri suunnittelijoille sitovia, jotta energiatehokkuustavoitteet saavutettaisiin. [13;34] Varsinkin Helsingin kaupungin ohjeistuksessa painotetaan, että suunnittelijoiden on sitouduttava asetettuihin tavoitteisiin heti suunnittelun alkuvaiheessa ja heiltä vaaditaan selvitys, miten he aiko-

38 27 vat saavuttaa asetetut tavoitteet. Suunnittelun aikana tulee myös esittää laskelma, miten tavoitteisiin päästään. Käytön opastuksessa täytyy puolestaan huolehtia, että käyttäjä ja huoltohenkilökunta ymmärtävät energiatehokkuuden merkityksen. [13] Suunnittelun sisältöä, aikataulujen mukaisuutta ja suunnittelijoiden välistä yhteistyötä tulee valvoa. Suunnittelun päämääränä on selkeä, taloudellinen ja edullinen kokonaisratkaisu, joka täyttää kelpoisuusvaatimukset. Esimerkiksi sisäilmastoluokan toteutumista ei voi sisällyttää kenenkään yksittäisen suunnittelijan tehtäväksi, vaan kaikkien suunnitteluun osallistuvien on oltava tietoisia rakennuttajan tavoitteista. [35] Pohjois-Karjalan sairaanhoito- ja sosiaalipalvelujen ohjeessa tavoitteeksi on asetettu rakennus- ja ylläpitokustannuksiltaan edullinen, käyttäjää tyydyttävä ja teknistaloudellisesti hyvä kokonaisratkaisu. Hankekohtaisesti tavoitteet asettaa rakennuttaja suunnittelun alkaessa esimerkiksi laatuluokan, sisäilmastoluokan, energialuokan tai käyttötarkoituksen mukaan [35]. Senaatti-kiinteistöjen [34] ja HUS:n [13] suunnitteluohjeissa tavoitteiden asettamisen lisäksi keskeiseksi asiaksi mainitaan tavoitteiden toteutumisen varmistaminen ja tavoitteidenmukaisuuden seuranta jo käyttöönottovaiheessa. Helsingin kaupunki [36] puolestaan määrittelee tavoitteet tarkemmin peruskorjauksille ja parantamiselle. Matalaenergiarakentamisessa lämpö- ja sähköenergian kulutuksen osalta pyritään 40 % vähennykseen, verrattuna normaaliin korjaustapaan, joka on ollut vallitseva 2000-luvulla. HUS:n [13] ohjeissa annetaan myös tarkennuksia tavoitteiden määrittämiseen ja seuraamuksista, jos niihin ei päästä. Tavoitteiden määrittelyn apuna käytetään tilastoihin perustuvaa ominaiskulutusta, kohteen aikaisempaa kulutusta ja siitä tavoiteltavaa energiansäästöä tai laskennallista määrittämistä, joka huomioi muun muassa todellisen käytön. Lisäksi tavoite tulisi asettaa kohteen luonteen ja vaativuuden mukaan pääsääntöisesti erikseen lämmitys- ja sähköenergialle, mutta ne voivat kattaa myös koko energiankulutuksen esimerkiksi energiatehokkuuslukuna. Jos tavoitteisiin ei laskennan tai energiasimuloinnin perusteella päästä, tulee selvittää ne lisätoimenpiteet kustannuksineen, joiden avulla tavoite voidaan saavuttaa. Lisätoimenpiteistä päätetään kustannusten perusteella. Helsingin kaupungin [36] ohjeen mukaan tarkemmat kulutustavoitteet määritellään korjaushankkeille hankekohtaisesti tarveselvitys- tai hankesuunnitteluvaiheessa ja samalla määritetään tavoitteelliset energiansäästöön tähtäävät pääratkaisut. Korjausrakentamisesta huomautetaan, että hankkeet on syytä tehdä pääsääntöisesti rakennusten perusparannuksina, jolloin säästötoimet voidaan toteuttaa kokonaisvaltaisesti. Tavoitteena rakennushankkeessa on selvittää rakennukselle kaikki sellaiset energiansäästötoimenpiteet, jotka on mahdollisia toteuttaa. Jos joitakin niistä ei toteuteta, siihen on oltava perustellut syyt kirjallisena ja rakennuttajan hyväksyntä. Ohjeista ja toteutetusta kyselyistä käy ilmi, että normaalisti energiatehokkuutta käsitellään yleisellä järjestelmätasolla. Pääasiassa huomiota kiinnitetään hyvään lämmöntalteenottoon ja ilmanvaihtojärjestelmän ominaiskulutukseen (SFP-luku). Energiatehokkai-

39 28 ta laitteita ja järjestelmien yksityiskohtia käsitellään vain vähän, eikä esimerkiksi yksittäisten tilojen energiatehokkuuden parantamista ole ohjeistettu. Suunnittelussa tulee ottaa huomioon tilan sisäinen kuormitus ja käyttö (henkilömäärä, valaistus, laitekuorma), rakenteiden tekniset ominaisuudet (lämmöneristävyys, tiiviys) ja tilan ulkoinen kuormitus (sääolosuhteet). PKSSK:n ohjeissa yksittäisten tilojen laitteistojen suunnittelusta ja mitoituksesta mainitaan vain, että energiataloudellisesti hyvän käytön tulisi olla mahdollista. HUS:n ja HKR:n ohjeissa myös yksittäisten tilojen LVISA-ratkaisuja ja niiden energiatehokkuutta käsitellään tarkemmin. Tilojen tarpeenmukaiseen lämmitykseen, jäähdytykseen, ilmanvaihtoon ja valaistukseen sekä niitä ohjaavaan rakennusautomaatioon kiinnitetään erityistä huomiota niin, että energiankäyttö on mahdollisimman tehokasta ja esimerkiksi ilmamääräsääteisten järjestelmien tulee olla helposti säädettäviä ja huollettavia. Valaistusta pyritään ohjaamaan läsnäolon ja valaistusvoimakkuuden mukaan hyödyntäen päivänvaloa. [13;34] Lisäksi uusiutuvien energialähteiden käyttö tulee selvittää ja huomioida jokaisessa matalaenergiakohteessa. Vaikka useimmat ohjeet on pääasiassa tarkoitettu uudisrakennuksille, niitä tulisi käyttää myös peruskorjaus- ja korjausrakennuskohteissa. Nykyisin investoinnit painottuvat yhä enemmän peruskorjaushankkeisiin ja tuloksien saavuttaminen on entistä vaativampaa. Tavoitteet tulisi olla huomioituna hankkeen budjetissa, sillä muuten suurin osa energiatavoitteiden saavuttamismahdollisuudesta menetetään. Jo korjaushankkeen alun budjetin laadintaan tulisi sisällyttää riittävästi yksityiskohtaisia toimintaohjeita rakennushankkeen läpiviennistä energiatehokkuuden ja sisäilmaston osalta. Energiatehokkuuden parantaminen saattaa edellyttää kuitenkin lisäinvestointeja. [34] Helsingin ja Uudenmaan sairaanhoitopiirin kuntayhtymän ohjeissa painotetaan myös laitehankintojen merkitystä. Esimerkiksi työ- ja elinkeinoministeriöllä on suositukset julkisten hankintojen energiatehokkuudesta. Suosituksissa on ohjeita sähköisten koneiden ja laitteiden, ajoneuvojen ja työkoneiden sekä korjaus- ja uudisrakentamiseen liittyvien hankintojen energiatehokkuuden huomioinnista. Lisäksi kuntien ja kuntayhtymien energiatehokkaiden hankintojen tekoa helpottamaan on tehty erilaisia työkaluja. Muun muassa Motivan toimesta on kerätty tietoa erilaisista energiatehokkaista laitteista ja teknologiasta. [13, s.39]

40 29 5. ENERGIATEHOKKUUDEN HUOMIOIMINEN SUUNNITTELUPROSESSISSA 5.1. Hankkeen kustannukset ja budjetin asettamat vaatimukset Suunnitteluprosessin vaiheet vaihtelevat riippuen hankkeen laajuudesta. Tyypillisesti korjaushankkeen suunnittelun vaiheet jakautuvat tarveselvitykseen, hankesuunnitteluun, ehdotussuunnitteluun, yleissuunnitteluun (=luonnossuunnittelu) sekä toteutus- ja täydennyssuunnitteluun. Pienemmissä hankkeissa vaiheita voidaan yhdistellä ja jättää välistä. [5] Energiatehokas suunnittelu vaatii päätöksien oikea-aikaisuutta [1, s.8]. Oikea-aikaisilla päätöksillä saadaan asetettua suunnittelulle tavoitteita ja hallittua niitä. Huonossa tapauksessa päätökset ja suunnitelmat ovat jo tehty tai hyvin pitkällä ennen kuin energiatehokkuuden suunnittelu aloitetaan. Merkittävien muutosten tekeminen suunnitelmiin saattaa olla hankalaa suunnitelmien ollessa pitkällä ja niiden korjaaminen tuo suunnittelijoille ylimääräistä työtä ja venyttää aikataulua. Lisäksi kesken suunnitteluprosessia asetettavat tai muutettavat tavoitteet saattaa osoittautua mahdottomaksi toteuttaa. [16] Hankkeen alkuvaiheessa vaikutusmahdollisuudet energiatehokkuuteen ja elinkaariominaisuuksiin ovat suurimmat (kuva 5.1). Rakentamisen käynnistyessä kaikki merkittävät päätökset on jo tehty. Kuva 5.1. Energiatehokkuuden vaikutusmahdollisuudet ja kustannusten syntyminen suunnitteluprosessissa [37, s.26].

41 30 Korjaushankkeen budjetin laadinta ja hankkeen aikataulut vaihtelevat sairaanhoitopiireittäin erityyppisissä projekteissa. Yleensä budjetti määritellään tarveselvitysvaiheessa ja sitovaksi se muodostuu hallituksen tai valtuuston päätöksellä. Nykyisin budjettipäätökset tehdään pääasiassa hankkeen tarveselvityksen jälkeen tai jo hanketta edeltävänä vuotena ja näin päätösten lukitseminen voi joskus tapahtua liian varhaisessa vaiheessa perustuen vaillinaisiin lähtötietoihin. [4] Ottamalla huomioon energiataloudelliset tekijät jo budjetissa voidaan saavuttaa suuria säästöjä. Kokonaisbudjetti on yleensä velvoittava ja näin se asettaa suunnittelulle rajoituksia. Rajallisen ja tiukan budjetin vuoksi korjaushankkeissa joudutaan käyttämään harkinnan mukaan esimerkiksi käyttökelpoisia vanhoja rakennusosia ja taloteknisiä laitteita. Joskus hankkeissa kuitenkin voi tulla yllätyksiä, joten budjetissa tulisi olla varaa niihin ja se tulisi määrittää mahdollisuuksien mukaan mahdollisimman realistiseksi. [4] Laitteiden ja rakenteiden valintapäätöksiä ei tulisi tehdä pelkästään investointikustannusten perusteella. Jos rakennuttaja painottaa pelkkiä investointikustannuksia, suunnittelijan vapaudet kaventuvat, aikataulut tiukkenevat ja tehdään enemmän perusratkaisuja. Joissakin hankkeissa pyritään säästämään jättämällä esimerkiksi vanhaa talotekniikkaa ja ikkunoita, vaikka niiden uusiminen isomman peruskorjaushankkeen yhteydessä olisi elinkaarikustannuslaskennan mukaan perusteltua. Lopulta säästäminen saattaa tuottaa suurempaa haittaa kuin hyötyä. Säilytettävien rakennusosien ja taloteknisten järjestelmien elinkaari on erilainen kuin muulla kokonaisuudella ja korjaushankkeen jälkeen on hyvin paljon uutta ja vanhaa tekniikkaa sekaisin. Tämä puolestaan vaikuttaa järjestelmäratkaisuihin ja niiden mitoituksiin. [5] Nykyisin sairaaloiden rakennuttajaorganisaatio käyttää korjaushankkeissa pääasiassa vain investointikustannuslaskentaa. Joitakin poikkeuksia tietysti saattaa olla ja voidaan tarvita ylläpitokustannuslaskentaa, elinkaarikustannuslaskentaa tai energialaskentaa. Ne ovat kuitenkin hankkeissa paljon harvinaisempia. [5] Suunnitteluprosessin aikana on kuitenkin tärkeää tarkastella investointikustannuksien lisäksi muun muassa vuosittain järjestelmistä aiheutuvia käyttökustannuksia sekä niiden tuomia säästöjä. Käyttökustannuksiin kuuluvat energia-, korjaus-, ja hoitokustannukset sekä palvelumaksut. Energiatehokkuuden näkökulmasta rakennusvaiheessa tästä voi aiheutua lisäinvestointitarvetta, mutta jälkeenpäin ne tulevat maksamaan itsensä takaisin. [1, s.16] 5.2. Simulointien hyödyntäminen suunnittelun apuna Energiatehokkaan rakennuksen suunnitteluprosessissa energiatarkastelut voidaan tehdä monilla erilaisilla työkaluilla. Tarkempaa tietoa energiankulutuksesta ja olosuhteista saadaan simuloinneilla, joilla jäljitellään ja mallinnetaan todellisia tilanteita energialas-

42 31 kentaan kehitetyn ohjelmiston avulla. Dynaamisella simulointiohjelmalla voidaan usein hyödyntää monipuolisesti rakennuksesta tehtyä tietomallia [38, s.49]. Suunnittelun alussa tulisi sopia simuloinneissa käytettävistä lähtötiedoista, niiden määrittelystä ja miten vastuu jakaantuu LVI- ja sähkösuunnittelijan kesken tai käytetäänkö erillistä energiakonsulttia. Energialaskennan tuloksiin vaikuttavat kaikkien suunnittelualojen ratkaisut. Lähtötiedot simuloinneille kootaan korjaushankkeen eri osapuolilta ja lopputuloksen luotettavuus on yleensä suoraan riippuvainen niiden tarkkuudesta. Etenkin energiankulutukseen oleellisesti vaikuttavien tekijöiden, esimerkiksi ilmanvaihtomäärien, ilmavuotojen, ilmanvaihdon käyttöaikojen ja lämmöntalteenoton luotettavuuteen tulee kiinnittää huomiota laskennassa. [16] Simulointeja ja laskennallisia tarkasteluja voidaan tehdä energiankulutuksesta, olosuhteista, elinkaarikustannuksista, ympäristövaikutuksista ja valaistuksesta. Ne tukevat suunnittelua ja niillä saadaan karsittua mahdollisia toteutuksen ja käytön ongelmakohtia jo korjaushankkeen alkuvaiheessa. Tilaajalle laskentatuloksista on apua muun muassa energiakustannusten budjetoinnissa, olosuhteita koskevien päätösten teossa ja lisäksi niillä voidaan tehdä kokonaistaloudellisuusvertailuja. Kiinteistöhuollolle puolestaan simuloinneilla saadaan laskettua tekniikasta aiheutuvia kustannuksia ja kuukausittaiset energiankulutukset. Niiden avulla saadaan tarkkailtua todellisia kulutuksia ja rakennuksen järjestelmien toimintoja. Simuloinnit voivat kohdistua joko tiloihin, rakennuksen järjestelmiin tai koko rakennukseen. Niillä voidaan tutkia ja vertailla eri tilanteita ja pyrkiä energiatehokkuuden puolesta parhaaseen mahdolliseen yhdistelmään. Näin saadaan minimoitua tarpeeton energiankulutus ja ympäristövaikutukset. [39, s. 179] Rakennuksen ja LVISA-järjestelmien energiankulutusta ja -käyttöä saadaan tutkittua energiasimuloinnilla. Energiasimuloinnissa otetaan sisäiset ja ulkoiset lämpökuormat huomioon ja rakennuksen tilat voidaan jakaa eri alueisiin, joissa on yksilölliset olosuhteet. Lisäksi kaikille järjestelmille saadaan tehtyä yksilölliset aikataulut. [39, s. 179] Energiasimuloinnilla voidaan tutkia eri ratkaisujen vaikutuksia tiloissa ja optimoida järjestelmien energiankulutusta. Olosuhdesimuloinnilla puolestaan saadaan vertailtua ja optimoitua tilojen muotoja, suuntausta, aukotusta ja sisäolosuhteita. Esimerkiksi etelä- ja länsijulkisivut, joissa on suuria ikkunoita, ovat vaativia kohteita kesälämpötilojen kannalta. Tällöin simuloinnilla voidaan tarkastella jäähdytyksen ja ilmamäärien vaikutusta lämpötiloihin ja muihin olosuhteisiin tuntien tarkkuudella. Lisäksi tarvittaessa olosuhdesimuloinnilla saadaan mitoitettua LVISA-järjestelmiä ja näin tilojen jäähdytystarve saadaan laskettua riittäväksi ja tarpeenmukaiseksi tilojen todellisilla kuormilla. [40] Nykyisin simulointeja tehdään paljon muun muassa jäähdytyksen ja ilmavirtojen mitoitustarkoituksessa, mutta energiatarkasteluja ei yleisesti käytetä hankkeissa hyödyksi. [5]

43 32 Simulointeja rakennukselle voidaan tehdä myös elinkaarikustannuksista sekä valaistuksesta. Elinkaarikustannuslaskennassa tarkastellaan rakennuksen kokonaiskustannuksia, joihin kuuluu muun muassa investointikustannukset, hoito- ja huoltokustannukset, kunnossapitokustannukset ja energiakustannukset. Valaistussimuloinneilla taas havainnollistetaan, miten valaisinten ominaisuudet ja päivänvalo vaikuttavat tiloihin ja niiden olosuhteisiin. Näin päivänvalon vaikutukset ja siitä aiheutuva häikäisy voidaan ottaa huomioon. [1, s.128] Simulointien avulla suunnittelussa saadaan tarkasteltua rakennuksen ja sen järjestelmien vaatimuksia. Asettamalla tavoitteet ja vaikuttamalla projektin suunnitteluun, saadaan pienennettyä valaistuksesta, lämmityksestä, ilmanvaihdosta, laitekuormista ja rakenteista aiheutuvaa energiankulutusta. [39, s. 181] Rakennuksen lämpöhäviöitä ja niiden vaikutusta kokonaisuuteen voidaan tutkia vaipan, ikkunoiden ja ovien lämmönläpäisykertoimilla. Korjaushankkeissa simuloinnilla saadaan verrattua laskennallista ja todellista tilannetta esimerkiksi rakennuksen vaipan tiiveyttä, ikkunoiden lämmönläpäisevyyttä ja varjostuksia, tehokkaampia lämmitys- ja ilmanvaihtojärjestelmiä, energiaa säästävää valaistusta ja laitteita sekä himmennyksen ja läsnäolotunnistuksen vaikutuksia. Näin voidaan löytää olemassa olevan rakennuksen ongelmakohtia ja korjaustarpeessa olevia järjestelmiä. Lisäksi sillä saadaan myös puututtua mahdollisiin lämpötilaongelmiin ja löydettyä näihin energiatehokkaita ratkaisuja. [40] 5.3. Korjaushankkeen tavoitteet ja niiden merkitys Nykyiset tilaajien ja rakennuttajien tavoitteet Sairaaloiden peruskorjaushankkeissa voi olla mukana monia eri osapuolia hankkeen laajuudesta riippuen ja kaikilla heillä on erilaisia tavoitteita. Sairaaloissa tilojen käyttäjiä ovat hoitohenkilökunta ja potilaat. Käyttäjätahona on osaltaan myös kiinteistönhoitohenkilöstö. Korjaushankkeita ohjaamassa ovat sairaalahallinto ja tilakeskus. Rakennuttajana puolestaan toimii tekninen osasto. Heidän lisäksi peruskorjauksissa suunnittelijoista on yleensä mukana arkkitehti, rakennesuunnittelija ja taloteknisistä suunnittelijoista LVI-suunnittelija, sähkösuunnittelija ja automaatiosuunnittelija. Onnistunut tavoitteiden asettelu on tärkeä lähtötieto. Korjaushankkeen tavoitteet voivat kohdistua joko tulokseen, panokseen tai tekniseen järjestelemään. Lisäksi esimerkiksi museovirasto saattaa asettaa joskus ehtoja rakennuksen suojelusta, jotka sanelevat käytettävissä olevia ratkaisuja ja rajoittavat energiatehokkuutta korjausrakentamisessa. [4] Tavoitteet voivat jakautua esimerkiksi kuvan 5.2 mukaisesti. Monien ominaisuuksien pohjimmainen tarkoitus voi vaihdella kuitenkin hyvin paljon. Tällaisia ovat esimerkiksi

44 33 energiatehokkuus ja laitteiden pitkäikäisyys. Energiatehokkuudella voidaan pyrkiä parantamaan imagoa ja käyttäjien viihtyvyyttä, millä tavoitellaan tulosta. Toisaalta, jos energiatehokkuuden ja laitteiden pitkäikäisyyden tarkoituksena on säästää mahdollisimman paljon kustannuksissa, tavoitellaan panosta, kuten kuvassa 5.2. Korjaushankkeen tavoitteet Tulos Panos Haluttu sisäilmasto / valaistuksen laatutaso Muut halutut LVISA-palvelut Budjetti / investointikustannukset Aikataulut Muunneltavuus Käyttötarkoitukseen ja arkkitehtuuriin sopiva / huomaamaton Pienet riskit / ratkaisuiden pitkäikäisyys Korjaus- ja huoltokustannukset Määräysten mukaisuus Laitteiden, prosessien ja käyttäjien tarpeet Sitoo vähän käyttöhenkilökuntaa Energiataloudellinen Tekniset tavoitteet Rakennuksen suojelu Käytön, huollon ja korjausten huomioiminen Tarkoituksenmukaiset prosessit, laitteet ja materiaalit Vapaaehtoinen Viranomaisten määräys Valvonnan helppous / hälytykset Varmatoiminen / häiriötön Ennakointi tuleviin muutoksiin Varaosien saatavuus Kuva 5.2. Esimerkkejä korjaushankkeelle asetetuista tavoitteista [11, s.22]. Muita vaatimuksia voidaan asettaa järjestelmille esimerkiksi tarpeenmukaisesta ohjauksesta ja säädöistä. Tilaajien hankeohjaus kohdistuu korjaushankkeissa yleensä tilatehokkuuteen, tilaohjelmaan, toiminnallisuuteen, budjettiin ja aikatauluun. Tilaajan kannalta rakennushankkeen kiinnostavimpia tavoitteita on, millainen tulos hankkeella saavutetaan ja millainen taloudellinen panos hankkeeseen tarvitaan rakennusvaiheessa ja käy-

45 34 tössä. Vähemmän kiinnostavaa on se, millaisilla teknisillä ratkaisuilla talotekniset järjestelmät toteutetaan. [11, s.21] Nykyisin sairaaloiden korjaushankkeiden energiatehokkuudelle asetetaan harvoin tarkkoja tavoitteita. Yleensä pyritään aiempien hankkeiden mukaisiin realistisiin energiankulutuksiin ja noin puolet sairaanhoitopiireistä tarkastelee lopputulosta kulutusseurannalla ja muilla energiamittauksilla. Monilla sairaanhoitopiireillä ei ole selkeitä tavoitteita tai toimenpiteitä energiatehokkuuden suhteen ja sitä pidetään vielä nykyisin hieman toissijaisena asiana. [4] Suurissa sairaalakohteissa tilaajien saattaa olla vaikea nähdä energiasäästötoimien merkitystä, kun yhden potilashuoneen tai osaston energiankulutuksen pienentämisellä ei ole suurta merkitystä kokonaisenergiankulutukseen. Esimerkiksi Seinäjoen sairaanhoitopiirillä kokonaisbudjetti vuodessa on satoja miljoonia euroja, josta noin yksi prosentti kuluu energiakustannuksiin. Jos energiatehokkuustoimilla energiakustannuksista säästetään kolmasosa, kokonaisuuden kannalta sillä ei ole niinkään näkyvää ja suurta merkitystä. [41] Toisaalta energiankulutuksen pienentäminen voidaan helposti rinnastaa olosuhteiden heikentämiseen. Näin peruskorjaushankkeessa energian säästöä tärkeämpää on tilojen toimivuus, tilatehokkuus ja sisäilmastotavoitteet. [4] Korjaushankkeen lähtökohtiin vaikuttaa erityisesti tilaajan ja rakennuttajan kanta, joka luo puitteet energiatehokkaalle lopputulokselle. Nykyisin vastuu energiatehokkaan suunnittelun ohjaamisesta on pääasiassa rakennuttajalla, eikä erillistä energiakonsulttia yleensä käytetä (kuva 5.3). Näin erityisesti rakennuttajaorganisaatio on tärkeässä roolissa ohjatessa hanketta energiatehokkaaseen lopputulokseen. [5] 6 % 27 % 18 % Yleistä Joissakin hankkeissa mukana Harvinaista 50 % Ei koskaan Kuva 5.3. Energiakonsultin käyttö sairaaloiden peruskorjaushankkeissa [4]. Korjaushankkeissa energiatarkasteluja vaaditaan yleensä harvoin, eikä energia-asioiden merkitys tule esiin kaikkien hankkeiden suunnittelun ohjauksessa. Koska suunnitteluorganisaation puolesta korjaushankkeisiin otetaan harvoin mukaan energia-asiantuntija, jäävät energiatehokkaat ratkaisut yleensä LVISA-suunnittelijoiden harkintaan ja energiansäästön toteutuminen heidän vastuulleen. Vaikka suunnittelijoilla olisikin mahdolli-

46 35 suus ja kiinnostusta hakea eri vaihtoehtoja ja energiatehokkaampia ratkaisuja, aikataulut ovat tiukkoja ja ylimääräistä aikaa ei ole. [5] Asetettu aikataulu riippuu hyvin paljon hankkeen laajuudesta. Vaikka korjaushankkeelle varattu aika voi olla pitkä ja kaikki työt on aikataulutettu, aikataulut saattavat venyä johtuen muun muassa suunnittelijoista, tilaajasta ja käyttäjistä. [4 ; 5] Nykyisin liian tiukka suunnitteluaikataulu aiheuttaa ongelmia ja noin 10 % suunnittelusta ei pysy aikataulussa. Tällöin seurauksena voi olla koko hankkeen viivästyminen. [19, s.29] Energiatavoitteiden asettaminen suunnitteluprosessiin Hyvässä rakennuttamismallissa tilaaja ja rakennuttaja asettavat omia tavoitteita energiatehokkuuteen suunnittelussa ja toteutuksessa sekä elinkaarikustannukset osataan huomioida. Energiankulutustavoitteilla tarkoitetaan normaalisti tyypilliseen käyttöön ja eri tunnuslukuihin perustuvaa laskennallista ominaiskulutusta. Tavoitetaso määritetään kohteen luonteen ja vaativuuden mukaan. [5] Energiakulutustavoitteiden määrittelyssä voidaan käyttää apuna esimerkiksi energiatodistuksen ET-luokkaa, elinkaarikulutusta tai tilastoihin perustuvaa energiakulutusta. Laajamittaisissa korjauksissa voidaan myös soveltaa vuoden 2012 rakentamismääräysten E-lukuvaatimuksia. Energiakulutustavoite voidaan näin asettaa esimerkiksi tiettynä tunnusluvun alituksena tai säästönä rakennuksen vanhaan kulutukseen verrattuna. Lisäksi energiankulutustavoitteet voivat perustua korjaushankkeessa tehtäviin ensimmäisiin simulointeihin ja niiden tuloksiin. Tavoitteet voidaan määritellä ja rajata erikseen esimerkiksi sähkö- ja/tai lämmitysenergialle, tai ne voivat kattaa koko energiankulutuksen. Tavoite voidaan asettaa joko lämpöhäviöille, energiantarpeelle, ostoenergialle tai primäärienergialle, joten eroja hankkeiden lähtökohtiin syntyy myös siitä. [16] Tavoitteiden määrittelyssä esimerkiksi passiivitalo ja lähes nollaenergiatalo eivät riitä täsmällisesti kuvaamaan suunnittelulle asetettavia energiatehokkuustavoitteita. Hankkeelle tulisi asettaa energiankulutustavoite yksiselitteisesti ja riittävän yksityiskohtaisesti. Tavoitteiden toteutettavuus ja kustannusvaikutukset tulisi arvioida joko referenssikohteiden tai alustavien karkeiden energialaskelmien perusteella. [16] Myös rakennuksen käyttövaiheen energiankulutukselle voidaan asettaa vuositavoitteita, mutta rakennuksen todellinen ja toteutuva energiankulutus vaihtelee hyvin paljon käyttötavan ja säätilan mukaan. Tästä syystä käytössä olevista energiatehokkuustavoitteista vain harvat perustuvat toteutuvaan energiankäyttöön. Tavoitekulutus tulisi laskea ylläpitoa varten käyttöönottovaiheessa, kun kaikki tiedot ovat täsmentyneet. Tavoitteiden asettaminen asettaa suuntaviivoja ja vaatimuksia suunnittelulle ja auttaa suunnittelun ohjauksessa. Tavoitteena on vuorovaikutteinen suunnitteluprosessi, jossa rakennuttaja ja suunnittelija voivat hyödyntää energialaskennan tuloksia päästäkseen

47 36 asetettuihin tavoitteisiin. Tällä myös varmistetaan, että kaikki suunnittelijat pyrkivät samaan energiatehokkaaseen päämäärään ja ovat sitoutuneet siihen. Suunnittelua ohjaavat kuitenkin monet muut tekijät kuin energiatehokkuustavoite. Kun asetetut tavoitteet ovat vaativia, suunnittelijat etsivät aktiivisesti ratkaisuja kulutuksen pienentämiseksi ja heillä on paremmin mahdollisuuksia tuoda esiin vaihtoehtoisia ratkaisutapoja. Pääsuunnittelijan tulisi vastata tavoitteiden toteutumisesta ja suunnitteluratkaisujen vertailuun saatetaan tarvita erityisosaaja (energiakonsultti). Energialaskennan avulla suunnittelussa voidaan aktiivisesti seurata, onko energiatehokkuustavoite toteutumassa valituilla ratkaisuilla vai edellyttääkö suunnitelma kehittämistä. [16, s.19] 5.4. Energiatehokas suunnitteluprosessi Energiaa voidaan pitää yhtenä osa-alueena toiminnallisuuden, esteettisyyden, taloudellisuuden ja ajallisuuden lisäksi. Energiatehokkuus on nykyisin kuitenkin vielä niin uusi asia, että kaikkia mahdollisuuksia ei osata vielä hyödyntää suunnitteluprosessissa. Näin sairaanhoitopiirien nykyiset käytännöt simulointien suhteen vaihtelevat hyvin paljon. Toteutettujen kyselyjen perusteella vain muutamissa sairaanhoitopiireissä käytetään esimerkiksi simulointeja suunnittelun apuna koko korjaushankkeen ajan, kun taas toisissa niitä ei käytetty ollenkaan hyödyksi (kuva 5.4). Näin niistä saatava suuri apu energiatarkasteluihin ja suunnittelun ohjaukseen jää kokonaan hyödyntämättä. [5] Ei tehdä Toteutussuunnittelu Luonnossuunnittelu Hankesuunnittelu Hankeselvitys Kuva 5.4. Sairaanhoitopiirien tilaajien ja rakennuttajien vastausten jakaantuminen korjaushankkeiden eri vaiheiden simuloinneille [4]. Nykyisin simulointeja tehdään sairaaloiden korjaushankkeissa suhteellisen vähän ja usein vasta toteutusvaiheessa. Tyypillisesti energiasimulointeja käytetään vain energiatodistuksien tekoon tai laajoissa, koko rakennuksen kattavissa peruskorjauksissa tulevien energiakustannusten selvittämiseksi. Yhtenä syynä tähän on tilaajien ja rakennuttajien puutteellinen tietämys energiatarkastelujen ja simulointien tarkkuudesta, hyödylli-

48 37 syydestä ja muista niihin liittyvistä asioista. Toisaalta sairaanhoitopiireille ja LVISAsuunnittelijoille tehdyssä kyselyssä ilmeni, ettei suunnittelijoillakaan ole tarkkaa tietoa siitä, miten niiden kanssa tulisi toimia ja missä vaiheessa simulointeja tulisi tehdä. [5] Asettamalla simuloinnilla tavoitteet hankesuunnitelmassa ja seuraamalla niiden toteutumista suunnitteluprosessin edetessä saadaan simuloinnista suurin hyöty. Simuloinneilla saadaan hankekohtaisesti selvitettyä ja simuloitua mahdollisten parannustoimien vaikutusta. Lisäksi niiden avulla saadaan tutkittua elinkaarikustannuksia ja valittua kannattavimmat ja energiatehokkaimmat vaihtoehdot. Rakennusvaiheen jälkeen simulointien lähtötiedot tulisi päivittää viimeisimpien tietojen mukaisiksi. Kun näiden toimien lisäksi suunnitteluun lisätään energiatehokkaiden laitteiden tutkiminen, kattava mittarointi, käyttäjien opastus energiataloudelliseen käyttöön, tavoitteellinen kulutusseuranta ja säännölliset auditoinnit energiankulutukseen vaikuttavien toiminta-arvojen selvittämiseksi voidaan saada merkittäviä säästöjä. [5] Tarveselvitys ja hankesuunnittelu Energiatehokkuuteen vaikutetaan tehokkaimmin suunnittelun alkuvaiheessa. Tarveselvityksessä tulisi jo tehdä päätös kohteen energiatehokkaasta peruskorjauksesta ja se toimii pohjana kohteen varsinaiselle suunnittelulle. Tässä vaiheessa tulisi selvittää olemassa olevan rakennuksen ominaisuudet, olosuhteet ja niiden vaikutukset ja rajoitukset suunnitelmiin. Tarveselvityksessä kartoitetaan muun muassa tila- ja toimivuustarpeet, rakennuksen tekniset, laadulliset ja taloudelliset korjaustarpeet sekä mahdolliset parannukset. [1, s.54] Tämän perusteella arvioidaan ja määritetään hankkeen laajuus, edellytykset ja vaihtoehtoiset toteutustavat. Tulokset kootaan tarveselvitykseksi, joka määrittelee hankkeen perusteet. [16, s.34] Energiasimuloinnit voidaan aloittaa heti kun tilaohjelma on tiedossa tai rakennuksen ensimmäiset tilakaaviot on laadittu. Ottamalla huomioon alustavat arkkitehtisuunnitelmat ja ratkaisuvaihtoehdot tarveselvitysvaiheessa tulisi tehdä energiatarkasteluja, joiden perusteella voidaan asettaa hankkeelle realistiset ja haastavat energiankulutustavoitteet sekä lämmityksen, että sähkön osalta. Hankesuunnitteluvaiheessa tulisi puolestaan varmistaa tarveselvitysvaiheessa asetettu kulutustavoitteen toteutuminen ja näin koko rakennuksen kulutustaso määritellään oletetulla laajuudella, käytöllä ja kuormituksella sekä järjestelmien laatutasolla. [16, s.36] Lisäksi hankesuunnitelmassa määritetään myös tavoitteelliset energiansäästöön tähtäävät pääratkaisut. Hankesuunnitteluvaiheessa tarkastellaan rakennuksen keskeisiä ominaisuuksia, jotka eri tavalla liittyvät energiatehokkuuteen. [16, s.19] Olosuhdetavoitteiden ja -vaatimusten avulla saadaan suunnitelluksi rakennukseen hyvät halutut olosuhteet ja tarkasteltua olosuhteiden aiheuttamia vaatimuksia muun muassa eri lämmitysjärjes-

49 38 telmille, ilmanvaihtojärjestelmille ja valaistusjärjestelmille. [1, s. 54] Myös muita vaatimuksia voidaan kartoittaa esimerkiksi muunneltavuuden suhteen ja hankesuunnitteluvaiheessa asetettavat tavoitteet ohjaavat suunnittelua ja rakentamista. Energiamuotojen osalta määritellään yleensä pääperiaatteet tässä vaiheessa. [1, s.54] Mahdollisuus liittää rakennus kaukolämpöön, kaukojäähdytykseen tai käyttää maalämpöä voivat olla kannattavia ratkaisuja ja toisaalta rakennuspaikka voi myös antaa muita mahdollisuuksia. Esimerkiksi alhaisen E-luvun ja lähes nollaenergiavaatimusten edellytyksenä on paikalla tuotettu energia. Myös aurinko- ja tuulisähköä sekä aurinkolämpöä voidaan harkita energianhintojen noustessa ja täten hyötyjä ja kustannuksia tulisi vertailla keskenään. Tarkastelemalla rakennuksen mahdollisia energiamuotoja pyritään löytämään eri yhdistelmistä optimi elinkaarikustannusten ja/tai ympäristövaikutusten suhteen Ehdotus- ja yleissuunnittelu Ehdotussuunnitteluvaiheessa pyritään hankkimaan tarvittavat tiedot olemassa olevasta rakennuksesta ja niiden avulla tuottamaan kohteelle yleisratkaisu asetettujen tavoitteiden mukaisesti. Suunnitelmien avulla tutkitaan ja vertaillaan kohteelle eri toimintamalleja, rakennuksen keskeisiä ominaisuuksia ja eri yleisratkaisuja, jotka asettavat vaatimuksia muun muassa käyttöiälle ja energiatehokkuudelle suunnittelun edetessä. Ehdotussuunnittelun vaiheessa voidaan vaikuttaa rakennuksen tilatarpeisiin ja huoneiden keskinäiseen sijoittamiseen. Yleisratkaisujen perusteella saadaan arvioitua ja vertailtua toimivuutta, kustannuksia ja energiatehokkuutta. [43, s.37] Ehdotussuunnittelussa voidaan arvioida rakenteiden parantamisen merkitystä. Tutkimusten mukaan [44] rakenteiden massiivisuudella voidaan esimerkiksi asuinrakennuksissa säästää 3 14 % lämmitysenergiasta ja % jäähdytysenergiasta. Rakennuksen sisäilmasto paranee rakenteiden leikatessa kesäaikaan korkeimmat sisälämpötilat pois. Näin massiivisuus pienentää myös jäähdytysenergiankulutusta. [1, s.30] Ehdotusvaiheessa tulisi määrittää rakennuksen varustetaso ja pyritäänkö tätä parantamaan korjaushankkeessa [1, s. 54]. Varustetason avulla saadaan suunniteltua tiloihin tarvittavia järjestelmiä ja laitteistoja, esimerkiksi halutaanko rakennukseen jäähdytys. Ehdotus- ja yleissuunnitteluvaiheissa on mahdollisuus vaikuttaa olemassa olevan rakennuksen energiatehokkuuteen enemmän kuin missään muussa suunnittelun vaiheessa. Rakennukselle voidaan tehdä rakennukselle simulointeja energiankulutuksesta ja sisäolosuhteista suunnittelun ohjaamiseksi (kuva 5.5). Energialaskennan avulla voidaan osoittaa eri teknisten suunnitteluratkaisuiden painoarvot ja vaikutukset kokonaisenergiankulutukseen. Näin autetaan löytämään keinot laadukkaiden ja toimivien ratkaisui-

50 39 den toteuttamiseen silloinkin, kun ominaisenergiankulutus halutaan erittäin pieneksi. [16, s.19] Tarveselvitys / hankesuunnittelu Energian kulutus Ehdotussuunnittelu Energiankulutuslaskelmat ja simuloinnit Toteutussuunnitteluratkaisut Toteutussuunnittelu Energiakulutustavoitteet rakennustyyppiin perustuva tai kokemukseen perustuva riittävän haasteellinen Energiatodistus rakennuslupaa varten Vaikutus mahdollisuus Rakennuksen sijainti, muoto, ikkunat Rakennuksen massoittelu ja tilasijoitukset Uusien energialähteiden hyödyntämien lämpöpumput, aurinkopaneelit jne. Mitoitus ja ohjausratkaisut Laite vaatimukset energiatehokkuus tehohäviöt Yleissuunnittelu Rakentamisvaihe Ratkaisuiden vaikutusten laskenta Valittuun ratkaisuun perustuva kulutustavoite Tarkennettu kulutustavoite Kuva 5.5. Energiasimuloinnit suunnittelun eri vaiheissa ja kunkin vaiheen vaikutusmahdollisuus kulutustasoon. Alussa määritetään energiankulutustavoite (vihreä palkki), joka suunnittelun aikana voi muuttua eri valintojen seurauksena parempaan (vihreä) tai huonompaan suuntaan (punainen) [42]. Simulointien tulos ei välttämättä heti täytä asetettuja tavoitteita ja näin suunnitelmia on kehitettävä energiankulutuksen pienentämiseksi. Ehdotus- ja yleissuunnitteluvaiheessa vertaillaan ja optimoidaan eri suunnitteluvaihtoehtojen vaikutuksia kohteen energiankulutukseen simulointeja hyödyntäen. Suunnittelijoiden tulisi näin esittää energiatehokkuutta parantavia muutoksia ja energiasimuloija arvioi niiden vaikutusta ja riittävyyttä tavoitteeseen nähden. Samalla varmistetaan suunnitelmien tavoitteiden mukaisuus myös olosuhteiden, kustannusten ja muiden tavoitteiden osalta. Mikäli valittujen vaihtoehtojen takia laskelmat poikkeavat asetetuista energia- ja olosuhdetavoitteista, tavoitteet päivitetään näiltä osin. Päätöksenteon tueksi laaditaan myös elinkaarikustannus- ja kokonaistaloudellisuusvertailut. Yleissuunnitteluvaiheessa energiasimulointien avulla voidaan kohteesta myös tehdä laskennallinen energiatodistus rakennuslupaa varten. [16] Ilmanvaihdossa tulisi kiinnittää huomiota ilmanjakoperiaatteisiin ja suunnitella rakennukseen sisäilmastotasot, joiden mukaan muun muassa käyttäjien määrä otetaan huomioon eri vuorokauden aikoina. Ilmanjakolaitteet tulee olla oikein mitoitettuja ja tarkoituksen mukaisia. Onnistunut ilmanjakotekniikka on energiatehokkaan ilmanvaihtojärjestelmän tärkeä ominaisuus. Oikealla ilmanjakotavalla voidaan vaikuttaa ilmanvaihdon tehokkuuteen, vetoon, lämpötilan tasaisuuteen ja ilman kerrostumiseen. Kerrostuminen

51 40 voi olla haitallinen ilmiö lämmityksessä ja hyödyksi jäähdytyksessä. Suunnittelijoiden pitää valita paras mahdollinen yhdistelmä ilmanjakotekniikasta ja ilmanvaihtolaitteen heittopituudesta, ääniarvoista ja hajotuskuviosta. [1] Yleissuunnitteluvaiheessa tehdään ehdotusvaihetta tarkemmat suunnitelmat rakennuksesta ja yleissuunnitelmissa esitetään tilaajalle rakennuksen arkkitehtoninen, toiminnallinen ja tekninen yleisratkaisu. Tällöin voidaan myös tarkastella asetettuja tavoitteita esimerkiksi energiatehokkuutta ja ovatko tavoitteet realistisia ja miten näihin päädytään. Luonnoksista hankitaan myös mahdolliset lausunnot käyttäjiltä sekä tarvittaessa asiantuntijoilta ja viranomaisilta. Tietojen perusteella tilaajan pitää hyväksyä luonnossuunnitelmat jatkosuunnittelua varten. [43, s. 38] Toteutussuunnittelu Toteutusvaiheessa tehdään työpiirustukset ja sellaiset tekniset suunnitelmat, että rakennuksen korjausten määrä ja laatu voidaan yksiselitteisesti määritellä urakkatarjouksen antamista varten niiden pohjalta. Työpiirustusvaiheessa tulisi keskittyä detaljeihin energiatalouden näkökulmasta. Lisäksi tulisi selvittää asetettujen tavoitteiden mukaiset, toiminnan ja käytön aiheuttamat yksityiskohtaiset tarpeet. [43, s.38] Toteutussuunnitelmassa varmistetaan yleissuunnittelussa asetettujen tavoitteiden toteutuminen ja eri suunnitelmien yhteensopivuus. Toteutussuunnittelussa jatketaan valittujen vaihtoehtojen työstämistä, eikä enää tarkastella taloteknisten järjestelmien periaatteita tai energiamuotoja. Tehtävät keskittyvät järjestelmien mitoitukseen ja komponenttien valintaan [1, s. 54]. Oikein valituilla laitteilla voidaan vielä vaikuttaa energiatehokkuuteen. Suunnitteluratkaisujen tai mitoitusarvojen muuttuessa oleellisesti energialaskelmat tulee päivittää uusilla tiedoilla. Lopullisten valintojen perusteella voidaan toteutusvaiheessa tarkentaa myös sisäilma- ja energialaskelmat. Näillä varmistetaan, että lopputulokset täyttävät energiatehokkuuden puolesta hankkeelle asetetut vaatimukset. [16] Energiamittaroinnin kattavuudella ja yksityiskohtaisuudella voidaan rakennuksen käytön aikana seurata kulutuksia. Rakennuksen raportoivuus määrittää suurelta osin mahdollisuudet energiatavoitteiden todentamiseen käyttöönottovaiheessa ja energiatehokkuuden seurantaan ylläpidossa. [34, s. 13]

52 Suunnittelun asettamat haasteet sairaaloissa Lähtökohdat sairaalan suunnittelulle Rakennuksen energiankäyttöön ja kustannuksiin voidaan vaikuttaa hyvällä suunnittelulla. Suunnittelussa tehtävät ratkaisut sitovat rakennuksen energiahuoltoratkaisuja ja vaikuttavat hyvin paljon tuleviin peruskorjauksiin. Energiataloudellisessa suunnittelussa on pyrkimyksenä löytää ratkaisuja, jotka luovat mahdollisuuden viihtyvyyden ylläpitämiseen myös energian hintojen noustessa. [1, s.8] Sairaalan peruskorjaushankkeessa suunnittelijoille asetetaan monia vaatimuksia ja yleisimpiä niistä on esitetty kuvassa 5.6. Sen perusteella suunnittelijan tulisi hallita ja ottaa huomioon monia asioita samalla kertaa. Pääpaino on hyvillä sisäilmaolosuhteilla. [5] Elinkaariedullisuus Ympäristöystävällisyys Energiataloudellisuus Käyttöikä Muunneltavuus Vanhojen järjestelmien hyödyntäminen Järjestelmien huomaamattomuus Huoneiden ulkonäkö Vanhan rakennuksen arvo Hyvät sisäolosuhteet Kyllä Joskus Ei yleensä huomioida Kuva 5.6. Tilaajien asettamat vaatimukset ja odotukset LVISA-ratkaisuille [5]. Nykyisin sairaaloiden korjaushankkeissa tärkeimmät valintaperusteet suunnittelijoille ovat hinta- ja laatupisteiden summa ja kokemus aiemmista hankkeista. Joissakin sairaanhoitopiireissä valitaan suunnittelijat tarjoushinnan perusteella. [5] Osaaminen ja kokemus ovat tärkeässä osassa suunnitelmien puutteellisuuksista aiheutuvien ongelmien ehkäisyssä ja suunnittelijoiden tulisi tuntea riittävästi sairaalan toimintaa ja erikoisjärjestelmiä. [20, s.97] Suunnittelijoita valittaessa ja suunnittelua aloitettaessa tulisi painottaa suunnittelijoiden halua ja kykyä energiatehokkaaseen rakentamiseen. Hyvän energiatehokkaan lopputuloksen saaminen edellyttää suunnittelijoiden ja muiden hankkeeseen osallistuvien hyvää ja erittäin tiivistä yhteistyötä. LVI- ja sähkösuunnittelijoiden

53 42 tulisi aloittaa muun muassa reititysten suunnittelu uudisrakennuksiin verrattuna paljon aikaisemmin ja tehdä niistä vaihtoehtoisia suunnitelmia arkkitehdin ja rakennesuunnittelijan työn helpottamiseksi sekä energiatehokkuuden parantamiseksi. [21, s. 77] Suunnittelua tulisi ohjata ja valvoa ja suunnitelmia tulisi käydä yhdessä läpi parhaimman mahdollisen tuloksen saamiseksi [20, s.85]. Rakennuksen energiankulutus määrittyy eri suunnittelijoiden ratkaisujen yhteisvaikutuksesta. Tärkeää on, että tieto kulkee ja aikataulut ovat pitäviä. Varsinkin kun korjaushankkeeseen liittyy energiatehokkuustavoitteita, olisi tärkeää, että suunnittelijat ja energia-asiantuntijat pääsisivät mukaan vaikuttamaan korjaushankkeeseen ja hankesuunnitelman sisältöön jo varhaisessa vaiheessa. Esimerkiksi LVISA-järjestelmien integroiminen rakennukseen pitäisi ottaa huomioon jo suunnittelun alkuvaiheessa. Nykyisin suunnittelijat pääsevät vaikuttamaan päätöksen tekoon energia-asioiden kannalta myöhäisessä vaiheessa, pääasiassa yleis- / luonnossuunnittelussa. Tällöin monet asiat on jo päätetty ja vaihtoehdot energiatehokkuuden parantamiseen hävinneet. [5] Nykyisen suunnittelun ongelmakohtia ovat yleensä suunnittelijan kokemattomuus ja vähäinen perehtyminen sairaaloiden toimintaan, suunnitteluohjeiden puutteellinen sisäistäminen ja asiakirjojen ristiriitaisuus. [19, s.29] Oppilaitoksissa ei opeteta yleensä korjausrakentamista ja valmistuessaan ammattiin suunnittelijat osaavat vain uudisrakennusten suunnittelutavan. Näin korjaushankkeissa käytetään liiaksi tämänhetkisen uudisrakennuskäytännön mukaisia käytäntöjä, eikä toimintojen sisältämiä mukautumismahdollisuuksia aina huomata. [1, s.130] Esimerkiksi Ranskassa, Italiassa ja Englannissa vaativien korjaustöiden suunnittelijoilta edellytetään käytännössä ja teoriassa osoitettua erityispätevyyttä [21, s. 77]. Suomessa säädellään toimeksiantojen laajuutta ja vaativuutta rakentamismääräyskokoelman A2-osalla [45]. Suunnittelijoiden tulee olla kohteeseen tarpeeksi päteviä ja kelpoisuus määritetään kokemuksen ja koulutuksen perusteella. Rakennushankkeeseen ryhtyvän on huolehdittava muun muassa siitä, että suunnittelijoiden pätevyysvaatimukset vastaavat kohteen toiminnallista, teknistä ja arkkitehtonista tavoitetasoa ja niiden asettamia lähtökohtia. Lisäksi suunnittelijoiden pitää pystyä osoittamaan suunnitelmien avulla rakentamiselle asetettujen vaatimusten täyttyminen Peruskorjausten laajuus Sairaalan toimintaa voidaan harvoin siirtää muualle korjaushankkeen ajaksi ja näin rakennuksen korjaushankkeet toteutetaan yleensä pieninä osina ja vaiheittain. Sairaaloiden peruskorjausten lähtökohtana on yleensä muuttuneet tilatarpeet tai toiminnot ja niiden asettamat vaatimukset. Lisäksi lähtökohtiin vaikuttavat omalta osaltaan korjausvelka, vanhentunut LVISA-tekniikka ja uudet sairaalalaitteet tai hoitokäytännöt. Sairaaloiden korjaushankkeet voidaan jakaa rakennuksittain eli jakamalla sairaala pystysuuntai-

54 43 sesti, kerroksittain eli jakamalla rakennus vaakasuuntaisesti tai käyttäjien toiminnallisen osastojaon mukaisesti [11, s.91]. Korjausten laajuus ja tilat määritellään usein käytön tarpeiden mukaisesti ja monissa sairaanhoitopiireissä tilatyöryhmä päättää peruskorjaushankkeen laajuudesta. [4 ; 5] Saman rakennuksen korjaushankkeiden välillä saattaa olla pitkiäkin taukoja eri syistä johtuen. Sen takia korjaushankkeita varten koko rakennuskohteelle tulisi tehdä pitkän aikavälin suunnitelma, PTS. Kokonaissuunnitelman avulla saadaan pienet erillisprojektit yhdistettyä yhdeksi kokonaisuudeksi ja energiatehokkuus voidaan ottaa paremmin huomioon. Sen olemassa olo estää usein väärät arviot ja virheinvestoinnit helpottaen päätöksen tekoa varsinkin korjaushankkeen suunnittelun alkuvaiheessa. [11, s.6] Täydentämällä sitä rakennuksesta saatavilla kuntoarvioilla, saadaan samanaikaisesti toteutettavat työt helposti yhdistettyä ja jaksotettua [12, s.43]. Nykyisin sairaaloiden korjaushankkeet keskittyvät tyypillisesti rakennuksen koko kerrokseen tai sen osaan. Laajuus määräytyy toiminnallisuuden, esimerkiksi osastojen tai toimintojen, mukaan, mutta koska LVISA-tekniikka on suunniteltu palvelemaan yleensä laajempaa aluetta, järjestelmiä kokonaisuudessaan on vaikea uusia. [5] Muutostyöt ja suunnitteluratkaisut voivat olla erityisen hankalia ja näin korjaustyöt voivat edellyttää tai suosia laajempia hankkeita, joten korjaushankkeilla on pyrkimys laajentua alkuperäisestä. Korjaushankkeen ulkopuolelle jääviin kerroksiin ja osastoihin on turvattava esimerkiksi veden tulo, viemärien toiminta, lämmitys, tarvittavat sairaalakaasut, energiansyöttö ja ilmanvaihto. Sairaalateknisten järjestelmien toimintaa on pidettävä yllä koko korjaushankkeen ajan ja näin tilapäisasennukset aiheuttavat lisätöitä. Tekniikan kannalta peruskorjaukset tulisi tehdä suurempina kokonaisuuksina niin, että järjestelmät saataisiin uusittua kokonaan, mutta esimerkiksi kustannusten, aikataulujen ja rakennuksen laajemman käytön takia se ei ole mahdollista. [5] Sairaalan toiminnan jatkuessa on huolehdittava, ettei potilaiden ja henkilökunnan terveys tai turvallisuus vaarannu korjaustöiden aikana. Yleensä korjattavan osaston potilaat ja toiminnot on siirrettävä korjaustyön ajaksi muualle. Korjaustyö vaikuttaa monin tavoin työskentelyyn ja oleskeluun kohdetta ympäröivissä tiloissa ja tästä syystä ne on toteutettava mahdollisimman häiriöttömästi ja pölyttömästi. Epäpuhtaudet eivät saa kulkeutua korjaus- tai purkutöiden aikana osastojen huoneilmaan. [20] Olemassa olevat tiedot LVISA-järjestelmien toiminnasta on vaikea saada kokonaiskuvaa, jos olemassa olevien LVISA-järjestelmien toimintaperiaatteesta ja kunnosta ei ole ajan tasalla olevia piirustuksia ja toimintakaavioita. [21, s.27] Lähtötietojen puutteellisuus saattaa aiheuttaa ongelmia korjaushankkeen edetessä. Sen takia tietojen saatavuudella on suuri merkitys hankeen kustannuksiin. [11, s.59] Korjaushankkeen suunnittelu edellyttää aina kohtees-

55 44 sa käyntiä ja asioiden selvittämistä. Nykyisin rakennusten monet tiedot ovat joko vanhentuneita tai niitä ei löydy ollenkaan (kuva 5.7). Suunnittelun haasteita lisäävät lähtötietojen muuttuminen suunnittelun aikana sekä tarvittavat erikoisratkaisut, detaljipiirustukset ja rakennusaikaiset muutokset. Suunnittelijan on turvauduttava usein omaan kokemukseensa ja aikaisemmin saatuihin tietoihin. Tavallisesti talotekniikka on ongelmallisin suunnittelualue ja se on yleisin syy työnaikaisiin suunnitelmamuutoksiin. [5] Uusimmat tiedot löytyvät helposti Täytyy tarkastaa esim. vanhentuneiden tietojen varalta Tietojen saaminen vaatii paikanpäällä käyntiä ja selvittelyä Ei yleensä löydy Kuva 5.7. LVISA-suunittelijoiden näkemys sairaalarakennuksista korjaushankkeissa saatavilla olevista tiedoista [5]. Rakennusten piirustukset eivät yleensä täysin vastaa todellisuutta. Joskus niitä ei ole arkistoitu kattavasti tai kaikkia asennusaikaisia ja myöhemmin tehtyjä laajojakaan muutoksia ei ole dokumentoitu. [19, s.29] Omien arkistojen lisäksi piirustuksia voi löytyä rakennusvalvontavirastosta, vesilaitokselta, edellisiltä suunnittelijoilta tai muilta henkilöiltä. Korjattavassa rakennuksessa on otettava monia asioita huomioon ja rakennus tulisi tutkia perusteellisesti, että saadaan selvitettyä nykytila, ongelmat ja tehtyä sille toimenpide-ehdotukset. [21, s. 77] Näin saadaan paras mahdollinen tulos ja saadaan selville korjaushankkeen vaikutukset ja kustannukset Kuntoarviot ja muut selvitykset Suunnitelmalliseen kiinteistön hoitoon ja ylläpitoon liittyvät oleellisesti kuntoarviot. Ne ovat teknisiä selvityksiä, joiden avulla saadaan tietoa nykyisien järjestelmien ja niiden osien jäljellä olevasta teknisestä käyttöiästä ja tulevista korjaustarpeista. [15, s.40] Kun-

56 45 toarvioissa käydään läpi kaikki rakennuksen osa-alueet esimerkiksi rakenteet, rakennusosat, LVISA-järjestelmät ja sisäolosuhteet. Selvityksillä valmistellaan korjaushanketta pitkäjänteisesti ja saadaan tietoon käytettävyyden, toiminnan, tavoitteiden tai muiden ongelmien aiheuttamat välttämättömät toimenpiteet, joiden korjaamiseen joudutaan varautumaan lähitulevaisuudessa. [12, s.27] Ongelmia voivat olla esimerkiksi mahdolliset vauriot, kiinteistön tekninen vanhentuminen, huono sisäilman laatu, korkeat lämpö- ja sähköenergian kulutukset, hyödynnettävät uudet teknologiat ja käyttäjien toivomukset. Näin myös saadaan varmistettua järjestelmien energiataloudellinen toiminta ja tarvittaessa voidaan myös ryhtyä esimerkiksi tarkempiin kuntotutkimuksiin. Selvityksillä voidaan arvioida asetettujen vaatimuksien toteutumista ja verrata rakennuksen yleistä tilaa muihin vastaaviin esimerkiksi energiankulutustietojen perusteella. Korjaushankkeen tavoiteasettelun lähtökohtana on oltava riittävät tiedot talon teknisestä kunnosta. Kiinteistöjen teknisiä ja toiminnallisia ominaisuuksia arvioimalla ja keräämällä tietoja saadaan arvokasta tietoa suunnittelijoille, kiinteistön omistajille ja rakennuttajille suunnittelun tueksi. Arvioinnin avulla pystytään kehittämään kiinteistöä ja saadaan kokemuksia uusista järjestelmistä. [12, s.36] Parhaimmillaan kiinteistön kuntoarvioissa käsitellään kohdetta tavoitteellisesti ja kokonaisvaltaisesti ottamalla huomioon yksittäisten laitteiden ja järjestelmän osien vaikutus kokonaisuuteen. Kuntoarviossa on myös energiataloutta parantavia korjausehdotuksia ja niiden säästö- ja kustannusvaikutuksia. Kannattavuusarviota ei ole tehty, mutta säästöpotentiaali voidaan selvittää erikseen energiakatselmuksella. [1, s.131] Varsinkin ilmanvaihtojärjestelmien energiataloudellisuuden parannukset vaativat kannattavuusanalyysin, jossa selvitetään tilojen ja tilaryhmien vaatimukset, järjestelmät ja sen komponentit. [15, s.47] Usein energiakatselmukset teetetään sairaaloissa kuntoarvion yhteydessä. Energiakatselmuksissa pyritään analysoimaan kohteen kokonaisenergiakäyttö, selvittämään energiansäästöpotentiaali ja esittämään ehdotettavat säästötoimenpiteet kannattavuuslaskelmineen ja ympäristövaikutuksineen. Lisäksi niissä selvitetään myös mahdollisuudet uusiutuvien energiamuotojen käyttöön. Energiakatselmuksien avulla voidaan löytää olemassa olevalle rakennukselle parhaat ja toteutusvarmat säästökeinot. [42] Nykyisin sairaanhoitopiireissä tehtävät selvitykset ovat pääasiassa kuntoarvioita ja sisäilmastoselvityksiä. Joissain tapauksissa on voitu tehdä myös käyttäjäkyselyitä, tarkempia kuntotutkimuksia, energiakatselmuksia, tarkemittauksia ja selvityksiä väestön rakenteesta ja tulevaisuuden tarpeista. [4] Täydentämällä näitä korjaushistorialla ja vikailmoitustiedoilla sekä kulutustilastoja analysoimalla, saadaan melko luotettavaa tietoa laitteiston kunnosta [2, s.14]. Kuntoarvio voi myös toimia pohjana peruskorjauksien tarveselvitykselle. Näin vältetään rakennusaikana tulevat yllätykset ja niiden aiheuttamat lisäkustannukset ja aikataulun muutokset. [11, s.60] Mitä perusteellisempia korjaushanke ja sen valmistelut ovat, sitä enemmän voidaan parantaa rakennuksen energiantehokkuutta.

57 Käyttäjien huomioiminen ja perehdytys Merkittävin rakennuksen energiankulutukseen vaikuttava tekijä on käyttäjät. Heidän tietonsa ja taitonsa ovat yleensä puutteellisia, joten yksi tärkeimmistä tehtävistä onkin käytönopastus [20, s.103]. Käyttäjät voivat vaikuttaa muun muassa veden kulutukseen ja valaistuksen energiankulutukseen ja näin esimerkiksi käyttöohjeilla tai muulla ohjeistuksella voidaan pienentää kulutusta helposti. [2, s. 39] Lämmityksen määrään vaikuttavat puolestaan käyttäjien tuuletustottumukset. Pitämällä tuuletusikkunoiden lisäksi myös sälekaihtimet kiinni kesällä, sammuttamalla tarpeettomat valot ja laitteet sekä säätämällä ilmanvaihto ja lämmitys tilassa tarpeenmukaisesti voivat käyttäjät vaikuttaa energiankulutukseen huomattavan paljon omilla toimillaan. Julkisiin rakennuksiin tehdyissä energiakatselmuksissa on havaittu, että turhaa kulutusta voi olla jopa 5 10 % ja oikeilla toimillaan käyttäjät voisivat poistaa sen. Sairaalarakennuksen käyttäjiin kuuluvat potilaiden ja työntekijöiden lisäksi rakennuksen ylläpidosta vastaava huoltohenkilöt ja muut edustajat. [1, s.52] Tarvittaessa tilojen käyttäjille voidaan tehdä erilaisia käyttäjäkyselyjä, joiden avulla saadaan hyödyllistä tietoa ja käyttäjien näkemystä rakenteiden, laitteiden ja tilojen kunnosta sekä niiden toimivuudesta ja käytettävyydestä. Esimerkiksi sairaaloiden hoitohenkilökunta on laitteiden kanssa tekemissä päivittäin ja heidän vastuullaan on laitteiden oikea, energiatehokas käyttö. Kyselyillä voidaan huomata helposti järjestelmien puutteita ja vikoja ja niiden perusteella parantaa käytettävyyttä. Nykyisin kolmasosa sairaanhoitopiireistä ei tee käyttäjäkyselyitä peruskorjauksien tai osastosaneerauksien valmistumisen jälkeen (kuva 5.8). 27 % 32 % Kyllä Toisinaan Ei 41 % Kuva 5.8. Sairaanhoitopiirien tekemät käyttäjäkyselyt korjaushankkeen jälkeen [4]. Ilman käyttäjien palautetta korjaushankkeisiin voi jäädä hyvin paljon parannettavaa ja samat virheet voivat toistua seuraavissakin korjaushankkeissa. Palautetietojen pohjalta voidaan parantaa viihtyvyyttä, käyttäjien tyytyväisyyttä ja varmistetaan korjaavien toimenpiteiden vaikutus. Kyselyillä saadaan lisättyä sairaaloiden henkilökunnan ja tekni-

58 47 sen puolen vuorovaikutusta ja kartoitettua käyttäjien tyytyväisyyttä muun muassa sisäolosuhteisiin tai korjaushankkeen onnistumiseen. [20, s.81] Käyttäjien ja muiden sidosryhmien mukanaolo korjaushankkeessa ja suunnitelmiin vaikuttamisessa alusta alkaen luovat hyvän perustan työn etenemiselle. Jotta perehdytys olisi mahdollisimman kokonaisvaltainen, sen tulisi tapahtua koulutuksena työmaalla. [20 s. 96] Rakennuksen luovuttaminen käyttäjille voikin usein jäädä puutteelliseksi. Opastus ja ohjeistus LVISA-laitteiden oikeanlaiseen käyttöön, hoitotapaan ja energiatalouden hallintaan ovat merkittävässä osassa ongelmien ehkäisyssä. Rakennuttajalla voi olla paljon ohjeita ja ilman perehdyttämistä käyttäjät voivat tietämättään aiheuttaa ongelmia ja vahinkoa. [12, s.114]

59 48 6. ENERGIANSÄÄSTÖKEINOT KORJAUSRA- KENTAMISESSA 6.1. Energiankulutukseen vaikuttavat osa-alueet Korkea energian hinta on lisännyt kiinnostusta pitkäaikaisiin ratkaisuihin ja uusiutuviin energiamuotoihin. Kokemukset kuitenkin osoittavat, etteivät pyrkimykset energiatalouden parantamiseen tuo aina toivottuja tuloksia [1, s.113]. Vaikka energiankulutuksen pienentämiseksi olisikin tehty monenlaisia toimenpiteitä, voi olla, ettei rakennuksesta ole saatu kokonaisuudessaan energiataloudellista. [15, s.13] Korjaustyön yhteydessä ja laatutason parannuksessa rakennuksen tekninen varustelutaso kasvaa ja siitä syystä rakennuksen energiankäyttö saattaa nousta runsaastikin. Suunnittelun merkitys on avainasemassa. Kuten entinen asuntoministeri Jan Vapaavuori on sanonut: Jos suunnittelee huonosti, niin se tulee maksamaan. LVI-järjestelmien energiasäästöratkaisuilla voidaan vaikuttaa ensisijaisesti lämmitys- ja jäähdytysenergiaan, mutta toimenpiteet vaikuttavat samalla myös joko lisäävästi tai vähentävästi sähköenergian kulutukseen. Esimerkiksi Senaatti-kiinteistöjen [34] korjaushankkeiden kulutusvertailussa todettiin, että korjaushankkeiden jälkeen lämmön ominaiskulutus nousi keskimäärin 3 % ja sähkön ominaiskulutus nousi 24 % verrattuna alkuperäisiin ja ne olivat keskimääräistä suurempia kuin muiden vastaavien rakennusten. Veden ominaiskulutus puolestaan laski 50 %. LVI-tekniikan erityispiirteenä onkin, että säästöratkaisut yleensä lisäävät sähköenergian kulutusta ja huolellinen suunnittelu, tarpeenmukaiset ohjausratkaisut ja energiatehokkaammat moottoriratkaisut vähentävät sitä. Korjaushankkeen jälkeen energiankulutus voi olla eri tasolla suunnitteluratkaisusta riippuen. [21, s.81] Energiankulutus korjaushankkeen jälkeen riippuu hyvin paljon rakennuksen nykyisestä teknisestä varustetasosta ja suunnittelun onnistumisesta. Korjaushankkeissa usein tavoitellaan parempaa sisäilmaston laatua ja se taas vaatii järjestelmien uusimista ja lisäämistä. Näin lisäkustannuksia voivat aiheuttaa esimerkiksi parempi ilmanvaihto, siitä johtuva noussut lämmityksen tarve sekä tehokkaampi valaistus. [14, II/s. 2] Nykyisin energiatehokkuutta parantavia keinoja ja mahdollisuuksia tutkitaan sairaaloiden korjaushankkeissa hyvin vaihtelevasti. Monissa sairaanhoitopiireissä keskitytään suurimmaksi osaksi perinteisiin energiatehokkuutta parantaviin vaihtoehtoihin, kuten

60 49 energiatehokkaisiin LVIS-laitteisiin, kattavaan ilmanvaihdon lämmöntalteenottoon ja ikkunoiden uusimiseen. Muiden vaihtoehtojen tarkastelu jätetään vähemmälle (kuva 6.1). Uusissa rakennuksissa ja isommissa peruskorjauksissa energiatehokkuus huomioidaan melko hyvin muun muassa nykyisten rakentamismääräysten takia. Toisaalta pienemmissä peruskorjauksissa mahdollisuudet pienenevät ja joskus energiatehokkuus jää täysin huomioimatta. [4] Energiatavoitteiden asetus hankkeelle Eri järjestelmien mittaukset ja seuranta Käyttäjien perehdytys ja opastus Energiatehokkaat käyttäjän laitteet Energiatehokkaat LVIS-laitteet Tarpeenmukainen valaistus Päivänvalon hyötykäyttö valaistuksessa Vapaajäähdytys Tarpeenmukainen ilmanvaihto Ilmanvaihdon alhainen sfp-luku Kattava ilmanvaihdon lämmöntalteenotto Ajastinkytkimet Hiilidioksidipitoisuuksien mittaus Läsnäolotunnistimet Ikkunoiden uusiminen Rakenteiden lisäeristys Rakennuksen muoto ja arkkitehtuuri Uudet energiamuodot 0,0% 20,0% 40,0% 60,0% 80,0% 100,0% Kuva 6.1. Energiatehokkuutta parantavien ratkaisuiden selvittämisen yleisyys sairaanhoitopiirien korjaushankkeissa [5]. Rakennusautomaatio ja kehittyneet ohjausratkaisut ovat tärkeitä työkaluja pyrittäessä energiatehokkuuteen ja niiden avulla saadaan hallittua ja seurattua tehokkaasti energiankulutusta. Rakennusautomaatiojärjestelmä on kiinteistön käytöstä ja huollosta vastaavan organisaation keskeinen työkalu ja sillä voidaan vaikuttaa talotekniikan toimintaan niin, että asetetut sisäilmatavoitteet ja työskentelyolosuhteet saavutetaan mahdollisimman pienellä energiankulutuksella. Rakennusautomaation avulla saadaan eri järjestelmiä yhdistettyä ja ohjattua tarpeenmukaisesti. Esimerkiksi kulunvalvontatietoja voidaan käyttää tilojen ilmanvaihdon, valaistuksen ja lämpötilojen ohjaukseen ja säätöön. Kun tyhjiä tiloja ei ilmastoida, lämmitetä tai jäähdytetä täydellä teholla, energiaa säästyy. [36] Jokaisessa korjauskohteessa tulee kuitenkin valita ratkaisut tapauskohtaisesti olemassa olevan rakennuksen lähtökohtien ja ominaisuuksien mukaan.

61 Rakennuksen asettamat rajoitukset LVISAratkaisuille Sijainti Rakennuksen muoto, korkeus, suuntaus, sijainti, aukotus ja muut lähellä olevat rakennukset vaikuttavat paljon aurinkoenergian saantiin ja tuulisuuteen ja näin lämmitysenergian kulutukseen. Rakennuksen tulisi olla tontilla mahdollisimman aurinkoisessa paikassa ja suojassa kylmiltä tuulilta. Suojausta antavat maaston muodot, puusto, muut rakennukset tai muu kasvillisuus. Ottamalla huomioon paikalliset tekijät, sairaalan tilat ja toiminnot tulisi sijoitella rakennukseen mahdollisimman hyvin. Potilashuoneille rakennuksen eteläpuoli ja länsipuoli ovat huonoja, jos ikkunoita ei voida suojata, eikä auringon säteilyn haittoja voida poistaa muilla keinoilla. Paras suuntaus potilashuoneille on itäpuoli. [1] Rakennusten sijaintiin vaikuttavat tekijät ovat lyöty lukkoon jo rakennusvaiheessa ja olemassa olevissa kohteissa siihen pystytään vaikuttamaan vain hyvin rajallisesti. Parhaimmassa tapauksessa rakennus sijaitsee tyynellä, tasaisella ja aurinkoisella etelärinteellä. Suotuisissa olosuhteissa muun muassa aurinkopaneeleilla on mahdollista tuottaa merkittävä osuus kiinteistön sähköntarpeista. Lisäksi aurinkoa tällöin voidaan käyttää passiiviseen lämmitykseen, kun rakennuksen suuntautuminen etelään on luontevaa, rakennuksen tyyli ja kattomuodot sallivat aurinkokeräinten käytön, viereiset rakennukset eivät varjosta sitä liikaa ja tontilla on esimerkiksi lehtipuita kesäajan aurinkosuojaukseksi. [18] Toisaalta huonoin sijainti rakennukselle on tuulisessa, korkeiden mäkien, metsien tai rakennusten varjostamassa paikassa, johon kerääntyy kylmää ilmaa. Tällaisessa tilanteessa paikallisen pienilmaston aiheuttamat lämpötilaerot, tuulennopeudet ja - suunnat ja rakennuksen aurinkoenergian saanti voivat aiheuttaa jopa yli 30 % lisäyksen rakennuksen lämmönkulutukseen. Lisäksi sääolot voivat aiheuttaa käyttäjille viihtyvyys- ja terveyshaittoja. [1, s. 26] Arkkitehtuuri Liian laajat ja hallitsemattomat muutokset vanhoihin toimiviin ratkaisuihin saattavat olla ongelmallisia ja tämä on yksi yleisimmistä korjausten yhteydessä esiintyvistä virheistä. Rakennuksen ensisijaisia ominaisuuksia, kuten tilatehokkuutta, tilaohjelman toimivuutta tai oleskelumukavuutta ei tule heikentää vähäisenkään energiasäästön takia, eikä huonoa arkkitehtuuria voi perustella sillä. Hukkaneliöt ja epäkäytännöllisyys lisäävät vain energiankulutusta ja käyttökustannuksia. Energiasäästöön tulisi pyrkiä sellaisin

62 51 keinoin, jotka eivät tuhoa rakennusten ja rakennettujen ympäristöjen arkkitehtonisia ja kulttuurihistoriallisia arvoja. [1] Ottamalla kustannusvaikutukset huomioon korjaushankkeiden tilasuunnittelussa saatetaan saada jo yllättäviä säästöjä. Huonosti suunnitellulla osastolla voidaan yhtäkkiä tarvita enemmän resursseja aikaisempaan verrattuna. Esimerkiksi Ruotsissa erään sairaalahankkeen yhteydessä saavutettiin hoitotyössä 10 % säästö ryhmittelemällä vuodeosaston tilat uudella tavalla ja siirtämällä tarpeettomat kanslia- ja varastotilat hoitoalueelta. Lisäksi uudenlaisella tilankäytön suunnittelulla voi olla hyviä seurauksia niin potilaiden kuntoon kuin taloudelliseen kannattavuuteen. [20, s.31] Energiankulutukseen voidaan vaikuttaa esimerkiksi sijoittamalla toimintayksiköt, osastot ja jopa mahdollisesti yksittäiset huoneet toimintarytmin mukaan. Jotkut osastot ja tilat toimivat läpi vuorokauden, joitakin tiloja käytetään taas vain normaalina työaikana. Näin teknisiä järjestelmiä ja ohjauksia suunniteltaessa voidaan ottaa huomioon käyttörytmi, koska sairaaloissa toiminta on epätasaista ja vaihtelevaa. [1, s.126] Tilaohjelman tehokkuudella on merkitystä energiankulutukseen, mutta siihen voidaan vain joissain määrin puuttua olemassa olevassa kiinteistössä. Sama koskee tilaohjelman toteuttamista ja suunnitteluratkaisua. Huonosti toteutetut pohjaratkaisut voivat rajoittaa muun muassa päivänvalon hyödyntämistä ja ikkunoista tuleva päivänvalo voi jakautua niin, että ikkunan lähellä on valoa liikaa ja kauempana liian vähän. Perinteisen arkkitehtisuunnittelun lähtökohtana on ollut tiukka neliömääräinen tilaohjelma, jonka perusteella potilasta kohti on määritelty pinta-ala, jota on toistettu [20, s. 21]. Tällä tavoin ei kuitenkaan voida huomioida riittävästi tulevaisuuden näkymiä ja muuttuneita prosesseja, joten jäykän tilasuunnittelun takia saatetaan joutua tekemään isojakin muutoksia. Korjaushankkeissa on edettävä tilojen ja rakenteiden ehdoilla, minkä vuoksi joudutaan tekemään usein kompromisseja. [5] Arkkitehdin suunnitelmiin vaikuttavat teknisistä muutostöistä eniten ja laajimmin ilmanvaihtoon tehtävät muutokset. Kuitenkin lämpö-, vesi-, viemäri- ja sähköasennuksissa putket vievät vain vähän tilaa ja nousutila on löydettävissä, eikä asennuksista aiheudu visuaalista tai rakennusteknistä ongelmaa. Uusien huonetilojen ilmanvaihto on järjestävä jotenkin ja mahdollisesti tehtävien tiivistämistoimenpiteiden takia ei vanha järjestelmä enää riitä ja uusia kanavia joudutaan reitittämään. [14, II/s.3] Rakennuksen elinkaari on lyhyt ja ylläpito kallista. Korjaustoimenpiteet tulisi suunnitella ja toteuttaa niin, että käyttöiät olisivat pitkiä ja seuraavan korjaushankkeen suorittaminen olisi helpompaa ja taloudellisempaa. Tämän takia järjestelmien käyttöön, ylläpitoon ja huoltoon, esimerkiksi ohjeistuksessa ja valvonnassa, tulisi kiinnittää huomiota. [20, s.63] Potilashuoneet, hoitajien kansliat, ilmoittautumispisteet ja monet vastaavat toiminnot toistuvat sairaaloissa useilla osastoilla. Kun tilat ovat samanlaisia, saadaan helpotettua ja nopeutettua korjauksia ja huoltoa merkittävästi. Näin myös sairaaloiden

63 52 LVISA-ratkaisuissa tulisi pyrkiä muunneltaviin standardiratkaisuihin. Yleensä yksilöllisellä tilansuunnittelulla saadaan ratkaisu hetkellisesti, mutta toimintatavan muuttuminen tekee niistä hankalia. Standardiratkaisuilla saadaan tilat kehitettyä hyvin toimiviksi energiatehokkaiksi kokonaisuuksiksi. [20, s.22] Rakenteet Rakennuksen ulkovaipan osien lämmöneristysvaatimukset ovat vuosikymmenten aikana kiristyneet merkittävästi samalla, kun lämmöneristeet ja tekniikat ovat kehittyneet. Ensimmäisen kerran Suomen rakentamismääräyskokoelmassa oli määräyksiä lämmönläpäisykertoimen U-arvoille vuonna 1976 julkaistussa C3-osassa (taulukko 6.1). Sitä ennen vain asuinrakennuksille on ollut Rakennusinsinööriyhdistyksen (nykyinen Suomen Rakennusinsinöörien liitto RIL) lämmöneristysnormeja, joista ensimmäiset ilmestyivät [15, s.20] Näin ollen määräyksiä lämmöneristyksistä on ollut vasta viimeisen 50 vuoden ajalta. Aikaisemmin lämmönläpäisykertoimen U-arvot ovat olleet ehdottomia minimivaatimuksia, mutta nykyisin ne ovat vertailuarvoja, joilla taataan koko ulkovaipan lämmöneristyksen minimitaso. Taulukko 6.1. Rakentamismääräykset eri aikoina [46]. Rakennusosien U-arvot [W/m 2 K] C C C C C C (D3 2012) Ulkoseinä 0,4 0,29 0,28 0,25 0,24 0,17 Yläpohja 0,35 0,23 0,22 0,16 0,15 0,09 Alapohja 0,4 0,4 0,36 0,25 0,24 0,16/0,17 Ikkuna 2,1 2,1 2,1 1,4 1,4 1,0 Ovet 0,7 0,7 0,7 1,4 1,4 1,0 Muut laskennan lähtöarvot Ilmanvuotoluku n 50 = 4 n 50 =2 (q 50 =2) LTO:n vuosihyötysuhde % 30 % 45 % Vaipan lämpöhäviön jousto % 20 % 30 % Vuoden 2012 rakentamismääräyksien D3-osan U-arvot ja muut keskeiset vaatimukset ovat pysyneet samoina, mutta siinä puolestaan siirrytään kokonaisenergiatarkasteluun. Rakentamismääräysten mukaisesti rakennuksen vaipan, vuotoilman ja ilmanvaihdon lämpöhäviöitä tulisi rajoittaa hyvän energiatehokkuuden saavuttamiseksi. [24] Johtumishäviöt ja hallitsematon ilmanvaihto ovat verrannollisia vaipan alaan ja rakennuksen muotoon ja näin ulkovaipan kokonaispinta-alalla on suuri merkitys lämpöhäviöille. Vanhoissa rakennuksissa ikkunat ovat rakennuksen vaipan huonoimmin lämpöä eristävä rakennusosa ja ulkoseinien lämmöneristävyys on huono nykyisiin verrattuna, joten niillä on merkittävä osuus lämpöhäviöiden muodostumisessa [15 s.21]. Ulkovaipan ominai-

64 53 suuksiin tärkeä tekijä on myös rakenteiden massiivisuus. Sillä ei kuitenkaan ole niinkään merkitystä lämmitys- ja jäähdytysenergian kokonaiskulutukseen vaan massiivisuudella pyritään usein hallitsemaan liian korkeita lämpötiloja. Massiiviset rakenteet lämpenevät (ja jäähtyvät) hitaasti ja näin ne vaikuttavat sisäolosuhteisiin ja jäähdytystehon tarpeeseen. [13, s.9] Energiankulutukseen ulkovaipan tiiveydellä on suuri vaikutus ja se on yksi tärkeimmistä rakenteiden ja LVI-tekniikan yhteistoimintaan vaikuttavista tekijöistä. Taloteknisten järjestelmien energiataloudellisen toiminnan ja käytön suunnittelu edellyttääkin riittävää tietoutta ulkovaipan kylmäsilloista ja vuotoilmanvaihdosta [1, s.130]. Vanhoista rakennuksista voi kuitenkin olla vaikea löytää tällaisia tietoja, joten huolellinen energiataloudellinen suunnittelu saattaa vaatia rakenteiden erityistä selvittämistä esimerkiksi kuntotutkimuksilla, lämpökamerakuvauksilla ja painekokeilla. Tiivistämisellä saadaan vähennettyä hallitsematonta vuotoilmanvaihtoa, joka voi aiheutua rakennusosien välisistä liitoksista, läpivienneistä ja tiivisteiden puutteista. Ulkovaipan tiiviys, eri tilojen välisten rakenteiden tiiveys ja vallitsevat painesuhteet vaikuttavat hyvin paljon epäpuhtauksien kulkeutumiseen sisäilmaan rakenteiden kautta. Tutkimusten mukaan yhden yksikön lisäys ilmanvuotoluvussa n 50 voi lisätä lämmitysenergian kulutusta jopa 6 %. [2, s.32] Jos korjaushankkeet eivät kohdistu koko rakennukseen, sen tekniset ominaisuudet eivät muutu ja tällöin esimerkiksi on vaikea saavuttaa hyvää tiiveyttä. Rakennusten ilmavuodoista suurin osa aiheutuu ikkunoiden ja ovien vuodosta ja halvimmillaan tiivistyksillä tarkoitetaan tiivisteiden uusimista. Koko ikkunarakenteen (lasi, karmit ja puitteet) ilmantiiveys on energiankulutuksen kannalta merkittävä asia [13, s.12]. Jos ne ovat huonokuntoisia, investointi voidaan saada nopeasti takaisin energiansäästöinä. Laajemmat, vaippaan kohdistuvat toimenpiteet, kuten lisäeristäminen ja ikkunoiden uusiminen, edellyttävät tapauskohtaisia laskelmia ja tutkimuksia esimerkiksi infrapunakameralla. [1, s.130] Lisäeristämisen takaisinmaksuajat muodostuvat yleensä pitkiksi, mutta se voi kuitenkin olla kannattavaa esimerkiksi julkisivujen tai seinien pintarakenteiden korjauksissa. Huomioitava kuitenkin on, että rakenteet, joiden läpi tapahtuu lämmönsiirtymistä, saattavat vaurioitua korjaushankkeessa, kun niiden toimintaperiaatteisiin puututaan lisälämmöneristyksellä ja huonolla suunnittelulla saadaan helposti aikaiseksi homehtuvia ja epätaloudellisia rakenteita. Nykyään peruskorjauskohteissa vaikutetaan olemassa olevien rakenteiden U-arvoihin melko harvoin. [21, s. 81] Varsinkin 50- ja 60-luvun talojen ongelmana ovat pienet tilamitoitukset. Jos asennuksille ei jätetä tarpeeksi tilaa, ongelmia aiheutuu muun muassa liian pienistä hormeista, jonne uudet putki- ja kanavavedot sekä sähkökourut eivät mahdu. Mahdolliset esteet, esimerkiksi palkit, vaikeuttavat entisestään asennuksia ja ahtaat tilat vaikeuttavat huolto- ja korjaustöitä. Rakennemitoitukset voivat olla myös säästeliäitä ja siten esimerkiksi ra-

65 54 kenteiden kestävyys ja matalat tilat saattavat rajoittaa ullakoiden ottamista tekniikan käyttöön. Vesikatolle sijoitetut ilmanvaihtokonehuoneet saattavat vaatia vesikattorakenteiden paloteknisten ja rakennusteknisten mitoitusten muuttamista. [21, s.78] Vanhoissa rakennuksissa saattaa olla monia sellaisia laitteita, materiaaleja ja rakenneratkaisuja, jotka sisältävät nykyisin ongelmajätteiksi luokiteltavia aineita ja ovat herkkiä vaurioitumiselle tai sisältävät mahdollisia epäpuhtauslähteitä. Esimerkiksi useat tyypilliset ja 1970-luvun rakennusmateriaalit sisältävät asbestia. Korjausrakentamisessa täytyy ottaa huomioon näiden rakenteiden korjaaminen ja haitallisten aineiden poistaminen niin, ettei niistä ole terveydelle haittaa. [1, s.130] Talotekniikka Olemassa olevan rakennuksen sijainnin, rakenteiden ja arkkitehtuurin aiheuttamien rajoitusten takia energiatehokkuuden parantaminen taloteknisin ratkaisuin jää monesti ainoaksi vaihtoehdoksi. Olemassa olevissa terveydenhuoltorakennuksissa on käytetty pääosin perustalotekniikkaa, joka huonossa tapauksessa ei sovellu, eikä mukaudu tarvittaviin tilavaatimuksiin. Peruskorjattavissa sairaaloissa monet taloteknisistä järjestelmistä ovat elinkaarensa päässä. Vaikka niiden käyttöikä antaisi mahdollisuudet pidempään käyttöön, ovat järjestelmät uusittava kuitenkin paljon lyhyemmällä aikavälillä. Syinä voivat olla energiatalouden, sisäolosuhteiden, asumisviihtyvyyden tai toimintavarmuuden parantaminen, varustelutason lisääminen, uuden teknologian hyödyntäminen tai tilojen käyttötarkoitusten muutokset [12, s.7]. Sairaaloiden talotekniikan lähtökohtana yleensä on laadukkaat ratkaisut ja hyvä sisäilmasto. Sairaaloissa voidaan kokeilla uusia ratkaisuja ja tekniikkaa, mutta samalla sen toiminta pitäisi olla varmaa. [4] Varovaisuutta selittää osin se, että nykyisin monissa sairaanhoitopiireissä on ollut sisäilmaongelmia, jotka voivat aiheuttaa pahimmassa tapauksessa sairaalan sulkemisen [47] Sairaaloiden peruskorjauksissa uudet järjestelmät joudutaan usein liittämään jo olemassa oleviin järjestelmiin, mutta kaikkia tarvittavia tietoja ei ole olemassa. Uusiin tarpeisiin vanhojen järjestelmien kapasiteetti voi olla alimittainen ja lopputulos saattaa helposti jäädä vajaaksi varsinkin energiatehokkuuden osalta. Usein esimerkiksi vanhat ilmanvaihtokoneet korvataan uusilla vastaavilla koneilla, eikä energiatehokkuutta selvitetä tarkasti. Ilmanvaihtojärjestelmän uusiminen kanavineen on haasteellista, kompromisseja joudutaan tekemään ja näin turvautumaan hyvin paljon vanhoihin, olemassa oleviin kanaviin. Vanhat ilmanvaihtokanavat voivat kuitenkin olla huonokuntoisia ja niiden koot voivat jäädä riittämättömiksi uusien tilojen vaatimien isompien ilmavirtojen takia. Näin niitä joudutaan vaihtamaan suurempiin tai tekemään aivan uusia reitityksiä. [4] Korjaushankkeissa vanhentunutta tekniikkaa uusitaan ja uusia laitteita voi tulla runsaasti lisää, joten tekniikalle varatut tilat voivat jäädä ahtaaksi. Esimerkiksi ahtaat alakattotilat voivat asettaa rajoituksia uusille ilmanvaihtokanaville. [20, s.87] Runsaan talotekniikan soveltaminen olemassa olevaan rakennukseen voi olla hankalaa. Kun tekniikkaa ei halu-

66 55 ta jättää näkyville käytäville tai huoneisiin, suunnittelijoille saattaa tulla vaikeuksia löytää reittejä tekniikan tarpeisiin. Lisäksi ylempien kerroksien käytössä olevat nousut esimerkiksi vesi- ja viemäriputkien osalta halutaan pitää yleensä entisellään, joten reitityksissä on otettava ne huomioon. Pahimmassa tapauksessa LVI-tekniikka voi aiheuttaa rajoituksia suunniteltujen tilojen ja toimintojen sijoituksille ja muutostarpeita, jotka on syytä ottaa huomioon jo tilaratkaisuista päätettäessä [11, s.59]. Olemassa olevien rakennusten sähkötekniset toteutukset ovat yleensä kiinteitä, vaikeasti muunneltavia ja usein myös teknisesti ja toiminnallisesti vanhentuneita, joten peruskorjauksissa sähköistys saatetaan joutua uusimaan suurilta osin tai kokonaan korjattavalta alueelta. [12, s.69] Sähkö- ja rakennusautomaatiojärjestelmissä vanhat järjestelmät usein rajoittavat muutosmahdollisuuksia melko paljon. Vanhat järjestelmät eivät täytä standardeja ja erityisesti siitä voi olla haittaa esimerkiksi tieto- ja turvajärjestelmille, kun joudutaan liittymään vanhaan järjestelmään. Rakennusautomaatiossa rajapinnat uusien ja vanhojen järjestelmien osalta ovat monesti erilaiset ja näin energiatehokkaat ohjausja säätöratkaisut voivat olla vaikeita toteuttaa. [5] Valaistuksen kannalta huoneen korkeus ja syvyys puolestaan rajoittavat vaihtoehtoja ja valaistustapojen käyttöä. Matalissa huoneissa päivänvalo vähenee voimakkaasti kauempana ikkunoista. Korkeissa tiloissa valo taas saattaa hajota liiaksi ympäristöön, mutta ikkunoiden koosta riippuen päivän valon kannalta tällaiset ovat edullisia. Valon kulkuun vaikuttavat huoneen väritys ja sisäkaton rakenne. Tummat värit eivät heijasta valoa ja sen takia pitäisi suosia vaaleita ja kiiltämättömiä heijastuspintoja. Varjostuksia voivat aiheuttaa myös sisäkatossa olevat asennukset ja pintarakenteet. [15, s.57] 6.3. Lämmitys ja jäähdytys Eri lämmitysratkaisut Oikein toteutettuna ja hoidettuna patteriverkosto on rakennuksen pitkäaikaisin järjestelmä, joten yleensä peruskorjauksissa vesikiertoinen patterilämmitys jää korjaushankkeissa käyttöön. [15, s.43] Vaikka lämmitysteho olisikin riittävä, olemassa olevien rakennusten ulkoseinä ja ikkunat ovat lämmöneristävyydeltään yleensä huonoja ja pattereita tarvitaan ikkunoiden alla estämään kylmäsäteilyä. Näin lämmitystehon lisäksi tulisi huomioida myös viihtyvyys sekä säteilyn ja ilmavirran aiheuttama veto. Viihtyvyyttä voidaankin tutkia esimerkiksi simuloimalla tilojen olosuhteita. [1, s. 50] Sisäilmastotason ylläpitämiseksi lämmitysenergiaa kuluu tietty määrä järjestelmäratkaisusta riippumatta. Rakennuksen lämmitysmuodon valintaan pystytään vaikuttamaan

67 56 yleensä vain mittavissa peruskorjauksissa ja suuret järjestelmämuutokset tilojen lämmönjaossa ovat yleensä kannattamattomia. Eri järjestelmien hyötysuhteet ovat korkeita ja erot hyvin pieniä (Taulukko 6.2). Taulukko 6.2. Lämmönjaon toteutustapoja ja vuosihyötysuhteita [48, s.41]. Lämmitysratkaisu Hyötysuhde Patterilämmitys 0,80 0,90 Lattialämmitys, vesikiertoinen 0,75 0,85 Lattialämmitys, sähköinen 0,80 0,85 Kattolämmitys, sähköinen 0,85 0,90 Ikkunalämmitys 0,80 Järjestelmien häviöissä saattaa olla pieniä eroja, tämän suhteen matalalämpötilainen säteilylämmitys on edullisin. Suunnittelun kannalta kuitenkin olemassa olevien laitteistojen ja verkostojen mitoituslämpötilat ja niiden muunneltavuus voivat toisaalta olla rajoittavia tekijöitä. Lisäksi esimerkiksi lattialämmitys on varsin hidas reagoimaan lämpötilojen muutoksiin. Kaikilla järjestelmillä käyttöikä on samaa luokkaa, eikä huoltokustannuksissakaan ole suurta eroa. [38, s. 38] Lämmitysjärjestelmän energiatehokkuuteen voidaan parhaiten vaikuttaa parantamalla säätölaitteiden toimintaa. [2, s. 17] Kun vanhat patteri-, linjansäätö- ja sulkuventtiilit eivät toimi enää oikein, koko lämmitysverkoston toiminta häiriintyy, perussäätöä ei saada kunnolla tehtyä ja energiankulutus lisääntyy. [2, s. 13] Käsisäätimillä ei saada säätöä toimimaan tasaisesti, joten merkittäviä säästöjä voidaan saada muun muassa uusimalla linjojen tasopainotukseen tarvittavat linjansäätöventtiilit ja huonekohtaisilla termostaattisilla patteriventtiileillä. Menoveden lämpötilaa tulee ohjata säätöautomatiikalla ulkolämpötilan, julkisivun lämpötilan tai huoneenlämpötilan mukaan, jolloin tilojen lämpötilat saadaan pysymään tasaisina. Käyttöajan mukaan tapahtuva säätö on sairaaloissa vaikeaa, koska monet osastot ovat käytössä 24 tuntia viikon jokaisena päivänä. [1, s. 136] Lämmitysjärjestelmän perussäädön vaikutus Lämmitysjärjestelmän perussäädöllä varmistetaan veden kierto koko verkostossa. Muuttamalla vesivirtaa tai menoveden lämpötilaa pyritään tasaamaan huoneistojen keskilämpötilat. Patteriverkoston menoveden lämpötila tulisi asettaa kylmimmän huoneen mukaisesti ja tällöin muiden huoneiden lämpötiloja voidaan alentaa. Perussäädön tehtävänä on saada tilojen sisälämpötilat mahdollisimman lähelle suunniteltuja tavoitearvoja, esimerkiksi sairaaloissa lämmityskaudella lämpötila 22 C, ja poikkeamaan keskiarvosta enintään asteen. Sen seurauksena energiankulutus usein pienenee, koska sisälämpötilat ovat olleet tavoitearvoja korkeampia. Lisäksi perussäädöllä saadaan vähennettyä liian

68 57 korkeasta lämpötilasta johtuvaa tuuletustarvetta, tehostettua energian käyttöä ja korjattua sisäilmasto, jonka lämpötila on liian korkea tai matala. Perussäätö kuitenkin edellyttää vuotavien ikkunoiden tiivistämistä ja linjasäätöventtiilien kunnossa oloa. [2, s. 15] Perussäätö on energiatehokkuuden kannalta tärkein toimenpide lämmitysjärjestelmän korjauksissa. [12] Ilman sitä muista energiansäästötoimenpiteistä ei saada täyttä hyötyä. Patteriverkoston perussäädön tulisi tehdä aina, kun rakennuksen lämmöntarve muuttuu. Syynä voivat olla esimerkiksi julkisivujen lisäeristäminen, ikkunoiden uusiminen, ilmanvaihdon lämmöntalteenoton asentaminen tai rakennuksen käyttötarkoituksen muuttuminen. Tilojen lämpötilat saattavat vaihdella jopa 6 astetta ja näin perussäädön taloudellinen kannattavuus on yleensä merkittävä. Yhden asteen huoneen lämpötilan nousu aiheuttaa vuotuisessa kulutuksessa noin 5 % kasvun. [15, s.44] Arvioiden mukaan 75 % Suomen asuinrakennuskannasta on puutteellisesti perussäädetty ja yleensä lämpötilaero näissä kiinteistöissä on keskimäärin yli 3 C. Sairaanhoitopiireissä kuitenkin pääasiassa pyritään asettamaan taloteknisten järjestelmien perussäädöt kohdalleen, kun järjestelmiin on tullut muutoksia. [4] Lämmityksen tarpeenmukainen säätö Tarpeenmukaisella lämmityksellä saadaan hyödynnettyä ulkoinen ilmaislämpö sekä tiloissa muodostuvat lämpökuormat valaistuksesta, ihmisistä ja laitteista. Passiivisella aurinkolämmön hyödyntämisellä tarkoitetaan keinoja, joissa ei ole käytetty teknisiä apuvälineitä tai ne ovat hyvin yksinkertaisia laitteita. Lämmityskaudella auringon säteilyllä on vähäinen merkitys, mutta kokonaisuudessaan sillä kuitenkin saadaan % rakennuksen tarvitsemasta lämmitysenergiasta. Aurinkoisella paikalla energiankulutus voi olla jopa 15 % pienempi kuin varjoisassa paikassa [1, s.106] Auringon säteilylle on kuitenkin tyypillistä suuret päiväkohtaiset, kuukausikohtaiset ja vuosikohtaiset vaihtelut. Usein hoitolaitoksissa suora auringonvalo voi olla haitta ja passiivisen aurinkoenergian käyttö on hankalaa. Esimerkiksi sairaaloissa on hyvin vähän sellaisia tiloja, joissa sitä voidaan hallitusti hyödyntää ja sillä ei päästä kovin suuriin energiansäästöihin. [1] Monista vanhoista rakennuksista puuttuu termostaattiset patteriventtiilit, jolloin tilaan tulevia ilmaisenergioita ei pystytä hyödyntämään. Tilaan tulevien ilmaisenergioiden hyödyntäminen vaatii lämmityksen tarkkaa säätöä ja kun huonelämpötila nousee yli halutun, lämmityksen pitää lopettaa heti. Lämpötilan muuttuessa termostaattinen patteriventtiili säätää patteriin virtaavan veden määrää ja tasaa lämpötilanvaihteluita. Termostaatin kuitenkin pitää reagoida huoneen lämpötilaan, eikä esimerkiksi patterin lämpötilaan. [2, s. 13] Termostaattiventtiilien asennus saattaa toisaalta myös kasvattaa energiankulutusta, jos verkoston lämpötila on liian korkea tai järjestelmää ei ole säädetty oikein. Näin venttiilit eivät pysty käyttämään ilmaisenergioita hyödyksi. [1, s. 137]

69 58 Termostaatin lämpötilamittauksesta ja säädöstä saadaan tarkempaa käyttämällä sisälämpötilan mittaukseen irtoanturia ja normaalin patteritermostaatin tilalla toimilaitteella varustettua säätöventtiiliä (moottoriventtiiliä). Yhdistämällä ne rakennusautomaatiojärjestelmään, huoneeseen tulevasta ilmaislämmöstä voidaan hyödyntää tehokkaasti suurin osa. Lisäksi tällöin huoneen lämpötilaa voidaan myös säätää läsnäolon mukaan Jäähdytys Sisäisiin kuormiin on vaikea vaikuttaa, joten rakennusten lämpökuorma ja sen myötä jäähdytyksen tarve ovat kasvaneet. Yhä useammin rakennuksissa tarvitaan myös talviaikaista jäähdytystä esimerkiksi laite- ja serveritiloissa. Jäähdytysenergian kulutus muodostuu yleensä ilmanvaihdon ja tilojen jäähdytyksestä ja niiden avulla pyritäänkin parantamaan rakennuksen sisäilmastoa ja näin viihtyvyyttä ja työtehoa. [15, s.67] Rakentamismääräyskokoelman D2-osan mukaisesti ensisijaisesti tilojen ylilämpenemisen estämiseksi tulisi käyttää rakenteellisia ja muita passiivisia keinoja sekä yöllä tehostettua ilmanvaihtoa [23, s.9]. Yöllä tehostetulla ilmanvaihdolla (yötuuletus) saadaan kuitenkin vain hallittua olosuhteita paremmin ja Suomessa hellejakso on yleensä lyhyt, eikä näin se ole merkittävä energiansäästökeino. Korkeiden lämpötilojen hallinta vaatii hyvää yhteistyötä sekä toteutusta rakennus-, rakenne- ja LVI-suunnittelulta. [31, s. 9] Perinteisesti ikkunan voi avata tilan tuulettamiseksi ja jäähdyttämiseksi, mutta kesäoloissa ulkolämpötilan ollessa huonelämpötilaa korkeampi, heikentää se jäähdytystehoa ja tuhlaa energiaa. Toisaalta ikkunoiden auki pitäminen voi lisätä myös lämmitysenergiankulutusta, heikentää olosuhteiden hallittavuutta ja vaikuttaa tilojen välisiin painesuhteisiin. Rakennusteknisin suojauksin tilojen korkeita lämpötiloja voidaan torjua muun muassa sälekaihtimilla, auringonsuojalaseilla, lipoilla ja markiiseilla. Paras sijoituspaikka suojauksille on ikkunan ulkopuolella tai mahdollisimman lähellä ikkunan ulkopintaa ja hyvin suunniteltuina ne ovat tehokkaita keinoja hallita huonelämpötiloja. [1, s.39] Ikkunassa olevat sälekaihtimet voivat myös parantaa ikkunan lämmöneristävyyttä. Mitä huonompi ikkuna lämmönläpäisykertoimeltaan, sitä parempi on lämmöneristävyyden parannus. Tällöin paras aurinkosuojien sijoituspaikka on ikkunalasien välissä, jolloin kaihdin muodostaa suljettuna yhden ylimääräisen ilmakerroksen. [15, s.67] Auringonsäteilyn torjuntamenetelmistä säädettävät säle- ja rullakaihtimet ovat aktiivisia menetelmiä, koska niillä voidaan hyödyntää auringon lämpöenergiaa, kun on tarvetta. Sen sijaan kiinteät säleet ja auringonsuojalasit ovat passiivisia menetelmiä ja ne vähentävät auringonsäteilyn sisälle pääsyä myös silloin, kun sitä voitaisiin hyödyntää. Vaikka kiinteät ratkaisut voivat vähentää merkittävästi kesäajan jäähdytystarvetta, toisaalta varsinkin keväisin ja syksyisin ne voivat lisätä myös lämmitysenergiantarvetta. Suositeltavaa onkin, että ulkopuolisten säleiden kulmaa voitaisiin muuttaa esimerkiksi vuodenaikojen mukaan. [15] Säädettävät auringonsuojaukset mahdollistavat erilaisten päivänvalon ohjaus- ja varjostusratkaisujen monipuolisen käytön ja estävät haitallisia heijastuksia.

70 59 Liuoslauhdutteisissa vedenjäähdytyskoneissa energiataloutta voidaan parantaa käyttämällä vapaajäähdytystä kylmänä vuodenaikana. Vapaajäähdytyksessä käytetään ulkoilmaa liuoskierron jäähdytyksen apuna ohittamalla kompressorit ja näin se kuluttaa vain pumppaus- ja puhallinenergiaa. Edellytyksenä tällöin kuitenkin on, että ulkoilman lämpötila on riittävän alhainen. Mitä enemmän jäähdytystarvetta on talviaikana, sitä kannattavampaa on käyttää vapaata jäähdytystä. Käyttötunteja saadaan lisättyä nostamalla mahdollisesti jäähdytysverkoston lämpötiloja talviaikana tai mitoittamalla talviajan toimiva verkosto esimerkiksi +12 / +15 C tai +12 / +16 C. Talvella tuloilman jäähdytystä ei tarvita, mutta jos siltikin on jäähdytettävä esimerkiksi palkkipiiriä, voidaan veden lämpötilaksi valita vapaajäähdytyssiirtimeltä +15 / +18 C, jolloin järjestelmän nestejäähdyttimeltä lähtevä kylmä liuos voi olla tasoltaan jopa noin +12 C. Näillä lämpötilatasoilla voi nestejäähdyttimen normaalilla mitoituksella vapaajäähdytyksen käyttötuntien määräksi tulla jopa 60 %. Vapaajäähdytyksen käyttöaikaa saadaan lisättyä edelleen, kun jäähdytysjärjestelmässä käytetään suoraan väliaineena liuosta, eikä välissä ole lämmönsiirrintä jäähdyttämässä vesikiertoa. [49] Vapaajäähdytyksen merkitys on viime aikoina lisääntynyt energianhintojen noustessa. Perinteisesti vapaajäähdytys rakennetaan järjestelmään työmaalla, mutta nykyisin markkinoilla on jo saatavilla pakettivedenjäähdyttimiä, jotka ovat varustettu vapaajäähdytysominaisuuksilla. [50] Joissakin suuremmissa kaupungeissa on käytettävissä myös kaukojäähdytys ja se on varteenotettava vaihtoehto rakennuskohtaiselle jäähdytykselle. Toisaalta myös maajäähdytyksellä voidaan hyödyntää maaperän viileyttä rakennuksen jäähdytyksessä, mutta energiantuotanto on varmistettava tapauskohtaisesti ja tällöin maaperää kannattaa yleensä hyödyntää sekä lämmitys- että jäähdytyskäytössä. [16] 6.4. Vesi- ja viemärijärjestelmä Yleensä suurimmat säästöt vesi- ja viemärijärjestelmässä saadaan kiinnittämällä huomiota käyttäjien vedenkulutukseen. Kulutustottumukset vaihtelevat huomattavasti, mutta tyypillinen suomalainen käyttää vettä 155 litraa vuorokaudessa, josta noin 40 % on lämmintä käyttövettä. Lämpimästä käyttövedestä taas noin 63 % kuluu vesipisteissä ja loppuosa on normaalisti lämpöhäviöitä. [2, s. 37]. Sairaaloissa kulutus voi vaihdella potilasta kohti päivässä jopa dm 3. Käyttöveden kulutus onkin sairaalarakennuksissa keskimääräistä suurempaa [13, s.16]. Veden kokonaiskulutuksella on vaikutusta rakennuksen lämmönkulutukseen ja sen kannalta on tärkeää, ettei lämmintä käyttövettä lämmitetä liian kuumaksi. Arviolta 20 % veden kulutuksen pienentäminen vähentää käyttöveden tarvitsemaa lämmitysenergiaa 10 % ja rakennuksen kokonaislämmitysenergian tarvetta 5 %. [1, s.48]

71 60 Yleensä vanhat kalusteet kuluttavat paljon vettä, joten korjaushankkeissa uusiin vesikalusteisiin investoiminen on lähes aina kannattava toimenpide. Vanhojen kaksiotehanojen muuttamisella yksiotehanoiksi saadaan vedenkulutus pienentymään %. Edelleen kulutusta saadaan pienennettyä esimerkiksi erilaisilla poresuuttimilla, jotka lisäävät hanasta tulevaan veteen ilmakuplia, tai ekonapilla, joka antaa vettä säästövirtaamalla (yleensä noin 60 % maksimivirtaamasta). Lisäksi markkinoilla on tuotteita, joilla saadaan pienennettyä suihkupäiden vedenkulutusta 40 % verrattuna perinteisiin, eivätkä käyttäjät huomaa eroa käyttömukavuudessa. Vaihtamalla vanhat vettä kuluttavat WC-istuimet uusiin 2/4 litran WC-istuimiin, joissa on iso ja pieni huuhtelu, kalustekohtaisesti voidaan säästää vettä noin % riippuen vanhan WC-istuimen huuhteluvesimäärästä. Vanhojen WC-istuimien huuhteluvesimäärä voi olla jopa 11 litraa. Toisaalta huuhteluvesimäärän pienentyessä pitää ottaa huomioon vanhat valurautaiset viemärit ja niiden puhdistukseen tarvitsema vesimäärä. [2, s. 38] Vanhoissa rakennuksissa verkoston painetaso saattaa olla usein korkea ja siitä johtuva liian suuri virtausnopeus aiheuttaa putkissa äänihaittoja ja korroosiota, joka lyhentää elinikää. Liian pieni virtaus puolestaan lisää lämpimän käyttöveden odotusaikaa ja kuluttaa turhaan energiaa ja vettä. Painetason alennus pienentää vedenkulutusta ja näin myös veden lämmityksen kustannuksia. [1, s.147] Samalla putkiston käyttöikä kasvaa ja korroosiovauriot vähenevät. Liiallista painetta saadaan laskettua asentamalla lämmönjakokeskuksen jakojohtoon vakiopaineventtiili. Toisaalta sairaaloissa voi olla korkeaa painetta tarvitsevia laitteita ja ne saattavat asettaa paineen alentamiselle rajoituksia. [2, s. 39] Sairaaloissa voidaan myös toteuttaa lämmöntalteenotto niin sanotuista harmaista vesistä. Harmailla vesillä tarkoitetaan peseytymisessä, ruuanlaitossa, astianpesussa ja pyykinpesussa syntyvää jätevettä, jossa ei ole käymäläjätteitä seassa. Kannattavuudeltaan harmaiden vesien lämmöntalteenotto on yleensä kyseenalainen ja hyvin kohdekohtainen. Joissakin sairaaloissa käytetään kuitenkin paljon lämmintä käyttövettä ja samanaikaisesti lämmin jätevesi johdetaan viemäriin. Näin lämpöä voidaan ottaa talteen keskitetysti, tilakohtaisesti tai laitekohtaisesti. Kannattavinta se on, kun lämpöä voidaan siirtää suoraan jätevedestä lämmönsiirtimellä käyttöveteen. Tällöin jäteveden tulee olla varsin puhdasta. [1, s.44]

72 Ilmanvaihto Ilmanvaihtojärjestelmät Vielä 1960-luvulla rakennetuissa julkisissa rakennuksissa käytettiin jonkin verran painovoimaista ilmanvaihtoa ja koneelliseen poistoon perustuvia ilmanvaihtojärjestelmiä [15, s.54]. Painovoimaisen ilmanvaihdon käyttö sairaaloissa on kuitenkin riskialtista. Rakentamismääräyksissä edellytetään jatkuvasti toimivaa ilmanvaihtoa ja painovoimaisella ilmanvaihdolla on vaikea saavuttaa sairaalarakennuksien vaatimia sisäilmaolosuhteita ja energiatavoitteita, koska se toimii tehokkaasti vain osan vuodesta. Hyvä energiatehokas sisäilman laatu edellyttää riittävää ja hallittua ilmanvaihtoa suhteessa tilassa tapahtuviin toimintoihin, prosesseihin, käyttöaikoihin, käyttöasteeseen ja kuormitukseen. [20, s.83] Muun muassa tästä syystä ilmanvaihtojärjestelmän jako vyöhykkeisiin on yksi tärkeimmistä energiansäästö toimista. Tällöin mahdollistetaan sairaalarakennuksen tietyn osan käyttö ja sisäilmaolosuhteiden säädettävyys tarpeenmukaisesti. Rakennuksen ilmanvaihto ja palvelualueisiin jako voidaan toteuttaa useilla yksivyöhykejärjestelmillä tai monivyöhykejärjestelmillä tai hajauttamalla ilmanvaihtolaiteet ja jälkikäsittely-yksiköt tilakohtaisesti. Ilmanvaihtojärjestelmien huonot toimintaedellytykset yleensä aiheuttavat korjaustarpeen. Ilmanvaihtojärjestelmien korjauksiin kuuluvat huonokuntoisien osien purku ja uusinta, osakorjaukset, kunnostus, laatutason nostaminen ja ongelmien poistaminen. Ilmanvaihdon perussäädöt on tehtävä aina, kun ilmanvaihtoon vaikuttavat olosuhteet, esimerkiksi vaipan tiiveys, muuttuvat. Tiiviillä rakennuksen vaipalla saadaan hallittua ilmanvaihtoa paremmin ja ilmanvaihdon perussäädöllä järjestelmän eri osien ilmamäärät säädetään suunnitelmissa esitetylle tasolle. [2, s.33]. Ilmanvaihtoon kohdistuvissa korjaushankkeissa huoneiden ilmamääriä joudutaan yleensä kasvattamaan ja näin myös energiankulutus saattaa nousta [20, s.83]. Ilmanvaihdosta aiheutuu usein rakennuksien suurin energiankulutus ja näin sen osuus lämpöhäviöistä voi olla jopa kolmannes. Oikein mitoitetulla, muunneltavissa olevalla ja tehokkaalla järjestelmällä vaikutetaan näihin merkittävästi ja vanhan ilmanvaihtojärjestelmän korjauksilla voidaan saada suuriakin säästöjä. Korjaukset eivät kuitenkaan saa laskea rakennuksen laatutasoa ja ilmanvaihtojärjestelmän energiataloudelliset parannukset vaativat yleensä kannattavuustarkasteluja. [15, s.47]

73 Ilmanvaihdon ominaissähköteho (SFP-luku) Ilmanvaihtojärjestelmien energiankulutusta saadaan hallittua hyvällä puhaltimen kokonaishyötysuhteella ja järjestelmän mitoitusta tarkastelevalla ilmanvaihtojärjestelmän ominaissähköteholla, SFP-luvulla. SFP-luku kuvaa, paljonko sähkötehoa ilmanvaihto tarvitsee yhden ilmakuution siirtämiseen sekunnissa. Nykyisien rakennusmääräysten mukaan se saa olla tulo- ja poistoilmajärjestelmässä enintään 2,0 kw/(m³/s) ja koneellisessa poistoilmajärjestelmässä enintään 1,0 kw/(m³/s). [24] Energiatehokkaassa rakentamisessa tulisi kuitenkin pyrkiä selvästi pienempiin SFPlukuihin. Puhaltimen sähkönkultukseen voidaan vaikuttaa myös ilmanvaihtokoneen alhaisella painehäviöllä, tarkoituksenmukaisella palvelualuejaolla, kanavisto- ja laitesuunnittelulla ja ilmanvaihdon tarpeenmukaisella ohjauksella [16]. SFP-lukuvaatimus voi jo yksin mitoittaa konehuone- ja kuilutilat rakennushankkeessa Kattava ilmanvaihdon lämmöntalteenotto Ilmanvaihtojärjestelmän energiatehokkuuden kannalta tärkeää on, että kaikissa ilmanvaihtokoneissa on hyvän hyötysuhteen omaava ja kattava lämmöntalteenottojärjestelmä. Ilmanvaihdon lämmöntalteenottolla tarkoitetaan poistoilmasta saatavan lämmön hyödyntämistä tuloilman esilämmityksessä ja siten rakennuksen lämmöntarpeen pienentymistä. Rakentamismääräyskokoelman D3-osan [24] mukaisesti ilmanvaihdon poistoilmasta on otettava lämpöä talteen vähintään 45 % ilmanvaihdon lämmityksen tarvitsemasta lämpömäärästä. Lämmöntalteenotto voidaan toteuttaa palautus- tai siirtoilmana, nestekiertoisilla lämmöntalteenotolla, levylämmönsiirtimellä tai pyörivillä lämmönsiirtimellä. [1, s.64], Pyörivällä lämmönsiirtimellä voidaan päästä jopa 80 % hyötysuhteeseen. Vielä esimerkiksi vuonna 1989 tehdyssä tutkimuksessa [51] pyörivän lämmönsiirrotimen kieltämiselle sairaaloissa ei ollut perusteita, mutta VALSAI-hankeessa todettiin kuitenkin, etteivät ne ole turvallisia sairaalaympäristössä bakteerien ja hajujen siirtymisvaaran vuoksi. [33] Tätä ongelmaa myös sivutaan rakentamismääräyskokoelman D2 osassa [23, s.17]. Tästä syystä nykyisin pyörivää lämmöntalteenottoa, eikä palautusilmaa käytetä sairaaloissa. Näin ollen sairaaloissa joudutaan käyttämään huonomman hyötysuhteen omaavia levylämmönsiirtimiä tai nestekiertoista lämmöntalteenottoa. Levylämmönsiirrin voidaan toteuttaa ristivirtausperiaatteella tai vastavirtaperiaatteella. Ristivirtalämmönsiirtimelle arvioitu vuosihyötysuhde on % ja vastavirtaperiaatteella toteutetulle levylämmönsiirtimelle % [1, s.65]. Ratkaisu kuitenkin edellyttää, että tuloilmakone ja poistoilmakone ovat samassa konehuoneessa. Monissa olemas-

74 63 sa olevissa vanhoissa sairaaloissa näin ei kuitenkaan ole ja aikaisemman ilmanvaihtokoneiden sijoittelun sekä tilapuutteenvuoksi vuoksi ilmanvaihtokoneet voivat olla jopa eri puolilla rakennusta. Lisäksi mahdollisesti levylämmönsiirtimissäkin voi tulo- ja poistoilmapuolelle muodostua sellaiset painesuhteet, jolloin ilmavirrat voivat sekoittua, joten siitä syystä useasti joudutaan käyttämään nestekiertoista lämmöntalteenottoa. Nestekiertoinen vesi-glykoli-järjestelmä on tällä hetkellä hyvin yleinen sairaaloissa, koska niissä lämpö siirretään poistoilmasta tuloilmaan nesteen välityksellä ja näin estetään mikrobien siirtyminen poistoilmasta tuloilmaan tehokkaasti. Huonona puolena tässä heikko hyötysuhde, joka on korkeintaan noin % [2, s.22]. Lisäksi nestekiertoisessa lämmöntalteenotossa pumput saattavat kuluttaa energiaa merkittävästi. Pumppujen energiankulutusta voidaan kuitenkin pienentää oikealla verkostomitoituksella, moottorivalinnalla ja esimerkiksi pysäyttämällä ne kesäajaksi. Toisaalta taajuusmuuttajakäyttöisillä liuospumpuilla LTO-verkostot voidaan suunnitella toimimaan tarpeenmukaisesti muuttuvalla virtaamalla. [18, s.17] Lämmöntalteenottojärjestelmien hyötysuhteet kuvaavat lähinnä hyötysuhteiden ylärajoja, joten todellisuudessa ne ovat huonompia. Lisäksi jos rakennuksessa on erillispoistoja, voidaan karkeasti arvioida, että jos rakennuksen kokonaisilmavirrasta noin 20 % on erillispoistoja, pienenee lämmöntalteenoton vuosihyötysuhde 15 %. [16] Tarpeenmukainen ilmanvaihto Tarpeenmukaisella ilmanvaihdolla ilmaa pyritään käsittelemään ja vaihtamaan tiloissa juuri niin paljon kuin tarvitaan. Tiloilla ja tilaryhmillä on erilaisia käyttöaikoja ja sisäilmastovaatimuksia, jotka riippuvat niissä tapahtuvasta toiminnasta ja laatuvaatimuksista [15, s.47]. Perinteisissä vakioilmavirtaisissa järjestelmissä, joissa ilmavirta pidetään koko ajan samana, ilmavaihtoa voidaan pyrkiä hallitsemaan järjestelmän tasolla säätämällä ilmanvaihtokoneiden käyntiaikoja ja ilmamääriä. Käyntiaikojen lyhentäminen on yleisin ja kannattavin energiansäästötoimenpide [12, s.22]. Tämä kuitenkin vaatii, että ilmanvaihtokoneet palvelevat tiloja, joilla käyttötarpeet ja käyttöajat ovat samanlaisia. Suunnittelemalla ilmanvaihtojärjestelmä joustavaksi ja sijoittelemalla sairaalan eri yksiköt, osastot tai huoneet esimerkiksi päiväpuoleen ja yöpuoleen, saadaan talotekniikkaa säädettyä toimintarytmin mukaan. [1, s.127] Sairaaloissa eri tilojen kuormitus vaihtelee ajan ja käyttötarkoituksen mukaan. Ilmamääräsääteisillä järjestelmillä voidaan säätää ilmavirtoja tilakohtaisesti poistamalla ja tuomalla ilmaa tarpeen mukaan, esimerkiksi tyhjissä tiloissa ei tarvita täyttä ilmanvaihtoa. Ohjaavana tekijänä ilmanvaihdossa voi olla tiloissa vallitseva ilmanlaatu (esimerkiksi CO 2 -pitoisuus, kosteus), läsnäolo tai lämpötilaolosuhteet. Tavallisesti ilmamääräsääteisissä järjestelmissä pyritään pitämään huoneen lämpötila tai ilman laatu vakiona muut-

75 tamalla ilmavirtaa. Näin saadaan huoneen kuormituksen vaihtelut tasattua ja läsnäolon aikana ilmavirta voi vaihdella tilaan määritettyjen minimi- ja maksimi-ilmavirtojen välillä. [1, s.63] Kun tila on tyhjillään, tarvitsee vain poistaa siellä olevat ja syntyvät epäpuhtaudet ilmanvaihdon avulla. Tällöin saatetaan tarvita vain noin 5 10 % ilmavirta normaalista mitoitetusta tilanteesta. Yleensä säätöalueen alaraja on kuitenkin %, koska tätä alemmaksi ei taajuusmuuttajakäytöillä päästä. Laajempaan säätöalueeseen ja pienempiin ilmamääriin voidaan kuitenkin päästä käyttämällä EC-moottoreita. Tarpeenmukaisella ilmanvaihdolla saadaan pidettyä ilmanvaihto aina optimaalisella tasolla ja kokonaisilmavirtaa voidaan pienentää verrattuna vakioilmavirtaisiin järjestelmiin. Pienempi kokonaisilmavirta pienentää puolestaan puhaltimen ja tuloilman lämmityspatterin tarvitsemaa tehoa. [52, s.10] HosPilot-hankeessa toteutettiin ja vertailtiin Seinäjoen keskussairaalan potilashuoneissa energiaa säästäviä LVISA-ratkaisuja. Joissain potilashuoneissa käytettiin ilmamääräsääteisiä järjestelmiä. Kun hiilidioksidipitoisuus haluttiin pitää maksimissaan S1- sisäilmaluokituksen mukaisessa arvossa 750 ppm, ilmamääräsäätimen ilmavirta vaihteli alueella dm 3 /s (kuva 6.2). Vertailtavan potilashuoneen vakioilmavirta puolestaan oli päivällä 45 dm 3 /s ja yöllä 36 dm 3 /s, kun oletetaan yksittäisen potilashuoneen ilmamäärän pienenevän samassa suhteessa kuin potilashuoneita palvelevan H2TKilmanvaihtokoneen kokonaisilmamäärän. 60,0 50,0 q v,tulo 40,0 30,0 20,0 Vakioilmavirta 45 l/s (öisin 36 l/s) IMS, potilashuone IMS, potilashuone ,0 0,0 Kuva 6.2. HosPilot-hankkeen kahden ilmamääräsäätimillä varustetun potilashuoneen ja vakioilmavirtaisella järjestelemän varustetun huoneen ilmamäärien (dm 3 /s) vertailu vuoden 2011 tammikuun ajalta. Ilmamääräsääteinen järjestelmä voidaan toteuttaa joko kaksiasentoisilla läsnäoloohjatuilla pelleillä (auki-kiinni) ja ilmamääräsääteisillä IMS-yksiköillä. [18, s.18] Markkinoilla tarpeenmukaisen ilmanvaihdon järjestelmät ovat yleistymässä energiatehokkuusvaatimusten takia ja siihen tarkoitetut tuotteet kehittyvät koko ajan. Yksittäisten tilojen lisäksi ilmamäärien säätö voidaan suunnitella ja toteuttaa vyöhyke- tai järjestel-

76 65 mätasolla kanaviston paineanturien ja puhaltimien taajuusmuuttajien avulla [53]. Lisäksi kanavistohaarojen pelleillä (auki-kiinni) voidaan ohjata ilmanvaihtoa eri vyöhykkeissä ja vakiopainesäädön avulla mahdollistetaan ilmanvaihto vain niissä tiloissa, joissa on toimintaa. Vyöhyke- ja järjestelmätasoilla voidaan hallita suurempia ilmavirtoja verrattuna yksittäisiin tiloihin ja pienentää vain tietyn alueen ilmanvaihtoa tarvittaessa. Suurempina kokonaisuuksina ilmamäärien säädöstä voidaan saada suuri hyöty. Tämä kuitenkin riippuu olemassa olevista teknisistä järjestelmistä ja siitä, mahdollistavatko ne järjestelmän jakamisen vyöhykkeisiin tai sektoreihin. Tutkimusten [52, s.31] mukaan tarpeenmukaisella ilmanvaihdolla voidaan saada huomattavia energiansäästöjä verrattuna normaaleihin vakioilmavirtaisiin järjestelmiin varsinkin jos tilojen käyttöaste on pieni. Tarpeenmukainen ilmanvaihto asettaa kuitenkin vaatimuksia varsinkin yksittäin käytettynä tuloilmalaitteille ja järjestelmän muille ominaisuuksille [1, s.62]. Ilmamääräsääteisten järjestelmien vaatimuksena on, että säätöpellit ja ilmamääräsäätimet on asetettu oikein sekä ilmanvaihtokonetta pitää pystyä säätämään automatiikalla. Ilmanvaihtokanavat ovat yleensä pitkiä, haarautuvia ja jos kaikkiin haaroihin ole laitettu säätöpeltejä, säädöstä saatava hyöty saattaa helposti hävitä esimerkiksi tuloilmavirran kasvamisella viereisessä tilassa Sähköjärjestelmät Energiatehokas valaistus Valaistuksella pyritään luomaan tilojen toiminnalle riittävän hyvät olosuhteet. Valaistusjärjestelmän energiatehokkuus riippuu monesta tekijästä: Valonlähteiden valotehokkuus, valaisimien käyttöhyötysuhde, valaistustapa, valaistuksen jakaminen eri alueisiin, tilan ominaisuudet, ohjaus, säätö, täydentävän päivänvalon käyttö sekä käyttötuntimäärät. [1, s.75] Valaistus ja valonlähteet kehittyvät jatkuvasti ja valoa pystytään tuottamaan yhä pienemmillä energiamäärillä. Samalla käyttökustannukset pienenevät. Yksinkertaisimmillaan valaistuksen parannus voidaan toteuttaa puhdistamalla valaisimet ja vaihtamalla niihin tehokkaammat lamput [21, s.13]. Harvoin se on kuitenkin riittävä keino. Korjaushankkeissa pääpaino on valonlähteissä, niiden teknisissä ominaisuuksissa, valaistustavoissa ja valaistuksen ohjauksessa. Vanhan valaistustekniikan ja ohjaustavan vaihto energiatehokkaampaan tulisi kuitenkin tehdä aina kun se on mahdollista. Näin saadaan valaistuksesta suunniteltua tarpeenmukainen, vähennettyä turhaa kulutusta ja pienennettyä sen häviöitä. Käyttämällä valaistuksessa elektronisia liitäntälaitteita pienennettään valaisimien energiankulutusta %, lisätään lamppujen polttoikää %, parannetaan valon laatua ja vähennetään valaisimien aiheuttamaa magneettikent-

77 66 tää. Valaisimien vähentynyt teho vaikuttaa sähkönkulutuksen lisäksi muun muassa tilojen jäähdytystarpeeseen. [18, s.20] Yleisin käytössä oleva valaistustapa on yleisvalaistus, jolla pyritään saamaan huoneeseen tasainen valaistus useilla valaisimilla. Paikallisvalaistuksella puolestaan tarkoitetaan kohdevalaistusta tai työpistevalaistusta. [11, s.120] Yleisvalaistus ja paikallisvalaistus voidaan puolestaan jakaa suuntaustavan mukaan suoraan ja epäsuoraan valaistukseen. Suoraa ja epäsuoraa valaistusta vertailtaessa keskenään, epäsuora valaistus tuhlaa energiaa, koska pintojen heijastussuhde on parhaimmillaan % ja heijastuneesta valosta osa leviää ympäristöön. Toisaalta vaihtoehtoja yhdistelemällä ja suuntaamalla valot niin, että osa valosta tulee suoraan ja osa epäsuorasti, kohdennetulla yleisvalaistuksella voidaan päästä noin % pienempään tehontarpeeseen ja energiankulutukseen. [1, s.76] Korjaushankkeiden yhteydessä valaisimien vaihto tapahtuu yleensä jo luonnostaan. Hyvällä valaisimien hyötysuhteella voidaan saada sama valaistustaso pienemmällä valaisinmäärällä. Lisäksi valaisin- ja lamppuvalinnat ovat tärkeä osa energiatehokasta valaistusta. Lampputyypeistä paikallis- ja kohdevalaistukseen soveltuvat hehku- ja halogeenilamput ja yleis- ja kohdevalaistukseen loiste-, pienloiste- ja monimetallilamput. Niiden lisäksi markkinoilla on nykyisin monenlaisia led-lamppuja ja niiden arvellaan lähitulevaisuudessa korvaavan perinteiset valolähteet. Nykyisin led-valot sopivat parhaiten kohdevalaistukseen tai tunnelmavalaistukseen, koska tekniikka voi vielä rajoittaa niiden käyttöä. Esimerkiksi nykyisellä tekniikalla ei pystytä säätämään led-valoputkien valovoimakkuutta ja näin ne voivat rajoittaa eri valaistuksen ohjausratkaisujen toteuttamista ja käyttöä [54]. Led-valaisimet kehittyvät kuitenkin koko ajan ja valotehokkuuden odotetaan kaksinkertaistuvan joka toinen vuosi. Näin ne tuovat uusia mahdollisuuksia valaistussuunnitteluun. [1, s.132] Valaisimissa käytettävät elektroniset liitäntälaitteet ja energiansäästölamput saattavat kuitenkin myös aiheuttaa ongelmia, koska niistä voi aiheutua sähköverkkoon loistehoa, joka rasittaa siirtojohtoja [2, s.44]. Julkisissa rakennuksissa valaistus suunnitellaan ja toteutetaan osana korjaushanketta. Suunnittelun lähtökohtina ovat yleensä valon tarve ja tilojen ominaisuudet ja niissä tapahtuva toiminta. [15] Valonlähteen valotehokkuudella on suuri vaikutus energiansäästöön ja suunnittelussa sovitetaan yhteen erilaiset keinot, valaisimien järjestely ja sijoittelu. Lisäksi valaistuksen tulisi olla oikein mitoitettu ja huoneen sisäpintojen mahdollisimman heijastavia. Valaisimien energiatehokkuus saadaan käyttöhyötysuhteesta, jossa otetaan huomioon liitäntälaitteiden vaikutukset. Energiatehokkaat valaisimet ovat yleensä kalliimpia vaihtoehtoja, mutta vertailtaessa tulisi kiinnittää huomiota niiden ominaisuuksiin. Ominaisuuksissa joudutaan tekemään kompromisseja esimerkiksi muodon, soveltuvuuden, värilämmön, valotehokkuuden, säädettävyyden, syttymisajan ja käyttöiän väliltä [15, s.61].

78 Tarpeenmukainen valaistuksen ohjaus Perinteisesti valaistuksen ohjaus on toteutettu paikallisilla kytkimillä, jotka ohjaavat yksittäisiä valaisimia tai valaisinryhmiä päälle tai pois. Valaistusjärjestelmien energiatehokkuuteen voidaan vaikuttaa järjestelmävalinnalla ja säätö- ja ohjausjärjestelmällä. Oikein suunniteltuna niillä saadaan vältettyä valaistuksen tarpeetonta käyttöä. Tarpeenmukainen valaistus voidaan toteuttaa aikaohjelmilla, läsnäolotunnistimilla, hämäräkytkimillä, luonnonvalosäädöillä, valovoimakkuudella tai muilla, esimerkiksi keskitetyllä, ohjauksilla. Ohjaukset voidaan toteuttaa yksittäisille valaisimille tai isommille ryhmille. Tällöin valaistus voidaan esimerkiksi jakaa osiin ja vyöhykkeisiin, jotka voidaan kytkeä päälle tarpeen mukaan sekä suosia paikallisvalaistusta. Etenkin yleisvalaistuksen ohjauksessa valaistujärjestelmän pitää olla jaettuna sopiviin osiin sen mukaan, miten päivänvalo jakaantuu. [15] Rakennusautomaation käyttö mahdollistaa valaisimien säädön ja sen tarvitsemat kytkennät saadaan toteutettua melko vähäisin lisäjärjestelyin [15, s.62]. On arvioitu, että esimerkiksi toimistorakennuksessa läsnäolo-ohjauksella voitaisiin pienentää energiankulutusta 0 50 % ja päivänvalo-ohjauksella % [1, s.77]. Läsnäolo-ohjauksesta saatava säästö vaihtelee huomattavasti huoneiden käyttöasteen mukaan. Läsnäolotunnistimien tulee olla sijoiteltuna oikein, että tilatieto saadaan luettua varmasti. Esimerkiksi kalusteita sijoitellessa huomioitava katvealueet ja läsnäolotunnistimen tulisi olla tarpeeksi herkkä. HosPilot-hankkeen potilashuoneiden läsnäoloantureiden tiedoista voi päätellä, että niissä läsnäolotunnistin on joko sijoiteltu huonosti tai se ei ole riittävän herkkä. Vaikka huoneissa on jatkuva läsnäolo päivisin, öisin anturilta saatava tieto vaihtelee hyvin paljon (kuva 6.3). 1,00 0,80 0,60 0,40 0,20 0, Kuva 6.3. HosPilot-hankkeen potilashuoneiden ja läsnäoloprofiilit tunnintarkkuudella (1=koko tunnin läsnäolo, 0=ei paikalla) vuoden 2011 viikolla 4. Kuvaan merkitty joka päivälle ensimmäinen tunti.

79 68 Päivänvalon käyttö täydentävänä valonlähteenä riippuu rakennuksen sijainnista ja sillä hetkellä vallitsevasta päivänvalosta, tilan muodoista, ikkunoiden sijainnista ja rakenteesta sekä aurinkosuojauksista ja niiden hallinnasta. [15, s.64] Päivänvalo-ohjaus voidaan toteuttaa esimerkiksi HosPilot-hankkeessa käytetyllä vakiovalo-ohjauksella tai luonnonvalo-ohjauksella. Vakiovalo-ohjauksen avulla huoneen valoisuustaso pyritään säilyttämään vakiona ja tällöin valoisuusanturi säätää valaisimien valaistustehoa päivänvalon saatavuuden mukaan. Luonnonvalo-ohjauksessa puolestaan riittävän ulkovaloisuuden mukaan sammutetaan ikkunan puoleiset valot. [54] Yhdistettäessä erilaisia ohjauskeinoja keinot ja kun esimerkiksi päivänvalo-ohjauksen säästövaikutus kohdistuu vain läsnäoloaikaan, säästöpotentiaali voi olla esimerkiksi toimistotalojen etelähuoneissa % ja pohjoishuoneissa %. Väyläpohjainen järjestelmä läsnäolo- ja päivänvaloohjauksella ja säätyvillä valaisimilla on investoinniltaan kallis, mutta sillä saadaan yleensä suurimmat energiankulutuksen säästöt. [16] Tärkeää on kuitenkin valita ohjaustavat oikein eri tiloille (kuva 6.4). 100 % 90 % 80 % 70 % 60 % 50 % 40 % 30 % 20 % 10 % 0 % AUTO ON OFF Kuva 6.4. HosPilot-hankkeen mittausten mukaan potilashuoneiden valaistus oli pakotettuna pois päältä yli 80 % ajasta puolen vuoden aikana. Kuvan 6.4 mukaisesti laitteiden lopullisesta energiatehokkaasta käytöstä käyttäjät ovat hyvin paljon vastuussa ja siitä syystä järjestelmiin perehdyttäminen on tärkeää. Jos suunnitellussa valaistuksen ohjauksessa ei ole otettu riittävästi käyttäjiä huomioon tai ne eivät muuten toimi oikein, ohjauksista ei välttämättä saada toivottuja tuloksia. HosPilothankkeen rakennusvaiheessa oli jo huomattu, että potilaat ilmeisesti pitävät siitä, että valot olivat pois päältä. Lisäksi ongelmia aiheutti läsnäoloantureilta saatava tieto, joka ei ollut luotettavaa ja valo-ohjaus sytytti valoja yölläkin läsnäolotiedon vaihdellessa. Kun valo-ohjaus tämän takia kytkettiin pois, unohdettiin se helposti siihen asentoon. [41]

80 Käyttäjän laitteet ja niiden tarpeenmukainen käyttö Käyttäjäsähkön osuus sähköenergian kulutusjakaumista on yleensä noin kolmannes. Tästä syystä käyttäjien laitteisiin ja niiden ominaisuuksiin pitäisi kiinnittää huomiota jo niitä hankittaessa. Kuvan 6.1. mukaisesti vain noin puolet sairaanhoitopiireistä kiinnittää huomiota energiatehokkaisiin käyttäjien laitteisiin. [4] Sairaalan osastoilla laitekuormasta aiheutunut sähkönkulutus voi olla huomattavasti isompi kuin valaistuksen energiankulutus. HosPilot-hankkeen H-osan 0-kerroksessa mitattiin ryhmäkeskuskohtaisesti valaistusta ja laitekuormaa ja puolen vuoden energiankulutus niiden kesken jakautui kuvan 6.5 mukaisesti. 0-kerroksen H01- ja H02- osastoilla laitekuorma koostuu pääosin toimistojen atk-laitteista, potilashuoneiden televisioista ja tutkimuslaitteista. 61 % 39 % Valaistus Laitekuorma Kuva 6.5. HosPilot-hankeen H-osan 0-kerroksen sähköenergian kulutuksen mittauksissa saatu keskimääräinen kuukausittainen valaistuksen ja laitekuorman jakautuminen. Vanhat laitteet voivat kuluttaa uusiin, energiatehokkaisiin ja ympäristöystävällisiin verrattuna jopa kaksi kertaa enemmän sähköä. Oikeanlaisen kopiokoneen valinnalla voidaan jo pienentää kulutusta jopa 80 %. Nostamalla energiatehokkuus yhdeksi valintakriteeriksi ja ottamalla huomioon laitteiden energialuokat, käyntiajat ja asetukset voidaan saada huomattavia säästöjä [2, s.43]. Lisäksi laitteiden käyttötottumuksilla, ohjeilla ja asetuksilla voidaan vaikuttaa energiankulutukseen. Laitteiden valmiustilat kuluttavat paljon energiaa, esimerkiksi kopiokoneissa ja tulostimissa 90 % sähkönkulutuksesta tapahtuu valmiustilan aikana. Asetuksia muuttamalla tehdas-asetuksilta mahdollisimman energiaa säästäväksi voidaan esimerkiksi tulostimissa saada 25 % säästöt. [1, s.75] Tärkeintä tarpeenmukaisessa käytössä kuitenkin on rakennuksen käyttäjien valistus ja opastus. Energiankulutus riippuu paljon käyttötottumuksista ja oikeanlainen käyttö voi tuoda suuria säästöjä

81 Huolto ja ylläpito Yleensä korjaushankkeissa talotekniikka muuttuu paljon ja koko rakennuksen käyttötapa uusine tekniikoineen on opastettava ja koulutettava uudestaan käyttäjille ja huoltomiehille. Käyttöhenkilöstön pitää olemassa olevilla tiedoilla hoitaa teknistä ylläpitoa ja heillä ei välttämättä ole koulutusta järjestelmien energiatehokkaaseen käyttöön. Erityisen tärkeää opastus on, kun halutaan hyödyntää rakennusautomaatiojärjestelmän mahdollisuuksia taloteknisten järjestelmien seurannassa ja energiankäytössä. Tällöin tulisi huomioida, miten suunnittelija on ajatellut järjestelmän ja talotekniikan toimivan kokonaisuutena, miten rakennusautomaatiojärjestelmää voidaan hyödyntää LVISjärjestelmän toiminnan ohjauksessa ja energiankulutuksen seurannassa sekä mitä edellytetään, että kohteen talotekniikka toimii oikein ja energiataloudellisesti halutulla tavalla. [18, s.23] Mikäli käyttöhenkilöstö on ollut korjaushankkeissa mukana, opastaminen on helpompaa. Energiakatselmusten perusteella teknisen huolto- ja käyttöhenkilökunnan osaamisella voidaan vähentää energiankulutusta noin 5-10 %. [5] Rakennusautomaatiojärjestelmän avulla saadaan keskitetysti seurattua ja valvottua muun muassa mittaus-, kulutus- ja hälytystietoja. Tietoa saadaan reaaliaikaisesti ja näin myös vikojen ja virhetoimintojen huomaaminen ja paikallistaminen on helppoa. [21, s.55] Rakennusautomaation hyödyntämisessä ja tehokkaassa käytössä korostuu oikean käytön merkitys. Sen avulla voidaan muun muassa säätää ilmastointijärjestelmän prosesseja ja ohjata tiloja sisäisien lämpökuormien mukaan sekä mahdollisesti asettaa tarpeen mukaan sisälämpötilat. Varustamalla tärkeimmät tilat sisälämpötila- ja kosteusmittauksin voidaan pitää huolta niiden olosuhteista. [18, s.23] Osana korjaushankkeen suunnittelu- ja rakennusprosessia laaditaan rakennukselle käyttö- ja huolto-ohje. Se kattaa hyvän energiatehokkuuden ja sisäilmaston edellyttämän kiinteistönhoidon ja huollon tehtävät. Ylläpito-organisaatiolle huoltokirjassa annetaan kohteen lähtötiedot, tavoitteet, tehtävät ja ohjeet esimerkiksi energiankulutuksen seurantaan. Lisäksi siinä on tilojen käyttäjille annettavat ohjeet. [55] Energiankulutuksen hallinta edellyttää energiankulutuksen seurantaa, tavoitteiden toteutumisen tarkastelua ja havaittuihin poikkeamiin puuttumista. Sairaaloissa tulisi myös seurata sisäilmaolosuhteita, esimerkiksi lämpötiloja ja CO 2 -pitoisuuksia, jotta varmistetaan, ettei energiaa säästetä sisäolosuhteiden kustannuksella. [16] Lisäksi säännöllisillä vuosiauditoinneilla saadaan hallittua kulutusta.

82 71 7. SEINÄJOEN KESKUSSAIRAALA 7.1. Seinäjoen keskussairaala ja sen energiankulutus Seinäjoen keskussairaala koostuu monista erikokoisista ja -muotoisista rakennuksista, joista suurin osa on rakennettu 1970 luvun lopulla. Alkuperäistä vuosina rakennettua m² Seinäjoen keskussairaalaa on laajennettu vuosina rakennetulla m² lisäsiivellä. Keskussairaalan rakennukset on nimetty aakkosjärjestyksessä A:sta P:hen. Koko keskussairaalan rakennustilavuus on noin m 3 ja rakennuksittain tilavuudet jakaantuvat taulukon 7.1 mukaisesti. Laajuustiedoissa ei ole huomioitu parhaillaan rakenteilla olevaa uutta m² lisäsiipeä, Y-taloa. Taulukko 7.1. Seinäjoen keskussairaalan tilavuuksien jakaantumien rakennuksittain [55]. Rakennus A B C D E FG H K L M P Tilavuus m Vuonna 2010 Seinäjoen keskussairaalan lämmitysenergian kokonaiskulutus oli MWh ja tällöin ominaiskulutus oli 51,7 kwh/m 3. Ilman lämmintä käyttövettä laskennallinen lämmityksen huipputehontarve oli noin 5,5 MW. Sähköenergiaa puolestaan kului hieman vähemmän, MWh, mutta sähkönkulutuksessa on lisänä uuden lisäsiiven, Y-talon työmaasähkö. Vuonna 2008 ennen rakennustöiden aloitusta sähkönkulutus on ollut MWh ja aikaisempina vuosina se on ollut samalla tasolla. Veden kulutus puolestaan vuonna 2010 oli m 3. Vuonna 2010 Seinäjoen keskussairaalan sähköja lämmitysenergiakulut olivat yhteensä noin 2 miljoonan euroa [56]. Energiakustannukset jakautuivat tällöin kuvan 7.1 mukaisesti. 11 % 54 % 35 % Lämpöenergia Sähköenergia Vesi Kuva 7.1. Energiakustannusten jakautuminen Seinäjoen keskussairaalalla vuonna 2010.

83 72 Seinäjoen keskussairaalalle tuotavan kaukolämmön tuotannosta ja jakelusta vastaa kaupungin omistama Seinäjoen Energia. Seinäjoen Energialla on yksi voimalaitos, jota tuetaan pienemmillä yksiköillä ympäri kaupunkia. Niillä varmistetaan energiantuotanto etenkin talvella. Kaukolämmöllä lämmitetään keskussairaalan omaa aluelämpöverkkoa, joka palvelee rakennuskohtaisia lämmönalajakokeskuksia. Kaikki keskussairaalan rakennukset ovat kytkettynä aluelämpöverkkoon. [55] Sähkö keskussairaalalle ostetaan Vaasan sähköltä ja jakeluyhtiönä toimii Seinäjoen Energia. Keskussairaalalla on myös oma sähkönjakeluverkko, joka on liitetty yhdellä liittymällä yleiseen sähköverkkoon. [22] Keskussairaalan lämmitysenergian kokonaiskulutusta seurataan lämpökeskuksessa olevalla päämittarilla ja sähköenergian kokonaiskulutusta mitataan alueen päämuuntamossa. Peruskorjausten yhteydessä rakennuksiin on asennettu joitain erillisiä energiamittareita, mutta vain osa niistä on liitetty rakennusautomaatioon. Tyypillisesti sairaalan rakennuksissa ei ole kuitenkaan ollut omia rakennuskohtaisia lämpömäärä- tai sähköenergiamittareita. Koko keskussairaalasta on ollut tiedossa pelkät kokonaisenergiamäärät, eikä ennen HosPilot-hanketta rakennusosakohtaista seurantaa ole tehty. [22] 7.2. HosPilot-hankkeen pilottialue Keskussairaalan H-osan esittely Seinäjoen keskussairaalan HosPilot-pilottialue sijaitsee keskussairaalan H-osassa. H-osa on rakennettu pääasiassa elementeistä 1980-luvun alussa ja sen bruttoala on 8207 m² ja tilavuus m³. [56] Rakennuksessa on kellarikerros (00-kerros), jossa on pääasiassa kiinteistöhuollon tiloja, ja kolmesta maanpäällistä kerrosta, joissa on monenlaista toimintaa [57]: 0-kerros o Vastasynnyttäneiden vuodeosasto, H01 o Naistentautien vuodeosasto, H02 1-kerros o Urologian poliklinikka o Vatsatautien poliklinikka o Kirurgian osasto, H12 2-kerros o Silmäpoliklinikka o Korvapoliklinikan väliaikaiset tilat o Vuodeosasto tyhjänä (odottaa peruskorjausta)

84 73 Pilottialueeksi H-osalta valittiin osastot H01 ja H02, jotka soveltuivat HosPilothankkeen tarkoituksiin 0-kerroksen peruskorjausaikataulun takia. Peruskorjaus toteutettiin kahdessa vaiheessa vuosina Vaiheessa 1 peruskorjattiin noin 850 m 2 kokoinen H01-osasto käyttäen perinteistä tekniikkaa. Vaiheessa 2 puolestaan asennettiin noin 1000 m 2 kokoiselle H02-osastolle uusinta teknologiaa ja kokeiltavia energiaa säästäviä ratkaisuita. [22] H01- ja H02-osastojen lisäksi H-rakennuksesta on myös peruskorjattu aikaisemmin 1-kerroksen urologian poliklinikka ja 2-kerrokseen kohdistuva laaja peruskorjaus oli suunnitteluvaiheessa vuonna Pilotoinnin tavoitteet H01- ja H02-osastojen peruskorjaushanke rajoittui vain 0-kerrokseen, eikä siitä syystä kaikkia taloteknisiä järjestelmiä voitu uusia. Näin esimerkiksi ilmanvaihtokoneet, ilmanvaihtokanavien nousut ja patterilämmitys pysyivät ennallaan. Ilmanvaihtokoneet oli kuitenkin uusittu jo aikaisemmin vuonna LVI-tekniikan energiatehokkuuteen pystyttiin vaikuttamaan vain vaihdettavilla huonekohtaisilla tulo- ja poistoilmanvaihtolaitteilla, pattereiden venttiileillä, vesikalusteilla ja rakennusautomaatiolla. 0-kerroksen sähköjärjestelmien osalta kokeilumahdollisuudet olivat puolestaan laajemmat, koska kaikki asennukset uusittiin. [22] 0-kerroksen korjaushanke edustaa tyypillistä sairaaloiden peruskorjaushanketta [22]: Peruskorjaushanke käsittelee vain yhtä rakennuksen kerrosta. Tilojen LVI-laitteet yhdistetään olemassa oleviin lämmitys- ja ilmanvaihtojärjestelmiin, eikä suuria järjestelmämuutoksia tehdä. Kaikkien laitteiden ja ohjausten tulee olla yhteensopivia rakennuksen nykyisen automaatiojärjestelmän kanssa, eikä riskejä haluta ottaa. Peruskorjaushankkeissa on tiukka aikataulu. LVISA-ratkaisuilla tulee saavuttaa tietyn tasoiset olosuhteet (esimerkiksi valaistuksen valoisuustaso ja ilmanvaihdon ilmamäärät). Olosuhteet ja laitteiden käytettävyys tulee ottaa huomioon esimerkiksi sijoittamalla valaisimet oikein. Rajoitusten puitteissa pilottialueella pystyttiin toteuttamaan energiansäästöratkaisuja ja tutkimaan kannattavimpia energiansäästökeinoja tyypillisessä sairaaloiden korjaushankkeessa. Seinäjoen keskussairaalan pilottikohteen tavoitteeksi asetettiin sellaisien energiaa säästävien ratkaisuiden löytäminen, joiden avulla viihtyvyys ja olosuhteet voidaan pitää vähintään samantasoisina tai jopa parempina verrattuna normaaleihin peruskorjauksiin. Käyttäjät ja laitteiden käytettävyys olivat keskeisessä asemassa, eikä sen takia pilotoinnin tarkoituksena ollut löytää pelkästään eniten energiaa säästäviä ratkaisuja. [22]

85 74 Seinäjoen keskussairaalan pilottikohteessa keskityttiin valaistuksen ja LVIA-laitteiden energiankulutuksen pienentämiseen ja HosPilot-hanketta varten oli asetettu kaksi päätavoitetta: Energiankulutusten seuranta ja energiansäästöratkaisuiden kannattavuuden arviointi. Hankkeessa seurattiin yksityiskohtaisesti H-osan koko 0-kerrosta ja verrattiin eri osastojen ja huoneparien energiankulutusta. Toisaalta pilottihankkeen avulla pyrittiin lisäämään tietoutta ja samalla kannustamaan muitakin sairaaloita sijoittamaan energiansäästöratkaisuihin. [22] H-osan ilmanvaihtojärjestelmät H-osan ilmanvaihto on toteutettu koneellisella tulo- ja poistoilmanvaihdolla. Vakioilmavirtaisia tuloilmakoneita on kahdeksan kappaletta: H1TK, H2TK, H3TK, H4TK, H8TK, H11TK, H111TK ja H311TK. Jokaisella niistä on yksi tai kaksi poistoilmakonetta ja niissä on pääasiassa käytetty nestekiertoista lämmöntalteenottoa. Lisäksi vakioilmavirtaisia erillisiä poistoilmakoneita H-osalla puolestaan on kahdeksan kappaletta: H11PK1, H12PK1, HXPK4, HXPK5, HXPK6, HXPK7, HXPK9 ja HXPK10. Niitä ei ole kytketty lämmöntalteenottojärjestelmään. Monet ilmanvaihtokoneet ovat alkuperäisiä tai vuosien kuluessa tapahtuneiden muutosten yhteydessä lisättyjä. Tärkeimmät tuloilmakoneet H2TK ja tämän poistoilmakoneet H2PK1 ja H2PK2 sekä H3TK ja sen poistoilmakoneet H3PK1 ja H3PK2 on uusittu vuoden 2009 lopulla. H2TK-tuloilmakone hoitaa pääasiassa 0-2 -kerrosten potilashuoneita ja H3TK-tuloilmakone puolestaan hoitaa 0-2 -kerrosten aputiloja eli muun muassa toimistoja, tutkimushuoneita, varastoja ja siivouskomeroita. Nämä ilmanvaihtokoneet palvelevat myös 0-kerrosta ja HosPilot-aluetta. Tuloilmakoneet sijaitsevat 2-kerroksessa olevassa ilmanvaihtokonehuoneessa, kun poistoilmakoneet puolestaan on sijoiteltu vesikatolla oleviin kahteen ilmanvaihtokonehuoneeseen. [22] Rakennusautomaatiojärjestelmällä saadaan ohjattua muun muassa ilmanvaihtokoneiden puhaltimia päälle ja pois ja useita puhaltimia voidaan käyttää myös puolella teholla. Uusissa tuloilmakoneissa H2TK ja H3TK ja niiden poistoilmakoneissa on taajuusmuuttajasäätö, jolla ilmanvaihtokoneita voidaan säätää portaattomasti. Nykyisin taajuusmuuttajasäädöllä pidetään ilmanvaihtokanavien painehäviöt vakiona. Esimerkiksi H2TK-tuloilmakoneella pyritään pitämään tuloilmakanavan painehäviö päivisin arvossa 290 Pa, jolloin kokonaisilmavirta on noin 3,25 m 3 /s ja öisin 200 Pa, jolloin kokonaisilmavirta on 2,63 m 3 /s. [58] Ilmanvaihtokoneiden ominaissähköteho, SFP-luku, saadaan kaavalla 1 tuloilmapuhaltimien ottaman sähkötehon P tulot, poistoilmapuhaltimien ottaman sähkötehon P poistot summana ja valitsemalla ilmanvaihtokoneen tulo- ja poistoilmavirroista suurempi q max.

86 75 (1) Koko rakennuksen SFP-luvuksi saadaan näin SFP rakennus = 1,92 kw/(m³/s). Ilmanvaihtokoneiden kokonaisilmamäärät on saatu laskemalla huonekohtaiset ilmamäärät yhteen (liite 1). Laskennassa on käytetty hyödyksi viimeisimmistä ilmanvaihtopiirustuksista, rakennusautomaatiojärjestelmästä ja ilmanvaihtokoneiden konekorteista saatuja tietoja H-osan lämmitys ja jäähdytys H-rakennuksen tilat lämmitetään vesikiertoiseen lämmitysverkostoon liitetyillä pattereilla, jotka sijaitsevat tiloissa pääasiassa ikkunoiden alla. H-osan patteriverkostolla jaetaan lämpö koko rakennukseen ja patteriverkostoon lämpö siirretään keskussairaalan aluelämpöverkosta lämmönvaihtimen avulla. Patterilämmityksen lisäksi tiloihin tuotavaa ilmaa lämmitetään tuloilmakoneissa lämmöntalteenotolla ja lämmityspattereilla. Tuloilmakoneen H2TK jälkeiseen, viidelle eri palvelualueelle menevään kanavistoon on myös asennettu omat jälkilämmityspatterit, jotta tuloilma saataisiin kulkeutumaan tärkeisiin tiloihin mahdollisimman oikeassa lämpötilassa. [58] Lämmitysenergia ilmanvaihdon, lämmitysverkoston ja lämpimän käyttöveden välillä jakaantuu H-osalla kuvan 7.2 mukaisesti. Monissa H-osan ilmanvaihtokoneissa on vesiglykoli-lämmöntalteenotto ja erillisiä poistoilmakoneita ilman lämmöntalteenottoa on useita, joten jakauma on lähelle sairaaloista saatua kuvan 3.5 keskiarvoa. 6 % 42 % 52 % Ilmanvaihto Lämmitys Lämmin käyttövesi Kuva 7.2. HosPilot-hankkeen mittauksien perusteella saatu H-osan lämmitysenergian jakautuminen viideltä kuukaudelta (helmikuu-kesäkuu) vuonna Tilojen jäähdytys rakennuksessa on toteutettu H2TK ja H3TK -ilmanvaihtokoneiden jäähdytyspattereilla. Vedenjäähdytyskone palvelee myös muita keskussairaalan rakennuksia. Ainoat tilakohtaiset jäähdyttimet H-osalla sijaitsevat kahdessa 00-kerroksen teknisessä tilassa, mutta muita tilakohtaisia jäähdyttimiä ei ole. [22]

87 Pilottialueen mittaukset ja niiden tarkoitus HosPilot-hankkeessa täydennettiin rakennusautomaatiojärjestelmää siten, että sillä saatiin kerättyä mittaustietoja häiritsemättä normaalia toimintaa ja ylläpito-ominaisuuksia. Mittausantureiden tiedot kerättiin muuttuvien suureiden (esimerkiksi lämpötila) osalta 10 minuutin välein ja tilatiedot kerättiin muutosten (esimerkiksi läsnäolotieto päällä/pois) perusteella. Mittaustietoja saatiin yhteensä 254 pisteestä ja tilatietoja yhteensä 206 pisteestä. [59] Tietojen käsittelyä varten mittaustiedot muutettiin tunnin keskiarvolle käyttämällä hyödyksi Microsoft Excel -taulukkolaskentaohjelmaa. HosPilot-hankkeen yhteydessä Seinäjoen keskussairaalan muihin rakennuksiin asennettiin myös rakennusosakohtaiset lämmitysenergian ja sähköenergian kokonaiskulutuksen mittaukset. Lisäksi keskussairaalalle tehtiin oma sääasema, jonka avulla mitattiin ulkoilman olosuhteita (lämpötila, kosteus, paine, säteily, sademäärä). Näin saatiin vertailutietoa sään vaikutuksesta lämmitykseen ja jäähdytykseen ja voitiin tarkastella luotettavasti valaistuksen ohjauksia ja muita LVISA-ratkaisuiden energiankulutuksia. [22] Energiankulutusmittausten haasteina olivat tekniset rajoitukset. Esimerkiksi pattereiden menoveden virtaamaa ei voitu mitata, koska putket ja vesivirrat niissä olivat pieniä, eikä tähän tarkoitukseen löytynyt sopivaa mittaria. Säätöventtiilin toimilaitteista saatiin kyllä tietoon ohjausjännite, mutta valmistajan mukaan siitä, eikä muista mitatuista arvoista ollut mahdollista saada luotettavaa tietoa menoveden virtaamalle. Luotettavin energiamäärämittaus olisi ollut patterikohtaisien virtausmittarien asennus tai muuten tilojen lämmityksen kuluttamaa lämpöenergiaa jouduttiin arvioimaan patterin meno- ja paluuveden lämpötilan ja sisälämpötilan perusteella. [60] 7.3. Pilottialueen huoneparien LVIA-ratkaisujen vertailu Potilashuoneet ja niihin sovelletut LVIA-ratkaisut HosPilot-alueella H02-osastolla verrattiin erilaisia LVIA-ratkaisuja käyttäen huonepareja. Huonepareiksi pyrittiin löytämään samanlaisia, mieluiten vierekkäisiä huoneita, joista toiseen asennettiin kehittyneempää LVIA-tekniikkaa ja toiseen normaalin suunnittelun mukaiset lämmitys- ja ilmanvaihtoratkaisut. Kehittyneemmät LVIA-ratkaisut toteutettiin pääasiassa rakennusautomaatio-ohjatuilla tarpeenmukaisilla lämmitys ja ilmanvaihtoratkaisuilla. HosPilot-hankkeessa vertailtavia huonepareja oli yhteensä kahdeksan kappaletta. Näistä neljä ovat potilashuonepareja, kaksi toimistohuonepareja, yksi taukotilapari ja yksi lääkärin vastaanottotilapari (kuva 7.3).

88 77 Kuva 7.3. Vertailtavat huoneparit, niiden sijoittuminen H-osan 0-kerroksessa ja niissä käytetyt LVIA-ratkaisut [61]. Tyypillisessä potilashuoneessa on kaksi potilaspaikkaa, joista toinen on ikkunan vieressä ja toinen lähempänä ovea. Jokaisessa potilashuoneessa on eteistila, josta on myös käynti potilashuoneen omaan WC:hen (kuva 7.4). Potilashuoneiden ilmanvaihto on toteutettu katossa olevalla sekoittavalla tuloilmalaitteella ja ilma poistetaan WC:n kautta. Lämmitykseen käytetään ikkunan alla olevaa patteria. [22] Kuva 7.4. Tyypillinen potilashuone, jossa ilmanvaihtolaitteet katossa ja patteri ikkunan alla.

89 78 Potilashuoneiden vertailupareja ovat eteläseinällä sijaitsevat huoneet 0.619H ja 0.622H ja länsiseinällä sijaitsevat 0.629H ja 0.633H, 0.634H ja 0.638H sekä 0.639H ja 0.643H. 0-kerroksen pohjapiirustus ja huoneiden numerointi on esitettynä liitteessä 2. Potilashuoneet 0.622H, 0.633H, 0.638H ja 0.643H on toteutettu normaaleilla LVIAsuunnitteluratkaisuilla. Normaaleihin suunnitteluratkaisuihin kuuluvat termostaattiset patteriventtiilit ja vakioilmavirta. Niiden huonekohtaiset säätömahdollisuudet ovat rajallisia, eivätkä laitteet ole missään yhteydessä rakennusautomaatiojärjestelmään. Potilashuoneissa 0.619H, 0.629H, 0.634H ja on pyritty energiansäästöön huonelämpötilaohjatulla patterin elektronisella säätöventtiilillä. Lisäksi lämmitystä voidaan säätää läsnäolotietojen perusteella. Potilashuoneissa 0.634H ja 0.639H on myös huonekohtainen ilmamääräsäädin, IMS-yksikkö. Ilmamääräsäätimillä säädetään sekä tuloilmavirtaa, että poistoilmavirtaa huoneen hiilidioksiditason ja läsnäolon mukaan. Hiilidioksidipitoisuutta mitataan huoneessa olevalla anturilla ja rakennusautomaatiojärjestelmään on asetettu hiilidioksidipitoisuudelle raja, jota ei saa ylittää. [59] Potilashuoneiden mittauspisteet ja niistä saadut tiedot on esitetty liitteessä Lämmitysenergian kulutuksen laskenta Mittausten perusteella laskettiin jokaiselle potilashuoneelle energiankulutukset lämmityksestä, ilmanvaihdosta ja sähköenergiasta tunnin keskiarvolle. Tällöin kaavoissa käytettävä aika t on 1 tunti. Näin pidemmän ajanjakson energiankulutustiedot saadaan laskettujen energiankulutusten summana. Tarkasteltava ajanjakso oli vuoden 2011 alkuvuosi tammikuusta kesäkuun loppuun. Pilottialueesta saatujen kokemusten perusteella pyrittiin arvioimaan kannattavimmat säästökeinot myös tulevaisuutta varten ja tulosten perusteella kehittämään nykyisiä järjestelmiä. [22] Patterien luovuttamaa lämpöenergiaa voitiin arvioida valmistajien antamilla kaavoilla [62] 2-levyiselle patterille. Tällöin potilashuoneissa käytetylle tunnittainen lämpöenergia Q p [kwh] voitiin laskea kaavalla 2. (2) Tässä h p on potilashuoneiden patterien korkeus 0,5 m ja L p patterien pituus 2,2 m. T yli on patterien ylilämpötila tunnin keskiarvolle ja se saadaan kaavalla 3 ottamalla huomioon patterien menoveden lämpötila T m, paluuvedenlämpötila T p ja huoneen sisäilmanlämpötila T s. (3)

90 T sp [ C] 79 Potilashuoneen ilmanvaihdon lämmitysenergia puolestaan laskettiin rakentamismääräyskokoelman D5-osassa [48] annettuja ohjeita käyttäen. Sen perusteella tunnittainen ilmanvaihdon lämmitysenergia Q iv voidaan laskea kaavan 4 perusteella. (4) Tässä ρ i on ilman tiheys 1,2 kg/m 3, c pi on ilman ominaislämpökapasiteetti 1 kj/(kgk) ja q v,tulo on potilashuoneen tuloilmavirta 45 dm 3 /s. Lisäksi ilman oletetaan lämpiävän puhaltimessa niin, että T puhallin =1 C. Todellisuudessa potilashuoneiden sisäänpuhalluslämpötila T sp määritetään rakennusautomaation avulla erikseen eri ilmansuunnille tilojen keskilämpötilan mukaan. Laskennassa siis jouduttiin olettamaan, että sisäänpuhalluslämpötila T sp määräytyy rakennusautomaation mukaisesti jokaiselle huoneelle erikseen huonelämpötilan T s tunnittaisen keskiarvon perusteella (kuva 7.5) T s [ C] Kuva 7.5. Tuloilman lämpötilan riippuvuus huoneen lämpötilasta [58]. Lämmöntalteenoton jälkeinen lämpötila T LTO puolestaan saadaan lämmöntalteenotosta saadun tunnittaisen energiankulutuksen Q LTO [kwh], ulkoilman lämpötilan T u sekä ilman tiheyden ρ i ja ominaislämpökapasiteetin c pi avulla kaavan 5 mukaisesti. (5) Laskennassa otettiin huomioon yöllä käytettävä ilmanvaihtokoneen osateho, yötuuletus ja LTO:lle asetetut raja-arvot. Oletuksena oli, että potilashuoneiden ilmamäärät pienentyvät öisin samassa suhteessa kuin ilmanvaihtokoneen ilmamäärät. Kesäisin toukokuusta lokakuuhun H-osalla käytetään yötuuletusta, jolloin H2TK-ilmanvaihtokone toimii öisin täydellä teholla. Tällöin kuitenkin ulkoilman lämpötilan T u pitää olla 10 C tai suurempi, huoneiden lämpötilan T s keskiarvon 21 C tai suurempi ja lisäksi ulkoilman lämpötilan T u pitää olla 3 C pienempi kuin huoneiden lämpötilan T s keskiarvon. Lämmöntalteenotolle (LTO) on annettu puolestaan hyötysuhteen alarajaksi 5 % ja se kytkeytyy kesäisin pois päältä, kun ulkoilman lämpötila T u on yli 21 C. [58] Lisäksi hyötysuhde ei voi ylittää 100 %.

91 Pilottialueen sähköenergian kulutus ja valaistusratkaisut Osastojen vertailu H01- ja H02-osastot ovat toiminnaltaan samankaltaisia ja näin HosPilot-hankkeeseen niistä muodostettiin vertailupari sähkönkulutuksen seurannassa. Sähköä jaetaan H- rakennuksen 0-kerrokseen kuudesta eri ryhmäkeskuksesta, jotka palvelevat omaa aluettansa niin, että puolet niistä sijaitsee H01-osaston alueella ja puolet H02-osaston alueella. Peruskorjauksen yhteydessä kerrokseen lisättiin ryhmäkeskuskohtaiset sähkömittarit, joiden avulla mahdollistetaan osastojen ja ryhmäkeskusten palvelualueiden energiankulutuksen seuranta ja osastojen vertailu keskenään. [22] Ryhmäkeskuksissa sähkönkulutuksen mittaus jakaantuu normaaliverkkokenttään, normaaliverkkokentän valaistuskenttään, varavoimaverkkokenttään ja varavoimaverkkokentän valaistuskenttään. HosPilot-hankkeessa jokaista kenttää mitattiin ja näin normaaliverkon ja varavoimakentän mittauksista saatiin tietoa ryhmäkeskuksen palveleman alueen laitesähkönkulutuksesta, esimerkiksi pistorasiasähköstä, ja valaistuksen energiankulutuksesta. [22] Valaistuksenohjausratkaisut H01-osastolla on toteutettu perinteisillä käsikäyttöisillä huonekohtaisilla kytkimillä ja valaisimilla. H02-osastolla puolestaan valaistusohjaukset on toteutettu käyttäen hyödyksi väyläpohjaista järjestelmää, joka on liitetty rakennusautomaatioon. Tämä mahdollistaa, että huoneista saadaan kerättyä muun muassa läsnäolotietoa, jonka avulla voidaan ohjata tilojen valaistusta ja tiloihin liittyviä LVI-teknisiä järjestelmiä. HosPilot-hankkeeseen H02-osaston valaistuksen ohjaus toteutettiin läsnäolo-ohjauksella jokaisessa tilassa. Sen lisäksi joissakin tiloissa käytettiin joko luonnonvalo-ohjausta tai vakiovalo-ohjausta. H02-osaston valaistuksessa käytettiin myös uusia ratkaisuja esimerkiksi led-valaisimia. [54]

92 Potilashuoneen valaistus ja sen energiankulutus Pilottialueen potilashuoneiden valaistus on toteutettu eri kenttien välillä seuraavasti: Normaaliverkon valaistuskenttä o Etummaisen potilaspaikan kattovalo (1 kpl 2 x 55 W pienloiste) o Potilaskourun ylävalot (2 kpl, joista jokainen 2 x 39 W loisteputki) o Potilaskourun alavalot (2 kpl, joista jokainen 1 x 21 W loisteputki) o Työtason valaisin (1 kpl 1 x 14 W loisteputki) Varavoiman valaistuskenttä o Ikkunan puoleisen potilaspaikan kattovalo (1kpl 2 x 55 W pienloiste) o Eteisen kattovalo (1 kpl 35 W led) Normaaliverkkokenttä o Seinän yövalo (1kpl 25 W hehkulamppu) o Ovenpielen yövalo (1 kpl 0,5 W led) o Potilaspaikkojen yövalot (2 kpl 0,5 W led) Valoista potilaskourun ylävalot ja eteisen kattovalo on yhdistettynä rakennusautomaatioon väyläpohjaisesti, joten ainoastaan niistä saadaan tilatiedot ja niitä voidaan ohjata. Muita valaisimia ohjataan perinteisillä käsikäyttöisillä kytkimillä ja paikallisilla säätimillä, eikä niistä saada rakennusautomaatioon tietoja. [57] Potilashuoneissa eteisen valoa ja potilaskourujen ylävaloja ohjataan läsnäolon ja päivänvalon mukaan. Pääasiassa päivänvalo-ohjaus on toteutettu vakiovalolla eli vakiovalo-ohjauksessa valoisuusanturi säätää valaisimien valaistustehoa päivänvalon saatavuuden mukaan ja mittaustietoina saadaan eteisen ja potilaskourujen ylävalojen säätötieto %. [54] Näiden tietojen perusteella voitiin laskea potilashuoneen eteisen ja potilaskourujen valaisimien tunnittainen energiankulutus Q valaistus [kwh] kaavalla 6. (6) Tässä f vakiovalo on säätötieto % ja P valaistus valaisimen teho [W] tunnin keskiarvolle. Vertailun vuoksi kahteen potilashuoneeseen (0.634H ja 0.639H) tehtiin luonnonvalosäätö eli tällöin riittävän ulkovaloisuuden mukaan sammutetaan ikkunanpuoleisen potilaskourun ylävalo. Luonnonvalo-ohjauksessa yksittäisien valaisimien tehoa ei säädetä, vaan päällä ollessaan ne ovat täydellä teholla ja niistä saadaan tilatieto. [54] Näin kaavaa 6 joudutaan muuttamaan hieman korvaamalla f vakiovalo tilatiedolla f luonnonvalo (päällä = 1, pois = 0). Tällöin valaisimien energiankulutus Q valaistus [kwh] saadaan kaavalla 7. (7)

93 82 Valaistuksen ohjaus voi olla auto-asennossa, pakotettuna päälle tai pakotettuna pois ja kytkin sijaitsee potilashuoneen ovenpielessä. Auto-asennossa valaistus toimii läsnäolotunnistimen ja suunnitellun (vakiovalo tai luonnonvalo) toimintatavan mukaan. Esimerkiksi potilashuoneissa henkilöiden läsnä ollessa syttyvät potilaskourun ylävalot ja eteisen kattovalo. Päälle pakotuksessa ne menevät täydelle (100 %) teholle ja pysyvät päällä niin kauan kuin kytkimen asento vaihdetaan auto-asentoon tai pakotetaan pois. Pois pakotuksella valot sammuvat kokonaan, eivätkä ne tällöin tottele läsnäolo-ohjausta. [57] Kuvan 6.4 ja HosPilot-hankkeen mittausten perusteella puolen vuoden aikana valaistuksen käyttö potilashuoneissa oli todella vähäistä, korkeintaan 200 tuntia kuukaudessa. Usein käyttö oli huomattavasti sitä pienempää ja keskiarvo valaistuksen käytölle oli alle 100 tuntia kuukaudessa. Kirjallisuuden [16] mukaan investoinniltaan tällainen ratkaisu on kallis, joten tästä syystä valaistusta tai sähkönkulutusta tuloksissa tai simuloinneissa ei vertailla Seinäjoen keskussairaalan H-osan energiankulutuksen simulointi RIUSKA Energialaskelmat tässä tutkimuksessa on tehty Seinäjoen keskussairaalan H-osalle ja sen HosPilot-pilottialueelle. Rakennuksen energiankulutuksen simulointiin on käytetty Insinööritoimisto Olof Granlund Oy:n kehittämää tuotemallipohjaista RIUSKAsimulointiohjelmistoa. RIUSKA on dynaaminen simulointiohjelma, jolla voidaan tehdä olosuhde- ja energiasimulointeja ja lämpöhäviölaskelmia. Sen laskentakoneena käytetään kansainvälisesti tunnettua DOE2.1E simulointiohjelmistoa. [40] Simulointia varten rakennuksen geometriamalli on tehty MagiCadRoom 3D-mallinnusohjelmalla. Magi- CadRoom:in ja RIUSKAn välisessä tiedonsiirrossa on käytetty IFC-tiedostomuotoa. Tietomallin avulla saadaan tutkittua rakennuksen ja sen tilojen lämpöteknistä käyttäytymistä erilaisissa kuormitus- ja sääolosuhteissa [8]. RIUSKAan on määritetty muun muassa rakennuksen rakenteet, niiden massiivisuus, paikkakunnan sää, ilmamäärät, lämpötilat, lämpökuormat ja käyttöajat. Ilmanvaihtojärjestelmiksi on valittu vakioilmavirtaiset ilmanvaihtokoneet (muita vaihtoehtoja muuttuvailmavirtainen ilmanvaihtokone, jäähdytyspalkki tai suutinkonvektori). Annettujen tietojen avulla voidaan laskea yksittäisien tilojen energiankulutus, sisälämpötilat, lämpötilojen pysyvyys sekä lämmitys- ja jäähdytystarpeet tuntien tarkkuudella. Myös kesäajan jäähdytyksen tarve saadaan laskettua. Saatujen tulosten avulla voidaan vertailla eri tilanteita, mitoittaa LVI-järjestelmiä ja laskea koko rakennuksen energiankulutusta. [63]

94 83 RIUSKAa voidaan käyttää apuna monipuolisesti niin alustavien uudisrakennuksen suunnitelmien ja laskelmien tekemiseen, kuin myös esimerkiksi olemassa olevien rakennusten peruskorjauksissa. Suurimman hyödyn ohjelmasta saa, kun kyseessä on laaja kohde, jossa on monia järjestelmiä ja halutaan hallita sen energiankulutusta ja olosuhteita. [63] Rakennuksen mallinnus H-osan geometriamalli on tehty Seinäjoen keskussairaalalta [56] saatujen Arkkitehtitoimisto Veijo Martikaisen alkuperäisien piirustuksien (syksy 1981), Insinööritoimisto Pertti Rannan alkuperäisien rakennetietojen (syksy 1981), arkkitehdiltä saatujen sähköiseen muotoon piirrettyjen arkkitehtipiirustuksien sekä vuonna 2005 rakennetun viereisen P-osan piirroksien pohjalta. Laskelmat perustuvat geometriamalliin ja se on esitetty kuvissa Kuva 7.6. H-osan pohjoinen julkisivu. Kuva 7.7. H-osan itäinen julkisivu.

95 84 Kuva 7.8. H-osan eteläinen julkisivu. Kuva 7.9. H-osan läntinen julkisivu. Kuva H-osan 3D näkymä. Geometriamallin pinta-alaksi saatiin 8153,7 m 2 ja tilavuudeksi ,2 m 3. Mallissa on otettu huomioon rakennuksen viereen vuonna 2005 rakennettu P-osa, joka on liitetty H- osaan yhdyskäytävällä sekä pienellä siivellä 1-kerroksessa. Tarkkoja rajoja rakennusten välille on vaikea vetää, koska eri talotekniset järjestelmät palvelevat rakennuksia ristiin. Esimerkiksi H2TK-ilmanvaihtokone palvelee H-osaan liitettyjä P-osan alueita. Laskennassa on käytetty sairaalalta saatua pinta-alaa 8207 brm² ja tilavuutta m³ [56].

96 Rakenteet Rakennuksen vuotoilmakerroin ei ole tiedossa, eikä siihen ole tehty lämpökamerakuvauksia. Tyypillisesti rakennuksen ilmanvuotoluku n 50 = 2-4 1/h, joten tämän takia ilmavuotojen perusoletuksena käytetään n 50 =2 1/h. Se vastaa ilmanvaihtokerrointa n=0,08 1/h ja keskimääräistä ilmanpitävyyttä asuinkerrostaloissa ja toimistorakennuksissa. Laskelmissa käytettiin rakenteille Insinööritoimisto Pertti Rannan alkuperäisien rakennesuunnitelmissa (syksy 1981) annettuja k-arvoja (nykyiset U-arvot) ja lisäksi ne on myös tarkistettu laskemalla rakennetyyppien mukaisista rakenneaineista ja -vahvuuksista. Energiasimuloinnissa käytetyt U-arvot on esitetty liitteessä 4. Ikkunoiden U-arvoja ei ollut tiedossa, joten niiden lämmönläpäisykerroin ja ominaisuudet määritettiin sen aikaisien rakentamismääräysten, leikkausten, pohjapiirrosten sekä rakennusselityksen mukaan. H-rakennuksessa on sekä puu-, että metallikarmisia ikkunoita, jotka ovat alkuperäisiä. Ikkunat ovat pääasiassa kolmilasisia, lasin paksuus on vähintään 4 mm ja ne ovat laatuluokkaa 1. Puuikkunoissa karmit on tehty 1-luokan tiheäsyisestä männystä ja niiden sisäpuitteissa on 2-lasinen umpiolasi sekä ulkopuitteissa yksi lasi. Lisäksi ulompien lasien väliin on asennettu sälekaihtimet, joiden peittoalueeksi oletetaan 80 % ikkunan koosta ja säleiden kaltevuuskulma on kiinteästi 45. Metalliikkunoiden karmit on tehty kova-anodisoiduista alumiiniprofiileista ja niissä lasit on kiinteitä 3-lasisia umpiolaseja. Vuoden 1978 Suomen rakentamismääräyksien C3-osassa ikkunoiden lämmönläpäisykertoimeksi U on annettu 2,1 W/m 2 K, joten näiden tietojen pohjalta valittiin RIUSKAn ikkunakirjastoa apuna käyttäen lasiksi 3xClear, mm, U = 1,82 W/m 2 K. Uuden P-osan ikkunoiksi taas valittiin vuoden 2003 rakentamismääräyksien mukainen 2xClear + low-e mm, U = 1,44 W/m 2 K. Puuikkunoiden karmien tiheäsyisen männyn U-arvona käytetään arviota 1,3 W/m 2 K. Metalli-ikkunoiden alumiinikarmeilla taas U = 3,0 W/m 2 K. [42] Näin ikkunoiden lämmönläpäisykerroin karmeineen on H-osan puukarmisille ikkunoille U = 1,53 1,73 W/m 2 K ja metallikarmisille ikkunoille U = 1,94 2,43 W/m 2 K riippuen ikkunoiden koosta. P-osan yhteydessä rakennetuille puukarmisille ikkunoille lämmönläpäisykerroin U = 1,40 1,41 W/m 2 K ja metallikarmisille ikkunoille U = 1,57 1,88 W/m 2 K riippuen ikkunoiden koosta. Rakennuksessa ikkunapinta-alan suhde kerrosalaan on 15 % ja ikkunoiden osuus ulkoseinästä on 24 %. Monet ovista ovat lasiovia, joten geometriamallissa ne on määritetty ikkunoiksi ja niihin käytetään samoja U-arvoja. Muutamien umpiovien, esimerkiksi katolla olevissa IVkonehuoneissa, U-arvona on käytetty 1,4 W/m 2 K.

97 Tilatyypit ja sisäiset kuormat Potilashuoneiden yksityiskohtainen tarkastelu energiasimuloinnissa edellyttää, että koko H-rakennuksen järjestelmät kuvataan laskentaan mahdollisimman hyvin. Näin myös saadaan tarkasteltua ratkaisuiden kannattavuutta koko rakennuksen osalta. Energiankulutuslaskelmat perustuvat kohteeseen vuonna 2010 tehtyyn energiaselvitykseen sekä arvioituihin tilojen käyttöaikatauluihin ja laitekuormatietoihin. [57]. Energiaselvityksessä on selvitetty muun muassa tilojen valaistustehot, laitteet ja näiden aiheuttamat kuormat. Huonekohtaiset ilmamäärät on määritetty viimeisimpien LVI-suunnitelmien mukaisiksi. Ihmisten lukumäärä ja käyttöaika huoneissa on otettu laskelmissa huomioon rakennuksessa tehdyn kartoituksen ja oletusten mukaisesti. Simuloinneissa keskitytään pääasiassa potilashuoneisiin, joten esimerkiksi toimistotilat, vastaanottotilat, toimenpidehuoneet, 00-kerroksen kiinteistöhuollon tilat ja sairaalan muut erikoistilat huomioidaan simuloinnissa vain välttämättömiltä osin. Vuoden 2010 energiaselvityksen mukaan korvapoliklinikan vuodeosasto oli lakkautettu ja käytöstä poistetut tilat on huomioitu laskennassa, eikä niissä ole sähkölaitteista, valaistuksesta tai ihmisistä johtuvaa kuormitusta. Energiaselvityksen perusteella joidenkin tilojen käyttötarkoituksia on myös muutettu. Ihmisten aiheuttamat kuormat lasketaan henkilömäärien mukaan ja käytetään RIUSKAn oletuskuormia: Lepääminen, makaaminen 66,5 W Toimistotyö 75 W Tyyppitilat jaotellaan laitekuormien mukaan potilashuoneisiin, toimistoihin, joissa on eri määrä työpisteitä, vastaanottotiloihin, tutkimus- ja toimenpidetiloihin, taukotiloihin ja keittiöihin, odotustiloihin ja auloihin, tiloihin, jossa pientä kuormaa ja tiloihin, jossa ei ole laitekuormaa. Rakennuksen käytön oletetaan olevan tasainen koko vuoden ja mahdollista laitteiden ja tilojen käytön vähenemistä loma-aikoina ei ole otettu huomioon. Potilashuoneet Tyypillisissä potilashuoneissa oletetaan olevan paikalla aina kaksi henkilöä lepäämässä. Ilmanvaihto 0-kerroksen peruskorjatuissa huoneissa on 45 dm³/s. Muissa potilashuoneissa ilmamäärät vaihtelevat dm³/s tilan koosta riippuen. Ilmamäärän keskiarvoksi pinta-alan suhteen saadaan 2,0 dm³/sm². Valaistus myös vaihtelee 0-kerroksen peruskorjattujen ja muiden kerrosten välillä. 0- kerroksen potilashuoneissa on valaistusteho 550 W, muissa tämä on 450 W riippumatta

98 87 potilashuoneen koosta. Keskimäärin valaistusteho on 23 W/m². HosPilot-hankkeessa saatujen mittausten perusteella valaistus on päällä päivisin noin 3 tuntia ja tällöin valoista on noin 40 % päällä. Potilashuoneissa oletetaan laitekuormana olevan ainoastaan TV, jonka teho on HosPilot-alueella tehdyn selvityksen mukaan 110 W. Sen arvioidaan olevan päällä noin neljä tuntia päivässä. Toimistot Toimistot jaotellaan työpisteiden mukaan yhden, kahden ja kolmen työpisteen toimistoihin. Kolmen työpisteen toimistoihin on jaettu ne toimistot, joissa on neljä tai enemmän työpisteitä. Oletetaan, että tällaisissa tapauksissa harvemmin kaikki ihmiset ovat paikalla ja kaikki tietokoneet päällä. Henkilömäärät riippuvat työpisteiden määrästä ja he tekevät toimistotyötä arkisin maanantaista perjantaihin klo Toimistojen valaistuksen aikatauluna käytetään samaa henkilöiden aikataulua. Jokaisessa työpisteessä on tietokone, monitori ja tulostin ja nämä aiheuttavat yhteensä noin 500 W kuorman / työpiste. Aikatauluna tälle käytetään RIUSKAsta saatavaa oletuskuormitusta toimistoille, arkisin maanantaista perjantaihin klo 8-16 maksimissaan 80 % tehosta ja keskiarvona 45 %. Yhden työpisteen toimistojen ilmavirta vaihtelee välillä dm³/s. Keskimäärin se on 3,0 dm³/sm². Valaistus vaihtelee myös huomattavasti W välillä, keskiarvoksi siitä saadaan 20 W/m². Kuormituksena yhden työpisteen toimistoissa on yksi tietokone, monitori ja tulostin, 500 W. Kahden työpisteen toimistojen ilmavirta vaihtelee välillä dm³/s ja keskimäärin se on 2,4 dm³/sm². Valaistus vaihtelee W välillä, keskiarvoksi siitä saadaan 18 W/m². Kuormituksena kahden työpisteen toimistoissa on kaksi tietokonetta, monitoria ja tulostinta, 1000 W. Kolmen ja useamman työpisteen toimistojen ilmavirta vaihtelee välillä dm³/s niin, että keskimäärin se on 2,3 dm³/sm². Valaistus vaihtelee W välillä, keskiarvoksi siitä saadaan 19 W/m². Kuormituksena kolmen työpisteen toimistoissa on kolme tietokonetta, monitoria ja tulostinta, 1500 W. Vastaanottotilat Vastaanottotilat ovat sellaisia tutkimushuoneita tai lääkärin toimistoja, joissa lisäkuormaa aiheutuu tutkimuslaitteista esimerkiksi hoitopöydästä. Niissä oletetaan olevan jatkuvasti yksi henkilö, joka tekee toimistotyötä arkisin maanantaista perjantaihin klo Ilmamäärät tiloissa vaihtelevat dm³/s välillä niin, että keskiarvoksi saadaan 3,4 dm³/sm². Valaistus vastaanottotiloissa on päällä työajan mukaisesti ja sen teho vaihtelee välillä W. Keskiarvoksi valaistukselle saadaan 18,6 W/m². Laitekuormitusta aiheut-

99 88 taa tietokone, tulostin ja monitori yhteensä 500 W ja aikatauluna myös tälle käytetään RIUSKA:sta saatavaa oletuskuormitusta toimistoille, arkisin maanantaista perjantaihin klo 8-16 maksimissaan 80 % tehosta ja keskiarvona 45 % tehosta. Hoitolaitteiden kuormitus on arviolta noin 500 W ja ne ovat pienellä käytöllä. Käyttöaika on arviolta 3 tuntia päivässä ja silloin niistä on 50 % käytössä. Tutkimus- ja toimenpidehuoneet Tutkimus- toimenpidehuoneissa on yleensä yksi työpiste ja tutkimuslaitteita esimerkiksi ultraäänilaitteita ja tippalaitteita. Niissä oletetaan olevan jatkuvasti kaksi henkilöä, jotka tekevät toimistotyötä arkisin maanantaista perjantaihin 4,5 tuntia päivässä. Aamupäiville tuntimäärästä on jaettu 2 tuntia ja iltapäiville 2,5 tuntia. Valaistus käyttää samaa aikataulua. Ilmamäärät vaihtelevat tiloissa dm³/s välillä niin, että keskiarvona on 2,8 dm³/sm². Valaistus puolestaan vaihtelee välillä W, josta keskiarvoksi saadaan 23 W/m². Laitekuormaa aiheuttaa tiloihin tietokone, monitori ja tulostin 500 W ja tutkimuslaitteet 1000 W. Niiden aikatauluna käytetään vastaanottotiloille määritettyä aikataulua. Taukotilat ja keittiöt Taukotiloissa ja keittiöissä arvioidaan hetkellisesti olevan 10 henkilöä istumassa ja lepäämässä joka päivä tunnin päivässä. Ilmamäärät niissä vaihtelevat dm³/s väliltä niin, että keskimäärin se on 3,8 dm³/sm². Valaistusteho puolestaan vaihtelee välillä W. Keskimäärin se on 15,4 W/m². Taukotiloihin ja keittiöihin aiheuttavat kuormaa muun muassa jääkaappi, mikro, astianpesukone, kahvinkeitin, vedenkeitin, leivänpaahdin ja sähköliesi. Jatkuvana kuormana taukotiloissa oletetaan olevan noin 200 W. Oletuksena joka päivä hetkellisesti tämä voi nousta 2000 W ruokatuntien ja kahvituntien ajaksi eli yhteensä noin 1 tunniksi. Odotustilat ja aulat Oletuksena on, ettei odotustiloihin ja auloihin tuoda ilmaa, muutamia poikkeuksia lukuun ottamatta ja näidenkin tuloilmalaitteiden voidaan olettaa olevan viereisellä käytävällä. Ihmisiä arvioidaan näissä olevan 5 henkilöä istumassa arkisin toimistoaikana klo Valaistus tiloissa vaihtelee W välillä niin, että keskiarvoksi saadaan 11 W/m² ja sen oletetaan olevan päällä päivisin 12 tuntia. Laitekuormana odotustiloissa ja aulassa on yleensä TV, jonka kuorma on noin 110W ja tämäkin on päällä joka päivä 24 tuntia.

100 89 Pieni kuorma Pientä kuormaa aiheutuu huuhteluhuoneisiin, siivouskomeroihin, välinehuoltotiloihin ja lääkejakelutiloihin. Laitekuormaa näissä aiheuttaa muun muassa huuhtelulaitteet, siivouskoneet ja lääkekaapit. Yhden laitteen tehoksi arvioidaan noin 500 W ja laitteet on päällä noin tunnin päivässä. Henkilökuormaa ei tiloissa ole. Ilmamäärät vaihtelevat eri tilatyypeissä huomattavasti, siivouskomeroista poistetaan ilmaa ja huuhtelu- sekä välinehuoltotiloihin tuodaan ilmaa. Tämän takia tälle kuormatyypille ei lasketa mitään tyypillistä ilmamäärää. Valaistusteho puolestaan vaihtelee välillä W niin, että keskimäärin se on 18 W/m². Valaistuksen käyttö oletetaan kuitenkin olevan todella pientä eli tässä tapauksessa koko ajan pois päältä. Ei laitekuormaa Kuormittamattomia tiloja ovat WC:t, varastot, eteiset, pesuhuoneet/pukutilat ja käytävät. WC:issä oletetaan yhden henkilön olevan lepäämässä yhteensä tunnin päivässä. Valaistus eri tyypeissä, muun muassa potilashuoneiden, henkilökunnan, inva ja yleinen, hieman vaihtelee, keskimäärin se on 14,2 W/m². Poistoilmalaitteet sijaitsevat yleensä WC:issä, joten ilmamääriksi merkataan 0 dm³/s ja laitekuormaa niissä ei ole. Varastojen ilmamäärät vaihtelevat, esimerkiksi liinavaatevarastoihin tuodaan ilmaa ja joihinkin varastoihin taas ei. Tämän takia tälle niille ei lasketa mitään tyypillistä ilmamäärää. Valaistustehoa varastoissa on keskimäärin 16 W/m², mutta sen käyttö oletetaan olevan todella pientä eli tässä tapauksessa koko ajan pois päältä. Henkilökuormaa, eikä laitekuormaa varastoissa ole. Eteisiin tuodaan ilmaa keskimäärin 5,5 dm³/sm². Näissä tiloissa ei ole henkilö tai laitekuormaa ja valaistustehoa on keskimäärin 20,3 W/m². Pesuhuoneissa ja pukutiloissa ei myöskään ole henkilö tai valaistuskuormaa. Ilmaa tuodaan tiloihin sijainnin mukaan, eikä tämän takia niistä saada tyypillistä ilmamäärää. Valaistusteho näissä on 15,1 W/m² ja se on pienellä käytöllä tunnin päivässä. Käytävillä ei oleteta olevan henkilökuormaa, eikä laitekuormaa. Ilmamääriä tällekin tilatyypille on vaikea laskea. Joillekin käytävän pätkille tuodaan ilmaa ja joistakin sitä poistetaan. Valaistusteho tiloissa on keskimäärin 7,8 W/m² ja 50 % siitä oletetaan olevan päällä 24 tuntia joka päivä.

101 Järjestelmät Lämmöntalteenottojärjestelmille RIUSKAssa annettaan tuloilman lämpötilasuhde mitoitusolosuhteissa, kun tulo- ja poistoilmavirta ovat yhtä suuret. H-osan simulointiin tuloilman lämpötilasuhteina käytettiin RIUSKAn oletuksia, jolloin nestekiertoisella lämmöntalteenotolla oletettiin tuloilman lämpötilasuhteen olevan 50 %, levylämmönsiirtimien 60 % ja pyörivällä lämmönsiirtimellä 80 %. Ilman oletettiin lämpiävän tuloja poistoilmapuhaltimissa 1 C. Lisäksi RIUSKAssa oletetaan tuloilmavirran lämpötilan riippuvan ulkoilman lämpötilasta, kun Seinäjoen keskussairaalalla tämä on asetettu huoneiden poistoilman lämpötilan keskiarvon mukaan. Tuloilmakoneiden jäähdytyksen sähkön energiankulutus oletetaan kuuluvan keskusjäähdytysjärjestelmän sähkönkulutukseen, eikä sitä ole otettu huomioon tuloksissa. Yhteenveto ilmanvaihtokoneista ja niihin liittyvät asetukset ja SPF-luvut on esitetty liitteessä 5. Hyötysuhteiden ja SFPlukujen laskennassa on käytetty konekortteja ja ilmanvaihtokoneiden käyttöajat perustuvat rakennusautomaatiojärjestelmässä käytössä oleviin käyttöaikoihin. Rakennuksen lämpimän veden kulutuksena on käytetty tilastollista vedenkulutustietoa. Terveydenhoitorakennuksille Motivan vedenkulutustilasto ( ) [64] antaa alakvartaali luvun 156 dm³/rm³a. Lämpimän käyttöveden oletetaan olevan koko kulutuksesta 30 % muissa kuin asuinrakennuksissa, tällöin V lkv, rm3 = 47 dm³/rm³a. Rakennuksen tilavuus on m³, joten tällöin V lkv = m³/a Lämpimän käyttöveden lämmittämiseen kuluva energia Q lkv,a [kwh] saadaan kaavalla 9. (9) Tässä veden tiheys ρ v = kg/m 3, veden ominaislämpökapasiteetti c pv = 4,2 kj/kg C ja veden lämpötilan muutos ΔT v = 50 C. Vuosittain kuluvan lämpimän käyttöveden saa syötettyä RIUSKAan, joka laskee sille kuukausittaiset arvot. Rakennuksen lämpimien tilojen mitoituslämpötilana on käytetty 21 C ja asetuslämpötilana 22 C sekä kylmien tilojen mitoitus- ja asetuslämpötilana 17 C. Jäähdytyksen suunnitteluarvona on käytetty sisäilmaluokan S2 mukaista suunnitteluarvoa 25 C Simuloitujen ja toteutuneiden arvojen vertailu Simuloinnilla saatu energiankulutuslaskelma sisältää rakennuksen lämmön- (tilalämmitys, ilmanvaihto ja lämmin käyttövesi) sekä sähkönkulutuksen (puhaltimet, valaistus, laitteet ja muu sähkö) (liite 6). Ulkovalaistuksen, sulatuslämmityksien, turvajärjestelmi-

102 Q lämmitys [MWh] 91 en tai jäähdytyksen energiankulutusta tai lämmitys- tai sähköjärjestelmien häviöitä ei ole otettu huomioon. Tehdyissä energialaskelmissa hyödynnetään kuitenkin ainoastaan H-osan simuloituja tilalämmityksen ja ilmanvaihdon lämpöenergiankulutuksia, joita verrattiin mitattuihin arvoihin (kuva 7.11) Lämmitysenergia, mitattu Lämmitysenergia, simulointi IV-lämmitys, mitattu IV-lämmitys, simulointi Kuva Kuukausittaisen mitatun kokonaislämmitysenergian ja tuloilman lämmitysenergian vertailu simuloituihin arvoihin puolen vuoden ajalta. RIUSKAn Seinäjoen laskentasää perustuu lämmitystarveluvuilla normeerattuun Jyväskylän säätietoihin. Seinäjoen lämmitystarveluvuille ei kuitenkaan ole taulukkoarvoja, joten ne on saatu Tampereen lämmitystarveluvuista korjauskertoimella k1 (0,94). Laskennassa käytettyjä säätietoja lämmitystarvelukua voitiin verrata vuoden 2011 todellisiin lämmitystarvelukuihin laskemalla ne luvussa 3.2 selostetulla tavalla Seinäjoen keskussairaalan sääasemalta saatujen lämpötilojen perusteella (taulukko 7.2). Taulukko 7.2. RIUSKA:n laskentasään Seinäjoelle ja Seinäjoen keskussairaalan sääaseman mittauksista lasketun lämmitystarveluvun vertailu. Tammikuu Helmikuu Maaliskuu Huhtikuu Toukokuu Kesäkuu Simulointi Laskettu Kuten huomataan, simuloitu ja laskettu lämmitystarveluku eroavat esimerkiksi huhtikuun osalta huomattavasti. Laskentaa tarkennettiin tekemällä Seinäjoelle oma säätiedosto keskussairaalan sääasemalta saatujen lämpötilan, ilmanpaineen, ilman kosteuden, kastepisteen, auringonsäteilyn, tuulennopeuden ja -suunnan sekä sademäärän perusteella. Lisäksi laskentaa voitiin myös tarkentaa käyttämällä HosPilot-hankkeesta saatuja mittauksia ja RIUSKAn laskentaa hyödyksi. Tulosten perusteella tuloilmakoneiden H2TK ja H3TK lämmöntalteenoton tuloilman lämpötilasuhde oli oletusta huonompi, 42 %. Tuloilman lämpötilat olivat myös asetettu liian korkeiksi. Mitattujen potilashuoneiden sisälämpötilojen keskiarvon perusteella tuloilmakoneen H2TK tuloilman lämpötilan ase-

103 Q lämmitys [MWh] 92 tusarvo oli -20 C pakkasilla keskimäärin +18,4 C ja yli 0 C ulkolämpötilassa keskimäärin +18,2 C. Tuloilmakoneella H3TK puolestaan tuloilman lämpötila riippui poistoilman lämpötilasta, mutta arvioimalla sitä sisälämpötilojen perusteella -20 C ulkolämpötilassa tuloilman keskimääräiseksi lämpötilaksi asetettiin +19 C ja kesällä vasta +30 C ulkolämpötilassa tuloilman lämpötila pysyi 18 C. Käyttämällä myös vuoden 2011 mitattua rakennuksen lämpimän veden kulutusta saatiin tarkennettua lämpimään käyttöveteen kuluvaa lämmitysenergiaa kaavalla 9 (taulukko 7.3). Taulukko 7.3. HosPilot-hankkeen mittauksissa saatu H-osan lämpimänveden kulutus ja siitä saatu lämpimän käyttöveden lämmitysenergia. Tammikuu Helmikuu Maaliskuu Huhtikuu Toukokuu Kesäkuu V lkv,kk [m 3 /kk] Q lkv,kk [kwh/kk] Tarkennetuilla lähtötietojen perusteella saatiin korjattua energiasimulointia huomattavasti. Simuloinnista saadut energiankulutukset on esitetty kuvassa Lämmitysenergia, mitattu Lämmitysenergia, tarkennetut lähtötiedot IV-lämmitys, mitattu IV-lämmitys, tarkennetut lähtötiedot Kuva Korjattujen lähtötietojen ja säätiedoston vaikutus simuloituihin arvoihin puolen vuoden ajalta. Kuvien 7.11 ja 7.12 sekä taulukon 7.2 perusteella voitiin todeta, että tammikuun lasketut ja mitatut lämpöenergiankulutukset eroavat hyvin paljon. Epätarkkuus voi johtua virheestä energiankulutusmittauksissa tai H-rakennuksen lämmitysjärjestelmän ongelmista. Selvitysten [41] mukaan rakennuksessa lämmitysjärjestelmä oli kuitenkin toiminut kunnolla, joten oletettavasti tämä johtui energiamittauksen virheellisyydestä ja tammikuussa niihin tehdystä yksikönmuutoksesta [W -> kw]. Tästä syystä tammikuun energiamittaukset eivät ole luotettavia. Viiden kuukauden (helmikuu-kesäkuu) yhteenlaskettu kokonaislämmitysenergiankulutus mittauksille oli simulointiin verrattuna 3 % suurempi. Tuloilman mitattu lämmitysenergia oli puolestaan 2 % pienempi.

104 93 8. TULOKSET ENERGIALASKELMISTA JA SI- MULOINNEISTA 8.1. Energiatehokkaat LVIA-ratkaisut ja niiden kannattavuus LVIA-ratkaisujen kannattavuutta ei voi arvioida pelkästään energiansäästönä vaan perusteellinen tarkastelu edellyttää myös takaisinmaksuaikojen tarkastelua. Takaisinmaksuaikojen tarkastelussa vuoden 2011 Seinäjoen keskussairaalan lämpöenergian hinnaksi ilmoitettiin 37,40 /MWh (alv. 0 %). Sähköenergian hinta puolestaan oli 90 /MWh (alv. 23 %) eli tällöin ilman arvonlisäveroa 73,17 /MWh (alv. 0%) [56]. Takaisinmaksuaikoja arvioidaan olettaen hintojen pysyvän samoina myös tulevaisuudessa. Lisäksi energiatukea on mahdollisuus saada muun muassa sellaisiin investointeihin, jotka edistävät energiansäästöä ja energiatehokkuutta. Pääpaino on uutta teknologiaa hyödyntävissä hankkeissa. Näin muun muassa energiatehokkuuden parantamiseen tähtääviin automatiikkaremontteihin voi saada tukea normaalisti maksimissaan 25 % investoinnin määrästä. Tällaisia energiatehokkaita automatiikkaratkaisuja ovat esimerkiksi taajuusmuuttajasäädöt ja tarpeenmukainen ilmanvaihto. Etelä-Pohjanmaan sairaanhoitopiiri ei kuitenkaan ole mukana energiatehokkuussopimuksessa, joka on tuen saamisen edellytys. [42] Pattereiden termostaattiratkaisut Kaikista HosPilot-hankkeen potilashuoneista laskettiin puolelle vuodella pattereiden lämmitysenergiankulutus ja tuloksista piirrettiin kuvaaja 8.1. Tulosten perusteella lämmitysenergiankulutus oli patterien moottoriventtiileillä varustetuissa potilashuoneissa pienempi % eli energiankulutuksen puolesta se oli kannattavampi vaihtoehto kuin termostaattiventtiili. Kuvassa 8.1 moottoriventtiileillä varustetut potilashuoneet ovat 0.619, 0.629, ja ja normaali termostaattiventtiili on potilashuoneissa 0.622, 0.633, 0.638,

105 Q p [kwh] Kesäkuu Toukokuu Huhtikuu Maaliskuu Helmikuu Tammikuu Kuva 8.1. HosPilot-mittauksista lasketut kuukausittaiset pattereiden lämmitysenergiankulutukset potilashuoneille puolen vuoden jaksolla. Moottoriventtiileillä varustetut potilashuoneet ovat 0.619, 0.629, ja ja niiden vertailupari vieressä oikealla. Takaisinmaksuaikatarkasteluihin patteriventtiileiden ja termostaattien vuoden 2011 hinnat selvitettiin valmistajalta ja ne on esitetty taulukossa 8.1. Tuotehintojen lisäksi huomioidaan myös moottoriventtiileistä aiheutuvat ylimääräiset asennuskustannukset. Valmistajan mukaan niiden sähköistäminen ja liittäminen rakennusautomaatioon vastaavat patteriventtiileiden kustannuksia. [60] Taulukko 8.1. Venttiileistä ja toimilaitteista aiheutuvat kustannukset (alv 0 %) [60]. Venttiili Toimilaite Asennus Yhteensä Moottoriventtiili 15,48 120,35 15,48 151,31 Patteritermostaatti 15,48 20,89 36,37 Kuten kuvasta 8.1 voidaan todeta, perinteisillä termostaattisilla patteriventtiileillä ja moottorisäätöventtiileillä varustetuilla potilashuoneilla energiankulutukset vaihtelevat paljon. Siitä syystä jokaisesta huoneparista lasketaan energiankulutus ja -säästö erikseen ja se on esitetty taulukossa 8.2. Taulukko 8.2. Moottoriventtiilillä ja patteritermostaateilla varustettujen huoneiden vertailu. Huone Lämpö kwh/a Muutos % Huone Lämpö kwh/a Moottoriventtiili Termostaattiventtiili Muutos Erotus Moottoriventtiili Termostaattiventtiili Erotus

106 Q iv [kwh] 95 Kannattavuuslaskennassa verrataan parasta ja heikointa yhdistelmää eli huonepareja ja sekä ja Olettamalla, että vuotuinen säästö on kaksi kertaa niin suuri kuin puolessa vuodessa saatu säästö, saadaan laskettua näille huonepareille lämmityskustannukset ja saatu energiansäästö vuodessa (taulukko 8.3). Taulukko 8.3. Moottoriventtiilillä ja patteritermostaateilla varustettujen pattereiden lämmityskustannukset vuodessa. Huone Lämmityskustannukset Huone Lämmityskustannukset /a /a Moottoriventtiili Termostaattiventtiili Erotus Taulukoiden 8.1 ja 8.3 perusteella moottoriventtiilillä takaisinmaksuajaksi tulisi 3,8 7,7 vuotta. Kun ilman korkoa investoinnin takaisinmaksuaika saa yleensä olla maksimissaan 5-7 vuotta, takaisinmaksuaikojen perusteella moottoritermostaattien asennus on kannattavaa. Takaisinmaksuaikojen laskennassa arvioidaan yleensä hintojen nousevan 5 % vuodessa, joten mikäli oletetaan energian hinnan nousevan, takaisinmaksuaika lyhenee edelleen ja ratkaisusta tulee vielä kannattavampi Ilmamääräsääteinen ratkaisu Potilashuoneiden eri ilmanvaihtoratkaisuille kaikista HosPilot-hankkeen huoneista laskettiin puolelle vuodella ilmanvaihdon lämmitysenergiankulutus ja tuloksista piirrettiin kuvaaja 8.2. Tulosten perusteella ilmanvaihdon lämmitysenergiankulutus oli ilmamääräsääteisissä potilashuoneissa pienempi 20 % eli energiankulutukseltaan puolesta se oli kannattavampi vaihtoehto kuin perinteinen vakioilmavirtaratkaisu (kuva 8.2) Kesäkuu Toukokuu Huhtikuu Maaliskuu Helmikuu Tammikuu Kuva 8.2. Potilashuoneille mittausten perusteella lasketut kuukausittaiset ilmanvaihdon lämmitysenergiankulutukset puolen vuoden jaksolla. Potilashuoneissa 0.634H ja 0.639H on huonekohtainen ilmamääräsäädin, IMS-yksikkö.

107 96 Ilmanvaihtoon liittyvistä vakioilmavirta- ja ilmamääräsääteisistä laitteista selvitettiin myös vuoden 2011 hinnat (taulukko 8.4). Kustannukset ovat aina tapauskohtaisia, mutta vakioilmavirtaratkaisussa oletetaan hinnan koostuvan tuloilman päätelaitteesta ja poistoilmaventtiilistä. Valmistajan mukaan perinteiset IMS-ratkaisut maksavat vakioilmavirtaratkaisuun verrattuna noin 2000 enemmän riippuen toteutustavasta. Hinnassa on otettu huomioon ilma- ja automaatiopuolelle tarvittavat asennukset ja lisäykset. Lisäksi valmistajalla oli myös tarjota kehittyneempi ilmamääräsääteinen ratkaisu, joka voidaan toteuttaa kahdella eri tavalla: Tuloilmapuolen aktiivilaiteella sekä poistoilmapuolen pellillä ja venttiilillä tai tuloilmapuolella ja poistoilmapuolella olevilla pelleillä ja päätelaitteilla. Ratkaisun hinnaksi valmistaja ilmoitti vakioilmavirtaratkaisuun verrattuna noin 1000 enemmän. Lisäksi jos kanaviin joudutaan asentamaan peltejä ja äänenvaimentimia, asennustyöstä voi tulla hintaan pieni lisä. Muutoin ilmamääräsääteisien järjestelmien kustannuksiin sisältyy kaikki huoneeseen tarvittavat ilmalaitteet johtoineen ja integroitu automaatio. Antureista on mukaan laskettu läsnäolo, lämpötila ja ilmanlaatu. [65] Seinäjoen keskussairaalan HosPilot-alueella käytettävät ilmanvaihtokoneet ovat jo taajuusmuuttajakäyttöisiä ja kanavistossa painesäätö. Ellei niitä ole, tulee lisähintaa, jos laajempi alue muutetaan ilmamääräsääteiseksi. Taulukko 8.4. Vakioilmavirtaisten laitteiden ja ilmamääräsäätimien aiheuttamat kustannukset [65]. Vakioilmavirtalaite 150 Perinteinen IMS Kehittyneempi ilmamääräsäädin Kuten kuvasta 8.2 voidaan todeta, vakioilmavirtaisilla laitteilla potilashuoneissa ilmanvaihdon lämmitykseen kuluva energia kaikilla on lähes yhtä suuri. Siitä syystä ilmanvaihdon osalta riittää, kun tarkastellaan potilashuonepareja ja sekä ja Yhteenveto energiansäästöistä on esitetty taulukossa 8.5. Taulukko 8.5. Vakioilmavirtaisen ja ilmamääräsäätimillä varustetun potilashuoneiden vertailu. Huone Lämpö Muutos Huone Lämpö Muutos kwh/0,5a % kwh/0,5a % IMS Vakioilmavirta Erotus Olettamalla tässäkin, että vuotuinen säästö on kaksi kertaa niin suuri kuin puolessa vuodessa saatu säästö, saadaan laskettua huonepareille lämmityskustannukset ja ilmamääräsäädöllä saatu säästö vuodessa (taulukko 8.6).

108 97 Taulukko 8.6. Ilmanvaihdon lämmityskustannukset vuodessa Huone Lämmityskustannukset Huone Lämmityskustannukset /a /a IMS Vakioilmavirta Erotus Taulukoiden 8.4 ja 8.6 perusteella perinteiselle IMS-yksikölle takaisinmaksuajaksi tulisi vuotta ja kehittyneemmälle ilmamääräsäätimelle noin vuotta. Nykyisillä energianhinnoilla ei siis ole perusteltua hankkia yksittäisiä ilmamääräsäätimiä takaisinmaksuajan perusteella. Investoinnin käyttöikä on noin vuotta ja automatiikan vuotta. [42] Vaikka energianhinta nousisi, takaisinmaksuajat ovat kuitenkin niin suuria, etteivät ratkaisut ole nykyisellä hintatasolla kannattavia. Lisäksi kanavaan asennettava IMS-yksikkö lisää kanavan painehäviötä ja lisää näin hieman puhaltimen energiankulutusta. Valmistajalla oli myös tarjota ratkaisu, jolla voitiin toteuttaa ilmamääräsäätö vyöhykkeillä. Keskussairaalan H-osan H2TK-tuloilmakoneelta on reititetty yksi ilmanvaihtokanava aina kahdeksalle potilashuoneelle. Tällöin niiden ohjaaminen yhtenä vyöhykkeenä voisi onnistua. Hinta vyöhykeratkaisulle on noin 1200 ja se sisältää vyöhykettä varten laitettavat yhteiset tulo- ja poistoilmapellit. Lisäksi jokaiselle potilashuoneelle tarvitaan normaalit päätelaitteet. [65] Olettaen, että jokaisesta potilashuoneesta saadaan sama säästö, kustannussäästö on tällöin noin 220 euroa vuodessa. Näin vyöhykeratkaisun takaisinmaksuajaksi saadaan 5,5 vuotta, jolloin ilmamääräsäätöisestä järjestelmästä saadaan kannattava Potilashuoneen energiansäästötoimien tarkastelu simuloinnein Kaikki potilashuoneet ovat lähes samankokoisia, joten tarkennetun laskennan perusteella otettiin geometriamallista yksi potilashuone, 0.634, tarkasteluun. Tekemällä siitä simuloinnit energiankulutuksia voitiin verrata potilashuoneiden mittauksista laskettuihin energiankulutuksiin. Kun tarkastellaan potilashuonetta, pitää se ottaa myös huomioon RIUSKAn asetuksissa. Kuitenkaan potilashuoneissa ei ole esimerkiksi ilmanvaihtokoneen puhaltimia. Näin tulokset saatiin myös vertailukelpoisiksi ja energiansäästötoimenpiteitä voitiin toteuttaa (kuva 8.3).

109 Qp [kwh] Q iv,kk [Wh] Vakioilmavirtaiset, ka Simulointi IMS, ka Simulointi, IMS Kuva 8.3. Eri simulointitapauksien tuloilman lämmitysenergia ja potilashuoneiden mittauksista laskettu tuloilman lämmitysenergian keskiarvo vakiovirtaratkaisuille ja ilmamääräsääteisille ratkaisuille. Ilmamääräsääteinen ratkaisu potilashuoneelle toteutettiin kuvan 6.2 ilmavirtojen perusteella arvioiden, että keskimäärin ilmamääräsääteisissä potilashuoneissa ilmavirta on 35 dm 3 /s. Näin RIUSKAn rajoitusten takia saatiin ratkaisu toteutettua parhaiten. Epätarkkuutta pattereiden lämmitysenergian laskentaan aiheutti jo lämmitysenergian arvioimiseen käytetty kaava 2 (luku 7.3.2), jonka tarkkuudesta ei ole tietoa. Patterit ovat peräisin 1980-luvulta ja siitä syystä eräs valmistaja arvioi, että uudet 2-levyiset patterit ovat % tehokkaampia kuin nykyiset alkuperäiset patterit. Valmistajien antamat kaavat on tarkoitettu uusien pattereiden tehon arviointiin ja näin ollen ne antavat liian pienen tuloksen vanhoilla pattereilla (kuva 8.4). [66] Simulointu potilashuone Patteritermostaatti Moottoriventtiili Patteritermostaatti Moottoriventtiili Kuva 8.4. Simuloidusta saatu lämmitysenergia potilashuoneessa ja mittauksista laskettu lämmitysenergia parhaalle ja heikoimmalle moottoriventtiilille ja patteriventtiilille puolen vuoden ajanjaksolla. (Simuloinnissa kaikki potilashuoneet samanlaisia.) Potilashuoneille laskettu lämmitysenergiankulutus oli myös pelkillä patteritermostaattiratkaisuilla tai moottoriventtiileillä hyvin erilainen (kuva 8.1). Tilojen todellinen läm-

110 99 möntarve voidaan selvittää energiakulutustietojen, rakennuksen käyttötavan ja -kokemusten, toteutuneiden toisiopuolen meno- ja paluuveden lämpötilojen sekä rakennusteknisten tietojen esimerkiksi rakennustilavuuden ja henkilömäärien avulla [15, s.43]. Suurimmat puutteet olivat siis rakennusteknisissä tiedoissa. Lämmitysenergian kulutusten eroavaisuutta voidaan osaksi selittää potilashuoneiden käytöllä. Käyttö vaihtelee hyvin paljon ja HosPilot-hankkeesta saatujen mittausten perusteella voidaan todeta, että laskettua lämmitysenergiankulutusta (kuva 8.1) ja potilashuoneiden käyttöä (kuva 8.5) voidaan verrata keskenään. Mitä suurempi on potilashuoneiden käyttöaste, sitä pienempi on lämmitysenergiankulutus. Simuloinnissa on käytetty kaikille potilashuoneille samoja sisäisiä kuormia ja läsnäoloaikoja, joiden perusteella RIUSKA on laskenut huoneille tarpeenmukaisen lämmitysenergian. Moottoriventtiilit hyödyntävät tiloihin muodostuvia ilmaiskuormia paremmin ja tilan lämpötilan säätö läsnäolon mukaan pienensi energiankulutusta Kesäkuu Toukokuu Huhtikuu Maaliskuu Helmikuu Tammikuu Kuva 8.5. Potilashuoneiden käyttöajat puolen vuoden ajalta. Kuvan 8.5 mukaan potilashuonepareilla ja sekä ja käyttöajat ovat kuitenkin lähes samanlaisia, mutta lämmitysenergiankulutukset eroavat huomattavasti varsinkin moottoriventtiilillä varustetuissa potilashuoneissa ja Suurin syy kulutusten eroavaisuuteen on muihin kerroksiin menevät eristämättömät patterien menoveden nousuputket. Nousuputket sijaitsevat moottoriventtiilillä varustetuissa potilashuoneissa 0.619, ja ja lisäksi lämpimän käyttöveden kiertoputket kulkevat termostaattiventtiilillä varustetun potilashuoneen katossa. Tästä syystä ainoastaan potilashuoneparia ja voidaan pitää vertailukelpoisena ja luvussa 8.1 moottoriventtiileille lasketuista säästöistä realistisin on pienin, 26 %. Lisäksi patterin menoveden nousuputkesta saatua lämmitysenergiaa voidaan arvioida moottoriventtiilillä varustettujen potilashuoneiden ja perusteella. Tällöin puolen vuoden aikana nousuputkesta saatu lämmitysenergian säästö potilashuoneessa on 271 kwh, joka on 48 % potilashuoneen 0.634, jossa ei ole nousuputkia, tarvitsemasta lämmitysenergiasta.

111 100 Eri potilashuoneiden välillä esimerkiksi ilmanvuotokerroin tai ikkunan lämmönläpäisykertoimen U-arvot voivat olla myös erilaisia. Simuloinnissa käytetty keskimääräinen ilmanvaihtokerroin 0,08 1/h jakautui RIUSKAssa niin, että potilashuoneiden ilmanvaihtokoko rakennuksen kertoimeksi saatiin 0,122 1/h. Tarkastelemalla simulointitapauksen potilashuoneen tammikuun energiankulutuksia voitiin todeta, että vuotoilmakertoimen pienentäminen 0 1/h tuo vain 10 % kulutuksen pienennyksen alkuperäiseen simulointiin verrattuna. Potilashuoneiden ikkunoiden lämmönläpäisykerroin U karmeineen on 1,71 W/m 2 K ja vaihtamalla ikkunat parempiin (U=1,07 W/m 2 K) saadaan 16 % lämmitysenergiankulutuksen pienennys alkuperäiseen verrattuna. Yksinään ilmanvaihtokerroin tai ikkunoiden lämmönläpäisykerroin eivät siis selitä kulutusten erilaisuutta. Toisaalta ikkunoissa voi myös olla tiiviysongelmia tai kylmäsiltoja, mutta tässä tutkimuksessa niitä ei voida olemassa olevilla tiedoilla tutkia. Simulointituloksista voidaan myös todeta, ettei potilashuoneissa saada rakenteellisilla parannuksilla merkittävää energiansäästöä, joten ne eivät H-rakennuksen tapauksessa ole kannattavia Ilmamääräsääteisien järjestelmien vaikutus koko H- osalla Geometriamallin mukaisesti Seinäjoen keskussairaalan H-rakennus on jaettuna 448 eri tilaan, joista 37 on käytössä olevia potilashuoneita. Potilashuoneiden pientä määrää selittää se, että 2. kerroksen vuodeosasto oli lakkautettu ja koko kerroksen kattava peruskorjaus oli suunnitteilla vuonna Näin ollen ratkaisujen vaikutusta koko rakennukseen saatiin parhaiten tutkittua olettamalla koko rakennus käyttöön ja olettamalla kaikki potilashuoneet peruskorjatuiksi. Tällöin potilashuoneiden määrä nousee 66 kappaleeseen. Peruskorjattujen potilashuoneiden mukaan normaaliksi vakiovirtaratkaisun ilmavirraksi arvioidaan 2,2 dm³/sm² ja ilmamääräsääteinen järjestelmä toteutetaan samoin kuin aiemmin arvioimalla ilmavirraksi 1,7 dm³/sm². Pelkkien potilashuoneiden ilmamäärän säätämisellä saadaan pienennettyä kokonaislämmitysenergiaa 4 % ja kokonaisuuden kannalta sillä ei ole suurta vaikutusta. HosPilot-hankkeessa tehtyjen mittauksien mukaan kuitenkin hiilidioksidipitoisuus nousi kuitenkin todella harvoin asetetulle ylärajalle, joten IMS-yksikölle säädetyt minimiilmavirrat olisivat voineet olla pienempiä. Potilashuoneissa on tärkeää, että ilman laatu on hyvä, sillä siellä olevat ihmiset pilaavat huoneen ilmaa ja aiheuttavat sinne hajuja, joten sopivien ilmavirtojen suunnittelu tulee olla huolellista. Sisäilmaston muutoksia voidaan hyvin seurata hiilidioksidimittauksilla, sillä CO 2 -pitoisuudet on todettu korreloivan hajuja. Pitkäaikaispotilaiden huoneissa hajujen voimakkuus on huoneen CO 2 - pitoisuuteen verrattuna suurempia kuin hyväkuntoisilla ihmisillä. Näin ollen pitkäaikaispotilaiden huoneissa CO 2 -pitoisuus tulee olla alhaisemmalla tasolla kuin sellaisien potilaiden, jotka itse pystyvät huolehtimaan siisteydestään ja joiden sairauden laatu ei

112 Q läm,kk [kwh] 101 aiheuta runsasta hajua. [51] Lisäksi tarvittaessa potilashuoneissa tulisi olla mahdollisuus ilmanvaihdon tehostamiseen tarvittaessa. Pienen käyttöasteen takia muun muassa taukohuoneissa, toimistoissa ja kiinteistöhuollon tiloissa ilmamääräsääteisellä järjestelmällä voidaan saada aikaan vielä suurempia säästöjä kuin potilashuoneissa. Muuttamalla aputiloja palveleva ilmanvaihtokone H3TK ja kiinteistöhuollon tiloja palvelevat ilmanvaihtokoneet H1TK ja H4TK muuttuvailmavirtaisiksi järjestelmiksi voitiin tilojen ilmavirrat määritellä vaihtelemaan tarpeen mukaan esimerkiksi % (kuva 8.6) Peruskorjattu H- rakennus Potilashuoneisiin IMS Aputiloissa muuttuva ilmavirta % Kuva 8.6. Peruskorjatun H-rakennuksen kokonaislämmitysenergian vertailu eri ratkaisuissa puolen vuoden ajalla. Monistamalla simuloinnilla ilmamääräsääteinen ratkaisu koko rakennukseen saatiin kokonaislämmitysenergia pienentymään 28 %. Tämä kuitenkin on karkea arvio ja muuttuvailmavirtaisen järjestelmän suunnittelu ja soveltaminen sairaalaympäristöön vaatii tarkempia tapauskohtaisia selvityksiä. Ratkaisu vaikuttaa myös puhaltimen sähkönkulutukseen alentavasti, mutta asian tarkastelu on rajattu tämän tutkimuksen ulkopuolelle. Ottamalla kuitenkin sähköenergiatarkastelut simulointiin mukaan voidaan saada rakennukseen toteutettua merkittäviä säästöjä.

113 JOHTOPÄÄTÖKSET Energiatehokkaassa suunnitteluprosessissa tärkeäksi asiaksi nousee tavoitteiden asettaminen hankkeelle esimerkiksi sisäilmastosta, valaistuksesta sekä energian ja vedenkulutuksesta. Asettamalla tavoitteita edellytetään samalla LVISA-suunnittelijoilta energiatehokkuuden hallintaa ja hyvää yhteistyötä. Se ei tarkoita pelkästään energiankulutuksen laskemista vaan suunnitteluun saadaan kytkettyä samalla myös sisäolosuhteiden suunnittelu. Energiatehokkuuden suunnittelu tulisi yhä paremmin integroida peruskorjaushankkeen suunnitteluprosessiin ja sen suunnittelu tulisi aloittaa korjaushankkeen alussa. Sisäolosuhteilla ja energiatehokkuudella on yhteys, koska suuri osa energiasta kuluu olosuhteiden luomiseen. Sairaaloissa hyvä sisäilmanlaatu ja olosuhteet ovat tärkeitä, eikä niitä saa heikentää energiansäästön takia. Erityisenä haasteena on löytää olosuhteet, jotka ovat energiatehokkaat ja optimaaliset sekä potilaille että henkilökunnalle. Energiatehokkuus on laaja kokonaisuus, jota ei nykyisin osata huomioida riittävästi suunnittelussa ja sen arviointi suunnittelijoiden toimesta on tärkeää. Suunnittelussa tulisi tarkastella järjestelmiä rakennuksen osana ja niiden kokonaisenergiankulutusta, eikä vain erillisiä osa-alueita. Toimenpiteiden vaikutuksia energiankulutukseen tulisi tarkastella jo hankesuunnitteluvaiheessa ja arvioida niiden merkitystä ja järkevyyttä kokonaisuuden kannalta. LVISA-suunnittelijoilla on usein vaikeuksia pysyä aikataulussa omien suunnitelmien kanssa, joten energiatehokkuutta parantavien ratkaisujen jättäminen talotekniikkasuunnittelijoiden harkintaan ei tuo välttämättä normaalia parempia ratkaisuja. Näin ollen varsinkin tulevaisuudessa energiatehokkuustavoitteiden ja -vaatimusten vuoksi tarvitaan energiakonsultteja mukaan suunnitteluryhmään. Simulointeja tulisi tehdä koko korjaushankkeen ajan heti tarveselvityksestä lähtien. Niiden avulla saadaan asetettua tavoitteita, tutkittua tavoitteiden toteutumista ja ohjattua suunnittelua. Samalla simuloinneilla saadaan määritettyä lähtötiedot kiinteistön ylläpidolle. Tavoitteellisella ja aktiivisella kulutusseurannalla varmistetaan kulutustason pysyminen tavoitteessa. Kiinteistön ylläpito-organisaatio ja käyttäjät ratkaisevat lopullisen energiatalouden toiminnallaan. Varsinkin käyttäjien toiminnalla on suuri merkitys. Peruskorjaushankkeissa simuloinneilla voidaan saada hyvinkin tarkkaa tietoa rakennuksen kuormista ja energiankulutuksesta. Todelliseen energiankulutukseen vaikuttavat huomattavasti olemassa olevan rakennuksen ominaisuudet, järjestelmät, käyttötavat ja säätila. Tämä asettaa haasteita esimerkiksi korjaushankkeiden energiatehokkuustavoitteille ja luotettava laskenta edellyttää riittävän tarkkoja lähtötietoja rakennuksen ominaisuuksiin ja käyttöön liittyen.

114 103 Korjauskohteissa ratkaisut täytyy valita tapauskohtaisesti ja kunkin korjattavan rakennuksen omista lähtötiedoista ja ominaisuuksista alkaen. Yksittäisillä energiansäästötoimenpiteillä ei ole isoa vaikutusta kokonaisenergiankulutukseen ja siitä syystä tulisikin keskittyä kokonaisuuksien hallintaan. Energiatehokkaista vaihtoehdoista suunnittelijoiden on osattava valita ne rakenteet ja tekniset järjestelmät, joiden kohdalla energiatalouden parantaminen ja muut hyödyt ovat riittäviä sen toteuttamiseksi. Peruskorjauksessa toteutettavat yksinkertaisimmat keinot lämmönkulutuksen pienentämiseen ovat lämmityksen säätöjärjestelmien uusiminen, lämmitysverkoston perussäätö, yläpohjan lisäeristäminen, ilmanvaihdon lämpöhäviöiden pienentäminen uusilla ratkaisuilla ja kiertovesijohtojen lämmöneristäminen. Energiatehokkaissa lämmitys- ja jäähdytysjärjestelmissä hyvät säätö- ja ohjausmahdollisuudet ovatkin olennaisessa osassa. Tilojen lämmitystä ja jäähdytystä tulisi näin ohjata sisäisien lämpökuormien mukaan. Oikein mitoitetut tarpeenmukaiset ratkaisut säästävät lämpöenergiaa sekä kuluttavat vähemmän sähköä. Moottoriventtiilien ja rakennusautomaation avulla mitoitus saadaan vastaamaan tilojen todellista lämmöntarvetta, eikä säätö ole rajoitettu niin kuin patteritermostaateissa. Sairaaloissa on paljon kuormitettuja tiloja ja tarpeenmukaisella lämmityksellä saadaan hyödynnettyä ilmaisenergiat tehokkaasti. Yksittäisestä ilmavirtaussäätimestä saavutettu hyöty on investointeihin verrattuna pieni, joten niitä ei kannata asentaa pelkän energiansäästön vuoksi. Tilakohtaisten ilmavirtasäätimen asentaminen rakennukseen vaikuttaa harvoin merkittävästi koko ilmanvaihtojärjestelmän energiankulutukseen. Ilmamääräsäätöisien järjestelmien kannattavuutta voidaan parantaa ohjaamalla tiloja ryhmittäin tai vyöhykkeittäin. Tämä kuitenkin edellyttää, että vyöhykesäädöille tai ilmamääräsäädöille ei ole teknisiä rajoituksia ja ne voidaan toteuttaa olemassa oleviin kanaviin. Ilmanvaihtokoneen käyntiaikoja säätämällä voidaan myös yrittää säätää ilmamääriä, mutta tällöin se vaikuttaisi suurilla alueilla ja joidenkin potilashuoneiden olosuhteet voisivat olla riskialttiita. Ikkunatuuletuksen käyttö saattaa taas lisätä lämmitys- tai jäähdytysenergiankulutusta, joten potilashuoneissa tulisikin olla ilmanvaihdon tehostamismahdollisuus ilmamääräsääteisissä järjestelmissä. Säätömahdollisuuksilla vaikutetaan hyvin paljon myös potilashuoneiden viihtyvyyteen. HosPilot-hankkeessa potilashuoneiden valaistuksen ja valaistuksen ohjauksen ei voitu todeta tuoneen säästöjä pilotoinnin ensimmäisellä kuuden kuukauden jaksolla. Syitä tähän voivat olla esimerkiksi kytkimien sijoittaminen hankalasti käytettävään paikkaan, potilaspaikkojen omat säädettävät valaisimet, perehdytyksen puute tai ohjauksen virheellinen toiminta. Potilashuoneiden muiden valaisimien käyttö ei kuitenkaan ole tiedossa, joten näin ollen valaistuksen tarkastelussa on epävarmuustekijöitä. Jatkossa tilannetta voisi parantaa hoitohenkilökunnan ohjeistus, kytkimien selkeä merkintä, käyttöohjeet huoneessa, ohjauksen auto-asennon toiminnan muuttaminen ja tilatieto potilashuoneen muiden valaisimien käytöstä.

115 YHTEENVETO Tulevaisuudessa kiristyvien määräysten myötä energiatehokkuus tulee olemaan yhä tärkeämpi asia suunnitteluprosessissa, joten energianäkökulman painoarvoa tulisi lisätä. Esimerkiksi vuoden 2012 rakentamismääräyksien kokonaisenenergiatarkastelujen myötä energialaskennasta tulee tärkeä osa uudisrakennusten suunnittelua. Julkisen kehityksen takia sairaaloiden tilaajien vaatimukset ovat jo yleisellä tasolla kiristyneet ja mielenkiinto energia-asioihin lisääntynyt. Vanhojen sairaaloiden peruskorjaus edellyttää monien eri osapuolien yhteen sovitettua työskentelyä ja suunnittelulla on keskeinen merkitys energiatehokkaan lopputuloksen saamiseksi. Sairaanhoidon käytännöt muuttuvat hyvin paljon ajan kuluessa ja sen takia tilasuunnittelun tulisi olla joustavaa ja muunneltavaa. Myös tekniikkaa pitäisi katsoa yhä laajemmin kokonaisuuksina huomioiden samalla kertaa energiatehokkuus, käyttöikä ja muunneltavuus. Pelkkä kustannustehokas energiatehokkuuden parantaminen ei riitä vaan samalla on varmistettava, että käytettävät rakenteet ja suunnitteluratkaisut toimivat myös kosteusteknisesti oikein. Energiatehokkailla ratkaisuilla saadaan parannettua kiinteistön taloudellista arvoa ja imagoa sekä alennettua elinkaarikustannuksia. Taloteknisten järjestelmien osalta sairaaloiden pienet erilliset projektit eivät ole niin toimivia. Vanhojen järjestelmien käyttö edellyttää, että perusvalmiudet on rakennettu kuntoon ja reititys on kunnossa. Kunnollinen kokonaisvaltainen korjaushanke voi olla kalliimpi, mutta se on yleensä taloudellisempi ja lopputulos on parempi verrattuna pieniin osaprojekteihin. Pienet muutostyöt ja osastosaneeraukset voivat rajoittaa käytettäviä LVISA-ratkaisuja hyvin paljon ja tällöin voidaan vaikuttaa vain vähän rakenteiden ja taloteknisten järjestelmien energiankäyttöön. Yleensä suurimmat kompromissit vanhoissa rakennuksissa joudutaan tekemään energiatehokkuudessa verrattuna uudisrakennuksiin. Suunnittelun apuna esimerkiksi simuloinnit antavat uusia mahdollisuuksia rakennuksen energiatehokkuuden, sisäilman olosuhteiden hallinnan, LVISA-ratkaisujen ja elinkaaren tutkimiseen. Suunnitteluratkaisujen tulisi olla pitkäikäisiä, toimintavarmoja ja kannattavia. Lyhytikäiset ja yksittäiset ratkaisut lisäävät huoltotyötä ja niillä saadaan aikaan ainoastaan pieniä säästöjä, joten ratkaisujen tulisi olla laajempi kokonaisuus. Kattavalla rakennusautomaatiojärjestelmällä voidaan pienentää yksittäistenkin tilojen energiankulutusta käyttämällä rakennusautomaatiota tilojen lämpötilojen, ilmanvaihdon ja valaistuksen ohjaukseen ja säätöön. Rakennusautomaatiolla saadaan poistettua tarpeeton energian-

116 105 käyttö ja olosuhteita saadaan säädettyä, kun tyhjiä tiloja ei tarvitse lämmittää, jäähdyttää tai ilmastoida täydellä teholla. Tähän mennessä alhaisen energian hinnan takia energiatehokkuuteen ei ole kiinnitetty erityistä huomiota ja olemassa olevien rakennusten korjaaminen pelkän energiasäästön vuoksi on harvoin kannattavaa. Nykyisin energiatehokkuus on noussut yhä merkittävämmäksi syyksi korjaushankkeissa ja energiataloutta parantavia korjauksia tehdään kasvavassa määrin muiden hankkeiden yhteydessä. Energian hinnan noustessa korjaushankkeet pelkkien rakennuksen energiakustannuksien pienentämiseksi saattavat muodostua kannattaviksi investoinneiksi. Vaikka Seinäjoen keskussairaalan H-osalle saatiinkin ainoastaan 4 % säästö potilashuoneiden ratkaisuista, toteuttamalla ratkaisut kokonaisvaltaisesti koko rakennukseen voidaan saada vielä huomattavia säästöjä. Lisäksi mitä vanhempaan rakennuksiin ja järjestelmäratkaisuihin mennään, sitä suurempi parannus energiansäästötoimilla saadaan.

117 106 LÄHTEET [1] Lappalainen M. Energia- ja ekologiakäsikirja: suunnittelu ja rakentaminen. Tampere 2010, Rakennustieto Oy. 200 s. [2] Jaakkola T., Lindstedt T. & Junnonen J. Energiatehokas asuinkerrostalojen talotekniikkakorjaus. Tampere 2010, Suomen Rakennusmedia Oy. 63 s. [3] Poland S. & Burleigh C. Research Study Shows How Hospitals Can reduce energy use by up to 60 percent with little additional capital cost. BetterBricks [WWW]. [Viitattu ] Saatavissa: [4] Palmunen T. HosPilot-diplomityö kysely: tilaajat & rakennuttajat. [WWW] Julkaisematon. [5] Palmunen T. HosPilot-diplomityö kysely: suunnittelijat & konsultit. [WWW] Julkaisematon. [6] HOSPILOT - Intelligent Energy Efficiency Control in Hospitals. [WWW]. [Viitattu ]. Saatavissa: [7] HOSPILOT - Intelligent Energy Efficiency Control in Hospitals. [mainos]. [Viitattu ]. Julkaisematon. [8] Granlund-konserni. [WWW]. [Viitattu ]. Saatavissa: [9] Etelä-Pohjanmaan sairaanhoitopiiri. [WWW]. [Viitattu ]. Saatavissa: [10] Tilastokeskus. [WWW]. [Viitattu ]. Saatavissa: [11] Suomen Rakennusinsinöörien Liitto RIL. K : LVISA-saneerauksen suunnittelu ja toteutus. Suomen Rakennusinsinöörienliitto, s. [12] Suomen Rakennusinsinöörien Liitto RIL. K : Korjausrakentaminen VI: LVISA-saneerauksen suunnittelu ja toteutus. Suomen Rakennusinsinöörienliitto, s.

118 107 [13] HUS-tilakeskus & HUS-kiinteistöt Oy. Energiatehokkuuden varmistaminen HUS-rakennusinvestoinneissa. Helsinki, Helsingin ja Uudenmaan sairaanhoitopiirin kuntayhtymä. Julkaisematon. 40 s. [14] Hausen A., Koskinen J., Railio J., Viikari P. & Häkkänen R. LVIS-tekniikka korjausrakentamisessa. Helsinki 1986, INSKO. 154 s. [15] Holopainen R., Hekkanen M., Hemmilä K. & Norvasuo M. Suomalaisten rakennusten energiakorjausmenetelmät ja säästöpotenttiaalit. VTT, s. [16] Suomen rakennusinsinöörien liitto. RIL Matalaenergiarakentaminen : Toimitilat luonnosversio Suomen rakennusinsinöörien liitto Julkaisematon. 140 s. + liit. 19 s. [17] Työ ja elinkeinoministeriö. Suomen toinen kansallinen energiatehokkuuden toimintasuunnitelma NEEAP [Verkkojulkaisu]. 60 s. + liit. 112 s. [18] Jahn J., Reinikainen E. & Kuronen J. Selvitys passiivienergiarakentamisesta julkisella sektorilla. Helsinki 2009, Insinööritoimisto Olof Granlund Oy. Julkaisematon. 66 s. + liit. 5 s. [19] Koski H. Sairaalan korjausprosessin kehittäminen. Tampere 2008, VTT. 52 s. [20] Korhonen P. & Reijula K. Terve sairaala: peruskorjausten tarve ja toteutus. Helsinki 2009, Työterveyslaitos. 119 s. [21] Suomen Rakennusinsinöörien Liitto RIL. K : Korjausrakentamisen täydennyskoulutus ohjelma I-VI: LVISA-saneerauksen suunnittelu ja toteutus. Suomen Rakennusinsinöörienliitto, s. [22] Nykänen E., Ramiro M. & Hundt A. HosPilot Deliverable 3.2., Hospital baseline analysis. HOSPILOT - Intelligent Energy Efficiency Control in Hospitals, [23] Suomen rakentamismääräyskokoelma, osa D2. Rakennusten sisäilmasto ja ilmanvaihto, määräykset ja ohjeet Ympäristöministeriö. 23 s. + liit. 10 s. [24] Suomen rakentamismääräyskokoelma, osa D3. Rakennusten energiatehokkuus, määräykset ja ohjeet Ympäristöministeriö. 27 s. + liit. 8 s.

119 108 [25] Suomen Rakennuslehti Oy. [verkkolehti]. TEM: Energiatehokkuusdirektiivin tiukennus pakottaisi turhiin remontteihin [Viitattu: ] Saatavissa: rakentaminen/25792.html [26] Kauppinen J. Korjausrakentamisen energiamääräykset, tilannekatsaus. Energiatehokkaan rakennuksen suunnittelu seminaari. Ympäristöministeriö [27] Yleisradio Oy Etelä-Savo. Ministeri Kiuru: Myös korjausrakentamiseen tulee energiatehokkuusvaatimuksia. [WWW]. [Viitattu ]. Saatavilla: [28] Euroopan parlamentin ja neuvoston direktiivi 2010/31/EU rakennusten energiatehokkuudesta s. [29] Lindh T. Maakuntamuseoiden teemapäivät 2010, Kulttuuriympäristö palasista kokonaisuudeksi seminaari: Miten 2012 energiamääräykset tulevat koskemaan vanhaa rakennuskantaa?. Ympäristöministeriö [30] Suomen Rakennuslehti Oy. [verkkolehti]. Energiansäästämisessä sanat eivät johda tekoihin [Viitattu: ] Saatavissa: [31] Säteri J., Andersson T., Hongisto V. & Kurnitski J. LVI : Sisäilmastoluokitus Rakennustietosäätiö RTS, s. [32] Vasara J. Granlund-konsernin sisäinen sisäilmastoluokitus 2008 etäkoulutus [33] Ryynänen J. Sairaalailmanvaihdon suunnitteluohjeita Opinnäytetyö. Mikkeli 2007, Mikkelin Ammattikorkeakoulu. 46 s. [34] Muttilainen J. Energiatehokkuuden ja sisäilmaston varmistaminen rakennushankkeissa. Senaatti kiinteistöt, s. [35] Ryynänen J., Kaasinen A. & Vaskonen M. LVI-suunnitteluohje uudisrakennuksia ja peruskorjauksia varten. Pohjois-Karjalan sairaanhoito- ja sosiaalipalvelujen KY, tekninen toimisto s. [36] Forsman J. Helsingin kaupungin palvelurakennusten matalaenergiarakentamisohje. Helsinki 2010, HKR-Rakennuttaja.

120 109 [37] Pietiläinen J., Kauppinen T., Kovanen K., Nykänen V., Nyman M., Paiho S., Peltonen J., Pihala H., Kalema T. & Keränen H. ToVa - käsikirja: Rakennuksen toimivuuden varmistaminen energiatehokkuuden ja sisäilmaston kannalta. Espoo 2007, VTT tiedotteita s. + liitt. 56 s. [38] Reinikainen E., Herronen N., Järvinen T. & Kuronen J. SRV Oyj: STCtoimistorakennus, talotekniikka ja energiatalous. Helsinki 2010, Insinööritoimisto Olof Granlund Oy. Julkaisematon. 53 s. + liit. 27 s. [39] Krygiel E. & Bradley N. Green BIM, Successfull sustainable design with building information modeling. Indiapolis, Indiana, p. [40] Insinööritoimisto Olof Granlund Oy. RIUSKA, Energy Simulation Tool - for the entire Building Life Cycle. [WWW]. [Viitattu ]. Saatavilla: Datein/RIUSKA_english.pdf [41] Etelä-Pohjanmaan sairaanhoitopiirin kuntayhtymä. HosPilot palaveri [42] Reinikainen E. Granlund-konsernin sisäiset materiaalit [43] Kankainen J. & Junnonen J-M. Rakennuttaminen. 2. painos. Helsinki 2004, Rakennustieto Oy. 101 s. [44] Kalema T., Pylsy P., Hagengran P., Johannesson G., Airaksinen M., Dokka T. H., Öberg M., Pöysti M., Rapp, K. & Keski-Opas, J. Nordic Thermal Mass Effect on Energy and Indoor Climate, Raportti 184. Energia- ja prosessitekniikan laitos, Tampereen teknillinen yliopisto p. [45] Suomen rakentamismääräyskokoelma, osa A2-ehdotus Rakennuksen suunnittelijat ja suunnitelmat, määräykset ja ohjeet Ympäristöministeriö. 47 s. [46] Kalliomäki P. Kehittyvät energiatehokkuusvaatimukset. [WWW]. [Viitattu 2.10] Saatavissa: maki_kehittyvat_energiatehokkuusvaatimukset_ pdf

121 110 [47] Atu. M. Keski-Suomen keskussairaalassa vakava terveysvaara sulkeminen uhkaa. [WWW] [Viitattu ] Saatavissa: [48] Suomen rakentamismääräyskokoelma, osa D5-luonnos Rakennuksen energiankulutuksen ja lämmitystehontarpeen laskenta Ympäristöministeriö. 69 s. + liit. 5 s. [49] Antero A. Kylmätekniikka. 3. painos. Helsinki 2008, Suomen kylmäyhdistys. 406 s. [50] Fläkt Woods Oy [WWW] [Viitattu ] Saatavissa: [51] Sairaalaliitto. Energiansäästö ja sairaalahygienia. Helsinki s. [52] Saario J. Tarpeenmukainen ilmanvaihto WISE koulurakennuksessa. Opinnäytetyö. Oulu 2010, Oulun seudun ammattikorkeakoulu. 36 s. [53] Oy Swegon Ab [WWW] [Viitattu ] Saatavissa: [55] Suomen rakentamismääräyskokoelma, osa A4. Rakennuksen käyttö- ja huoltoohje, määräykset ja ohjeet Ympäristöministeriö. 7 s. [54] Kaleva K. HosPilot-hanke / Seinäjoen sairaalan H-rakennusosan H01/H02 saneeraus sähköenergian pilotointikohde. Selvitys. Helsinki 2009, Insinööritoimisto Olof Granlund Oy. Julkaisematon. 7 s. [55] Vimpari K-K.. Lämpöpumppuselvitys / Budjettihinta-arvio. Seinäjoki 2010, Insinööritoimisto Granlund Pohjanmaa Oy. Julkaisematon. 7 s. [56] Hakala J. & Huhtamäki T. Seinäjoen keskussairaalan tiedot ja piirustukset. Etelä-Pohjanmaan sairaanhoitopiiri, tekninen toimisto. [57] Katajamäki K. Seinäjoen keskussairaalan H-osan energiaselvitys. Seinäjoki 2010, Insinööritoimisto Granlund Pohjanmaa Oy. Julkaisematon. [58] Seinäjoen keskussairaalan rakennusautomaatiojärjestelmä TAC Vista.

122 111 [59] Nykänen E., Hamm S., Martínez J. L. B., Giral P. M. & Tellado P. HosPilot, Deliverable 4.1., System deployment report [60] Väänänen J. Danfoss Oy, National Sales Director. Sähköpostihaastattelu [61] Nykänen E., Reinikainen E., Hamm S., Martínez J. L. B., Giral P. M. & Tellado B. HosPilot Deliverable 4.2., Pilot Monitoring and Bencmarking report. HOSPILOT - Intelligent Energy Efficiency Control in Hospitals, [62] Radiaattoritehdas Salomaa Oy. Radiaattorit, mitatut lämmönluovutustehot -97. [WWW] [Viitattu 3.11.] Saatavilla: Standard.pdf [63] Näränen J. Riuska-ohjelman käyttö ja arviointi. Opinnäytetyö. Oulu 2011, Oulun seudun ammattikorkeakoulu. 57 s. [64] Motiva Oy. [WWW] [Viitattu ] Saatavissa: [65] Lindroos H. Diplomi-insinööri. Oy Swegon Ab. Aluepäällikkö, tekninen myynti/markkinointi. Haastattelu [66] Laiho G. Rettig Lämpö Oy. Myyntijohtaja. Sähköpostihaastattelu

123 Liite 1: H-osan ilmanvaihtokoneiden yhteenveto 112

124 Liite 2: HosPilot-alueen pohjakuva 113

125 114 Liite 3: Potilashuoneiden HosPilot-mittauspisteet Energiatehokkaat LVISA-ratkaisut Huone: Selite: Yksikkö Huom! H02_Huoneet_0_619H_0%3A619H_XS2_0_ Valopainike: poispakotus - tilatieto H02_Huoneet_0_619H_0%3A619H_XS2_A_ Valopainike: auto - tilatieto H02_Huoneet_0_619H_0%3A619H_XS2_K_ Valopainike: päällepakotus - tilatieto H02_Huoneet_0_619H_2TKFV16_06%3AYLog_ Patteriventtiili % H02_Huoneet_0_619H_2TKQE16_06%3AMLog_ Hiilidioksidipitoisuus ppm H02_Huoneet_0_619H_2TKTE00_06%3AMLog_ Ikkunan pintalämpötila C H02_Huoneet_0_619H_2TKTE16_06%3AASLog_ Huoneen lämpötila / asetusarvo C H02_Huoneet_0_619H_2TKTE16_06%3AMLog_ Huoneen lämpötila C H02_Huoneet_0_619H_2TKTE19_06%3AMLog_ Poistoilman lämpötila C H02_Huoneet_0_619H_2TKTE41_06%3AMLog_ Patteri: meno lämpötila C H02_Huoneet_0_619H_2TKTE42_06%3AMLog_ Patteri: paluu lämpötila C H02_Huoneet_0_619H_IR_2TKXE16_06%3AMLog_ Sisävaloisuus lux H02_Huoneet_0_619H_IR_2TKXS16_06_ Läsnäolo - tilatieto H02_Huoneet_0_619H_VALOT_nvoLALampValueFb_eteinenLog_ Eteisen valot % H02_Huoneet_0_619H_VALOT_nvoLALampValueFb_seinäLog_ Seinän/potilaskourun valot % H02_Huoneet_0_629H_0%3A629H_XS2_0_ Valopainike: poispakotus - tilatieto H02_Huoneet_0_629H_0%3A629H_XS2_A_ Valopainike: auto - tilatieto H02_Huoneet_0_629H_0%3A629H_XS2_K_ Valopainike: päällepakotus - tilatieto H02_Huoneet_0_629H_2TKFV16_11%3AYLog_ Patteriventtiili % H02_Huoneet_0_629H_2TKQE16_11%3AMLog_ Hiilidioksidipitoisuus ppm H02_Huoneet_0_629H_2TKTE16_11%3AASLog_ Huoneen lämpötila / asetusarvo C H02_Huoneet_0_629H_2TKTE16_11%3AMLog_ Huoneen lämpötila C H02_Huoneet_0_629H_2TKTE19_11%3AMLog_ Poistoilman lämpötila C H02_Huoneet_0_629H_2TKTE41_11%3AMLog_ Patteri: meno lämpötila C H02_Huoneet_0_629H_2TKTE42_11%3AMLog_ Patteri: paluu lämpötila C H02_Huoneet_0_629H_IR_2TKXE16_11%3AMLog_ Sisävaloisuus lux H02_Huoneet_0_629H_IR_2TKXS16_11_ Läsnäolo - tilatieto H02_Huoneet_0_629H_VALOT_nvoLALampValueFb_eteinenLog_ Eteisen valot % H02_Huoneet_0_629H_VALOT_nvoLALampValueFb_seinäLog_ Seinän/potilaskourun valot % H02_Huoneet_0_634H_0%3A634H_XS2_0_ Valopainike: poispakotus - tilatieto H02_Huoneet_0_634H_0%3A634H_XS2_A_ Valopainike: auto - tilatieto H02_Huoneet_0_634H_0%3A634H_XS2_K_ Valopainike: päällepakotus - tilatieto H02_Huoneet_0_634H_2TK_OVI07_ Ovikytkin - tilatieto H02_Huoneet_0_634H_2TKFV16_07%3AYLog_ Patteriventtiili % H02_Huoneet_0_634H_2TKQE16_07%3AASLog_ Hiilidioksidipitoisuus / asetusarvo ppm H02_Huoneet_0_634H_2TKQE16_07%3AMLog_ Hiilidioksidipitoisuus ppm H02_Huoneet_0_634H_2TKTE16_07%3AASLog_ Huoneen lämpötila / asetusarvo C H02_Huoneet_0_634H_2TKTE16_07%3AMLog_ Huoneen lämpötila C H02_Huoneet_0_634H_2TKTE41_07%3AMLog_ Patteri: meno lämpötila C H02_Huoneet_0_634H_2TKTE42_07%3AMLog_ Patteri: paluu lämpötila C H02_Huoneet_0_634H_IMS%3APOISTO_2TKEC17_07_ Poisto-IMS l/s H02_Huoneet_0_634H_IMS%3ATULO_2TKEC15_07_ Tulo-IMS l/s H02_Huoneet_0_634H_IR_2TKXE16_07%3AMLog_ Sisävaloisuus lux H02_Huoneet_0_634H_IR_2TKXS16_07_ Läsnäolo - tilatieto H02_Huoneet_0_634H_VALOT_953SV11_1_ Etummainen potilaspaikka - tilatieto H02_Huoneet_0_634H_VALOT_953SV11_2_ Ikkunan puoleinen taaempi potilaspaikka - tilatieto H02_Huoneet_0_634H_VALOT_953SV11_3_ Eteinen - tilatieto H02_Huoneet_0_639H_0%3A639H_XS2_0_ Valopainike: poispakotus - tilatieto H02_Huoneet_0_639H_0%3A639H_XS2_A_ Valopainike: auto - tilatieto H02_Huoneet_0_639H_0%3A639H_XS2_K_ Valopainike: päällepakotus - tilatieto H02_Huoneet_0_639H_2TKFV16_08%3AYLog_ Patteriventtiili % H02_Huoneet_0_639H_2TKQE16_08%3AASLog_ Hiilidioksidipitoisuus / asetusarvo ppm H02_Huoneet_0_639H_2TKQE16_08%3AMLog_ Hiilidioksidipitoisuus ppm H02_Huoneet_0_639H_2TKTE00_08%3AMLog_ Ikkunan pintalämpötila C H02_Huoneet_0_639H_2TKTE16_08%3AASLog_ Huoneen lämpötila / asetusarvo C H02_Huoneet_0_639H_2TKTE16_08%3AMLog_ Huoneen lämpötila C H02_Huoneet_0_639H_2TKTE41_08%3AMLog_ Patteri: meno lämpötila C H02_Huoneet_0_639H_2TKTE42_08%3AMLog_ Patteri: paluu lämpötila C H02_Huoneet_0_639H_IMS%3APOISTO_2TKEC17_08_ Poisto-IMS l/s H02_Huoneet_0_639H_IMS%3ATULO_2TKEC15_08_ Tulo-IMS l/s H02_Huoneet_0_639H_IR_2TKXE16_08%3AMLog_ Sisävaloisuus lux H02_Huoneet_0_639H_IR_2TKXS16_08_ Läsnäolo - tilatieto H02_Huoneet_0_639H_VALOT_953SV13_1_ Etummainen potilaspaikka - tilatieto H02_Huoneet_0_639H_VALOT_953SV13_2_ Ikkunan puoleinen taaempi potilaspaikka - tilatieto H02_Huoneet_0_639H_VALOT_953SV13_3_ Eteinen - tilatieto Normaalit LVI-ratkaisut H02_Huoneet_0_622H_0%3A622H_XS2_0_ Valopainike: poispakotus - tilatieto Samoin: H02_Huoneet_0_622H_0%3A622H_XS2_A_ Valopainike: auto - tilatieto (0.634) H02_Huoneet_0_622H_0%3A622H_XS2_K_ Valopainike: päällepakotus - tilatieto (0.638) H02_Huoneet_0_622H_2TKQE16_10%3AMLog_ Hiilidioksidipitoisuus ppm (0.643) H02_Huoneet_0_622H_2TKTE16_10%3AMLog_ Huoneen lämpötila C H02_Huoneet_0_622H_2TKTE41_10%3AMLog_ Patteri: meno lämpötila C H02_Huoneet_0_622H_2TKTE42_10%3AMLog_ Patteri: paluu lämpötila C H02_Huoneet_0_622H_IR_2TKXE16_10%3AMLog_ Sisävaloisuus lux H02_Huoneet_0_622H_IR_2TKXS16_10_ Läsnäolo - tilatieto H02_Huoneet_0_622H_VALOT_nvoLALampValueFb_eteinenLog_ Eteisen valot % H02_Huoneet_0_622H_VALOT_nvoLALampValueFb_SeinäLog_ Seinän/potilaskourun valot %

126 115 Liite 4: Simulointiin liittyvien rakenteiden lämmönläpäisykertoimien U-arvot Ulkoseinät H-osa: Ulkoseinä US01 (Sandwich-ulkoseinärakenne 330 mm) 0,29 W/m 2 K Ulkoseinä US02 (Kuorielementtiseinä, ohut 410 mm) 0,28 W/m 2 K Ulkoseinä US021 (Kuorielementtiseinä, paksu 430 mm) 0,28 W/m 2 K Ulkoseinä US05 (IV-konehuoneen ulkoseinä 150 mm) 0,32 W/m 2 K Ulkoseinä US06 (Raitisilmakuilu 320 mm) 0,28 W/m 2 K Perusmuuri PM02 (Maanvarainen seinä 430 mm) 0,29 W/m 2 K Perusmuuri PM021 (Maanvarainen seinä vss kohdalla 530 mm) 0,29 W/m 2 K P-osa: Ulkoseinä US1 (Ei-kantava betonisandwich 340 mm) 0,25 W/m 2 K Ulkoseinä US2 (Kantava sandwich-elementti 410 mm) 0,25 W/m 2 K Perusmuuri KS01 (Maanvastaisen ulkoseinän alaosa 530 mm) 0,25 W/m 2 K Yläpohjat H-osa: Yläpohja YP01 (Kevytsorayläpohja 780 mm) 0,25 W/m 2 K Yläpohja YP02 (IV-konehuoneen katto 180 mm) 0,21 W/m 2 K Yläpohja YP03 (Yhdyskäytävien yläpohja 220 mm) 0,27 W/m 2 K P-osa: Yläpohja YP02 (YP pidempien ontelolaattojen kohdalta 790 mm) 0,15 W/m 2 K Alapohjat H-osa: Alapohja AP01 (Alapohja yleensä, maanvarainen 550 mm) 0,25 W/m 2 K Alapohja AP05 (Valopihan alapohja 630 mm) 0,22 W/m 2 K Välipohja VP09 (Ulkotilaan rajoittuva välipohja 550 mm) 0,23 W/m 2 K P-osa: Alapohja AP01 (Maanvarainen alapohja yleensä 400 mm) 0,19 W/m 2 K Välipohja VP09 (Yhdysosan potilashuoneiden lattia 550 mm) 0,16 W/m 2 K

127 116 Liite 5: Simuloitujen ilmanvaihtokoneiden RIUSKAasetukset Ilmanvaihtokone H1TK Palvelualue: 00-kerroksen kiinteistönhuollon sosiaalitilojen ja väestönsuojatilojen ilmanvaihtoon Täysi (1/1) teho päivisin klo ja muina aikoina puolella (1/2) teholla. Tilojen yhteenlaskettu ilmavirta q v,tf1 = 1,532 m³/s. Sijaitsee 00-kerroksen ilmanvaihtokonehuoneessa. Sisältää vesikiertoisen lämpöpatterin ja nestekiertoisen lämmöntalteenoton Vesikatolla olevat poistoilmakoneet H1PK1 ja H1PK2 yhdistetty lämmöntalteenottoon. RIUSKAn tuloilman lämpötilan asetuskäyrän pisteiksi oletetaan: o Kesäisin 18 C, kun ulkolämpötila on yli +25 C o Talvisin 20 C, kun ulkolämpötila on alle -5 C H1TK-tuloilmakoneen hyötyteho P TF1 saadaan laskettua kokonaispaine-eron Δp TF1 = 480 Pa ja moottorin tehon P E,TF1 = 2.0 kw avulla kaavalla 10: (10) Tuloilmapuhaltimen kokonaishyötysuhde η kok,tf1 saadaan puolestaan laskettua tästä kaavalla 11. (11) Poistoilmapuhaltimien ilmamäärä yhteenlaskettuna on lähes yhtä suuri. Ilmamäärä jakautuu H1PK1 ja H1PK2 kesken niin, että ilmamäärä q v,1pf1 = 634 dm³/s ja q v,2pf1 = 898 dm³/s. Kokonaispaine-erot näille ovat Δp 1PF1 = 450 Pa ja Δp 2PF1 = 400 Pa ja moottorin teho P E,1PF1 = 0,75 kw ja P E,2PF1 = 0,95 kw Näin vastaavasti kaavojen 10 ja 11 avulla saadaan puhaltimien hyötysuhteet kaavoilla 3 ja 4. (12) (13) RIUSKAssa kuitenkin saadaan käytettyä vain yhtä puhallinta, joten siinä käytetään poistoilmapuhaltimien kohdalla H1PK1 ja H1PK2 keskiarvoja. Lisäksi sillä saadaan

128 117 laskettua moottorin teho P E ilmamäärien ja kokonaispaine-eron Δp F avulla muuttamalla puhaltimen hyötysuhdeta η kok, joten jatkossa arvot otetaan siitä suoraan. Ilmanvaihtokoneen H1TK SFP-luku saadaan kaavan 1 avulla kaavalla 14. (14) Ilmanvaihtokone H2TK Palvelualue: 0-2 -kerrosten potilashuoneet ja vastasyntyneiden hoitohuone. Täysi teho päivisin klo ja muina aikoina 80 % teholla. Kesäkuukausina (toukokuu - lokakuu) käytetään yötuuletusta eli ilmanvaihtokone on täydellä teholla ja lämpötilaksi huoneisiin pyritään saamaan 21 C. Tilojen yhteenlaskettu ilmavirta q v,tf2 = 3,218 m³/s Sijaitsee 2-kerroksen ilmanvaihtokonehuoneessa. Sisältää vesikiertoisen lämmityspatterin, jäähdytyspatterin ja nestekiertoisen lämmöntalteenoton. Lisäksi ilmanvaihtokoneen jälkeisessä kanavistossa viisi vesikiertoista lämmityspatteria, jotka palvelevat eri H-rakennuksen osia. Vesikatolla olevat poistoilmakoneet H2PK1 ja H2PK2 yhdistetty lämmöntalteenottoon. RIUSKAn tuloilman lämpötilan asetuskäyrän pisteiksi oletetaan: o Kesäisin 18 C, kun ulkolämpötila on yli +25 C o Talvisin 21 C, kun ulkolämpötila on alle -5 C Tuloilmapuhaltimen kokonaispainehäviö on Δp TF2 = 576 Pa ja moottorin teho P E,TF2 = 3.72 kw. Tuloilmapuhaltimen konekortista saadaan suoraan kokonaishyötysuhde η kok,tf2 = 62,2 % ja SFP 2TK = 0,93 kw/(m³/s). Poistoilmapuhaltimien H2PK1 ja H2PK2 uusinta konekorttia ei ollut saatavilla, joten tämän arvojen laskennassa käytettiin vanhojen koneiden korttia ja koneiden mitoituksessa käytettyä mitoitusohjelmaa. Tällä tavoin saatiin määritettyä tuloilmavirran ja poistoilmavirran suhteeksi 0,89, poistoilmapuhaltimen keskimääräisen kokonaispainehäviön Δp PF2 = 576 Pa ja moottorin tehoksi P E,PF2 = 3.01 kw, kokonaishyötysuhteeksi η kok,pf1 = 63 %. Ilmanvaihtokone H3TK Palvelualue: 0-2 -kerrosten aputilat (esimerkiksi toimistot, vastaanottotilat, tutkimushuoneet, varastot). Täysi teho päivisin klo ja muulloin 80 % teho.

129 118 Tilojen yhteenlaskettu ilmavirta q v,tf3 = 5,421 m³/s. Sijaitsee 2-kerroksen ilmanvaihtokonehuoneessa. Sisältää vesikiertoisen lämpöpatterin, jäähdytyspatterin ja nestekiertoisen lämmöntalteenoton. Vesikatolla olevat poistoilmakoneet H3PK1 ja H3PK2 yhdistettynä lämmöntalteenottoon. RIUSKAn tuloilman lämpötilan asetuskäyrän pisteiksi oletetaan: o Kesäisin 17 C, kun ulkolämpötila on yli 15 C o Talvisin 20 C, kun ulkolämpötila on alle -10 C Tuloilmapuhaltimen kokonaispainehäviö on Δp TF3 = 669 Pa ja moottorin teho P E,TF2 = 6.30 kw. Tuloilmapuhaltimen konekortista saadaan suoraan kokonaishyötysuhde η kok,tf3 = 63,6 % ja SFP = 1,05 kw/(m³/s). Ilmanvaihtokoneen poistoilmapuhaltimien H3PK1 ja H3PK2 uusinta konekorttia ei ollut saatavilla, joten tämänkin arvojen laskennassa käytettiin vanhojen koneiden korttia ja koneiden mitoituksessa käytettyä mitoitusohjelmaa. Tällä tavoin saatiin määritettyä tuloilmavirran ja poistoilmavirran suhteeksi 0,92, poistoilmapuhaltimen keskimääräisen kokonaispainehäviön Δp PF3 = 590 Pa ja moottorin tehoksi P E,PF3 = 5.24 kw, kokonaishyötysuhteeksi η kok,pf3 = 61 %. Ilmanvaihtokone H4TK Palvelualue: 00-kerroksessa olevien tekniset tilat. Täysi (1/1) teho maanantaista lauantaihin klo Muina aikoina ilmanvaihtokonetta ei käytetä. Tilojen yhteenlaskettu ilmavirta q v,tf4 = 0,973 m³/s. Sijaitsee poistoilmapuhaltimen H4PK kanssa 00-kerroksessa. Tulo- ja poistoilmakone sisältää nestekiertoisen lämmöntalteenoton. RIUSKAn tuloilman lämpötilan asetuskäyrän pisteiksi oletetaan: o Kesäisin 18 C, kun ulkolämpötila on yli +25 C o Talvisin 20 C, kun ulkolämpötila on alle -5 C Konekortissa H4TK on annettu sähkömoottorin teho P E,PF4 = 2,0 kw, mutta kokonaispainehäviö ja hyötysuhde joudutaan arvaamaan. Hyötysuhteeksi sekä tulo-, että poistoilmapuhaltimelle oletetaan olevan η kok,tf4 = η kok,pf4 = 40 % ja ilmamäärät ovat molemmilla puhaltimilla samat. Näin kokonaispainehäviö Δp PF4 saadaan kaavan 5 avulla kaavalla 7. (15)

130 119 Vastaavasti H4TK-ilmanvaihtokoneen SFP-luku saadaan kaavan 15 avulla kaavasta 16. (16) Ilmanvaihtokone H8TK Palvelualue: keskusvarasto 00-kerroksessa Täysi (1/1) teho maanantaista perjantaihin klo ja muina aikoina puolella (1/2) teholla. Tilojen yhteenlaskettu ilmavirta q v,tf8 = 0,420 m³/s Sijaitsee poistoilmapuhaltimen H8PK kanssa 00-kerroksessa. Tulo- ja poistoilmakone sisältää nestekiertoisen lämmöntalteenoton. RIUSKAn tuloilman lämpötilan asetuskäyrän pisteiksi oletetaan: o Kesäisin 10 C, kun ulkolämpötila on yli +25 C o Talvisin 20 C, kun ulkolämpötila on alle -5 C Konekortti tämän ilmanvaihtokoneen osalta on vanhentunut, joten loput arvot joudutaan olettamaan. Nykyisissä Suomen RakMk D2 suosittelee SFP-luvun olevan alle 2,0 kw/(m³/s). Tämän ja muiden vanhempien ilmanvaihtokoneiden SFP-lukulaskelmien avulla valitaan SFP 8TK = 2,0 kw/(m³/s). Tällöin kaavan 16 avulla saadaan puhaltimien yhteensä ottama teho kaavalla 17. (17) Yhden puhaltimen tehoksi tästä tulee puolet eli P E,TF8 = P E,TF8 = 0,42 kw, kun ilmamäärien oletetaan olevan yhtä suuret luvun puhaltimille on käytetty kokonaishyötysuhdetta η kok, 1980 = 40 % ja uusimmissa 2009 vuoden koneissa se on η kok, 2009 = 60 %, joten näiden perusteella kokonaishyötysuhde sekä tulo-, että poistoilmapuhaltimelle arvioidaan olevan η kok,tf8 = η kok,pf8 = 50 %. Näin kaavalla 18 kokonaispainehäviöksi Δp PF8 saadaan kaavan 5 avulla. (18)

131 120 Ilmanvaihtokone H11TK Palvelualue: 00-kerroksen monistamo. Muuttuvailmavirtainen ilmanvaihtokone, täysi (1/1) teho sunnuntaista perjantaihin klo 7-17, muulloin minimi-ilmavirta 12,5 %. Tilan ilmavirta q v,tf11 = 0,220 m³/s Sijaitsee monistamon vieressä olevassa ilmanvaihtokonehuoneessa. Sisältää tulo- ja poistoilmapuhaltimet, pyörivän lämmöntalteenoton ja vesikiertoisen lämmityspatterin. RIUSKAn tuloilman lämpötilan asetuskäyrän pisteiksi oletetaan: o Kesäisin 18 C, kun ulkolämpötila on yli +25 C o Talvisin 22 C, kun ulkolämpötila on alle -5 C Konekorttia ilmanvaihtokoneesta ei ole saatavilla, joten tämänkin koneen tiedot joudutaan olettamaan aiempien oletusten mukaisesti. Kun SFP 11TK = 2,0 kw/(m³/s), kaavan 17 avulla saadaan puhaltimien yhteensä ottama teho kaavalla 19. (19) Yhden puhaltimen tehoksi tästä tulee puolet eli P E,TF8 = P E,TF8 = 0,22 kw, kun ilmamäärien oletetaan olevan yhtä suuret. Kokonaishyötysuhde sekä tulo-, että poistoilmapuhaltimelle oletetaan olevan η kok,tf11 = η kok,pf11 = 50 %. Näin kaavan 4 avulla kokonaispainehäviöksi Δp PF11 saadaan kaavalla 12. (12) Ilmanvaihtokone H111TK Palvelualue: Urologian toimenpidehuone Täysi (1/2) teho sunnuntaista perjantaihin klo Tuntia ennemmin klo 6-7 ja tunnin jälkeen klo ilmanvaihtokone puoli (1/2) teholla Kesäkuukausina (toukokuu - lokakuu) käytetään yötuuletusta eli ilmanvaihtokone on täydellä teholla ja lämpötilaksi huoneisiin pyritään saamaan 21 C. Tilojen yhteenlaskettu ilmavirta q v,tf111 = 0,450 m³/s Sijaitsee poistoilmapuhaltimen kanssa vesikatolla ilmanvaihtokonehuoneessa. Lämmöntalteenotto toteutettu levylämmönsiirtimellä. Sisältää vesikiertoisen lämmityspatterin ja jäähdytyspatterin. RIUSKAn tuloilman lämpötilan asetuskäyrän pisteiksi oletetaan: o Kesäisin 20 C, kun ulkolämpötila on yli +25 C o Talvisin 22 C, kun ulkolämpötila on alle -5 C

132 121 Konekorttia ilmanvaihtokoneesta ei ole saatavilla, joten koneen tiedot joudutaan olettamaan. Ilmanvaihtokoneen tiedetään kuitenkin olevan 2000-luvulla asennettu ja tämän perusteella valitaan SFP-luvuksi hieman pienempi aikaisempiin verrattuna SFP 111TK = 1,5 kw/(m³/s), kaavan 6 avulla saadaan puhaltimien yhteensä ottama teho kaavalla 13. (13) Yhden puhaltimen tehoksi tästä tulee puolet eli P E,TF111 = P E,TF111 = 0,34 kw, kun ilmamäärien oletetaan olevan yhtä suuret. Kokonaishyötysuhteen sekä tulo-, että poistoilmapuhaltimelle oletetaan olevan aikaisempiin oletuksiin verrattuna hieman isompi, η kok,tf111 = η kok,pf111 = 60 %. Näin kaavan 5 avulla kokonaispainehäviöksi Δp PF111 saadaan kaavalla 14. (14) Ilmanvaihtokone H311TK Palvelualue: 00-kerroksen sähköpääkeskus Täysi (1/1) teho jatkuvasti. Tilan ilmavirta q v,tf311 = 0,400 m³/s. Lämmöntalteenottona käytetään palautusilmaa, mutta RIUSKAn rajoitusten takia laskennassa se oletetaan pyöriväksi lämmönsiirtimeksi. RIUSKAn tuloilman lämpötilan asetusarvo on 18 C. Konekorttia tästäkään koneesta ei ole saatavilla, joten koneen tiedot joudutaan olettamaan. Ilmanvaihtokone on asennettu tilaan 2005 rakennetun P-osan yhteydessä ja tämän perusteella valitaan SFP 311TK = 1,5 kw/(m³/s), kaavan 6 avulla saadaan puhaltimien yhteensä ottama teho kaavalla 15. (15) Yhden puhaltimen tehoksi tästä tulee puolet eli P E,TF311 = P E,TF311 = 0,30 kw, kun ilmamäärien oletetaan olevan yhtä suuret. Kokonaishyötysuhteen sekä tulo-, että poistoilmapuhaltimelle oletetaan olevan η kok,tf111 = η kok,pf111 = 60 %. Näin kaavan 5 avulla kokonaispainehäviöksi Δp PF111 saadaan kaavalla 16. (16)

133 122 Erilliset poistoilmakoneet Erillisiä poistoilmakoneita käytetään H-osalla muun muassa järjestelmätiloissa, jätehuoneissa, hissikuiluissa ja hissikonehuoneissa ja ne sijaitsevat rakennuksen vesikatolla. Pääasiassa koneet käyvät puolella (1/2) teholla ja tuloilma otetaan ulkoa. RIUSKA:ssa saadaan tuloilma asetettua laittamalla puhaltimen kokonaishyötysuhteeksi η kok = 100% ja kokonaispainehäviöksi Δp TF = 1 Pa (0 Pa ei ole sallittu). Näin tuloilmapuhaltimen tehoksi saadaan P E = 0 kw. Joillekin poistoilmakoneille saadaan todella alhaiset kokonaishyötysuhteet niin, etteivät ne voi olla mahdollisia ja vanhat konekortit voivat olla virheellisiä [42]. Tämän takia minimihyötysuhteeksi asetetaan η kok,pf,min = 30 %. H11PK1 ja H12PK1 -poistoilmakoneet palvelevat itäistä ja läntistä hissikuilua. Molempien ilmamäärät ovat q v,11pk1 = q v,12pk1 = 0,145 m³/s. H11PK1-koneen kokonaispainehäviö on Δp 11PK1 = 200 Pa ja puhaltimen teho P E,11PK1 = 0,1 kw. Kaavaa 3 käyttäen saadaan poistoilmapuhaltimen kokonaishyötysuhteeksi η kok,11pk1 = 29 %. Eli kokonaishyötysuhteena käytetään η kok,11pk1 = 30 %. Vastaavasti H12PK1-koneen kokonaispainehäviö on Δp 12PK1 = 150 Pa ja puhaltimen teho P E,12PK1 = 0,26 kw. Tällöin poistoilmapuhaltimen kokonaishyötysuhteeksi saadaan kaavaa 3 käyttäen η kok,12pk1 = 8 %. Eli kokonaishyötysuhteena käytetään η kok,12pk1 = 30 %. HXPK4-poistoilmakone palvelee 00-kerroksessa olevaa muuntamoa ja ilmamäärä sillä on q v,xpk4 = 0,7 m³/s. Kokonaispainehäviöksi annetaan konekortissa Δp XPK4 = 400 Pa ja puhaltimen teho P E,XPK4 = 1,1 kw. Kaavaa 3 käyttäen saadaan poistoilmapuhaltimen kokonaishyötysuhteeksi η kok,xpk4 = 25 %. Eli kokonaishyötysuhteena käytetään η kok,xpk4 = 30 %. HXPK5-poistoilmakone palvelee 00-kerroksessa olevaa sähköpääkeskusta ja ilmamäärä sillä on q v,xpk5 = 0,250 m³/s. Kokonaispainehäviöksi annetaan konekortissa Δp XPK5 = 100 Pa ja puhaltimen teho P E,XPK5 = 0,26 kw. Kaavaa 3 käyttäen saadaan poistoilmapuhaltimen kokonaishyötysuhteeksi η kok,xpk5 = 10 %. Eli kokonaishyötysuhteena käytetään η kok,xpk5 = 30 %. HXPK6-poistoilmakone palvelee 00-kerroksessa olevaa lämmönjakohuonetta ja ilmamäärä sillä on q v,xpk6 = 0,120 m³/s. Kokonaispainehäviöksi annetaan konekortissa Δp XPK6 = 100 Pa ja puhaltimen teho P E,XPK6 = 0,1 kw. Kaavaa 3 käyttäen saadaan poistoilmapuhaltimen kokonaishyötysuhteeksi η kok,xpk6 = 12 %. Eli kokonaishyötysuhteena käytetään η kok,xpk6 = 30 %.

134 123 HXPK7-poistoilmakone palvelee 00-kerroksessa olevaa teknistä työtilaa ja ilmamäärä sillä on q v,xpk7 = 0,140 m³/s. Kokonaispainehäviöksi annetaan konekortissa Δp XPK7 = 200 Pa ja puhaltimen teho P E,XPK7 = 0,09 kw. Kaavaa 3 käyttäen saadaan poistoilmapuhaltimen kokonaishyötysuhteeksi η kok,xpk7 = 31 %. HXPK9 ja HXPK10 -poistoilmakoneet palvelevat itäistä ja läntistä jätehuonetta. Molempien ilmamäärät ovat q v,xpk9 = q v,xpk10 = 0,170 m³/s. Molempien koneiden kokonaispainehäviö on Δp XPK9 = Δp XPK10 = 180 Pa ja puhaltimen teho P E,XPK9 = P E,XPK10 = 0,8 kw. Kaavaa 3 käyttäen saadaan poistoilmapuhaltimen kokonaishyötysuhteeksi η kok,xpk9 = 38 %.

135 Liite 6: Simulointituloste 124