AS OY HELSINGIN KARPALO Passiivinen auringonsuojaus

Transkriptio

1 AS OY HELSINGIN KARPALO Passiivinen auringonsuojaus Optiplan Oy Y-tunnus Puh Helsinki Mannerheimintie 105 PL 48, Helsinki Turku Yliopistonkatu 30 PL 56, Turku Tampere Åkerlundinkatu 11 D PL 431,33101 Tampere

2 YHTEENVETO Ohessa on esitetty As Oy Helsingin Karpalon passiivisen auringonsuojauksen vaikutus rakennuksen sisälämpötiloihin. Kohteessa on kolme kerrostaloa, tässä raportissa on tarkasteltu rakennuksista keskimmäistä olettaen, että rakennukset ovat samanlaisia keskenään. Tarkasteltavan rakennuksen lämmin bruttoala on brm². Tarkasteluun on valittu rakennuksen kriittisin asunto. Tässä selvityksessä on esitetty yksityiskohtaisia tuloksia asunnon sisälämpötilan hallitsemisesta passiivisten auringonsuojauskeinojen avulla. Kohteessa passiivista auringonsuojausta on parannettu ikkunasijoittelulla ja parvekesuunnittelulla, lisäksi eteläjulkisivun materiaali- ja värivalinnat on tehty siten, että rakennuksen pintalämpötilat eivät nouse kesällä korkeiksi. Näiden toimenpiteiden lisäksi passiivisen auringonsuojauksen keinoiksi ehdotamme simulointien perusteella sälekaihtimien asentamista ikkunalasien väliin, parvekelasitukselle auringonsuojasäleikköä ja lasituksen madallusta sekä asukkaan ohjeistamisesta tarpeenmukaisen ikkunatuuletuksen ja ilmanvaihdon tehostuksen käyttöön. Esittämiemme ratkaisujen avulla asunnon sisälämpötila on keskimäärin 6 C pienempi, kuin ilman passiivista auringonsuojausta, lisäksi laskennalliset sisälämpötilat täyttävät rakentamismääräyskokoelman määritelmät. Simuloinneissa ei otettu huomioon parveketuuletuksesta mahdollisesti aiheutuvia meluongelmia. Tämä raportti korvaa aiemmin ( ) esitetyn selvityksen. Laskelmien ja tulosten päivitys on tehty muuttuneiden arkkitehtikuvien pohjalta ( ). Helsingissä OPTIPLAN OY Minna Hurme 2

3 SISÄLTÖ YHTEENVETO... 2 SISÄLTÖ JOHDANTO IKKUNAN SIJOITUKSEN VAIKUTUS MAKUUHUONEEN SISÄLÄMPÖTILAAN PARVEKERATKAISUJEN VAIKUTUS ASUNNON SISÄLÄMPÖTILOIHIN ASUNNON PASSIIVISTEN AURINGONSUOJAUSRATKAISUJEN YHTEISVAIKUTUS KESÄJAKSON ( ) SISÄLÄMPÖTILATARKASTELU

4 1. JOHDANTO Rakennusten tiiveyden ja eristävyyden parantuessa asuntojen lämpöoloihin tulee kiinnittää erityistä huomiota. On erittäin tärkeää, että jo suunnitteluvaiheessa huomioidaan asuntojen käytönaikainen lämpöviihtyvyys. Tässä raportissa esitetään As Oy Helsingin Karpalon lämpöolosuhdetarkastelun tuloksia, jotka on tehty simulointiohjelma IDA ICE 4,0 avulla. Tarkasteluun on valittu rakennuksen kriittisin asunto, jonka ikkunat on suunnattu itään ja etelään. Kuvassa 1 on esitetty asunnon pohjapiirros simulointiohjelmassa. Rakentamismääräyskokoelman osissa D2 ja D3 asetetaan huonelämpötilalle seuraavat ohjeet. Osan D2 kohdan mukaan, ulkoilman lämpötila viiden tunnin enimmäisjakson keskiarvon ollessa korkeampi kuin 20 C, voi huoneilman lämpötila ylittää tämän arvon korkeintaan 5 C. Lisäksi osan D3 kohdan mukaan, haitallisen lämpenemisen estämiseksi kuukauden keskimääräinen sisälämpötila ei saa kuitenkaan olla yleensä korkeampi kuin 25 C. Kohdassa myös kehotetaan huomioimaan passiiviset ja käyttötekniset keinot huonelämpötilan hallitsemiseksi. Tarkasteluissa haetaan passiivisen auringonsuojauksen ratkaisuja, jotta rakennuksen lämpöolosuhteet olisivat mahdollisimman viihtyisiä. Kuva 1. Mallinnetun asunnon pohjapiirros (4. krs: AS 48,0 m²) Mikäli rakennuksen kriittisin asunto täyttää kesäaikaisten lämpötilojen sallitun määräystason, on perusteltua, että tällöin myös muut asunnot täyttävät tämän tason. Simuloinneissa käytetään sisäisinä lämpökuormina Sisäilmastoluokituksen 2008 mukaisia arvoja ja käyttöasteita. Sisäisillä lämpökuormilla tarkoitetaan tässä valaistuksesta, laitteista sekä ihmisistä muodostuvia lämpökuormia. Asunnon sisälämpötiloihin voidaan merkittävimmin vaikuttaa asumisen lämpökuormien hallinnalla (vältetään sähkölaitteiden samanaikaista käyttöä), passiivisella auringonsuojauksella sekä ikkunatuuletuksella. Passiivisella auringonsuojauksella tarkoitetaan esimerkiksi sälekaihtimia ikkunoissa. 4

5 Taulukko 1. Sisäiset lämpökuormat Sisäilmastoluokituksen 2008 mukaisesti. Rakennus/ Tila Kellonaika Käyttöaika Henkilötiheys Käyttöaste Valaistus Laitteet Ihmiset Asuintilat - h/vrk vrk m²/hlö - W/m² W/m² W/m² Kerrostalo 00:00-24: , Asuinrakennuksen valaistuksen käyttöaste on 0,1 2. IKKUNAN SIJOITUKSEN VAIKUTUS MAKUUHUONEEN SISÄLÄMPÖTILAAN Ikkunan sijoituksella voidaan vaikuttaa asunnon lämpöoloihin. Perinteisesti ikkuna avautuu tilasta suoraan ulos. As Oy Helsingin Karpalossa makuuhuoneen toinen ikkuna on asetettu perinteisesti ja toinen avautuu parvekkeelle siten, että parveke muodostaa lipan ikkunalle ja toimii passiivisena auringonsuojana. Tässä on tarkasteltu kesän hellepäivänä makuuhuoneen sisälämpötilaa, ikkunoiden sijoituksesta riippuen kuvan 2 mukaisesti. Simuloinneissa ei ole huomioitu muita passiivisia auringonsuojauksia. Makuuhuoneen oven on oletettu olevan päivällä auki, jolloin lämpöä siirtyy olohuoneen ja makuuhuoneen välillä tilojen lämpötiloista riippuen. Tarkasteluissa on oletettu myös parvekelasien olevan auki. Makuuhuoneen keskilämpötila perinteisellä suunnittelulla olisi kohteessa yli 34 C. Kun ikkuna avautuu parvekkeelle makuuhuoneen sisälämpötila on korkeimmillaan hieman yli 32 C. Kuvassa 3 on esitetty makuuhuoneen kesän hellepäivän sisälämpötila eri ikkunasuunnittelu ratkaisuilla. Kuva 2. Makuuhuoneen ikkunan sijoitus vasemmalla perinteisesti ja oikealla muutettu ikkunan sijoitus. 5

6 Kuva 3. Makuuhuoneen kesän hellepäivän sisälämpötila eri ikkunaratkaisuilla. 3. PARVEKERATKAISUJEN VAIKUTUS ASUNNON SISÄLÄMPÖTILOIHIN Parvekkeen sisälämpötilalle ei ole esitetty lämpötilanasetusarvoja Suomen rakentamismääräyksissä, sillä parveke ei ole asuintilaa. Kuitenkin kesän hellepäivänä lasitetun parvekkeen lämpötila saattaa nousta korkeaksi, jolloin sen korkea lämpötila saattaa vaikuttaa myös asunnon sisälämpötiloihin. Koska osa kriittisen asunnon ikkunoista avautuu parvekkeelle, on tarkasteltu miten erilaiset parvekeratkaisut vaikuttavat asunnon sisälämpötiloihin. Simuloinneissa ei ole huomioitu muita passiivisia auringonsuojauksia (esimerkiksi sälekaihtimia asunnon ikkunoissa). Makuuhuoneen oven on oletettu olevan päivällä auki. Simulointien avulla tarkasteltiin seuraavia ratkaisuja: Ratkaisu 1. Rakennuksessa ei ole käytetty passiivista auringonsuojausta Ratkaisu 2. Parvekelasit ovat auki, passiivista auringonsuojausta ei käytetä Ratkaisu 3. Parvekelasit ovat auki, parvekelasitusta on madallettu (Kuva 4) Ratkaisu 4. Parvekelasit ovat auki, parvekkeella on säleikkö (Kuva 5) Ratkaisu 5. Parvekelasit ovat kiinni, parvekelaseissa on auringonsuojakalvo (parvekelasien g-arvo tällöin 0,23) 6

7 Kuva 4. Parvekelasitusta madallettu (Ratkaisu 3). Kuva 5. Parvekeikkunaan lisätty siirreltävä säleikkö (Ratkaisu 4). Edellä esitettyjen parvekesuojausratkaisujen vaikutus asunnon lämpöolosuhteisiin on esitetty kuvissa 6 ja 7. Merkittävästi asunnon sisälämpötiloihin voidaan vaikuttaa pitämällä parvekelasit auki. Auringonsuojakalvojen vaikutus asunnon sisälämpötilaan on yhtä merkittävä kuin parvekelasituuletuksenkin. Erilaiset parvekeratkaisut eivät merkittävästi vaikuta yksin asunnon sisälämpötiloihin, sillä suurin lämpökuorma asuinhuoneisiin tulee asunnon ikkunoiden kautta, jotka avautuvat suoraan maisemaan. 7

8 Kuva 6. Olohuoneen kesän kriittisenpäivän sisälämpötilat eri ratkaisuilla. Kuva 7. Makuuhuoneen kesän kriittisenpäivän sisälämpötilat eri ratkaisuilla. 8

9 4. ASUNNON Kesän hellepäivän sisälämpötilatarkastelun avulla tarkastellaan kriittistä tilannetta, joka asuinhuoneeseen saattaa hellepäivänä muodostua. Ratkaisussa ei tarkastella parvekkeen passiivista auringonsuojausta, sillä tämä tarkastelu on esitetty edellä. Kaikissa ratkaisuissa oletetaan, että asukas pitää hellejaksolla parvekelasitusta auki. Tässä tarkasteltiin seuraavia ratkaisuja olo- ja makuuhuoneessa: Ratkaisu 1. Rakennuksessa ei ole käytetty passiivista auringonsuojausta Ratkaisu 2. Ikkunoissa on sälekaihtimet sisäpuolella Ratkaisu 3. Rakennuksessa auringonsuojaikkunat (g-arvo 0,28) Ratkaisu 4. Rakennuksen ikkunoissa on sälekaihtimet ikkunalasien välissä Ratkaisu 5. Ikkunoissa on sälekaihtimet lasien välissä ja asukas käyttää ikkunatuuletusta Edellä esitettyjen ratkaisujen vaikutus asunnon lämpöolosuhteisiin on esitetty kuvassa 8. Asunnon sisälämpötilaa voidaan vaikuttaa sälekaihtimilla, auringonsuojalaseilla sekä ikkunaja ovituuletuksen avulla. Sisäpuolisten sälekaihtimien vaikutus sisälämpötilaan on tarkastelluista ratkaisuista pienin, ikkunalasien väliin asennettujen sälekaihtimien vaikutus sisälämpötilaan on selvästi suurempi. Auringonsuojalaseilla voidaan myös vaikuttaa asunnon sisälämpötiloihin. Kuva 8. Olo- ja makuuhuoneen kesän kriittisenpäivän sisälämpötilat eri ratkaisuilla 9

10 5. PASSIIVISTEN AURINGONSUOJAUSRATKAISUJEN YHTEISVAIKUTUS Edellä esitettyjen ratkaisujen perusteella on valittu rakennukselle passiiviseksi auringonsuojaukseksi parvekkeen säleikkö ja lasien madallus, lisäksi sälekaihtimet asunnon ikkunalasien välissä ja tarpeenmukainen tuuletus sekä ilmanvaihdon tehostus. Näiden ratkaisujen yhteisvaikutusta verrattiin ratkaisuun, jossa parvekelasit ovat auki, mutta asunnossa ei ole käytössä passiivista auringonsuojausta. Valittu yhdistelmäratkaisu täyttää määräystason, joka on esitetty kuvissa 9 ja 10 sinisenä alueena. Kuva 9. Olohuoneen sisälämpötilan kriittisenä kesän hellepäivänä. Kuva 10. Makuuhuoneen sisälämpötilan kriittisenä kesän hellepäivänä. 10

11 6. KESÄJAKSON ( ) SISÄLÄMPÖTILATARKASTELU Yhden hellepäivän tarkastelun lisäksi tehtiin kesäjakson ( ) sisälämpötilatarkastelu verraten asunnon passiivista auringonsuojausta (parveke säleikkö, sälekaihtimet asunnon ikkunalasien välissä sekä tarpeenmukainen tuuletus) ratkaisuun jossa parvekelasit ovat auki, mutta asunnossa ei ole käytössä passiivista auringonsuojausta. Perusratkaisulla huonelämpötila kesäjaksolla on yli 27,0 C 1280 astetuntia makuuhuoneessa ja astetuntia olohuoneessa. Tässä raportissa esitetyillä toimenpiteillä asuntojen sisälämpötilat on mahdollista pitää viihtyisinä (kuvat 11 ja 12). Kuva 11. Olohuoneen kesäjakson sisälämpötilan pysyvyyskäyrä kahdella eri ratkaisulla. Kuva 12. Makuuhuoneen kesäjakson sisälämpötilan pysyvyyskäyrä kahdella eri ratkaisulla. 11