RAK-C Tietoyhdennetty rakentaminen Rakentamisen suunnitteluprosessi talotekniikan näkökulmasta. Jouko Pakanen, ENG/Rakennustekniikan laitos

Transkriptio

1 RAK-C Tietoyhdennetty rakentaminen Rakentamisen suunnitteluprosessi talotekniikan näkökulmasta Jouko Pakanen, ENG/Rakennustekniikan laitos

2 Lähdekirjallisuutta RIL Matalaenergiarakentaminen Asuinrakennukset RIL Matalaenergiarakentaminen Toimitilat

3 Tavoitteet Oppia talotekniikan suunnittelun periaatteet osana koko rakennuksen suunnitteluprosessia

4 Edellytyksiä rakennushankkeen onnistumiselle Kokonaisvaltainen energiatehokkuus- ja laatuajattelu Eri osapuolten vastuut, tehtävät ja toimintatavat on selvästi määritelty Laadukas suunnittelu- ja toteutusprosessi, jossa mukana riittävät henkilö-, tieto-, ja rahoitusresurssit Laadunvarmistusmenetelmien käyttö

5 Huomiota on erityisesti kiinnitettävä Hankkeen tavoiteasetteluun ja energiatehokkaiden ratkaisujen vaihtoehtotarkasteluihin Rakenteiden laaturiskien tiedostamiseen ja riskien pienentämiseen laadunvarmistuksella Suunnittelun ja toteutuksen yhteistyöhön ja sujuvaan tiedonvaihtoon Laadunvarmistuksen mittaus- ja seurantamenetelmien käyttämiseen Järjestelmälliseen ja hallittuun käyttöönottoon Talotekniikan järjestelmien toimivuuden seurantaan ja toiminnan viritykseen käyttöönottovaiheessa

6 Valinnat suunnittelun ja hankkeen eri vaiheissa Tarveselitys ja hankesuunnittelu Luonnossuunnittelu Tavoitteiden määrittely Energiatehokkuustason ja luokan valinta Teknisten ja toiminnallisten (ARK/LVIS/RAK) järjestelmien valinta sekä energiamuodon valinta Toteutussuunnittelu Rakentaminen Rakenneosien sekä taloteknisten järjestelmien ja laitteiden valinta Rakenneosien, laitteiden yms. Lopullinen valinta, laadunvalvonta, huoltokirjan laadinta Käyttö Kuva: J.Pakanen, lähde:ril Ylläpidon organisointi, käyttäjien opastus, kulutusseuranta, säätö

7 Tarveselitys ja hankesuunnittelu Hankkeen rakennuttajan vaatimukset ottaen huomioon energia- ja ekotehokkuustavoitteet Tavoitteet nettoenergiatarpeelle, ostoenergian, kiinteistösähkön, käyttöveden lämmityksen ja kotitaloussähkön kulutukselle Mahdollisten energiamuotojen ja lähteiden ja niiden hankintatapojen kartoitus

8 Luonnossuunnittelu Vertaillaan alustavia ratkaisuvaihtoehtoja ja valitaan elinkaarikustannuksiltaan paras energiatehokkuusluokka Valitaan rakenteiden ja talotekniikan toiminnalliset vaatimukset ja tekniset ohjearvot, ominaisuudet ja mahdollinen omaenergian tarve Määritellään erilaisia ratkaisuvaihtoehtoja tavoitteiden toteuttamiseksi ja valitaan niistä paras

9 Esimerkki: Rakennusten energiasimulointi Energiasimulointi tarkoittaa rakennuksen ja sen ympäristön lämpödynaamista mallintamista. Työkaluina käytetään simulointiohjelmistoja. Osa ohjelmiston tarvitsemista tiedoista saadaan suoraan rakennuksen tietomallista Tyypillisiä suunnittelutehtäviä on selvittää mm. arkkitehtonisten, rakenteellisten ja taloteknisten ratkaisujen vaikutus rakennuksen energiankulutukseen ja sisäolosuhteisiin luonnos- ja toteutussuunnitteluvaiheessa. Esimerkkejä simulointiohjelmistoista: IDA ICE, TRNSYS, EnergyPlus, Modelica

10 Energiasimuloinnit suunnittelun eri vaiheissa Kuva: RIL

11 Rakennuksen tietomallin hyödyntäminen Kuva: RIL

12 Toteutussuunnittelu Määritellään luonnossuunnitelman perusteella toiminnallisten ominaisuuksien ja teknisten järjestelmien tarkennettu sisältö Laaditaan lopulliset arkkitehti-, rakenne-, ja talotekniikkasuunnitelmat Laaditaan rakennuksen käyttö- ja huoltoohjeen runko Varmistetaan, että valittu energiatehokkuusluokka ominaisarvoineen saavutetaan

13 Rakentaminen Toteutetaan suunnitelmat Varmistetaan toteutuksen laatu Vaihtoehtoisia toteutusratkaisuja voi käyttää, mikäli energia- ja laatutavoitteet eivät muutu Käyttö- ja huolto-ohje täydennetään ja viimeistellään

14 Käyttö Kiinteistön hoitoa ohjataan käyttö- ja huoltoohjeiden mukaan Määräaikaisten huolto- ja tarkastustoimenpiteiden lisäksi tehdään tarvittaessa tehdään säätö- ja ylläpitotoimenpiteitä Käyttäjiä opastetaan Kulutustietoja seurataan

15 Laadunvarmistustoimenpiteet Suunnittelu; Suunnitelmien yhteensovittaminen, kriittiset tekniset laatutekijät, kosteudenhallintasuunnitelma Toteutusvaiheen mittaukset; Ilmanvuotoluvun mittaus, seinien lämpökuvaus, ilmanvaihdon ja lämmöntalteenoton toimivuuden ja säätöjen varmennus mittauksin, ylä- ja alapohjan tuuletuksen mittaus, sisäilman epäpuhtauksien mittaus Kosteudenhallintasuunnitelman päivitys toteutusvaiheen alussa

16 Esimerkki laadunvarmistuksesta: Ilmavuotojen paikallistaminen lämpökuvauksella (50 Pa alipaine) 24,0 C MIN: -7,1 C ,0 C 0 Kuvat: Timo Kauppinen, VTT

17 Suunnitteluvaiheen tavoitteita ja menetelmiä Arkkitehtisuunnittelu Rakennuksen muoto ja tilan käyttö, ikkunoiden koot ja suuntaus, lasituksen laatu ja ominaisuudet, tuuletusikkunat, aurinkosuojaus, materiaalivalinnat Rakennesuunnittelu Vaipparakenteiden lämpö- ja kosteustekninen suunnittelu Talotekninen suunnittelu Energiatehokas lämmitys- ja ilmanvaihtojärjestelmä, riittävä valaistus, helppokäyttöinen, esteetön, terveellinen ja turvallinen toimintaympäristö

18 Rakennuksen lämmitys- ja jäähdytysmuodon valinta Kuva: RIL

19 Rakennuksen energiatase Kuva: Ympäristöministeriö

20 Lämmitysjärjestelmän suunnittelu Kuva: RIL

21 Ilmanvaihtojärjestelmän suunnittelu Kuva: RIL

22 Esimerkkejä suunnittelua vaativista rakennuksen sähköisistä järjestelmistä Videovalvontajärjestelmät Äänentoistojärjestelmät Hissit Antennijärjestelmät Automaatiojärjestelmät Kulunvalvontajärjestelmät Paloilmoitinjärjestelmät Puhelin/telejärjestelmät Rikosilmoitinjärjestelmät Työajanhallintajärjestelmät Valaistusjärjestelmät Sähköverkko Kuva: J. Pakanen