Hirsirakenteisten kesämökkien kuivanapitolämmitys

Transkriptio

1 1 Hirsirakenteisten kesämökkien kuivanapitolämmitys Puupäivä Jarkko Piironen Tutkija, dipl.ins. Tampereen teknillinen yliopisto Rakennustekniikan laitos

2 Esityksen sisältö 2 1. Taustaa ja EREL -projekti 2. Kuivanapitolämmityksen toiminta 3. Tyyppikohde ja toteutus 4. Jatkokehitys 5. Yhteenveto

3 3 Taustaa Suomessa on noin mökkiä Vuosittain rakennetaan n uutta mökkiä ja vanhoista mökeistä n laajennetaan tai peruskorjataan. Vanhoista mökeistä joka viides on peruslämmössä ja uusista useampi kuin joka toinen. Sähköistetyn lämmittämättömän mökin vuosittainen sähkönkulutus on arviolta 1200 kwh ja peruslämmöllä pidetyn mökin kulutus on noin 8000 kwh. Peruslämmön suurin sähkönkulutus ajoittuu kylmään vuodenaikaan, jolloin valtakunnallinen sähkönkulutus on muutenkin suurimmillaan Kuivanapitolämmityksen laajamittainen käyttö leikkaisi tehokkaasti sähkön huippukulutusta ja sitä kautta myös lauhdevoimaloiden käyttötarvetta Kuva: Sami Suojanen & Asmo Raimoaho/ Aamulehti

4 4 EREL -projekti Ekotehokas rakennusten epäjatkuva lämmitys (EREL) -projekti oli osa laajempaa Ympäristöklusterin rahoittamaa Vapaa-ajan asumisen ekotehokkuus (VAPET) -hanketta 1, jossa oli mukana useita tutkimustahoja. EREL -projekti toteutettiin TTY:n rakennustekniikan laitoksella vuosina ja loppuraportti 2 valmistui syyskuussa Kenttämittauksissa, joissa seurattiin mökkien lämpö- ja kosteusolosuhteita, oli mukana seitsemän Pirkanmaalla sijaitsevaa mökkiä. Kuudessa mökissä testattiin vakiotehoista kuivanapitolämmitystä. Kenttämittausten lisäksi vaipparakenteiden toimintaa selvitettiin laskentatarkastelujen avulla sekä luotiin yksinkertainen laskentamalli kuivanapidon vaatiman lämmitystehon määrittämiseen. 1 Rytkönen & Kirkkari (toim.) Vapaa-ajan asumisen ekotehokkuus. Suomen ympäristö 6/ Ympäristöministeriö, Rakennetun ympäristön osasto. Helsinki (viittaus ) 2 Piironen & Vinha Vakiotehoisen kuivanapitolämmityksen vaikutus hirsimökkien lämpö- ja kosteustekniseen toimintaan. Tutkimusraportti 150. Tampereen teknillinen yliopisto, Rakennustekniikan laitos. Tampere 2010.

5 5 Kuivanapitolämmitys Kuivanapitolämmityksellä pyritään pitämään asunnon suhteellinen kosteus matalana. Lämpötilaa ei pidetä vakiona. Lämmitynkauden alhaisissa lämpötiloissa muutaman asteen lämpötilan nousu riittää laskemaan suhteellista kosteutta % (turvalliselle % tasolle) Vakioteholämmityksen vuoksi asunnon sisälämpötila seuraa ulkolämpötilan muutoksia pysyen kuitenkin muutaman asteen ulkolämpötilaa korkeampana Suurimpana etuna energiansäästö. Käyttöä rajoittaa pääasiassa alhaiset myös pakkasen puolella olevat sisälämpötilat, jotka asettavat vaatimuksia mm. vesikalusteille.

6 Mökin olosuhteet 6 Suhteellinen kosteus pysyy turvallisella tasolla (alle 80 % RH) myös lämmittämättömässä mökissä. Kuivanapitolämmitys parantaa olosuhteita lämmittämättömänä pitämiseen nähden. Kuivanapitolämmitetyn mökin sisälämpötila on ainoastaan 3-5 C korkeampi kuin lämmittämättömässä mökissä. Energiaa säästyy peruslämpöön nähden merkittävästi. Sisälämpötila alle 0 C

7 7 Tyyppikohde Käyttö viikonloppuihin ja lomakausina (talvella satunnaisesti) Kytketty sähköverkkoon Vesi voi tulla sisälle (vesikalusteet ja -järjestelmät tyhjennettävissä) Laadukas kompostikäymälä sisällä tai ulkona Kuivanapitolämmitystä ei suositella kohteisiin, joita pidetään lämmittämättömänä (ei säästöpotentiaalia) tai joiden laatu- ja varustelutaso on lähellä omakotitalon tasoa (kakkosasunnot) Kuva: Sami Suojanen & Asmo Raimoaho/ Aamulehti

8 8 Toteutus Tarvitaan sähköpatterit, joiden yhteiskapasiteetti määräytyy mökin pinta-alan ja ominaisuuksien mukaan. Eräs merkittävä tekijä on mökin alapohjarakenne (maanvarainen laatta vai heikosti/ hyvin tuulettuva ryömintätila). Tarvittava teho on 5-15 W/m 2 riippuen mökin ominaisuuksista ja tavoitelämpötilaerosta. Näin ollen 60 m 2 mökissä teho on W. Lämmitys voidaan järjestää yhdellä tai useammalla sähköpatterilla, jotka pidetään jatkuvasti päällä ja vakioteholla. Pattereina voidaan käyttää myös olemassa olevia sähköpattereita. Pattereita kannattaa olla kaksi tai useampi, jos mökki on monikerroksinen tai väliseinien vuoksi sokkeloinen. Mökin ilmanvaihto voidaan sulkea (käyttöajan ulkopuolella) lämmityskauden ajaksi, sillä mökin sisäilmassa on yleensä ulkoilmaan nähden vähemmän kosteutta (toisin kuin jatkuvassa käytössä olevissa asuinrakennuksissa).

9 9 Jatkokehitys Tutkimuksessa kävi ilmi, että kuivanapitolämmitykselle löytyy monia muita käyttökohteita, joihin lämmityksen soveltuvuutta olisi tarpeellista selvittää. Tällaisia kohteita ovat esim. puurankarakenteiset mökit, varasto- ja maatalousrakennukset sekä erilaiset valvonta- ja mittausasemat. Yksinkertaista (vakiotehoista) kuivanapitolämmitystä on mahdollista modifioida, jotta se käyttökohteet laajentuisi. Kuivanapitolämmityksen rinnalle voidaan liittää alhaiseen lämpötilaan säädetty peruslämpö/ lämpöpumppu, joka estäisi sisälämpötilan laskemisen pakkasen puolelle. Kuivanapitolämmityksen ohjausta voisi kehittää (lämmitys esim. sisäilman suhteellisen kosteuden perusteella) ja järjestelmään voitaisiin kytkeä myös ilmanvaihdon ohjaus. Kuivanapito voidaan toteuttaa myös pitämällä peruslämmössä tiettyä osaa rakennuksesta (esim. pesuhuonetta), jolloin tilan lämpöhäviöt lämmittävät muita tiloja

10 10 Yhteenveto Kuivanapitolämmityksellä voidaan saada hyvät kosteusolosuhteet peruslämpöön nähden huomattavasti pienemmällä energiankulutuksella. Lämmitysteho riippuu mökin ominaisuuksista ja tavoiteltavasta lämpötilaerosta. Vuosittaiset lämmityskulut 60 m 2 mökissä , kun lämmityskausi on syyskuun alusta toukokuun loppuun. Vakioteholämmityksen heikkouksia peruslämpöön nähden Asunnon lämmittäminen käyttölämpötilaan kestää pidempään. Ongelma voidaan ratkaista esim. etäohjauksella. Sisälämpötilan laskeminen pakkasen puolelle ja sen asettamat vaatimukset Kuivanapitolämmityksen jatkokehittämiselle ja lämmitystehon vähentämiselle entisestään on olemassa hyvät mahdollisuudet.