Wiki-Vermo 6.10.2009 Leppävaara, Sellon kirjasto Pekka Lahti VTT Millainen voisi olla ekotehokas asuntoalue? Bill Dunster ZEDFactory
MISTÄ Urban metabolism (yhdyskuntien aineenvaihdunta) MIHIN MILLOIN Materiaalit Puu Metallit Mineraalit Polttoaineet Vesi Ilma (happi, typpi, CO 2 jne.) etc. Energia Primaari Sekundaari Päästöt + jätteet KHK (CO 2, CH 4, N 2 O) muut kaasut (NOx, SOx, HC jne.) hiukkaset ym. kiinteät aineet Rakennukset Asunnot Tutantotilat Toimisto- ym. toimitlat Infrastrukstuuri (perusrakenne) Liikenne Energia Vesihuolto vesi, sadevesi, jätevesi Tietoliikenne Jätehuolto Sini-vihreä infra (puistot ym. viheralueet, vesialueet jne.) Ennen rakentamista Raaka-aineiden otto Jalostus Energiantuotanto Esivalmistus Logistiikka (kuljetus+varastointi) Rakentaminen Käyttö ja toiminta LVIS Ylläpito ja korjaukset Liikenne (ihmiset, tavarat) Jälkihoito Korjaus ja kunnostus Purku Kierrätys Uudelleenkäyttö
Urban metabolism Yhdyskunnan aineenvaihdunta jonka kova ydin on: Ekotehokas yhdyskunta (VTT) jonka ytimenä ovat: sisään: vähän materiaa sisään: vähän energia Energiatehokas yhdyskunta Vähäpäästöinen yhdyskunta ulos: vähän hiiltä ulos: vähän päästöjä NETTO: pieni jalanjälki Tulevaisuuden yhdyskunta on immateriaalisuutta ja onnellisuutta maksimoiva yhteisö
Eco-efficiency = Quality of life Harm to the environment * Resource use * Cost Kestävä kehitys = puhdas ja terveellinen ympäristö laadukkaat ja kestävät tuotteet sosiaalisesti hyväksyttävä päästöt ym. ympäristöhaitat materiaalien ja energian kulutus elinkaarikustannukset Näitä lisää (elämän laadun paraneminen palkitsee) Näitä vähemmän (rajoituksilla, määräyksillä, kannustimilla) Kysymys ja haaste: Miten saada rajoitukset ja määräykset käännettyä pakkopullasta tavoitelluiksi ominaisuuksiksi? Miten välttämättömyydestä hyve? Vastaus: Energia- ja päästörajoituksista kilpailuetu yrityksille, Asukkaille palkkio investointiavustusten, verovähennysten kautta jne.
EKOTEHOKKUUDEN MUUTOS RAKENNETUSSA YMPÄRISTÖSSÄ ASUNTONELIÖIDEN MÄÄRÄ PER ASUKAS KASVAA +0,75 %/V NETTOVAIKUTUS: ASUMISEN ENERGIAKULUT KASVAVAT +0,35 %/V (PER ASUKAS) TEKNOLOGISEN KEHITYKSEN AVULLA SAATAVAN ENERGIATEHOKKUUDEN /K-M2 PARANEMINEN ON OLTAVA NYKYISTÄ PALJON JYRKEMPI RAKENNUSTEN ENERGIATEHOKKUUS KASVAA ENERGIAKULUT/ASUNTONELIÖ PIENENEVÄT -0,4 %/V MENNYT NYT TULEVA Lahti, P. & Halonen M. Asuinympäristön muutos ja sen ekotehokkuus Suomessa 2000-2030. Arviointimallin kehitys ja soveltaminen kahdessa yhdyskuntarakenneskenaariossa: Nykykehitys ja kaupunkimaisen pientalon vaihtoehto. TUTKIMUSRAPORTTI VTT-R-03399-06. 98 s. http://www.vtt.fi/services/cluster6/topic6_7/vtt taso4_yhdyskuntien_kehitysanalyysit.jsp
8 nyrkkisääntöä ekotehokkaalle kaupunkirakenteelle 1. älä tuhlaa maata 2. tiivistä ja täydennä olevaa kaupunkirakennetta 3. hyödynnä raideliikenteen käytävät tehokkaasti 4. sekoita asumista ja työtä 5. rajoita suurten kappakeskusten rakentamista etäällä asunnoista 6. toteuta joukkoliikennejärjestelmät ennen muuta rakentamista 7. älä jätä suunnitelmien toteuttamista vajaaksi 8. valitse energiajärjestelmä paikallisista lähtökohdista
Kaupunkirakenteen leviäminen ja hajoaminen synnyttää lisää liikennettä ja liikenneinfran rakentamistarvetta Esimerkkinä pääkaupunkiseutu (PKS) ja sen työssäkäyntialue. PKS PKS Hämeenlinna Lahti 47 000 sukkuloijaa Kotka Tampere Mikkeli PKS Tammisaari Hämeenlinna Lahti 88 000 sukkuloijaa Turku Kotka PKS 31.12.2006 oli jo 117 500 sukkuloijaa YTV-alueelle! Tammisaari 102 500 sukkuloijaa YTV
VTT RAKENNUS- JA YHDYSKUNTATEKNIIKKA Copyright VTT 6.5.2008 P. Lahti 28
VAIHTOEHTOISIA MALLEJA? ESIMERKKINÄ: Ekotehokkaan alueen toteutettu kohde: BedZED (Beddington Zero Energy Development), UK, jossa on sovellettu monia samanaikaisia ja suunnittelun eri tasolla ja eri elämäntilanteissa toimivia keinoja (Bill Dunster) Tiivistelmä alueen ekotehokkuuden keskeisistä ominaisuuksista: asuntosuunnittelu: n. 80 m2, kahdessa kerroksessa (pääkerros 54 m2 ja parvimainen puolikerros mezzanine 23 m2), märkätilat kasattu ydinmuuriseinälle talon takaosassa rakennusmateriaalit: kierrätysmateriaaleja, uusiomateriaaleja, uudelleen kierrätettäviä materiaalia, paikallisia materiaaleja ja työvoimaa energia: passiivinen aurinkoenergia (talot suunnattu etelään), etelävaipan rakenteisiin integroituja PV-paneeleja, joiden teho riittää 40 sähköajoneuvon käyttöön 16 000 km/v; lisäksi rakennusmassan hyödyntämistä lämpövarastona ja hyvät lämmöneristeet; energiankulutus todettu (2002 elo-lokakuu) selvästi keskiarvoa pienemmäksi vastaavankokoisissa asunnoissa (lämmitys -88%, lämmin käyttövesi -57%, sähkönkulutus -25%, uusiutumattomilla polttoaineilla ajetut kilometrit -65%) vesi: veden kierrätys niin, että 18 % vedenkulutuksesta (WC-huuhtelu ja puutarhojen kasteluvedet) peitetään kerätyllä ja suodatetulla sadevedellä (maanalaiset säiliöt); veden kulutus -50% verrattuna keskiarvoon ilmanvaihto: näkyvät painovoimaiseen ilmanvaihtoon integroidut tuulihatut katoilla Lähde: Veijo Nykänen, Pekka Huovila, Pertti Lahdenperä, Pekka Lahti, Markku Riihimäki & Jarmo Karlund Kumppanuuskaavoitus aluerakentamisessa. Beyond Vuores tutkimus, http://www.vtt.fi/inf/pdf/tiedotteet/2007/t2393.pdf
Bill Dunster ZEDFactory
Bill Dunster ZEDFactory
Aurinkosähkö ja aurinkolämpö aurinkolämpö tuottaa lämmintä vettä putkiverkkoon - joko tilojen lämmitykseen tai käyttövedeksi turvallinen, joustava ja monikäyttöinen lisälämmönlähde voi yhdistää kaikkiin tavanomaisiin lämmitysjärjestelmiin (puu, pelletti, maalämpö, kaukolämpö sähkö, öljy) toimitetaan suoraan "kuluttajille" ilman kallista infrastruktuuria tai logistiikkaa (tuotantolaitoksia, teitä, sähkölinjoja, jätteidenkäsittelyä ym) käyttäjäystävällinen (ei vaadi paljoa ylläpitoa, pitkä käyttöikä) Luvian kyläsaunan vedet lämpiävät aurinkolämmöllä aurinkosähkö tuottaa sähköä talon tai kiinteistön omaan tarpeeseen tai syöttää sitä yleiseen verkkoon yleiseen verkkoon syöttäminen edellyttää sopimista sähkön tuottajan ja verkon omistajien kanssa (useimmiten myös ns. syöttötariffia, kuten Saksassa on toteutettu 20-vuotisin sopimuksin vakiohinnalla) Voidaan teknisesti toteuttaa joko a) erillisinä aurinkosähkövoimaloissa tai b) integroida muihin rakenteisiin joko taloihin tai vaikka meluvalleihin tapauksessa a) energiantuotannosta tehdään näkyvä erillinen tuotantolaitos joka voi olla esteettisesti hyvinkin korkeatasoinen tapauksessa b) energiantuotanto voidaan sulauttaa muuhun yhdyskuntarakenteeseen esteettisesti näkyvänä tai näkymättömänä Helsingin Viikissä kerrostalon parvekekaiteet tuottavat aurinkosähköä Kuva: Christer Nyman Kuva: Timo Jodat Kuva: Christer Nyman
Aurinkosähkö aurinkopaneelit (PV-paneelit) integroituna osaksi ulkovaippaa, julkisivua tai kattoa energiantuotanto sulautuu muuhun rakenteeseen ei tarvita erillisiä tiloja sähköntuotantoa varten DRI Energy http://www.dricompanies.com/lumetas.aspx
http://www.atlantisenergy.org/sunslates2.html
SunWatt Oy:n edustama taipuisa PV-paneeli (Uni- Solar, USA), joka laminoidaan suoraan peltikattoon. Voidaan muuntaa esim. 230 V vaihtovirraksi siniaaltoinvertterilla. kuvat P. Lahti 2008
Kuva: Pekka Leppänen Kuva: Jyri Nieminen Suomusjärven matalaenergiatalo (kaikki energia tuotetaan uusiutuvilla: auringolla, puulla ja tuulella) Pietarsaaren IEA5 matalaenergiatalo (merkittävä osa lämpö- ja sähköenergiasta tuotetaan auringolla)