COMBI-hanke TEKES-VÄLIRAPORTTI 30.09.2016 Tampereen Teknillinen Yliopisto (TTY) LIITE 1 1. Toteutus ja sisältö. Toteutetut työvaiheet ja saavutetut tulokset. Toteuman vertailu suunnitelmaan. WP1 - Tutkimuksen organisointi ja tiedotus (TTY yht. 26,5 htkk) Hankkeen neljäs ohjausryhmän kokous pidettiin 19.5.2016, missä yhteydessä hankkeen tutkimusosapuolet pitivät myös erillisen tutkijapalaverin. Hankkeen ulkomaan ekskursio Trondheimiin, Osloon ja Amsterdamiin pidettiin 5.6. - 10.6.2016 ja matkalle osallistui yhteensä 20 henkilöä (tutkimuslaitoksista 15 henkilöä sekä yrityksistä ja kaupungeista yhteensä 5 henkilöä). Osallistujilta kerätyn palautteen yhteydessä kysytyn yleisarvosanan keskiarvo oli 4,7/5 (n = 9). COMBI-hankkeesta pidettiin tilannekatsaus Tampereen seudun tilapalvelupäälliköiden kokouksessa 19.8.2016. Kokouksen perusteella tilapalvelupäälliköille laadittiin koontilistat hankkeessa mukana olevista case-kohteista ja niiden sijoittumisesta eri työpaketteihin. WP2 - Arkkitehtonisten ratkaisujen vaikutus energiatehokkuuteen (TTY yht. 41 htkk) Työpaketin työryhmäpalaveri pidettiin 17.5.2016. Ikääntyneiden tehostetun palveluasumisen ja koulurakennusten osalta on nyt muodostettu edustavat tyyppimallit pohjautuen kerättyyn aineistoon ja sen käsittelyyn. Kyseisten rakennusten osalta käynnissä on jatkotarkasteluissa käytettävien varianttien muodostaminen sekä yksittäisten tyyppitilojen määritteleminen ja mallintaminen valaistustarkasteluja varten. Valaistustarkasteluja tehdään yhteistyössä Tampereen ammattikorkeakoulun kanssa. Koulurakennusten osalta käynnissä on IFC-mallien luominen case-kohteista. Tulevaisuuden muutostarpeiden osalta käynnissä on nykyisten suunnittelumallien muutostarpeiden arvioiminen. Ikääntyneiden tehostetun palveluasumisen osalta uusien palveluasumisratkaisujen ideointi on myös keskeisenä osana lokakuussa 2016 alkavaa asuntosuunnittelun ammattikurssia (noin 80 osallistujaa). Arkkitehtisuunnittelussa käytettävän energiaoptimoinnin ohjausmallin osalta on nyt tehtynä mallin tavoitteiden, huomioon otettavien asioiden sekä mittakaava- ja hierarkiatasojen määrittely. Käynnissä on energiatehokkuuteen vaikuttavien eri tekijöiden vaikutusten selvittäminen sekä laskentatarkastelujen avulla, että laadullisesti. Lisäksi käynnissä on niiden suureiden kartoittaminen, joita ei oteta tällä hetkellä huomioon rakentamismääräyskokoelman mukaisessa energialaskennassa (kuten käyttötehokkuus ja vyöhykejaot). Arkkitehtonisia ja tilasuunnitteluun liittyviä ratkaisuja käsittelevän ohjeistuksen osalta on saatu valmiiksi työpaketin pääjulkaisun yleisrakenne, minkä lisäksi on meneillään tehdyn työn ja saatujen tulosten kirjaaminen julkaisumuotoon sekä ohjausmallin lähtökohtien ja käyttöperiaatteiden dokumentointi. WP3 Rakenneratkaisujen lämpö- ja kosteustekninen toiminta ja sisäilman olosuhteet (yht. TTY: 85 htkk) Työpaketin työryhmäpalaveri pidettiin 7.9.2016. Osatehtävässä T3.1 on saatu valmiiksi kuntotutkimusaineiston kerääminen ja lisääminen
kuntotutkimustietokantaan, minkä lisäksi tietokannan analysointi on käynnistetty. Alustavien tulosten perusteella aineistossa olevissa tapauksissa rakennusten moniongelmaisuus on tyypillistä, eli vaurioita on ollut noin 50-60 % kussakin kohteessa käytetyistä rakenteista. Tilastollisesti paljon ongelmia liittyy maanvastaisiin, ennen vuotta 1950 rakennettuihin puurakenteisiin ryömintätiloihin, maanvastaisiin seinärakenteisiin, monesta materiaalista muodostuviin ulkoseinärakenteisiin ja ennen 1980-lukua rakennettuihin betonirakenteisiin välipohjiin. Ongelmat ovat liittyneet monessa tapauksessa tunnettuihin kosteusriskeihin ja riskirakenteisiin. Toisin sanoen vauriotapauksissa on usein käytetty rakenteita, jotka toimivat lähtökohtaisesti vain ideaalitilanteessa tai joiden toimivuudesta ei ole varmuutta. Kalsiumsilikaattieristeiden materiaaliominaisuuksien määrittäminen on valmistunut. Kolmella kalsiumsilikaattieristeellä neljästä materiaaliominaisuudet olivat sellaisia, joita voitaisiin käyttää maanvastaisten seinien sisäpuolisena lisälämmöneristeenä, perustuen COMBI-hankkeessa tehtyihin laskentatarkasteluihin. Kahden ontelolaattabetonin mitatut kosteustekniset ominaisuudet (vesihöyrynläpäisevyys ja kapillaariset ominaisuudet) poikkesivat selvästi sekä toisistaan että kirjallisuusarvoista. Seinäelementtibetonin kapillaarisissa ominaisuuksissa ajan funktiona on havaittavissa epälineaarista vaihtelua, minkä lisäksi seinäelementtibetonin kosteustekniset ominaisuudet poikkesivat sekä ontelolaattabetonille määritetyistä arvoista että kirjallisuusarvoista. Tehtyjen mittausten perusteella laskentaohjelmissa valmiina olevat kirjastoarvot saattavat poiketa merkittävästi Suomessa käytettävien tuotteiden ominaisuuksista. Osa ontelolaattabetonin materiaaliominaisuuksien mittauksista, kuten myös seinäelementtibetonin materiaaliominaisuuksien mittaukset ovat vielä käynnissä. Yläpohjien laboratoriomittauslaitteiston valmistuminen on viivästynyt ohjausohjelman osalta. Alustava aikatauluarvio on, että ensimmäisiä mittauksia päästään tekemään marraskuun 2016 alussa. Rakenteiden läpi tapahtuvien ilmavuotojen alkutestit ovat valmistuneet. Tulosten perusteella yleisesti käytetty Darcyn laki on tehtäviä tarkasteluja varten riittävän tarkka ja selvästi nopeampi kuin vaihtoehtoiset Brinkmanin ja Stokesin lait. Tuulensuojalevyn käyttö vaikuttaa merkittävästi rakenteiden läpi tapahtuviin ilmavirtauksiin, vaikka rakenteessa olisi pieni rako sisäpinnan lisäksi myös tuulensuojalevyssä. Rakenteissa olevien rakojen koolla on vaikutusta rakenteiden läpi tapahtuvien ilmavirtausten suuruuteen, mutta vaikutus ei ollut määräävä. Koulujen ja päiväkotien määräysten mukaisilla käytön ajan ilmanvaihtomäärillä koneellinen tulopoistoilmanvaihtojärjestelmä voi synnyttää suuria paine-eroja ulkovaipan yli, kun rakennuksen ilmatiiviys luku q50 on alle 1 2 m3/(m2h). Koneellisen tulopoistoilmanvaihdon synnyttämien paine-erojen vaikutuksesta paine-erot matalan rakennuksen yläosissa voivat vaihdella laitteiston käyntiaikojen mukaan yli- ja alipaineen puolella. Sisäilman olosuhteiden (T, RH, CO2) mittaukset ja vaipan yli olevien paine-erojen mittaukset ovat käynnistyneet Helsingissä ja ovat tätä väliraporttia kirjoitettaessa käynnistymässä Tampereella. Tämä tutkimusosio on suunnitellusta aikataulusta myöhässä. Toteutuneen ja laskennallisen energiankulutuksen vertailussa on saatu valmiiksi rakennusten energiankulutuksen simulointitarkastelut standardikäytöllä, joita tuloksia on verrattu aikaisemmin valmiiksi saatuihin kuukausitason laskennan tuloksiin. Tulosten perusteella simulointitulokset erosivat noin 5 10 % kuukausitason laskentatuloksista, eikä laskentamenetelmän valinta näin ollen pelkästään selittänyt laskettujen ja mitattujen energiankulutusarvojen suurta eroavaisuutta.
Seuraavana toimenpiteenä tarkasteltavista kohteista kerätään mahdollisimman todenmukaisia lähtötietoja rakentamismääräyskokoelmassa esitetyn standardikäytön sijaan, jota sitten käytetään myöhemmin energiankulutuslaskelmien lähtötietoina. WP4 - Talotekniikkajärjestelmien ja uusiutuvan energian tuotannon ratkaisut (TTY yht. 1 htkk) TTY ei ole osallistunut raportointikaudella työpaketin toimintaan. WP5 Hankeprosessien kehittäminen ja rakennusten toimivuuden varmistus (yht. TTY: 26 htkk) Niko Simolan diplomityö: Hyvän sisäilmaston varmistaminen rakennuksen takuuaikana on valmistunut. Tutkimusten mukaan käyttäjien kouluttamisella rakennuksen käyttöön on vaikutus rakennuksen energiatehokkuuteen ja sisäilmastoon. Kun käyttäjät on koulutettu käyttämään rakennuksen järjestelmiä, he osaavat säätää mieleisensä työskentelyolot energiatehokkaalla tavalla. Käyttökoulutuksella pystytään myös lisäämään käyttäjien hallinnan tunnetta omaan sisäympäristöönsä, millä on positiivinen vaikutus koettuun sisäympäristöön. Myös huoltohenkilöstön osaamisella rakennuksen yksilöllisistä ominaisuuksista ja järjestelmistä on merkitystä rakennuksen hyvä sisäilmaston varmistamisessa. Rakennuksen toimivuustarkasteluun syvennyttiin tutkimuksessa tarkemmin kolmessa case-kohteessa. Tutkimuksessa havaittiin toimivuustarkastelun olevan yksi merkittävimmistä työkaluista hyvän sisäilmaston sekä rakennuksen toimivuuden varmistamisessa takuuaikana. Tarkastelun tuloksien perusteella voidaan tehdä korjaavia toimenpiteitä sekä vaatia yleisten sopimusehtojen mukaisen kahden vuoden takuun piiriin kuuluvia korjauksia urakoitsijoilta. Tarkastelun havaittiin olevan toimiva työkalu myös hieman pidempään käytössä olevien rakennusten sisäilmaston ja toimivuuden parantamiseen. Kanavan koulun tarkastelu Puretaanko vai korjataanko on valmistunut. Selvityksessä määritetyistä kolmesta eritasoisesta korjausvaihtoehdosta keskimmäinenkin muodostui lopulta keskiraskaaksi ja raskain korjaus oli kustannuksiltaan lähellä uudisrakentamisen kustannuksia. Työpaketissa on määritetty pohjaehdotus energiatehokkuuden huomioon ottamiselle palvelurakennusten hankeprosessissa, josta julkaistaan artikkeli seuraavassa Rakentajain kalenterissa. Työpaketissa on laadittu suunnittelun ohjauksen valmennuspaketti sekä prosessityökalu rakentamisprosessin tueksi. Lisäksi on laadittu Energiakortti-työkalu helpottamaan tilaajia ja muita rakennushankkeen osapuolia tavoitteenasettelussa, niiden dokumentoinnissa ja asetettujen tavoitteiden saavuttamisen seuraamisessa. Energiakortin käyttöä, havainnollisuutta ja hyötyjä on testattu Kanavan koulun tarkastelujen yhteydessä. Joel Tirkkosen diplomityö: Talotekniikkatyöt rakennusurakoitsijan näkökulmasta on valmistunut. Työssä tehtyjen selvitysten perusteella kohdeyrityksen (Peab Oy) henkilöstö kaipaa taloteknistä koulutusta ensisijaisesti aikataulutuksesta, laadunvarmistuksesta sekä TATEjärjestelmien yhteensovittamisesta ja perusasioista. Koulutuksen lisäksi kohdeyritys tarvitsee talotekniikan asiantuntijoita parantamaan ja ylläpitämään muun henkilöstön taloteknistä osaamista. Tutkimuksessa käytiin läpi kohdeyrityksen koko toimintajärjestelmä ja siihen liittyvät työkalut, poimittiin niistä kaikki talotekniikkaan liittyvät ja päivitettiin näitä. Päivitettäviä työkaluja oli lopulta noin kymmenkunta, joista suurimmat muutokset kokivat yrityksen talotekniikan aikataulutusohje, tarkastusasiakirja sekä talotekniikan itselleluovutuslista.
Tutkimuksen tuloksena oli myös kaksi täysin uutta työkalua: mallipohja yleisaikataulun tekemiseen sekä asialista talotekniikan yhteensovituspalaveriin. Seuraavaksi työpaketissa siirrytään energiakysymyksistä sisäilmakysymyksiin, sisältäen muun muassa lämpötilan, suhteellisen kosteuden ja hiilidioksidipitoisuuden olosuhteet suhteessa rakennuksen käyttöön, ilmanvaihdon määrään ja paine-eroihin. Aiheesta järjestetään workshop marraskuussa 2016, minkä lisäksi jatketaan kehitettyjen työkalujen testaamista. 2. Voimavarat ja yhteistyö. Työmäärät verrattuna suunnitelmaan, projektin avainhenkilöt ja heidän osallistumisensa. Projektissa hyödynnetyt yhteistyöverkostot. Projektissa tarvitut erikoislaitteet, aineet ja tarvikkeet sekä ostetut palvelut. Hankkeessa mukana olevien kuntien ja kaupunkien edustajat ovat toivoneet saavansa lisätietoa erityisesti niistä case-kohteista, jotka sijaitsevat heidän toimialueillaan ja jotka ovat osana COMBI-hanketta. Tätä varten on päivitetty listaukset eri case-kohteiden sijoittumisesta hankkeeseen, minkä lisäksi eri osatehtävien tutkijoita on kannustettu välittämään aktiivisemmin tietoa asianomaisille julkisten tahojen edustajille. 3. Mahdolliset ongelmat ja muutostarpeet alkuperäiseen suunnitelmaan. Projektissa mahdollisesti ilmenneet ongelmat sekä projektisuunnitelman, aikataulun tai kustannus- ja rahoitussuunnitelman muutostarpeet perusteluineen. Työpaketissa WP3 tehtävät kenttämittaukset ovat myöhässä suunnitellusta aikataulusta, kuten myös yläpohjien laboratoriotutkimukset. Jotta kenttämittauksista saataisiin arvokasta mittausdataa riittävän pitkältä ajanjaksolta (tavoitteena kaksi vuotta), tullaan hankkeelle todennäköisesti hakemaan tulevaisuudessa jatkoaikaa. Jatkoajan perusteella ei olla kuitenkaan hakemassa muutosta hankkeen kokonaisbudjettiin. Ostettujen palveluiden kustannukset ovat ylittäneet rakennusfysiikan tutkimusryhmän osalta voimassa olevan budjetin vähäisessä määrin. Näiden osalta tullaan tulevaisuudessa tekemään erillinen muutoshakemus. VÄLIRAPORTTI 30.9.2016 Tampereen Ammattikorkeakoulu 1. Toteutus ja sisältö TAMK:n osuus sijoittuu koko hankkeen ajan useaan eri työpakettiin yhteistyössä muiden osapuolten kanssa. Työ on edennyt samassa tahdissa muiden osapuolten etenemisen myötä. Työpaketista T3.5 TAMK:n rooli on edelleen ollut lähinnä konsultoivaa. Kartoitusten jälkeinen analysointivaihe alkanee TTY- RF:n kanssa myöhemmin. Aihealueesta (kartoitus) valmistui 2 opinnäytetyötä keväällä 2016. Työpakettiin T4.6 (Kiinteistöautomaatioratkaisujen vaikutukset ja sähkötehojen hallinta) on edennyt suunnitelman mukaisesti. Siinä on tehty järjestelmävertailua hankkeeseen määriteltyjen CASE-kohteiden rakennusautomaatiojärjestelmien kesken. Pääpaino on ollut verrata rakennusautomaatiojärjestelmiä standardin mukaisiin energiatehokkuusluokituksiin automaatiojärjestelmien osalta ja näkökulmana tarkastelussa on ollut standardin
hyödyntäminen lähtökohtana rakennushankkeen automaatiotason tavoitteiden asettelussa. Tähän osuuteen liittyvä opinnäytetyö valmistui keväällä 2016. Työpakettiin liittyy myös mittausjärjestelmien ja sähkötehojen kartoitus- ja kehitysvaihe. Ko. työ on alkanut elokuussa 2016. Työpaketti 4.7 (Energiatehokkaat valaistusratkaisut) liittyy kiinteästi TTY-A:n WP2.2:een. Tähän mennessä tehty työ ja tutkimus liittyvät työpaketin WP2.2 ratkaisumallien konsultointiin ja arviointiin valaistuksen laadun- ja energiatehokkuuden kannalta. Toimivuustarkastelut tehtiin viidessä pirkanmaalaisessa kohdekiinteistössä. Työpaketti WP5 etenee yhteistyössä TTY-EE ja TTY-RP ryhmien kanssa. Alustavia hankeprosessiin liittyviä työkaluja on jo kehitetty. Työpaketteihin liittyen on tehty niin käyttäjäkyselyitä kuin taloteknisten järjestelmien toimivuuteen ja siivottavuuteen liittyviä haastattelututkimuksia. Em. aihealueista on valmistunut 3 opinnäytetyötä keväällä 2016. Voimavarat ja yhteistyö Vuonna 2016 on hanke edennyt suunnitelmien mukaisesti ja hankkeessa on ollut mukana 5 lehtoria, 1 lab. insinööri, 6 opiskelijaa sekä vastuuhenkilönä yliopettaja. Ostopalvelun kustannukset kohdistuivat kokonaisuudessaan kuluvalle vuodelle. Vuoden 2015 siirtyneistä ja v. 2016 resursseista on yhteensä käytetty n.50 %. Projektiryhmä osallistui aktiivisesti työpakettikokouksiin ja työpajoihin. Mahdolliset ongelmat ja muutostarpeet alkuperäiseen suunnitelmaan. Raportointijakson aikana ei ole ilmennyt uusia ongelmia Yhteenveto projektin tuloksista Kuuden tutkimusapulaisen voimin on kerätty ja analysoitu tutkimusaineistoa liittyen työpaketteihin WP3, WP4 ja WP5. Tämän tutkimustyöosuuden väliraportteina on valmistunut 6 opinnäytetyötä kevään 2016 aikana ja ne ovat saatavilla hankkeen julkisista aineistoista. Selvitystöistä kolme liittyi vahvasti toimivuustarkasteluihin ja WP5-asioihin, kaksi WP3:n energiankulutusasioihin ja yksi WP4.6:n kiinteistöautomaatiojärjestelmiin. Projektin tulosten hyödyntämisnäkymät ja muut vaikutukset Hankeryhmä on laatinut lausunnon rakennusten energiatehokkuuslainsäädännön luonnoksista sekä myös konsultoinut erikseen säädösvalmistelua. Energiatehokkuuteen ja energiajärjestelmän kokonaismuutoksista on tehty lehtiartikkeleita ja verkkojulkaisuja. Tulosten hyödyntämisnäkymät Koko energiajärjestelmässä meneillään olevat muutokset ovat nousseet laajaan keskusteluun. Erityisesti kulutuspäässä tapahtuvat muutokset ovat aiheuttaneet kulutuksen tehoprofiilien muuttumista, huipputehojen kasvua, vaikka energiakulutus olisikin vähentynyt. Tulevaisuudessa yhä enemmän tarvitaan toimenpiteitä, jolla yhä enemmän sääriippuva tuotanto ja hyvin jaksottainen energian käyttö sovitetaan yhteen. Projektin välilliset vaikutukset muissa organisaatioissa ja/tai yhteiskunnalliset vaikutukset Tampere 3 (TTY+TaY+TAMK) energiaklusterissa on valmisteltu useita uusia
(sähkö)energiajärjestelmään ja sähkön käyttöön liittyviä hanke-esityksiä sekä kehitetty uutta yhteistä koulutuskokonaisuutta. Tässä työssä on hyödynnetty myös COMBI: ssa syntyneitä tuloksia. VÄLIRAPORTTI 28.9.2016 Aalto-korkeakoulusäätiö 1. Toteutus ja sisältö Hankkeen tutkimukseen liittyvistä tehtävistä raportointikauden aikana on ollut käynnissä osatehtävä T4.2 (Sähköenergian optimaalinen omatuotanto ja käyttö). Raportointikauden aikana osatehtävässä T4.2 tutkittavien kohteiden ja järjestelmien mallinnus on suoritettu valmiiksi ja aurinkosähköjärjestelmien kustannusoptimointi on käynnistetty. Tutkimussuunnitelmaan verrattuna toteutetut tehtävät ovat 4 kuukautta myöhässä, koska hanke käynnistyi 4 kuukautta myöhässä. 2. Voimavarat ja yhteistyö Raportointikaudella hankkeen tehtävien toteuttamiseen vaadittu työmäärä on tutkimussuunnitelman mukainen. Hankkeen toteuttamiseen on osallistunut raportointikaudella diplomityöntekijä Paula Sankelo (tutkimus osatehtävässä T4.2) sekä erikoistutkija Juha Jokisalo (työpaketin WP4 koordinointi ja tutkimustyön ohjaus osatehtävässä T4.2) ja hankkeen vastuullinen johtaja professori Kai Sirén (tutkimustyön ohjaus ja valvonta osatehtävässä T4.2). Yhteistyö hankkeessa on edennyt tutkimussuunnitelman mukaisesti. Tutkimuksen toteuttamisessa on tehty kiinteästi yhteistyötä sekä hanketta rahoittavien yritysten kanssa sekä myös usean hankkeen ulkopuolisen yrityksen kanssa. Yhteistyö on ollut myös kiinteää hankkeessa mukana olevien kaupunkien kanssa. Aalto-yliopiston koordinoiman työpaketin (WP4) työryhmä on kokoontunut raportointikauden aikana kerran. Raportointikauden aikana ei ole tehty alihankintoja tai muita laite- tai tarvikehankintoja. 3. Mahdolliset ongelmat ja muutostarpeet alkuperäiseen suunnitelmaan Hankkeen tutkimussuunnitelmassa esitetty työpakettien ja osatehtävien aikataulu on laadittu niin, että tutkimus aloitetaan 1.1.2015. Hanke käynnistyi kuitenkin 4 kuukautta myöhässä, jonka vuoksi osatehtävien T4.1-4.3 käynnistymistä jouduttiin siirtämään vastaavasti 4 kuukautta eteenpäin. Näiden tutkimusosioiden päivitetty aikataulu on esitetty hankkeen ohjausryhmälle sekä ensimmäisen että toisen raportointikauden aikana. Asiakkaan yhteenveto projektin tuloksista: Raportointikauden aikana aloitettiin kiinteistökohtaisen aurinkosähköjärjestelmän kustannusoptimaalisuuden määrittäminen tutkimukseen valituissa palvelurakennuksissa. Tulokset osoittavat optimaalisen aurinkopaneelien mitoituksen sekä asennuskulman tutkittavissa rakennuksissa sekä aurinkosähköjärjestelmän vaikutuksen rakennusten primäärienergiankulutukseen. Tulokset osoittavat lisäksi rakennusten lämmitysjärjestelmän vaikutuksen optimaaliseen aurinkosähköjärjestelmän mitoitukseen. Raportointikauden aikana saavutetut tulokset vastaavat tutkimussuunnitelmassa tälle osatutkimukselle asetettuihin tavoitteisiin. Asiakkaan arvio projektin tulosten hyödyntämisestä: 1. Osaamisen ja uuden tiedon levittäminen raportointijakson aikana
Raportointikauden aikana on tuotettu uutta tietoa aurinkosähköjärjestelmien kustannusoptimaalisuudesta palvelurakennuksissa. Uutta tietoa ei ole julkaistu vielä kuluneen raportointijakson aikana, vaan tulokset tullaan julkaisemaan seuraavien raportointijaksojen aikana. 2. Tulosten hyödyntämisnäkymät Tulosten hyödyntämisnäkymissä ei ole ilmennyt muutoksia raportointikauden aikana. 3. Projektin välilliset vaikutukset muissa organisaatioissa ja/tai yhteiskunnalliset vaikutukset Projektilla ei ole vielä tällä raportointikaudella tiedossa olevia välillisiä vaikutuksia muissa organisaatioissa ja yhteiskunnassa.