RAK-C3003 - Tietoyhdennetty rakentaminen Rakentamisen suunnitteluprosessi talotekniikan näkökulmasta Jouko Pakanen, ENG/Rakennustekniikan laitos
Lähdekirjallisuutta RIL 249-2009 Matalaenergiarakentaminen Asuinrakennukset RIL 259-2012 Matalaenergiarakentaminen Toimitilat
Tavoitteet Oppia talotekniikan suunnittelun periaatteet osana koko rakennuksen suunnitteluprosessia
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
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
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 249-2009 Ylläpidon organisointi, käyttäjien opastus, kulutusseuranta, säätö
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
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
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
Energiasimuloinnit suunnittelun eri vaiheissa Kuva: RIL 259-2012
Rakennuksen tietomallin hyödyntäminen Kuva: RIL 259-2012
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
Rakentaminen Toteutetaan suunnitelmat Varmistetaan toteutuksen laatu Vaihtoehtoisia toteutusratkaisuja voi käyttää, mikäli energia- ja laatutavoitteet eivät muutu Käyttö- ja huolto-ohje täydennetään ja viimeistellään
Käyttö Kiinteistön hoitoa ohjataan käyttö- ja huoltoohjeiden mukaan Määräaikaisten huolto- ja tarkastustoimenpiteiden lisäksi tehdään tarvittaessa tehdään säätö- ja ylläpitotoimenpiteitä Käyttäjiä opastetaan Kulutustietoja seurataan
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
Esimerkki laadunvarmistuksesta: Ilmavuotojen paikallistaminen lämpökuvauksella (50 Pa alipaine) 24,0 C 20 15 MIN: -7,1 C 10 5-1,0 C 0 Kuvat: Timo Kauppinen, VTT
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
Rakennuksen lämmitys- ja jäähdytysmuodon valinta Kuva: RIL 259-2012
Rakennuksen energiatase Kuva: Ympäristöministeriö
Lämmitysjärjestelmän suunnittelu Kuva: RIL 259-2012
Ilmanvaihtojärjestelmän suunnittelu Kuva: RIL 259-2012
Esimerkkejä suunnittelua vaativista rakennuksen sähköisistä järjestelmistä Videovalvontajärjestelmät Äänentoistojärjestelmät Hissit Antennijärjestelmät Automaatiojärjestelmät Kulunvalvontajärjestelmät Paloilmoitinjärjestelmät Puhelin/telejärjestelmät Rikosilmoitinjärjestelmät Työajanhallintajärjestelmät Valaistusjärjestelmät Sähköverkko Kuva: J. Pakanen