Rakennustyömaan energiansäästömahdollisuudet ja energiatehokkaan rakentamisen osaamisen varmistaminen Johdanto Työmaan energian kulutus Sääsuojaus Lämmitysmenetelmien suunnittelu Rakenteiden kuivattaminen Build Up Skills BEEP Energiatehokkaan rakentamisen parhaat käytännöt
2 Johdanto Yleisimpiä syitä: Vesikaton läpimenot Putki- ja laitevuodot (iv-laitteet) Vesieristeiden pohjat ja liitokset Valvonnan puute käytön aikana Pinnoittaminen kostealle tai pölyiselle alustalle Käytön virheet?
Nostetaan kissa pöydälle Onko kestävän kehityksen mukaista? Tehdä suunnittelematonta työtä? Tehdä, purkaa ja tehdä uudestaan? Rakentaa huonoa laatua? Tehdä homehtuvia rakenteita? Tuhlata energiaa?
Rakentamisen vaikeusaste kasvaa Olosuhteet pahenevat 4 Vesieristys! Lämmöneristys! Kosteuseristys! Rakenteiden tuuletus! Kylmäsillat! Kondensioriskit! Löytyykö piirustuksista? Detaljikuvat? Rakenteet jäähtyvät - Kuivuminen hidastuu 25.10.2013
Kosteusturvalliset detaljit ja asennukset? Rakenteiden tuuletusratkaisujen on sovelluttava valmistukseen, asennukseen ja lopulliseen käyttöön.
ENERGIAN KULUTUS Energian kulutus työmaalla 20-50 kwh/ Rm3 Lämpöarvo Hinta noin (2012) Sähkö 12 snt/kwh Kevyt polttoöljy 10 kwh/l 11 snt / kwh Kaasu 12,8 kwh/kg 12 snt /kwh Kaukolämpö 7 snt / kwh
Rakennustyömaan energiajakauma Case A Energian käyttö energiamuodoittain Case B Energian käyttö energiamuodoittain 31 % 14 % 55 % Kaukolämpö Nestekaasu Sähkö 42 % 11 % 24 % 23 % Sähkö Nestekaasu Kaukolämpö Polttoöljy Torninosturin kuluttaman energian osuus kokonaisenergiasta jäi selvästi alle 1 %. Koko aikana torninosturi kulutti energiaa 1450 kwh eli keskimäärin 132 kwh/kk.
Case A Energian kulutus kuukausittain vuosina 2010-2012 [MWh] 160 140 120 100 80 60 40 20 0 lokakuu tammikuu huhtikuu heinäkuu lokakuu tammikuu Kaukolämpö Nestekaasu Sähkö Case B Energian kulutus kuukausittain vuosina 2010-2011 120 100 [MWh] 80 60 40 20 0 syyskuu joulukuu maaliskuu kesäkuu syyskuu joulukuu Kaukolämpö Nestekaasu Polttoöljy Sähkö
Case A Sähkön käytön jakauma Taulukko sähkön käytön jakaantumisesta Työmaakopit 70 % Torninosturi Höyrystin 10 % 10 % 19 % Valaistus ja muut sähkölaitteet Lisä kuivatus
[kwh] Työmaatilojen sähkön kulutus Työmaatilojen (6 kpl) sähkönkulutus 8000 7000 6000 5000 4000 3000 2000 1000 0 Tammikuu Helmikuu Maaliskuu Huhtikuu Toukokuu Kesäkuu Heinäkuu Elokuu Syyskuu
Case A Työmaan perustiedot: Asuinkerrostalo, 6 krs Rakennusaika: 8/2010 4/2012 Rakennusala: 6467 m 2 Rakennustilavuus: 20900 m 3 + Pysäköintihalli 1600 m 3 Asuntoja yhteensä 99 kpl Liiketiloja 2-3 kpl Case B Työmaan perustiedot: Asuinkerrostalo, 6 krs Rakennusaika: 8/2010 1/2012 Rakennusala: 3797 m 2 Rakennustilavuus: 14161 m 3 + Pysäköintihalli 2300 m 3 Asuntoja yhteensä 51kpl Energian käyttö yhteensä 1087 MWh Energian käyttö rakennuskuutiota kohti, ilman P-hallia 52 kwh/m 3 Energian käyttö rakennuskuutiota kohti, P-halli mukana 48 kwh/m 3 Suora lämmitysenergian käyttö 35,9 kwh/m 3 69 % -Kaukolämpö 28,6 kwh/m 3 55 % -Nestekaasu 7,3 kwh/m 3 14 % Sähkön käyttö 16,1 kwh/m 3 31 % -Valaistus, lankalämmitys, torninosturi (1%), höyrystin & muut laitteet 11,6 kwh/m 3 22 % -Koneellinen kuivatus 3,1 kwh/m 3 6 % -Työmaatoimiston ja sosiaalitilojen sähkö 1,6 kwh/m 3 3 % Energian käyttö yhteensä 742 MWh Energian käyttö rakennuskuutiota kohti, ilman P-hallia 52 kwh/m 3 Energian käyttö rakennuskuutiota kohti, P-halli mukana 45 kwh/m 3 Nestekaasu (runkovaihe, holvien lämmitys) 12,0 kwh/m 3 23 % Polttoöljy (autohalli & 1. kerros) 5,7 kwh/m 3 11 % Kaukolämpö 21,8 kwh/m 3 42 % Sähkön käyttö 12,5 kwh/m 3 24 %
SÄÄSUOJAUS Tee vedenpitävä suunnitelma - ja toteuta se
Rakennekosteuden lähteitä Kosteusrasituksia, täyselementtit. Betoni 8-9 l/rm 3 Lattiatasoite 1-1,5 l/rm 3 Seinätasoite 0,5 l/rm 3 Sade 1-5 l/rm 3 Yhteensä 10-16 l/rm 3 Muuratut seinät 5-7 l/seinä-m2 Esimerkiksi syyskuussa Helsingissä sataa 500 m2 holville keskimäärin 500 m2 x 73 l/m2 = 36 500 l tai 4 cm lunta hovilla vastaa 200 litraa vettä Sadetta 1 mm = 1 l/m2 Lunta 1 cm = 1 l/m2
Mihin vesi lopulta katoaa? Eristeisiin? Seinille? Ulos vai sisään? Kuivureihin? Maaperään?
Hyödyt ja kustannukset Kustannukset Katto-osuus: asennus + purku 12 eur/m², vuokra 0,16 eur/m²/vrk Telineet: asennus + purku 9 eur/m², vuokra 0,08 eur/m²/vrk Lisäksi tulee nosturi- ja kuljetuskustannukset. Paras käytäntö Esimerkiksi rivitalon suojaus 15 x 33 m, 500 m2, h=10 m Kustannukset noin 16 000 + 5 000 /kk 2 3 % myytävän rivitaloneliön hintaan lisää - lumityöt, roudan sulatus, häiriöt, ventat + työn tuottavuus + parempi laatu ja turvallisuus
LÄMMITYS Tuuma riittää tuuletukseen
Betonin lujuuden kehittäminen Lämmitystapa Keskimääräinen energiankulutus (kwh/m 3 ) Kuumailmalämmitys 350 Lankalämmitys 75 Sähkölämmitteiset muotit 75 Infrapunasäteilylämmitys 135 Kuumabetoni (hyvä suojaus) 45
18 Tiesitkö, että 33 kg kaasun polttoa tuottaa yli 53 kg vesihöyryä 3 L 10 L 10 L 10 L 10 L 10 L
KUIVATUS Muista myös tuulettaa
Kuivata ilmanvaihdolla Talvella rakenteet kuivuvat tuulettamalla: ulkoilma on hyvin kuivaa, kun lämpötila laskee pakkasen puolelle tuulettamalla sisään saadaan kuivaa ulkoilmaa ja ulos johdetaan kosteaa ilmaa lämmityskontti lämmön talteenotolla tuo selvää säästöä työntekijöille saadaan puhdasta ja raitista ilmaa
Kuivata tehokkaasti lämmittämällä ja hallitulla ilmanvaihdolla Tilan lämpötilajakauma, kun tilassa on 8kW lämmitin ja ulkoseinien aukot tiivistämättä Tilan lämpötilajakauma, kun tilassa on 15 kw lämmitin ja ulkoseinien aukot tiivistämättä Tilan lämpötilajakauma, kun tilassa on 8 kw lämmitin ja ulkoseinien aukot tiivistetty (Kuvat: Ratu 07-3032) Lämmitys kannattaa suunnata rakennuksen kulmiin Useita pienitehoisia lämmittimiä kuivattaa paremmin kuin yksi iso Pintoihin osuva ilmavirtaus tehostaa rakenteiden kuivumista Optimaalinen ilman suhteellinen kosteus on noin 50%
Kuivatuksen teoriaa Vesihöyrypitoisuus ilmassa Vesihöyrypitoisuu s [g/m3] 35,0 30,0 25,0 20,0 15,0 10,0 5,0 0,0 15,2 21,2 25,8 30,3 9,1 8,7 5,2 2,8 4,7 6,6 8,0 9,4 1,5 2,5 3,4 4,2 4,9 20ºC 30ºC 0,6 1,1 1,5 10ºC 1,8 2,1 0ºC Lämpötila 30 % 50 % -10ºC 70 % 85 % 100 % 12,1 14,7 17,3-10ºC 0ºC 10ºC 20ºC 30ºC 5 o C RH
Absoluuttinen kosteus [g/m 3 ] Tuuletuksen merkitys olosuhteille 35 30 100 % 25 80 % 20 60 % 15 10 40 % 5 20 % 0-20 -15-10 -5 0 5 10 15 20 25 30 Lämpötila [ o C] Mollierin diagrammista nähdään että : jos ulkoilman lämpötila on alle 0 C, on ilmakuutiossa korkeintaan 5 grammaa vesihöyryä jos työmaan sisällä on lämmintä 15 C ja Rh 80 %, on ilmakuutiossa vesihöyryä 10 grammaa jos 10 000 rm3 työmaalla vaihdetaan ilma kerran tunnissa, poistuu sisältä 50 litraa vettä.
Työkalu työmaan lämmityksen, kuivatusaikojen ja olosuhteiden suunnitteluun www.tut.fi/site Laskelman lähtötiedot Paikkakunta Rakennuksen tilavuus Poistettava vesimäärä Ulkoilman lämpötila Ulkoilman suhteellinen kosteus Sisäilman lämpötila Sisäilman suhteellinen kosteus Ilmanvaihtokerroin Energian hinta Vaipan W/K/RM3 Ilman vaihto Helsinki Lämmitys: Runkovaihe Lämmitys: sisävaihe Keskilämpötila ( C) T Rh Kuukausi Helsinki Tampere Jyväskylä Oulu 14161 m 3 Tammi 1 1-4,2 84 I -4,2-6,7-9 -9,7 169932 litraa Helmi 1-4,9 83 II -4,9-7,0-9 -9,5 o C Maalis -1,5 80-1,5-2,8-4 -4,7 Rh % Huhti 3,3 72 IV 3,3 3,0 1 0,8 20 o C Touko 9,9 62 V 9,9 9,5 9 7,5 55 Rh % Kesä 14,8 65 VI 14,8 14,4 14 13,6 0,45 krt/h Heinä 17,2 68 VII 17,2 16,5 16 16,2 11 snt/kwh Elo 15,8 73 VIII 15,8 14,6 14 13,7 6372,45 m 3 /h Syys 1 10,9 78 IX 10,9 9,4 8 8,4 1,8 m 3 /s Loka 1 6,2 82 X 6,2 4,7 3 2,7 2,168 kg/s Marras 1 1 1,4 84 XI 1,4-1,0-2 -3,2 0,082 Joulu 1 1-2,2 86 XII -2,2-4,6-6 -7,5 I-XII 5,6 4,2 3 2,4 Kosteuden poistoaika, teoreettinen (h) Kosteuden poistoaika (h/kk) Lämmitysteho, IV (kw): Lämmitysteho, haihdutus [kw], teoreettinen maksimi Lämmitysteho, vaipan läpi johtuva Lämmitysteho (kw): Lämmitysteho ilman haihdutusta (kw): Lämmitysenergia (MWh): Lämmitysenergia ilman haihdutusta (MWh): Ilman vaihdon ja vaipan energian kulutus (MWh) Veden haihduttamisen energian kulutus (MWh) Energian kulutus yhteensä (MWh) Energian kulutus / RM3 (kwh/rm3) Veden ominaishöyrystymislämpö Tammi Helmi Maalis Huhti Touko Kesä Heinä Elo Syys Loka Marras Joulu YHT 4087 3970 4425 5217 7240 21345-57281 -78033 15627 7768 5325 4479 744 672 744 720 744 720 720 744 720 744 720 744 65 67 58 45 27 14 8 11 24 37 50 60 29 30 27 23 17 6-2 -2 8 15 23 27 28 29 25 19 12 6 3 5 11 16 22 26 140 120 100 80 60 40 20 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5 5,5 6 122 126 110 87 55 26 9 15 43 69 94 112 93 96 83 64 39 20 11 16 35 53 72 85 91 85 82 63 41 18 6 11 31 51 68 83 69 64 62 46 29 14 8 12 25 40 52 64 69 0 0 0 0 0 0 0 25 40 52 64 249 120 369 26 2,54 MJ/kg Euroa 40561,5 Aika [vrk] Kosteuden poistonopeus, toukokuu IV-kerroin [krt/h] Aika [vrk] Kosteuden poistonopeus, kesäkuu 140 120 100 80 60 40 20 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5 5,5 6 IV-kerroin [krt/h]
Koneellinen kuivaus Kuivaimen Munters MH270:n kuivauskapasiteetti eri lämpötilan ja suhteellisen kosteuden arvoilla. [20] Jos projektin sisävalmistusvaihe osuu kesään tai alkusyksyyn, tarvitaan yleensä koneellista kuivatusta.
Ontelovesien etsintä maatutkalla Kuvat Joonas Salonen & Roadscanners Oy
Tampereen teknillinen yliopisto Selvittää energiatehokkaan rakentamisen parhaat käytännöt Suodattaa uusinta tutkimustietoa ammattiopetukseen 10/2013 3/2015 Työtehoseura kehittää valmennuspaketit: Aikuiskoulutuskeskusten opettajat Yritysten asennekisällit Pilotointi 2015-2016 Motiva Johtaa Koordinoi Viestii Best Energy Efficient Practices BEEP Intelligent Energy Europe (IEE) Mukana myös Tamk ja Rateko
BEEP Laaditaan oppimateriaalia: Oppikirja & pp-esitykset (10-12 kpl) suomi, ruotsi, englanti, venäjä, viro Perusteet; lämmön siirtyminen, johtuminen, säteily, kastepiste,... Työmaan olosuhdehallinta; sääsuojaus, lämmitys, kuivatus, ilmanvaihto Eristeiden asentaminen; ilmatiiviys, kosteuseristys, läpimenot, liitokset,... Kondesioriskit; paksut eristeet, pinnat, ikkunat, nurkat,... Talotekniikan asennukset; läpimenot, lämpöeristykset, kondensioeristykset Korjausrakentamisen erityispiirteet; lisälämmöneristys,...
Opetusvideot / mykkäelokuvat 4-6 clipsiä, Yhteensä 30 minuuttia Teemoina ainakin Kastepiste Työmaan olosuhdehallinta Lämmöneristeiden asentaminen Kosteuturvalliset rakenteet ja asennukset
Osaamisvaatimukset energiatavoitteiden saavuttamiseksi ammattiryhmittäin Talonrakentajien tulee LVI-asentajien tulee Sähköasentajien tulee ymmärtää rakenteiden lämpö- ja kosteustekninen toiminta sekä tiiveyden merkitys ymmärtää asennuksiin ja eri materiaaleihin liittyvät homehtumis- ja kosteusriskit. Taloautomaatioasentajien tulee osata lukea uudenlaisia suunnitelmia ja ohjeita sekä hallita tietotekniikan taidot suunnitelmien lukemisen osalta osata eristeiden, tuulensuojien, höyrysulkujen ja saumausten oikea tekotapa ja asentaa uusia energiaa säästäviä materiaaleja ja rakennusosia hallita uusiutuvan energian järjestelmien kuten lämpöpumppujen, aurinkosähkön ja -lämmön sekä biopolttoainekattiloiden asentaminen asettaa valaistuksen ohjaus energiaa säästäviin lähtöarvoihin asettaa lämmityksen ja jäähdytyksen parametrit tuottamaan hyvät olosuhteet energiaa säästäen osata asentaa ja hallita työmaan tarkoituksenmukaiset ja energiatehokaat sääsuojaus-, lämmitys- ja kuivausmenetelmät. osata asentaa lämmitysjärjestelmät sekä putki- ja kanavaeristykset energiatehokkaasti oikein sekä valita varusteet energiatehokkuus huomioiden osata sähkön pientuotannon järjestelmien kytkeminen sähköverkkoon, hallita uusien kuormituksen ohjausjärjestelmien asentaminen sekäosata loistehon kompensoinnin asentaminen varmistaa säätö- ja ohjausjärjestelmien sekä valvonta- ja hälytysjärjestelmien yhteistoiminta energiatehokkuus huomioiden ottaa energiatehokkuus huomioon koneiden ja laitteiden käytössä sekä työmaalogistiikassa osata huomioida energiatehokkuus putkistoja kanavareiteissä (painehäviöt) sekä puhallinten, pumppujen ja venttiilien sijoittelussa ymmärtää järjestelmien vaikutukset toisiinsa, huomioida anturien asennuksessa muiden järjestelmien lämpökuormat huolehtia seuranta- ja raportointijärjestelmien luotettavasta toiminnasta tuntea korjausrakentamisen energiatehokkuuden erityispiirteet ymmärtää IV-kanavaasennusten virtaustekniikkaa ja IVkoneiden toimintaa (SFPluku) sekä huippuimureiden, jäähdytyspalkkien ja puhallinkonvektoreiden toimintaa osata opastaa käyttäjät ohjausjärjestelmien energiatehokkaaseen käyttöön osata opastaa käyttäjät ohjausjärjestelmien energiatehokkaaseen käyttöön osata opastaa käyttäjiä kiinteistön ja järjestelmien energiatehokkaaseen ja kosteusturvalliseen käyttöön tehdä yhteistyötä erimaalaisten rakennustyöntekijöiden kanssa sekä osata vieraita kieliä ja ymmärtää kulttuurieroja 25.10.2013 30
Kiitos www.tut.fi/site Kotiläksy: Kuinka rakennushankkeissa varmistetaan energiatehokkaan ja kosteusturvallisen rakentamisen onnistuminen? 25.10.2013 31