KERROSTALON ILMASTONMUUTOS (KIMU) Talotekniikkajärjestelmät

Aalto-yliopiston Teknillinen korkeakoulu Energiatekniikan laitos KERROSTALON ILMASTONMUUTOS (KIMU) Talotekniikkajärjestelmät Jari Palonen

3

4 Tiivistelmä Asuinkerrostalon keskeiset lämmitysenergian kulutuskohteet ovat lämpöhäviöt ulkovaipan kautta ulos, hallittu ilmanvaihto ja vuodoista ja lämpimästä käyttövedestä. Näistä hallittu ilmanvaihto ja lämminkäyttövesi yhdessä taloteknisten järjestelmien käyttämän sähkön kanssa muodostavat enemmistön energiankulutuksesta. Taloudellisesti merkitys taloyhtiöissä on vielä suurempi. Katsaus on tehty Asuntorahaston (ARA) rahoittamassa Kerrostalon ilmastonmuutos ja sisäilmasto projektissa (KIMU). Projektin päämääränä on edistää ja poistaa esteitä taloyhtiöiden energiansäästötoimenpiteitä. Samalla halutaan parantaa asumisviihtyisyyttä. Tietokartoituksen aikana on kuitenkin vahvistunut käsitys, että taloyhtiössä suoritetaan lähinnä välttämättömiä korjaustoimenpiteitä. Raportti on tarkoitettu ensisijaisesti projektin sisäiseen käyttöön. Käsiteltävät asiat on ryhmitelty teemoiksi, joita käytetään jatkossa kun laaditaan taloyhtiöille suunnattua tiedostusaineistoa internetiin Tee Parannus sivustoille. Koerakentaminen ja laadukkaampi peruskorjaus on keskittynyt vuokrataloyhtiöihin. Samoin erilaiset asukaskokemukset ovat valtaosaltaan vuokrataloista. Tutkimustoiminta painottuu helposti negatiivisten kokemusten keräämiseen ja ongelmien kartoitukseen ja ratkaisumalleihin. Siksi täsä raportissa ei ole voitu esittää täydellistä uudisrakennusta tai peruskorjauskohdetta. Asuinkerrostalon lämpötaloutta parannettaessa riskinä on se, että vanhat ongelmat korvautuvat uusilla. Esimerkiksi vetoisuus, kylmät lattiat ja vaihtelevat huonelämpötilat korvautuvat korkeilla huonelämpötiloilla ja kuivan huoneilman tunteella. Kiinteistösähkön kulutukseen tulee kiinnittää erityistä huomiota uusittaessa ilmanvaihtojärjestelmiä, märkätilojen lattialämmityksiä, valaistusta jne. Teknisesti on täysin mahdollista suunnitella ja asentaa energiatehokas, hiljainen ja vedoton ilmanvaihtojärjestelmä. Se edellyttää rakennuttajaorganisaatiolta selkeää laadun ohjausta ja valvontaa. Uusien tuloilmaikkunoiden toiminta (vedottomuus) lämmityskaudella tulee selvittää. Kerrostalon hataruus ei paranna asunnon ilman laatua. Päinvastoin suojan puolella sijaitsevissa makuuhuoneissa ilman laatu voi huonontua koneellisen (painovoimaisen) ilmanvaihdon toiminnan häiriintyessä. Vesi- ja viemäriverkoston uusimiseksi ja korjaamiseksi on tarjolla runsaasti erilaisia vaihtoehtoja. Niiden kestävyyttä tulee edelleen seurata. Osa vakuutusyhtiöistä myöntää ikähyvityksen viemäriputkiston elinikää jatkaville toimenpiteille. Käyttövesiputkien pinnoitus on vähäistä. Pinnoitusmateriaalien terveysvaikutuksia selvitetään parhaillaan. Linjasaneerauksen yhteydessä asennetaan vesimittarit asuntoihin 40 % tapauksia. Asuntojen lämmitysenergian mittauksen on tarjolla menetelmiä. jotka mittaavat asuntoon jaetun lämpöenergian märän. asukkaasta riippumattomien rakennusteknisten tekijöiden huomioonottaminen on hankalampaa. Toinen vaihtoehto on laskuttaa asukkaan valitsemasta huonelämpötilasta. Lämmitysenergian huoneistokohtainen laskutus voi johtaa ilmanvaihdosta tinkimiseen ja ilmanvaihtoventtiilien tukkimiseen. Asuntokohtaisten mittausratkaisuiden kannattavuus heikkenee lähtötason kulutustason pienentyessä.

5

6 ALKUSANAT Tämä raportti on tehty Valtion Asuntorahaston rahoittamassa Lähiöohjelmassa 2009-2011. Raportti on osa Kerrostalon ilmastonmuutos projektia (KIMU). Siinä tähdätään 1960-70 luvun asuntoosakeyhtiöiden energiatehokkuuden ja sisäilmaston parantamiseen. Katsauksen tarkoitus oli tuottaa tausta-aineistoa projektin ja Tee Parannus nettisivuille. Projektiin ovat osallistuneet Suomen kiinteistöliitto, VTT ja Aalto-yliopisto. Tämän raportin on laatinut Erikoistutkija Jari Palonen Aaltoyliopiston Insinööritieteiden korkeakoulun Energiatekniikan laitoksen LVI-tekniikan ryhmästä. Sähköasennuksia koskevien tietojen hankinnassa on avustanut Sähköinfo Oy.

7

8 SISÄLLYSLUETTELO TIIVISTELMÄ 2 ALKUSANAT.4 01 Asuinkerrostalojen lämmitysenergiankulutus... 133H133H12 1H1H1.1 Lämmönominaiskulutus... 134H134H12 2H2H1.2 Eräiden tekijöiden vaikutus asuinkerrostalon energiatehokkuuteen... 135H135H14 3H3H1.2.1 Rakennuksen tiiviyden vaikutus energiatehokkuuteen, ilmanvaihdon toimintaan ja sisäilmastoon... 136H136H14 4H4H1.2.2 Asumisväljyyden vaikutus... 137H137H15 5H5H1.3 Ilmanvaihtojärjestelmän vaikutus asuinkerrostalojen energiankulutukseen... 138H138H15 6H6H1.3.1 Ilmanvaihtojärjestelmän vaikutus asuinkerrostalon kiinteistösähkön kulutukseen... 139H139H16 7H7H2 Lämmitys... 140H140H19 8H8H2.1 Perusteet... 141H141H19 9H9H2.2 Lämmönjakoverkoston peruskorjaus... 142H142H20 10H10H2.3 Lämmitysenergian asuntokohtainen mittaus... 143H143H24 11H11H3 Vesi- ja viemärijärjestelmät ja niiden uusinta... 144H144H29 12H12H3.1 Historia ja nykytila... 145H145H29 13H13H3.1.1 Putkivuodot... 146H146H30 14H14H3.2 Putkistojen korjausmenetelmät... 147H147H31 15H15H3.2.1 Putkistojen kuntotutkimukset... 148H148H31 16H16H3.2.2 Täydellinen uusinta... 149H149H32 17H17H3.2.3 Putkielementit... 150H150H33 18H18H3.2.4 Kylpyhuone-elementit... 151H151H34 19H19H3.2.5 Osittainen uusinta... 152H152H34 20H20H3.3 Olemassa olevan putkiston elinikää jatkavat menetelmät... 153H153H35 21H21H3.3.1 Viemäriputkiston päällystäminen eri menetelmin... 154H154H35 22H22H3.4 Korjausmenetelmien suosio... 155H155H39 23H23H3.5 Kustannukset... 156H156H41 24H24H3.6 Pohdinta... 157H157H44 25H25H4 Käyttöveden kulutus... 158H158H51 26H26H4.1 Vedenkulutuksen pienentäminen... 159H159H52 27H27H4.2 Asuntokohtainen veden mittaus... 160H160H54 28H28H4.2.1 Perusteet... 161H161H54 29H29H4.3 Veden mittauksen suunnittelu... 162H162H56 30H30H4.4 Käytännön kokemukset huoneistokohtaisista vesimittareista... 163H163H59 31H31H4.5 Kokemuksia Ruotsista... 164H164H61 32H32H5 Integroidut linjasaneerausratkaisut... 165H165H65 33H33H5.1 Sähköasennukset linjasaneerausten yhteydessä... 166H166H65 34H34H5.2 Valaistusratkaisut... 167H167H68 35H35H5.3 Integroitu linjasaneeraus ja energiatehokkuuden parantaminen... 168H168H70 36H36H5.4 Pysäköintialueiden kehitystarpeet sähköautojen kannalta katsoen... 169H169H71 37H37H6 Ilmanvaihto ja sen parantaminen... 170H170H75 38H38H6.1 Ilmanvaihtojärjestelmät... 171H171H75 39H39H6.2 Ilmanvaihdon virhetoiminnot ja puutteet... 172H172H76 40H40H6.3 Tyypilliset sisäilmasto-ongelmat eri aikoina rakennetuissa asuinkerrostaloissa... 173H173H77 41H41H6.4 Asuntokohtaiset ilmanvaihtokoneet kerrosteloissa... 174H174H79 42H42H6.4.1 Poistoilmakoneet... 175H175H79 43H43H6.4.2 Tulo- ja poistoilmakoneet ja lämmöntaiteenotto... 176H176H79 44H44H6.4.3 Välimallit... 177H177H82

9 63H63H7 66H66H8 67H67H9 72H72H10 73H73H11 80H80H12 86H86H13 93H93H14 Eri aikakausien asuinkerrostalojen tyypilliset ominaisuudet... 178H178H84 Yleiset ohjeet ilmanvaihdon parantamiseen... 179H179H85 Korjaustoimenpiteiden vaiheistus... 180H180H86 Kerrostalojen sisäilmaston ja energiatalouden parantaminen... 181H181H87 Asuntoilmanvaihdon korjauskonseptit... 182H182H89 Koneellisen ilmanvaihdon energiatalous... 183H183H91 51H51H6.10.1 Ilmanvaihdon lämmöntalteenoton toiminta... 184H184H92 52H52H6.10.2 Vuosihyötysuhteeseen vaikuttavat tekijät... 185H185H92 53H53H6.10.3 Jäätymisen esto.... 186H186H92 Korvaus- ja tuloilmaratkaisut... 187H187H96 55H55H6.11.1 Tuloilman hallittu sisäänotto ulkovaipan kautta (Saarnimäenkuja 4)... 188H188H96 56H56H6.11.2 Ulkoilman suodatus... 189H189H101 57H57H6.11.3 Tuloilmaikkuna... 190H190H101 58H58H6.11.4 Tuloilmalämmittimet... 191H191H103 Sisäänpuhallusilman laatu... 192H192H104 Ilmanvaihdon tarpeenmukainen säätö ja ohjaus... 193H193H104 Koneellisen yhteiskanavapoistojärjestelmän säädettävyyden parantaminen... 194H194H105 Asuntokohtaisesti säädettävä keskitetty ilmanvaihtoratkaisu... 195H195H106 Asuntojen lämpötilojen hallinta... 196H196H111 Perusteet... 197H197H111 Ilmalämpöpumput asuinkerrostaloissa... 198H198H114 Hybridilämmitys kaukolämmitetyissä asuinkerrostaloissa... 199H199H116 Yleisten ja yhteisten tilojen talotekniikka... 200H200H119 Talopesulat... 201H201H119 Talosaunat... 202H202H119 Korjauskonseptit... 203H203H121 71H71H9.3.1 Esimerkki kiinteistön yleisten tilojen led-valaistuksesta... 204H204H124 Lämpöpumput ja lämpökaivot... 205H205H125 Radon, asbesti ja PCB asuinkerrostaloissa ja pölynhallinta... 206H206H130 Radon... 207H207H130 Asbesti... 208H208H131 Betonielementtijulkisivujen PCB-pitoiset tiivistemassat... 209H209H131 Pölynhallinta peruskorjaustöissä... 210H210H132 78H78H11.4.1 Rakennustekniset työt... 211H211H132 79H79H11.4.2 Puhdas ilmanvaihtojärjestelmä... 212H212H133 Muut talotekniset järjestelmät... 213H213H134 Hissit... 214H214H134 82H82H12.1.1 Hissi vanhaan kerrostaloon... 215H215H134 83H83H12.1.2 Uusi hissi vanhan tilalle... 216H216H136 84H84H12.1.3 Uusi hissi rakennusrungon ulkopuolelle... 217H217H138 Tietoliikenneyhteydet... 218H218H140 Rakennuksen huolto... 219H219H142 Asuntojen ilmanvaihto- ja lämmitysjärjestelmien pitkäaikaistoimivuudesta... 220H220H142 Huoltokirjan laadinta olemassa olevaan asuinkerrostaloon... 221H221H142 Ilmanvaihtojärjestelmän huolto ja kunnossapito... 222H222H142 Ilmanvaihtojärjestelmän puhdistus ja säätö... 223H223H144 Lämmitysjärjestelmän huolto ja säätö... 224H224H145 Käyttövesiverkoston huolto... 225H225H146 Johtopäätökset ja yhteenveto... 226H226H148 Koerakentamisprojekteja... 227H227H150 45H45H6.5 46H46H6.6 47H47H6.7 48H48H6.8 49H49H6.9 50H50H6.10 54H54H6.11 59H59H6.12 60H60H6.13 61H61H6.14 62H62H6.15 64H64H7.1 65H65H7.2 68H68H9.1 69H69H9.2 70H70H9.3 74H74H11.1 75H75H11.2 76H76H11.3 77H77H11.4 81H81H12.1 85H85H12.2 87H87H13.1 88H88H13.2 89H89H13.3 90H90H13.4 91H91H13.5 92H92H13.6 94H94HLIITE 1:

10 95H95HForssan remontti I ja II... 228H228H150 96H96HKiinteistö Oy Poromies (Rovaniemi)... 229H229H150 97H97HKiinteistö Oy Kaari-Salpa (Oulainen)... 230H230H151 98H98HEBES Halkaisijantie... 231H231H151 99H99HKoneellisen poistoilmanvaihdon parantaminen Fleminginkatu 23... 232H232H152 100H100HTornipolku 6 (Porvoo)... 233H233H153 101H101HSisäilman tason varmistaminen asuinkerrostalojen energiatehokkuutta nostettaessa... 234H234H154 102H102HSURE.projekti... 235H235H159

11

12 1 Asuinkerrostalojen lämmitysenergiankulutus 1.1 Lämmönominaiskulutus Kuvassa 1.1 on esitetty asuinkerrostalojen ominaislämmönkulutuksen jakauma vuosina 1930-1995 valmistuneissa asuinkerrostaloissa /www.taloyhtiö.net/. Kuva 1.1. Vuosina 1930-1995 valmistuneiden asuinkerrostalojen lämmön ominaiskulutuksen jakautuminen. Tilasto perustuu lämmitysenergian kulutukseen rakennuskuutiometriä kohde. Tilastointitapa on ongelmallinen koska aina 1960-luvulle asti asuinkerrostalojen irtaimistoullakot olivat vailla lämmitystä. Kuitenkin niiden tilavuus lasketaan mukaan rakennuksen kokonaistilavuuteen. Samoin maanalaiset kellaritilat olivat usein lämmitystä vailla. Näissä rakennuksissa oli myös nykyistä paksummat ulkoseinät. Näissä rakennuksissa ilmanvaihdon toiminta on myös vaihtelevaa, mikä vähentää ilmanvaihdon energian kulutusta. Kylmät irtaimistoullakot katosivat vasta 1970-luvun alussa kun vuoden 1071 väestönsuojelulain mukaan väestönsuojia on voitu käyttää irtaimistovarastoina. Energiakulutukseen vaikuttavat tekijät Asuinkerrostalon lämmitysenergiankulutus riippuu seuraavista tekijöistä: Ulkovaipan lämmöneristävyys Lämpimän veden kulutus Ilmanvaihto ja ilmavuodot

13 Rakennuksen sijainti ja suuntaus Ulkovaipan lämmöneristävyyden vaatimustaso on kiristynyt vuosikymmenten aikana. Rakennuksen ulkovaipan lämmöneristävyys on tiettynä ajanjaksona ollut samantasoista. Ilmanvaihdon mitoitus on ollut ohjattua vuoden 1955 normaaliohjeiden jälkeen. Ilmanvaihdon käytännön toiminnassa on suuria rakennuskohtaisia eroja, samoin veden kulutuksessa. Kylmän vesijohtoveden lämmitys 5 asteesta 55 asteeseen vaatii 58 kwh energiaa. Tämän mukaan lämpimän käyttöveden energiakulutus asukasta kohden on noin 1000 1500 kwh vuodessa. On arvioitu, että 0,5-kertainen ilmanvaihtuvuus kaikissa tiloissa aiheuttaa noin 15 kwh/m 3 suuruisen lämmitysenergiatarpeen /Säteri 1996/. Poistoilmapuhallin, jonka sähkötehokkuus on 1 kw/m 3 /s käyttää vuodessa noin 8800 kwh sähköä. Vastaavasti puhaltimen poistama lämmitysenergia vuodessa on noin 115 000 kwh vuodessa. Poistoilmapuhallin tarvitsee sähköenergiaa vuodessa noin 20 kwh per litraa sekunnissa kohden Säteri 1996/. Eli arvio vastaa vanhempaa huippuimuria, jonka ns. SFP-luku on 2 nykyisin vaadittavan 1:n sijaan. Säterin mukaan koneellinen tulo- ja poistoilmanvaihto Taulukossa 1.1 on esitetty kotimainen ja ruotsalainen arvio asuinkerrostalon lämpöhäviöiden jakautumista eri tekijöiden kesken. Taulukko 1.1 Asuinkerrostalon keskeiset lämpöhäviöt ja niiden suhteellinen merkitys. Osa Suomi(SITRA) % Ruotsi(Energirådgivningen) % Ilmanvaihto 36 33 Lämmin käyttövesi 22 17 Ulkoseinä 17 20 Ikkunat 15 29 Yläpohja 6 8 Alapohja 4 3 Rakennuksen tarvitsemasta lämmitysenergiasta 60 % tulee lämmitysverkosta, 20 sähkölaitteista ja 20 % auringosta ja ihmisistä /SITRA /. VTT:n raportissa /Holopainen ym./ tarkasteltiin rakennusten energiakorjaustoimenpiteiden kannattavuutta. Hankkeessa kartoitettiin rakennuksen energiankulutusta pienentäviä korjausmenetelmiä osa-alueina rakenteelliset parannukset (lisäeristys ja ilmantiiveyden parantaminen), lämmöntuottojärjestelmät, ilmanvaihtojärjestelmät, valaistus, sähkölaitteet, aurinkosuojaus ja jäähdytys. Asuinkerrostalojen energiataloutta parantavat toimenpiteet olivat ulkoseinien ulkopuolinen lisälämmöneristys ja uusi pintarakenne, ikkunoiden, parvekeovien ja ulko-ovien uusiminen, lämmöntuottolaitoksen uusiminen (lämmönvaihdinpaketti) ja sen yhteydessä tehtävä patteriventtiilien asennus ja järjestelmän perussäätö sekä asuntokohtaisen tuloja poistoilmanvaihtojärjestelmän rakentaminen seinäpuhallustekniikalla (lämmöntalteenoton vuosihyötysuhde 30 %). Kerrostalojen alkuperäiset ominaiskulutukset olivat 255 kwh/asm 2,a (1950-luvun kerrostalo), 213 kwh/asm 2,a (1960- luvun kerrostalo) ja 188 kwh/asm 2,a (1970-luvun kerrostalo). Korjausten jälkeen ominaiskulutukset olivat 138 kwh/asm 2,a (1950-luvun kerrostalo), 116 kwh/asm 2,a (1960-luvun kerrostalo) ja 82 kwh/asm 2,a (1970-luvun kerrostalo).

14 1.2 Eräiden tekijöiden vaikutus asuinkerrostalon energiatehokkuuteen 1.2.1 Rakennuksen tiiviyden vaikutus energiatehokkuuteen, ilmanvaihdon toimintaan ja sisäilmastoon Rakennusten hataruus vaihtelee. Rakennuksen sijainti voi tehostaa ilmavuotojen aiheuttamaa lämmönhukka. Tiiviissä, kaupunkiympäristössä tuulen vaikutus ilmavuotoihin on pienempi kuin avoimessa, tuulisessa paikassa. Asuinkerrostalon ilmanvuotoluvulla (n 50 ) ja rakennuksen sijainnilla on selkeä vaikutus ilmanvaihdon lämpöhäviöihin. Kuvassa 1.2 on ilmanvaihdon energiankulutus maasto-olosuhteiltaan erilaisissa asuinkerrostaloissa. kwh/rak-m 3 /vuosi Lämmönkulutus 16 14 12 10 8 6 4 2 0 Avoi 0,6 1/h 1,2 1/h 2,4 1/h 3,6 1/h 4,8 1/h Keskusta Taajama Avoin Kuva 1.2. Asuinkerrostalon ilmanvuotoluvun vaikutus ilmanvaihdon energian kulutukseen erilaisissa rakennetuissa ympäristöissä. Ilmanvaihtojärjestelmä on koneellinen (tulo 0,4 1/h, poisto 0,5 1/h, LTO:n vuosihyötysuhde on 65 %). Muuttujana on rakennuksen ilmanvuotoluku n 50. Avoimessa maastossa hataran rakennuksen vuoroilmanvaihdon energian kulutus kaksinkertaistuu. Lindberg on antanut kertoimia, joilla voidaan arvioida rakennuksen ilmanvuotoluvun vaikutusta lämmitysenergian suhteelliseen kulutukseen. Sen mukaan rakennus, jonka ilmanvuotoluku n 50 on 7 1/h, lämmitysenergiankulutus kasvaa 15 % verrattuna täysin tiiviiseen tapaukseen. Ilmanvaihtoluvun ollessa 15 1/h kasvaa energiankulutus jo 30 % /Lindberg/. Asuinkerrostalon, jonka ilmanvuotoluku on 1-2 1/h, suojan puoleisissa makuuhuoneissa ilmanvaihto on olematonta tuulisella säällä /Kurnitski et al 1999/. Syynä tähän on läpitalon tapahtuva ilmavirtaus. Laskentakohteissa oli koneellinen poistoilmanvaihtojärjestelmä.

15 1.2.2 Asumisväljyyden vaikutus Asumisväljyyden kasvaessa lämmön ominaiskulutus vähenee, kuva 1.3.. Tämä tieto on saatu Viikin ekokylästä. Asumisväljyyden (m2/asukas) vaikutus ominaislämmönkulutukseen 135 130 125 120 115 110 105 20 22 24 26 28 30 32 34 36 Kuva 1.3. Asumisväljyyden vaikutus asuinkerrostalon lämmönkulutuksen ominaisarvoon Helsingin Eko-Viikissä. /Helsingin Kaupunkisuunnitteluvirasto 2004/. 1.3 Ilmanvaihtojärjestelmän vaikutus asuinkerrostalojen energiankulutukseen 1970- ja 80-lukujen osalta on tiedossa vain hajanaisia havaintoja erilaisten ilmanvaihtojärjestelmien välillä. Keskitetty koneellinen tulo- ja poistoilmanvaihto lämmöntalteenotolla vähentää kaukolämmönkulutusta noin 10 kwh/m 3 mutta kaksinkertaistaa kiinteistösähkön kulutuksen kolmesta kuuteen kwh/m 3 /Palonen ym. 2000/ Helsingin Eko-Viikin asuntoalueella on seurattu 1990-luvun lopun asuinkerrostalojen ominaiskulutuksia /Eko-Viikin loppuraportti/.

16 Kaukolämmön kulutus kwh/m 2 180 160 140 120 100 80 60 P KP Asunto KTP KTPKeskit. Kuva 1.4. Asumisväljyyden vaikutus asuinkerrostalon lämmönkulutuksen ominaisarvoon (lattianeliötä kohden) Helsingin Eko-Viikissä. /Helsingin Kaupunkisuunnitteluvirasto 2004/. 1.3.1 Ilmanvaihtojärjestelmän vaikutus asuinkerrostalon kiinteistösähkön kulutukseen Kuvassa 1.5 on esitetty ilmanvaihtojärjestelmän vaikutus asuinkerrostalojen kiinteistösähkön kulutuksiin Helsingin Eko-Viikissä. 30 25 20 KWh/m2 15 10 5 0 P KP Asunto KTP KTPKeskit. Kuva 1.5. Ilmanvaihtojärjestelmän vaikutus asuinkerrostalon kiinteistösähkönkulutuksen ominaisarvoon Helsingin Eko-Viikissä. /Helsingin Kaupunkisuunnitteluvirasto 2004/.

17 Helsingin Ekoviikistä on tilastotietoa siitä, miten ilmanvaihtojärjestelmän vaikuttaa asunnon sähkönkulutukseen. Tämä koskee lähinnä asuntokohtaisia ilmanvaihtokoneita mikäli ne on liitetty huoneistosähköön. 60 50 40 30 20 10 0 P KP Asunto KTP KTPKeskit. Huoneistosauna Ei saunaa Kuva 1.6. Ilmanvaihtojärjestelmän vaikutus asuinkerrostalon lämmönkulutuksen ominaisarvoon Helsingin Eko-Viikissä. /Helsingin Kaupunkisuunnitteluvirasto 2004/. Lähteet Energierådgivningen, Energie i bostädsrättsförening. w.seww.energierådgivningen.se/indexphp?option=com_content&t Heikkinen, J. 1987. Painesuhteet hallitaan vain tiiviissä talossa. LVI-lehti, Vol. 39, No. 11, s. 27-31. Helsingin Kaupunkisuunnitteluvirasto 2004. Eko-Vikki Seurantaraportti. 113 sivua. Helsinki 2004. www.hel2.fi/taske/julkaisut/2009/eko-viikki_loppuraportti_motiva 2004.pdf Holopainen, Riikka, Hekkanen, Martti, Hemmilä, Kari & Norvasuo, Markku. Suomalaisten rakennusten energiakorjausmenetelmät ja säästöpotentiaalit. Espoo 2007. VTT Tiedotteita œ 2377. 104 s. + liitt. 2 s. ISBN 978-951-38-6908-3 (URL: http://www.vtt.fi/publications/index.jsp) ISSN 1455-0865 (URL: 103H103Hhttp://www.vtt.fi/publications/index.jsp)

18 Kurnitski, J, Matilainen, M., Jokiranta. K., Koneellisen poistoilmanvaihdon parantaminen. Radon, vuotoilma ja korvausilma. Teknillinen korkeakoulu. LVI-laboratorio, Raportti B65. 75 s. + 2 liitettä. Espoo 1999. Lindberg, R., Rakennuksen ja taloteknisten järjestelmien vaikutus energian kulutukseen. S. 241-246. Sisäilmastoseminaari 2002. Sisäilmayhdistys raportti 17, Espoo 2002. Palonen, J., Virtanen, V., Seppänen O., Asuntoilmanvaihdon kehitys- ja tutkimustarpeet. Teknilinen korkeakoulu, LVI-tekniikan laboratorio, Raportti B:67, Espoo, 2000. Sitra 2009. Linstedt, T., Junnonen, J., Energiatehokkaat ja teolliset korjausrakentamisratkaisut Suomessa ja kansinvälisesti. Sitran selvityksiä 11. Säteri, J., Kovanen, K., Pallari, M-L., Kerrostalojen sisäilmaston ja energiatalouden parantaminen. Valtion teknillinen tutkimuskeskus, 79 s. + liitteet. 2 s. VTT Tiedotteita 1945. Espoo 1999.

19 2 Lämmitys 2.1 Perusteet Kaukolämmitys on yleisin asuinkerrostalojen lämmön lähde. Yli 90 prosenttia asuinkerrostaloista on liitetty kauko- tai aluelämpöön. lopuissa on pääasiassa öljykeskuslämmitys. Paikallisesti esimerkiksi Riihimäen Peltosaaressa on suora sähkölämmitys. Vesikiertoinen radiaattorilämmitys on vallitseva lämmönjakoratkaisu asuinkerrostaloissa. Taulukossa 2.1 on esitetty keskeisten komponenttien käyttöiät. Paikallisesti esimerkiksi Espoon Tapiolan alueella on käytetty vesikiertoista lattialämmitystä 1950- ja 60-luvuilla. Näissä ongelmana olivat korkeat lattian pintalämpötilat. Rakennusten lämmitystarpeen vähentyessä lattialämmitystä on jälleen käytetty paikallisesti. Taulukko 2.1. Lämmitysjärjestelmien komponenttien käyttöiät /KH 90-40016/. Komponentti Tavoitteellinen käyttöikä, a Lämmönsiirtimet putki levy 30 20 paisunta- ja varolaitteet 10 kiertovesipumput 20 lämpöjohdot yli 50 Lämmityspatterit varusteine konvektorit Yli 50 30 patteriventtiilit 25 termostaatit 10 moottoriventtiilit 15 Sulku- ja säätöventtiilit 20 varoventtiilit 10 säätölaitteet 10 LTO-patterit 20 Lattialämmityksen mitoitus Lattian pintalämpötilan tulee lämmityskaudella olla asuinhuoneissa enintään 26 astetta (Sisäilmastoluokitus 2008). Tiloissa, joissa liikutaan paljain jaloin kuten pesuhuoneissa pintalämpötilan tulee olla 26 ja 29 asteen välillä (klinkkerilattia). 2000-luvulla lattialämmitystä on käytetty esimerkiksi Jyväskylän seudulla. Asuntojen ilmanvaihtoratkaisu on ollut koneellinen poistoilmanvaihto vakioilmamäärällä. Keittiön ilmanvaihtoa voidaan tehostaa ns. läppäkuvun avulla. Korvausilma saadaan ikkunakarmeissa olevista korvausilmaventtiileistä.

20 Linjasaneerauksen yhteydessä kylpyhuoneen lattialämmitys kannattaa tehdä omaksi piiriksi. Tällöin lattialämmitys ei ole sidoksissa lämmityskauteen. 2.2 Lämmönjakoverkoston peruskorjaus Sulku- ja säätöventtiilien uusiminen Lämmitysputkien ja -patterien käyttöikä vaihtelee 50 ja 100 vuoden välillä riippuen patteriverkoston veden happipitoisuudesta. Happipitoisuuteen vaikuttaa verkoston vuodot, joiden seurauksena verkostoon joudutaan lisäämään happipitoista tuoretta vettä. Märkätiloissa patterien ja patteriputkien kunto saattaa olla huono, mutta pääsääntöisesti koko lämmitysverkkoa ei kuitenkaan tarvitse uusia. Patteri-, linjasäätö- ja sulkuventtiilien elinikä sen sijaan on keskimäärin 20 25 vuotta, joten ne on yleensä uusittava linjasaneerauksen yhteydessä. Vanhat venttiilit eivät enää toimi oikein, jolloin koko lämmitysverkoston toiminta häiriintyy ja energiaa menee hukkaan. Rakennuksissa, joissa ei ole termostaattisia patteri-venttiilejä, huoneeseen tulevia ilmaislämpökuormia, kuten ruoanlaitosta vapautuvaa lämpöä tai auringon säteilyä, ei kyetä hyödyntämään. Termostaattiset patteriventtiilit mittaavat huoneen lämpötilaa ja säätävät patteriin tulevaa vesivirtaa siten, että lämpötila pysyy vakiona lämpökuormista riippumatta. Ratkaisuun voidaan yhdistää irtoanturi, jolloin lämpötilan mittaus on tarkempaa ja voidaan hyödyntää 60 70 % huoneeseen tulevasta ilmaislämmöstä. Tutkimuksen mukaan termostaattisten patteriventtiilien asentamisen seurauksena lämmitysenergiankulutus pienenee keskimäärin 3,2 %, jolloin investoinnin takaisinmaksuaika on hieman yli 3 vuotta /Motiva 2007/. Kaikissa rakennuksissa ei toki ole ao. venttiileitä mutta monissa on jo alun perin ja useimpiin ne on asennettu joskus mutta ovat jo uusimisen tarpeessa Ennen venttiilityötä lämmitysverkosto on huuhdeltava puhtaaksi, jotta uusien venttiilien asennuksesta todella olisi hyötyä. Syynä on termostaattisten patteriventtiilien tavallisia patteriventtiileitä suurempi virtausvastus, minkä vuoksi ne likaantuvat nopeammin. Lämpöputkistossa virtaavasta vedestä kertyy venttiiliosiin ruostetta ja muuta sakkaa, joka heikentää venttiilin toimintaa ja lisää näin lämpöenergian kulutusta ajan kuluessa. Venttiilien asennuksen jälkeen on myös huolehdittava, ettei verkostoon lisättävä vesi ole happipitoista, sillä se kiihdyttää putkistojen ruostumisprosessia. Korvausilmalaiteista tuleva viileä ilmavirtaus voi viilentää irtoanturia tai itse venttiiliä. Näin erityisesti mikäli lautasmallinen venttiili on verhon takana yhdessä irtoanturin tai venttiilin kanssa. Tällöin venttiili päästää lämmintä vettä lämmönluovuttimeen vaikka lämmitystarvetta ei ole. Vanhat 1960- ja 70-luvun asuinkerrostalojen sulku ja linjaventtiilit ovat yleensä elinkaarensa lopussa. Nämä on syytä uusia linjasäätöventtiileillä, joiden avulla voidaan säätää ja mitata nousulinjaan menevä vesivirta. Linjasäätöventtiilin painehäviö suhteessa verkoston painehäviöön tulee olla riittävän suuri, jotta säätötyö onnistuisi. Lämmitysverkoston tasapainotuksen ja perussäädön edellytys ovat toimivat ja oikein mitoitetut linjasäätöventtiilit.

21 Lämmitysverkoston perussäätö Erityisesti yli 15 vuotta käytössä olleiden laitteiden kuntoa ja toimintaa tulee seurata ja tarkistaa säännöllisesti. Patteriverkoston perussäädöllä voidaan säästää kolmella eri alueella: 1. Lämmitysenergian pieneneminen 2. Lämpöjohtopumpun sähkönkulutuksessa 3. Tilausvesivirran pienentäminen tarvittaessa Patteriverkoston perussäädöllä voidaan saada aikaan merkittäviä säästöjä. Yhden asteen huonelämpötilan pudotuksella saavutetaan noin 5 %:n säästö asuinkerrostalon lämmityskustannuksissa, joten perussäädön vaikutus kiinteistön energiankulutukseen on merkittävä. Arvioiden mukaan 75 % Suomen asuinrakennus-kannasta on puutteellisesti perussäädetty ja yleisimmin lämpötilaero on näissä kiinteistöissä keskimäärin yli 3 o C. Korjattavien asuntojen patteriventtiilit on vaihdettava asianmukaisella esisäädöllä varustettuihin venttiileihin, jotta perussäätö on mahdollista suorittaa. Myös muiden säätöventtiilien vaihto perussäädön yhteydessä on erittäin suositeltavaa. Perussäädön yhteydessä on huolehdittava myös, että menoveden säätökäyrä asetetaan oikeaan asentoon, jotta huonelämpötila on aina oikealla tasolla ulkolämpötilasta riippumatta. Yleensä sisälämpötilaksi valitaan 21-22 o C. Myös porraskäytävien, kellaritilojen ja muiden "toisarvoisten" tilojen lämpötiloihin tulee kiinnittää huomiota, sillä niitä on turhaa lämmittää liikaa. Näissä tiloissa sopiva lämpötila on yleensä noin +15 - +18 o C. Yksi aste sisälämpötilassa merkitsee noin 5%:ttä energian kulutuksessa, joten ei ole aivan sama mikä lämpötila kiinteistössä valitaan sisälämpötilaksi. Liian korkea huonelämpötila lisää myös tarpeetonta ikkunatuuletusta, kuva 2.1.. Huonelämpötila ja ikkunatuuletus Huonelämpötila yli 23 21-22 20-21 alle 20 0 5 10 15 20 25 Ikkunaa auki pitävien osuus, % Kuva 2.1. Huonelämpötilan vaikutus ikkunaa auki pitävien asukkaiden osuuteen /Virtanen ym.. 1997/..

22 Motivan tutkimuksen mukaan lämmitysverkoston perussäätö alentaa kerrostalon lämmönkulutusta keskimäärin 14 % /Motiva 2007/. Lämmönjakoverkoston tulevaisuus Laajat energiansäästöinvestoinnit lyhentävät lämmityskautta ja edellyttävät kaukolämmön tilausvesivirran tarkistamista, pumppujen ja säätöventtiilien mitoituksen tarkistusta. Tässä vaiheessa voi olla houkuttelevaa siirtyä ilmanvaihtolämmitykseen. Uudisrakentamisen suhteen lämmitysratkaisuja on pohdittu (VTT 2513) ja päädytty ilmanvaihtolämmitykseen. Markkinoilla on myös yhdistettyjä tuloilmalaitteen ja sähkölämmittimen yhdistelmiä joita ohjataan omalla huonetermostaatilla (RClinja Oy)). Tässä yhteydessä tulee muistaa, että kaukolämmön primäärienergiakerroin on noin yksi ja sähkön 2.5 3.0. Kiertovesipumppujen uusiminen Vanhat kiertovesipumput on syytä vaihtaa vastaamaan uusia kiertovesivirtoja. Euroopan Unionin EuP-direktiivi tiukentaa uusien kiertovesipumppujen energiatehokkuusvaatimuksia kahdessa vaiheessa; 1.1.2013 jälkeen pumppujen energiatehokkuusindeksin tule olla enintään 0,27 ja 1.1.2015 jälkeen enintään 0,23. Kiertovesipumppujen pyörimisnopeuden tulee säätyä tarpeen mukaan. Energiatehokkuusindeksillä tarkoitetaan pumpun vuotuisen energiakulutuksen suhdetta nyt markkinoilla olevien pumppujen vuotuiseen energiankulutukseen /Rautiainen/. Direktiivi ei koske aurinko- tai maalämpöjärjestelmiä. Kaukolämmönjakokeskuksen uusiminen Lämmönsiirtimiä on rakenteeltaan erilaisia. Kaukolämmön ensimmäisinä vuosikymmeninä (1960-1970) siirtimet olivat suoraputkisiirtimiä. Lämmönjakokeskuksen laitteille ei voida määritellä tarkkaa käyttöikää /LVI 19-274/. Niiden kunto ja toimivuus tarkistetaan säännöllisesti. Kaukolämpölaitteiden teknistaloudellinen käyttöikä on noin 15-20 vuotta. Mikäli kaukolämpökeskus on yli 20 vuotta vanha, se uusitaan yleensä kokonaan korjauksen yhteydessä, sillä uuden laitteiston asentaminen tulee kokonaisuutena edullisemmaksi vaihtoehdoksi. 1960-70-lukujen asuinkerrostaloissa kaukolämpölaitteiden ensimmäinen uusintakierros on jo tehty. Erityisesti lämmönsiirtimien hyötysuhde laskee ajan kuluessa, kun laitteistoon syntyvät kerrostumat heikentävät lämmönsiirtokertoimia. Tämän seurauksena kaukolämpöveden jäähtyminen heikkenee. Tämä kasvattaa tarvittavaa tilausvesivirtaa ja lisää vuotuista perusmaksua. Rakennuksen energiankulutukseen sillä ei ole vaikutusta. Myös säätölaitteiden puutteellinen toiminta voi olla syynä laitteiston heikkoon lämmönsiirtokykyyn. Kaukolämpölaitteiden kuntoa on seurattava säännöllisesti. Laitteistoa ei missään nimessä tulisi käyttää aivan loppuun, sillä sen rikkoontumisen seurauksena tehtävä hätäkorjaus maksaa paljon enemmän kuin hyvin suunniteltu korjaus. Laitteiden uusimistarpeen määrittelyssä hyödynnetään:

23 lämmitysjärjestelmän kuntoarviota (tehdään 5 vuoden välein) lämmön- ja vedenkulutustilastoja ajantasaista huoltokirjaa kunnossapidon pitkän tähtäimen suunnitelmaa PTS lämmönsiirtimien tiiviystarkastuksia (tehdään 4-12 kertaa vuodessa). Kaukolämpölaitteiden kuntoarvioita tekevät lämmöntoimittajat, LVI-suunnittelijat ja urakoitsijat. Katselmuksessa selvitetään kunto ja uusimistarve. Laiteuusinnassa saavutetaan paras ja taloudellisen lopputulos uusimalla hallitusti, suunnittelemalla ja mitoittamalla oikein ja kokonaisvaltaisesti. Kun kuntoarviota täydennetään huoltokirjan korjaushistoria- ja vikailmoitustiedoilla sekä analysoidaan kulutustilastoja vähintään kuukausitasolla, saadaan melko luotettava arvio laitteiston kunnosta. Uusittaessa kaukolämpölaitteet mitoitetaan ne vastaamaan rakennuksen todellista lämmöntarvetta. Energiansäästötoimenpiteiden seurauksena tilausvesivirta on muuttunut. Vanhat laitteet ovat lisäksi yleensä ylimitoitettuja. Huolellisella suunnittelulla voidaan säästää työ- ja investointikustannuksissa. Samalla tarkistetaan tilausteho- ja vesivirta. Kaukolämpölaitteiston välttämätön korjaus parantaa samalla rakennuksen energia-tehokkuutta, sillä uusien lämmönsiirtimien hyötysuhde on huomattavasti vanhoja parempi. Tämä ei tosin vähennä energiankulutusta mutta saattaa vähentää kustannuksia pienemmän tilausvesivirran mukana Näin saadaan pienennettyä jakeluhäviöitä kaukolämpöpuolella. Lämmönsiirtimiä uusittaessa tulee selvittää ko. piirien toisiopuolen laitteiden ja kytkentöjen uusimistarve. Mikäli vain osa kaukolämpölaitteistosta uusitaan, tulee uusittujen laitteiden olla nykyisiä vaatimuksia vastaavia. Muutostyön yhteydessä uusitaan myös lämpömittarit, mittataskut sekä painemittarit sulkuineen. Menoveden lämpötilan ja ulkolämpötilan tuntoelimien sijoitukset ja toiminta on tarkastettava.. Kaukolämpölaitteita uusittaessa on kannattavaa määrittää rakennuksen todellinen lämmöntarve, sillä vanhat laitteet ovat usein ylimitoitettuja. Todellinen lämmöntarve saadaan määritettyä energiankulutustietojen, rakennuksen käyttötavan ja -kokemusten, kaukolämmön toisiopuolen meno- ja paluuveden lämpötilojen sekä rakennusteknisten tietojen avulla. Kun laitteet mitoitetaan todellisen tarpeen mukaan, säästetään hankintakustannuksissa ja lämpöenergiaa sekä sähköä kuluu vähemmän. Esimerkiksi pumput tulee mitoittaa todellisten toiminta-arvojen mukaan ja haluttu virtaama ja paine-ero toteutetaan mieluummin pumpun oikealla mitoituksella kuin kuristussäädöllä, jossa energiaa menee hukkaan, kun pumpun tuottamaa painetta hävitetään virtausvastuksen avulla. Lämmöntarpeen perusteella saadaan määritettyä myös laitteiston tarvitsema kaukolämmön sopimusvesivirta. Sopimusvesivirta vaikuttaa kaukolämmön perusmaksun suuruuteen. Myös sopimusvesivirta arvioitiin ennen varmuuden vuoksi tarvetta suuremmaksi, jottei lämmitysvaikeuksia ilmaantuisi missään tilanteessa. Sopimusvesivirran mitoitus tehdään vuoden kylmimmän lämpötilan mukaan, joten koko vesivirtaa ei tarvita tiukankaan mitoituksen tapauksessa kuin muutamana päivänä vuodessa. Kyseinen vesivirta kuitenkin kiertää kokonaisuudessaan kaukolämpölaitteistossa lämmöntarpeesta riippumatta, joten lämmityskauden lauhoilla keleillä syntyy huomattavaa energianhukkaa. Ohjekortissa Asuntoyhtiön kaukolämpölaitteiden uusiminen (2003) esitetään asuntoyhtiön kaukolämpölaitteiden uusimishankkeen vaiheet uusimistarpeen selvittämisestä suunnitelmien teettämiseen sekä valvojan ja urakoitsijan valintaan. Ohjeessa kuvataan urakkasuorituksen kulku aloituskokouksesta käyttöönottoon ja takuutarkastukseen. Siinä esitetään myös hankkeen vaiheisiin liittyvä päätöksenteko-, tiedottamis- ja viranomaismenettely. Ohjekorttia on tarkoitus käyttää rinnan ohjekortin