KIMU Kerrostalon ilmastonmuutos energiatalous ja sisäilmasto kuntoon Kohderakennukset Matinkylä: As.Oy Matinkuja 1, Espoo
1 (30) Kerrostalon ilmastonmuutos - KIMU Kohderaportti Matinkuja 1 Ilpo Kouhia, Jyri Nieminen, Sakari Pulakka, VTT Mauri Marttila, Suomen Kiinteistöliitto Juha Salmi, Asuntotieto
2 (30) Sisällysluettelo 1 Johdanto...3 1.1 Yleiskuvaus taloyhtiöstä...3 1.2 Perustiedot rakenteista...4 1.3 Perustiedot teknisistä järjestelmistä...4 1.4 Tehdyt ja suunnitellut korjaukset...4 1.5 Lämmön-, sähkön- ja vedenkulutustiedot...6 1.6 Työn tavoitteet...7 2 Lähtötilannetta tarkentavat selvitykset ja niiden tulokset...7 2.1 Tehdyt kuntotutkimukset...7 2.2 Sisäilmastokysely...8 2.3 Tulevaisuuden kysely...12 2.4 Lämpökuvaukset...12 3 Toimenpiteet energiatalouden ja sisäilmaston parantamiseksi...16 3.1 Valitut toimenpiteet...16 3.2 Laskentamenetelmät...17 3.2.1 Energia- ja sisäilmastosimuloinnit...17 3.2.2 Elinkaarikustannuslaskelmat...19 4 Laskentatulokset eri toimenpidevaihtoehdoille...20 4.1 Energiankulutus...20 4.2 Elinkaarikustannukset...21 5 Toimenpidesuositukset...22 5.1 Yleistä...22 5.2 Rakennuksen vaippa...22 5.3 Talotekniikkajärjestelmät...23 5.3.1 Ilmanvaihto...23 5.3.2 Vesi- ja viemärijärjestelmät...24 5.3.3 Sähkö- ja tietoliikennejärjestelmät...24 5.4 Yhteenveto toimenpiteistä...25 6 Korjaushankkeen toteutus...26 6.1 Korjaushankkeiden rahoituksesta taloyhtiöissä...26 6.2 Korjaushankkeen toteutustapa...27 Liite 1: Viestintä korjaushankkeessa...28
3 (30) 1 Johdanto 1.1 Yleiskuvaus taloyhtiöstä As Oy Matinkuja 1 sijaitsee Espoon Matinkylässä, joka on länsiväylän eteläpuolella, Kaitaan ja Haukilahden välisellä alueella (kuva 1). Taloyhtiöön kuuluu kolme erillistä kerrostalorakennusta. Tässä raportissa tarkasteltava talo 2 (kuva 2) on valmistunut 1972. Rakennuksessa on kolme porrasta ja kolme asuinkerrosta sekä sisääntulokerros, jossa on yleiset tilat kuten väestönsuojatilat, lämmönjakohuone, urheiluvälinesuoja, talousvarasto sekä jäähdytetty talousvarasto. Kuva 1 As Oy Matinkujan sijainti Matinkylässä. Kuva 2 As Oy Matinkuja 1, talo 2
4 (30) Taloyhtiössä on kolme rakennusta. Tarkasteltavassa rakennuksessa on kolme porrashuonetta ja kahdessa muussa kaksi porrashuonetta. Yhtiön kerrostalojen tilavuus on 15910 m 3, kerrosala 4438 m 2 ja huoneistoala 3905 m 2. Rakennukset ovat yhtiön omistamalla tontilla. Asuntoja yhtiössä on yhteensä 54. Tarkasteltavan rakennuksen huoneistokoot olivat suuria, välillä 81,5-112 m 2. Huoneluku huoneistoa kohden on 3-5 h + k. Taloyhtiö Matinkuja 1 kuuluu Matinkylän vanhempaan alueeseen. Matinkylän alueen rakentaminen on aloitettu 1960-luvun lopulla. Asunto Oy:n kolme rakennusta ovat rakentamisajankohtaan tyypillisiä 3 + 1-kerroksisia asuinkerrostaloja. 1.2 Perustiedot rakenteista Rakennuksen perustukset ovat teräsbetonianturapalkkeja, jotka tukeutuvat kantavaan maapohjaan tai kallioon. Rakennus on elementtirakenteinen. Ulkoseinät ovat pesubetonipintaisia sandwich-ruutuelementtejä. Elementtien ulkokuori on pesubetonipintainen. Ulkoseinien lämmöneristysvahvuus on noin 10 cm. Parvekkeet on tehty varsinaisen rakennuslinjan ulkopuolelle teräsbetonisten pielielementtien avulla. Parvekkeet ovat lasitettuja. Rakennuksen välipohjat ovat 200 mm:n paksuisia pintavalulla varustettuja ontelolaattarakenteita. Yläpohjan kantava rakenne on ontelolaatta. Yläpohjan kattorakenne on puuristikkorakenteinen loiva katto, jossa on sisäpuoliset vedenpoistot. Vesikatteena on bitumikermikate. Yläpohjassa on korkea tuuletustila. Taloissa on maanvarainen alapohja. Ikkunat on korjattu vuonna 1996. Tällöin alkuperäisiin ikkunoihin on asennettu etuikkunat. 1.3 Perustiedot teknisistä järjestelmistä Kerrostalon lämmönjakojärjestelmä on vesikiertoinen patterilämmitys, ja talo on liitetty kaukolämpöön. Lämmin käyttövesi lämmitetään kaukolämmöllä. Talossa on ajalle tyypillinen lämpimän käyttöveden kiertojärjestelmä. Ilmanvaihto on toteutettu koneellisena poistoilmanvaihtona porraskäytäväkohtaisin poistoilmanvaihtokonein. KIMU-projektiin liittyvässä KIMULI-hankkeessa mitattiin ko. kerrostalon kolmen eri huoneistonilmanvaihdot ja todettiin, että eri huoneistojen ilmanvaihtomäärissä on huomattavia eroja. Sähköjärjestelmästä ei ole tarkastettuja tietoja. 1.4 Tehdyt ja suunnitellut korjaukset Yhtiössä on tehty kuntotutkimuksia ja selvityksiä seuraavasti: - PTS:n ja kuntoarvion laatiminen 1999, Matinkylän Huolto Oy - Kylpyhuoneiden kuntotarkastus 2002, Matinkylän Huolto Oy - Vesi- ja viemärijärjestelmien kuntotutkimus 2004, Suomen Talokeskus Oy - Julkisivujen kuntotutkimus 2005, Kiratek Oy - Sadevesiviemäreiden kuvaus 2005, Lokapalvelu Eerola Oy
5 (30) Lisätutkimustarpeeksi on arvioitu lämmitysjärjestelmän kuntotutkimus. Vuoden 1990 jälkeen on rakennuksessa tehty seuraavat merkittävät korjaukset, hankkeet ja perusparannukset: - Vesikatteen uusiminen 1990 - Lämpimän käyttöveden sulkuventtiilien uusiminen 1990 - Alkuperäisen lämmönvaihtimen kunnostus 1991 - Liittyminen kiinteistöautomaatiojärjestelmään 1992 - Parvekelasitusten rakennuslupa 1992 - Jätekatoksen uusiminen 1993 - Alumiinietuikkunoiden asennus 1996 - Putkiläpivientien palokatkojen teko 1997 - Ilmanvaihtojärjestelmän puhdistus ja säätö 1997 - Yleisten tilojen ja muutamien huoneistojen lukituksen uusiminen Exec-avaimille 1997 - Elementtisaumojen uusiminen 1998 - Palovaroittimien asennus yleisiin tiloihin 2000 - Parvekkeiden peruskorjaus 2000 - Porrasaskelmien timanttihionta 2001 - Porrashuoneiden ja kellaritilojen peruskunnostus 2001 - Ilmanvaihtojärjestelmän puhdistus ja säätö 2003 - Sähköisen huoltokirjan laatiminen 2003 - Julkisivuelementtien kuntotutkimus 2004 - Vesi- ja viemärijohtojen kuntotutkimus 2004 - Parvekelippojen vedenpoistoputkien uusiminen 2005 - Antenniverkoston kunnostus 2005 - HTV-kaapelitelevisioverkkoon liittyminen 2005 - Patteriverkoston säädön suunnittelu 2005 - Pihasuunnitelman laatiminen 2005 - Pelastussuunnitelman laatiminen 2005 - Huoneistojen (osa) lukituksen uusiminen Exec-avaimille 2006 - Korvausilmaventtiilien asennus huoneistoihin 2007 - Ilmanvaihtojärjestelmän puhdistus ja säätö 2007 - Sähköpääkeskuksen peruskunnostus 2007 - Patteriventtiilien uusiminen ja verkoston perussäätö 2007 - Salaojien ja perustusten vedeneristeiden uusiminen 2008 - Korttelipihan kunnostus 2008 - Energiatodistuksen laatiminen 2008 Lisäksi on korjattu ja uusittu kylpyhuoneiden lattioiden ja seinien vedeneristyksiä huoneistokohtaisesti. 2009 kunnossapidon periaateohjelmassa on kuivaushuoneiden koneiden uusiminen, kellarikäytävän alakattojen uusiminen, kompressorihuoneiden kunnostus ja varautuminen yhden IV-koneen uusintaan. Yhtiön periaateohjelmassa vuosille 2010-2013 on kylpyhuoneiden vedeneristysten kunnostus, kellarikäytävien asbestipinnoitteiden poisto ja ilmanvaihtojärjestelmien puhdistukset, säädöt sekä IV-koneiden osittainen uusiminen. Periaateohjelmassa vuosille 2014-2018 on esitetty autopaikka-alueen kunnostussuunnittelu ja kunnostus, elementtisaumojen uusiminen, lämmönvaihtimen uusiminen, ilmanvaihtojärjestelmien puhdistus ja säätö, huoneistojen alkuperäisten wc-istuinten
6 (30) uusiminen, vesikatteen uusiminen, vesi- ja viemärijohtojen kuntotutkimus ja uusimisen suunnittelu sekä julkisivujen kuntotutkimus. Vuoden 2009 kunnossapidon periaateohjelman kustannusarvio on 35 000, 2010-2013 ohjelman kustannusarvio on 103 000 ja 2014-2018 128 000. 1.5 Lämmön-, sähkön- ja vedenkulutustiedot Kuntoarviossa vuodelta 1999 esitetyt lämmitysenergian kulutustiedot vuosilta 1994 1998 on esitetty taulukossa 1 Vuoden 2008 lämmön ominaiskulutus on ollut 52,9 kwh/m 3 /a. Rakennuksen lämmönkulutus on jonkin verran pienempi kuin vertailuryhmän rakennusten lämmönkulutus. Taulukko 1. Taloyhtiön lämmitysenergian kulutustiedot. Vuosi Todellinen kulutus Normeerattu kulutus Normeerattu ominaiskulutus Vertailuryhmän normeerattu kulutus MWh/a MWh/a kwh/m 3 /a kwh/m 3 /a 1994 837 859 54,0 56,8 1995 785 839 52,7 54,8 1996 840 841 52,9 55,6 1997 785 827 52,0 57,8 1998 805 851 53,8 58,2 Vedenkulutus on vastaavasti esitetty kuntoarviotietojen perusteella taulukossa 2. Vuoden 2008 veden ominaiskulutus on ollut 136 litraa asukasta kohden vuorokaudessa. Veden kulutus tarkasteltuna ajanjaksona on ollut vertailuryhmää vähäisempi lukuun ottamatta vuotta 1994. Taulukko 2. Taloyhtiön vedenkulutus. Vuosi Todellinen kulutus m 3 /a Ominaiskulutus Vertailuryhmän kulutus l/asukas/vrk Asukasmäärä vuoden lopussa l/asukas/vrk 1994 7168 182 170 108 1995 6526 132 164 135 1996 6009 138 171 119 1997 5908 141 176 115 1998 5667 128 168 121 Kiinteistösähkön kulutus vuosilta 1994 1998 on kuntoarvion mukaan ollut taulukon 3 mukainen. Vuoden 2008 kiinteistösähkön ominaiskulutus on ollut 2.91 kwh/m3/a. Kulutus on vertailuryhmään verrattuna ollut samaa suuruusluokkaa tai pienempi. Taulukko 3. Taloyhtiön kiinteistösähkön kulutus Vuosi Todellinen kulutus kwh/a Ominaiskulutus kwh/m 3 /a Vertailuryhmän kulutus, kwh/m 3 /a 1994 62496 3.9 3.9 1995 55356 3.5 3.9 1996 58218 3.7 3.8 1997 52308 3.3 3.7 1998 52794 3.3 3.7
7 (30) 1.6 Työn tavoitteet Tämän selvitystyön tavoitteina on kartoittaa kiinteistön tilaa ja tuottaa erilaisia vaihtoehtoisia ratkaisumalleja taloyhtiössä tehtävien kiinteistön ylläpitoon ja peruskorjauksiin tarvittavien päätösten helpottamiseksi. Kiinteistön ylläpidon tarkoituksena on pitää rakennusten palvelukyky ennallaan. Ylläpidon minimointi voi johtaa kiinteistön palvelukyvyn alenemiseen. Peruskorjausten tarkoituksena on parantaa palvelukykyä tietoisella kertapanostuksella. Tavoitteena tässä selvityksessä on tarkastella edellä esitettyjä vaihtoehtoja lähinnä lämmitysenergian kulutuksen ja sisäolosuhteiden näkökulmasta. Teknis-taloudellisesti järkevä vaihtoehto olisi käyttää rakennuksen tietty palvelukyky teknisen käyttöikänsä loppuun, mutta usein korjaustarvetta koetaan mm. esteettisten syiden, käytettävyyden heikkenemisen tai vanhanaikaistumisen takia. Esimerkiksi asuinhuoneistoissa peruskorjauksia tehdään 20 30 vuoden eli noin sukupolven välein, ja peruskorjausten yleisimpänä syynä on vanhanaikaistuminen. 2 Lähtötilannetta tarkentavat selvitykset ja niiden tulokset 2.1 Tehdyt kuntotutkimukset Tehdyt kuntotutkimukset liittyvät vesi- ja viemärijärjestelmään, sadevesiviemäröintiin sekä julkisivuihin. Kuntotutkimukset ajoittuvat vuosille 2004-2005. Kylmävesiputkien jäljellä olevaksi käyttöiäksi on arvioitu tutkimuksessa yli 10 vuotta, joten seuraavat toimenpiteet ajoittuvat ajanjaksolle 2015-2025. Lämpimän käyttöveden putkistojen jäljellä olevaksi käyttöiäksi on arvioitu samoin yli 10 vuotta. Lämmönjakojärjestelmän putkistoille arvioidaan vielä useiden kymmenien vuosien jäljellä olevaa käyttöikää. Viemäriputkien todettiin olevan varsin hyväkuntoisia mutta putkissa on paikoin runsaasti juurikasvustoa, joka esitetään poistettavaksi. Putkissa on jonkin verran painumia, jotka eivät olennaisesti haittaa järjestelmän toimintaa. Yleisesti tarkasteltuna putkistojen kunto on varsin hyvä, ja tilanne tulee kartoittaa uudelleen 2015-2020. Julkisivujen kuntotutkimuksessa todetaan, ettei betoni ole täysin pakkasenkestävää. Julkisivujen kunto on melko hyvä lukuun ottamatta joitakin ikkunanpielirakenteita, joissa pieliteräksien korroosio on aiheuttanut runsaasti halkeamia. Elementtien saumaukset ovat hyväkuntoisia ja teräksiä suojaavat betonikerrokset ovat riittäviä estämään karbonatisoitumisen aiheuttamaa teräskorroosiota. Julkisivussa ei todettu merkittävää pakkasrapautumista, eikä teräskorroosiota ole odotettavissa ikkunanpieliä lukuun ottamatta. Pesubetonipinnan ja alustan välinen tartunta on pääsääntöisesti hyvä. Julkisivujen osalta ei ole todettu välitöntä korjaustarvetta seuraavaan 10 vuoteen, joten tilanteen uudelleenkartoitus ajoittuu 2015-2020.
8 (30) 2.2 Sisäilmastokysely Taulukossa 4 on esitetty taloyhtiössä tehdyssä asukaskyselyssä ilmenneet keskeiset sisäilmaongelmat. Taulukossa on verrattu kohderakennusta koskevaa 18 vastausta koko tutkimuksen kuuden kohteen 115 vastaukseen. Taulukko 4. Taloyhtiössä tehdyssä sisäilmastokyselyssä ilmenneet keskeiset ongelmat. Vastaajia Osuus % Vertailu, Osuus % vastaajia Vaihteleva huonelämpötila 2 11 22 19 Lattioiden kylmyys 5 28 39 34 Kostea ilma 1 6 4 3 Tunkkainen ilma 4 22 26 23 Riittämätön ilmanvaihto talvella 1 6 13 11 Riittämätön ilmanvaihto kesällä 5 28 21 18 Havaittava pöly tai lika pinnalla 8 44 26 23 Heikko valaistus tai häikäisy 1 6 3 3 Ulkoa tuleva melu 6 33 15 13 Muu 2 11 25 22 Kohderakennuksessa koettiin vertailuaineistoa merkittävästi ongelmallisempana kesäajan riittämätön ilmanvaihto, pölyn tai lian kertyminen pinnoille ja ulkoa tuleva melu. Kuvissa 3-10 on vertailtu kohderakennuksesta saatuja erilaisia sisäolosuhdetta koskevia vastauksia koko tutkimuksenaineistoon. Kuva 3. Lämpötilat talvelle (1 = liian lämmintä, 5 = Liian viileää)
9 (30) Kuva 4. Lämpötilat kesällä (1 = liian lämmintä, 5 = liianviileää) Kuva 5. Vetoisuus talvella (1 = liian seisova ilma, 5 = liian vetoisa)
10 (30) Kuva 6. Vetoisuus kesällä (1 = liian seisova ilma, 5 = liian vetoisaa Kuva 7. Lämpöviihtyvyys yleisesti talvella (1 = tyytyväinen, 5 = tyytymätön)
11 (30) Kuva 8. Lämpöviihtyvyys kesällä (1 = miellyttävä, 5 = epämiellyttävä) Kuva 9. Ilman laatu talvella (1 = hyvä, 5 = huono)
12 (30) Kuva 10. Ilman laatu kesällä (1 = hyvä, 5 = huono) 2.3 Tulevaisuuden kysely Asunto-osakeyhtiön asukkaiden toiveita ja käsityksiä tulevista kehitystarpeista kartoitettiin kyselyllä. Asukkaat asettivat seuraavat lausumat tärkeysjärjestykseen kyselyssä. Taloyhtiön tulee optimoida korjaustoimintaa korjaamalla / uusimalla teknisiä järjestelmiä ennalta arvioidun elinkaaren lopussa (riski teknisistä vioista ja rikkoutumisista ja niistä aiheutuvista asumishaitoista hyväksytään). 56 % vastauksista. Taloyhtiön tulee minimoida tekniset viat ja rikkoutumiset painottamalla voimakkaasti ennakoivaa korjaustoimintaa. (teknisiä järjestelmiä korjataan ja uusitaan selvästi ennen niiden arvioitua elinkaaren päätä). 28 % vastauksista. Taloyhtiön korjaustoiminnassa tulee suorittaa vain välttämättömät vika- ym. korjaukset. 6 % vastauksista. en osaa sanoa / ei vastausta. 17 % vastauksista. 2.4 Lämpökuvaukset Tarkasteltavan kohteen ulkoseinärakenteet lämpökuvattiin ulkopuolelta, kuvat 11-24. Kuvaus ei osoittanut suuria puutteita. Lämpökuvauksen perusteella voidaan kuitenkin todeta seuraavaa: - Elementtien saumojen tuuletusurat ovat toimivia - Elementtien eristerakenteessa paikoin hieman konvektiovirtauksia - Elementtien eristeiden paksuuksissa on elementin eri kohdissa eroja - Sisäänkäyntikerroksen ja ensimmäisen asuinkerroksen välipohja ulkoseinäliittymässä on merkittävä kylmäsilta - Sisäänkäyntikerroksen ulkoseinien eristykset ovat ylempien kerrosten eristyksiä huonommat
13 (30) 3.0 C 3 2 1 0-1 Kuva 11. Matinkuja 1, talo 2. Eteläpääty -2-2.0 C 3.0 C 3 2 1 0-1 Kuva 12. Matinkuja 1, talo 2. Eteläpääty -2-2.0 C 3.0 C 3 2 1 0-1 Kuva 13. Matinkuja 1, talo 2. Eteläpääty -2-2.0 C 2.0 C 2 1 0-1 -2 Kuva 14. Matinkuja 1, talo 2. Eteläpääty -3-3.0 C
14 (30) -2.0 C -2-3 -4-5 -6 Kuva 15. Matinkuja 1, talo 2. Itäjulkisivu -7-7.0 C 0.0 C 0-1 -2-3 -4 Kuva 16. Matinkuja 1, talo 2. Itäjulkisivu -5-5.0 C 0.0 C 0-1 -2-3 -4 Kuva 17. Matinkuja 1, talo 2. Itäjulkisivu -5-5.0 C 0.0 C 0-1 -2-3 -4 Kuva 18. Matinkuja 1, talo 2. Itäjulkisivu -5-5.0 C
15 (30) -1.0 C -1-2 -3-4 -5 Kuva 19. Matinkuja 1, talo 2. Itäjulkisivu -6-6.0 C -3.0 C -3-4 -5 Kuva 20. Matinkuja 1, talo 2. Pohjoispääty -6-6.0 C -1.0 C -1-2 -3-4 -5 Kuva 21. Matinkuja 1, talo 2. Pohjoispääty -6-6.0 C 1.0 C 1 0-1 -2-3 -4-4.0 C Kuva 22. Matinkuja 1, talo 2. Länsijulkisivu
16 (30) 3.0 C 3 2 1 0-1 -2-2.0 C Kuva 23. Matinkuja 1, talo 2. Länsijulkisivu 2.0 C 2 1 0-1 -2-3 -3.0 C Kuva 24. Matinkuja 1, talo 2. Länsijulkisivu. 3 Toimenpiteet energiatalouden ja sisäilmaston parantamiseksi 3.1 Valitut toimenpiteet Taulukossa 5 on esitetty tarkasteltavat korjauskonseptit ja niihin liittyvät tärkeimmät lähtötiedot. Näitä lähtötietoja ovat rakenteiden lämmönläpäisykertoimet eli U-arvot, ikkunoiden auringonsäteilyn läpäisykertoimet, rakennuksen ilmatiiviyttä kuvaava n 50 -luku ja lämmön talteenoton tuloilman lämpötilasuhde. Lähtötilanne kuvaa tämän hetkistä tilannetta taloyhtiössä. Ulkoseinän lisälämmöneristäminen 100 millimetrillä on ajateltu tehtävän nykyisen ulkoseinärakenteen päälle. Tapaus, jossa ulkoseinän lämmöneristyksen paksuus on 300 mm, edellyttää julkisivun purkamista, lämmöneristeen vaihtamista uuteen ja uuden julkisivuverhouksen tekemistä. Ikkunaremontin tapauksessa olemassa olevat 3-lasiset ikkunat vaihdettaisiin hyvin lämpöä eristäviin ikkunoihin, joiden U-arvo on 0,8 W/m 2 K. Poistoilman lämmön talteenotto tarkoittaa koneellisen tulo-poistoilmanvaihtojärjestelmän rakentamista olemassa olevan koneellisen poistoilmanvaihtojärjestelmän tilalle. Näiden vaippaan ja ilmanvaihtoon liittyvien korjausten lisäksi on arvioitu putkiremontin yhteydessä tehtäviä energiatehokkuuteen liittyviä parannuksia. Näitä on oletettu olevan huoneistokohtaiset vesimittarit kylmälle ja lämpimälle vedelle, vettä säästävät vesikalusteet ja oikein mitoitetut vesijohtojen painetasot. Taulukko 5. Toimenpideyhdistelmät energiatehokkuuden parantamiseksi.
17 (30) Vaihtoehto Toimenpiteet 1 Lähtötilanne 2 Lisäeristys US 100mm 3 Lisäeristys US 100mm, YP 80 mm 4 Lisäeristys US 100mm + LTO80% 5 US eristys 300mm 6 US eristys 300mm + lisäeristys YP 80m 7 IK 0,80 8 IK 0,80 + lisäeristys US 100mm 9 IK 0,80 + lisäeristys US 100mm, YP 80mm 10 IK 0,80 + US eristys 300mm 11 IK 0,80 + US eristys 300mm + lisäeristys YP 80mm 12 IK 0,80 + US eristys 300mm + lisäeristys YP 80mm + LTO80% 13 IK 0,80 + US eristys 300mm + LTO80% 14 IK 0,80 + LTO80% 15 LTO80% Merkinnät: US = ulkoseinä, YP = yläpohja, IK = ikkuna LTO = ilmanvaihdon lämmön talteenoton hyötysuhde. Lisäksi tehtiin seuraavat oletukset: - Ikkuna-ala on 20 % lattiapinta-alasta - Ilmanvaihto alkutilanteessa on 0,4 1/h - Ilmanvaihdon ilmavirtoja kasvatetaan vastaamaan ilmanvaihtoa 0,5 1/h 3.2 Laskentamenetelmät 3.2.1 Energia- ja sisäilmastosimuloinnit Energialaskelmat toteutettiin nykypäivän dynaamisella simulointityökalulla IDA Indoor Climate and Energy 4.0. Tällä työkalulla on mahdollista tarkastella laskennallisesti rakennuksen energiankulutusta sekä sisäilmastoa. Kohderakennuksesta luotiin kolmiulotteinen malli (kuva 25). Simuloinnissa laskentavyöhykkeet muodostettiin asuntokohtaisesti, jossa kylpyhuone muodosti oman erillisen vyöhykkeen, ja jokainen asuinkerros mallinnettiin erikseen. Asuinkerroksista mallinnettiin erikseen yhteensä kolme kerrosta: ylin, alin ja keskimmäinen. Tämän lisäksi porraskäytävät ja kellari mallinnettiin omina vyöhykkeinään. Taulukossa 6 on esitetty eri laskentatapausten tärkeimmät laskentaparametrit. S 2.0 m f1 N f4 f2 f3e f3d f3b f3a f3c Kuva 25. Rakennuksen simulointi 3D-malli ja yhden asuinkerroksen vyöhykejako
18 (30) Simuloinneissa käytettiin säätietoina Helsingin vuoden 1979 tuntitason säätietoja, jotka vastaavat voimassa olevan Suomen rakentamismääräyskokoelman osan D5 (2007) säätietoja. Tilojen lämmityksen asetusarvona käytettiin asuinhuoneille 22 C, kylpyhuoneille 23 C ja porraskäytäville ja kellarille 20 C. Sähkölaitteista ja valaistuksesta tuleva lämpöenergia vastaa Sisäilmastoluokituksen (2008) ohjearvoja. Tämä tarkoittaa sähkölaitteiden ja valaistuksen vuotuisena lämpöenergiana, joka tulee huonetilaan, eli 22,8 kwh/asunto-m 2. Asukkaiden määrä kerrostalossa on 80 eli keskimäärin 31 asunto-m 2 henkeä kohden. Lämmitysjärjestelmä mallinnettiin ideaalisena, ja lämmönjaon ja luovutuksen aiheuttamat häviöt otettiin huomioon hyötysuhteiden avulla. Tilojen lämmitykselle käytettiin hyötysuhteen arvoa 0,81 ja lämpimälle käyttövedelle 0,86. Itse kaukolämpölaitteiston hyötysuhteena käytettiin arvoa 0,97. (Suomen rakentamismääräyskokoelman osan D5 Ohjeet 2012 luonnos 28.9.2010) Ilmanvaihdon määräksi oletettiin painovoimaisella ilmanvaihdolla 0,4 1/h ja korjauskonseptin on koneellisella tulo-poisto-ilmanvaihtojärjestelmällä 0,5 1/h. Rakennuksen ilmatiiviyttä kuvaavana n 50 -lukuna käytettiin kaikissa laskentatapauksissa arvoa 1,0 1/h. Koneellisen tulopoistoilmanvaihtojärjestelmän yhteydessä ilmanvaihdon jälkilämmitys toteutetaan kaukolämmöllä. Mahdollisella putkiremontilla ja siihen liittyvillä toimenpiteillä oletettiin saatavan aikaan 20 prosentin säästö kokonaisvedenkulutuksessa. Alkutilanteessa kokonaisvedenkulutuksesta arvioitiin olevan 40 prosenttia lämmintä vettä. Putkiremontin jälkeen lämpimän käyttöveden osuudeksi oletettiin 45 prosenttia kokonaisvedenkulutuksesta. Taulukko 6. Laskentaparametrit US YP AP IK Ikkunan auringonläpäisy n 50 Ilmavuotoluku Lämmöntalteenoton hyötysuhde W/m2K W/m2K W/m2K W/m2K - / - 1/h % 1 0,45 0,39 0,40 2,00 0,69 / 0,58 1,0-2 0,22 0,39 0,40 2,00 0,69 / 0,58 1,0-3 0,22 0,23 0,40 2,00 0,69 / 0,58 1,0-4 0,22 0,39 0,40 2,00 0,69 / 0,58 1,0 80 5 0,14 0,39 0,40 2,00 0,69 / 0,58 1,0-6 0,14 0,23 0,40 2,00 0,69 / 0,58 1,0-7 0,45 0,39 0,40 0,80 0,38 / 0,32 1,0-8 0,22 0,39 0,40 0,80 0,38 / 0,32 1,0-9 0,22 0,23 0,40 0,80 0,38 / 0,32 1,0-10 0,14 0,39 0,40 0,80 0,38 / 0,32 1,0-11 0,14 0,23 0,40 0,80 0,38 / 0,32 1,0-12 0,14 0,23 0,40 0,80 0,38 / 0,32 1,0 80 13 0,14 0,39 0,40 0,80 0,38 / 0,32 1,0 80 14 0,45 0,39 0,40 0,80 0,38 / 0,32 1,0 80 15 0,45 0,39 0,40 2,00 0,69 / 0,58 1,0 80
19 (30) 3.2.2 Elinkaarikustannuslaskelmat Energiakorjausten elinkaariedullisuuden analysointi perustuu eurooppalaiseen menetelmäkehitykseen 1. Elinkaarikustannuslaskelmat muodostuvat seuraavista osista: Hankintakustannukset (pääomakustannukset, investointikustannukset) Purkukustannukset Rahoituskustannukset Huoltokustannukset Kunnossapitokustannukset Lämmitysenergiakustannukset Sähköenergiakustannukset Ympäristökustannukset Jäännösarvo Hankintakustannukset kattavat rakennuttajan kustannukset, rakennuskustannukset ja rakennuksen luovutuksen edellyttämät kustannuserät. Laskelmissa otetaan huomioon tekijät, jotka aiheuttavat eroja eri vaihtoehtojen välille. Purkukustannukset kattavat rakenteiden sekä laitteiden ja järjestelmien purkamisesta aiheutuvat kokonaiskustannukset. Rahoituskustannukset aiheutuvat rahoituksen kustannuksista valitulla laskenta-ajalla. Rahoituskustannuksiin sisällytetään myös esim. lyhytaikaiset lainajärjestelyt ja uudelleenjärjestelyt. Huoltokustannukset aiheutuvat suunnitelluista huoltotöistä. Huoltokustannuksiin vaikuttavat valittu järjestelmä, huollon laatutaso sekä huoltoyhtiön veloitusperiaatteet ja toimintatavat. Toiset järjestelmät vaativat usein tapahtuvaa huoltoa, kun taas toiset järjestelmät toimivat pitkiäkin aikoja ilman erityistä huolenpitoa. Huollon laadulla on merkitystä, sillä hyvä huolto korjaa investoinneissa syntyviä puutteita. Kunnossapitokustannukset aiheutuvat suunnitelluista tai muutoin välttämättömiksi todetuista kunnossapitotoimista. Niillä pyritään estämään rakennuksen kulumista. Talotekniikan osalta kunnossapitokustannusten arvioimiseen vaikuttavat huomattavasti laitteiden käyttöympäristö ja kunnossapidon taso. Kunnossapitoon luetaan myös kaikki pienimuotoiset ennakoimattomat korjaukset. Lämmitysenergiakustannukset aiheutuvat tilojen lämmityksestä ja käyttöveden lämmityksestä. Rakennustasoisissa tarkasteluissa määritetään eritellyt lämmityskustannukset, jotka perustuvat lämmitystapaan ja energiantuottajan arvioituihin tai todennettuihin kulutuksiin. Sähköenergiakustannukset aiheutuvat kiinteistösähköstä, käyttäjäsähköstä sekä talotekniikan laitteista ja järjestelmistä. Jäähdytysenergiakustannukset sisältyvät yleensä erittelemättöminä sähköenergiakustannuksiin. Tehdyssä elinkaarikustannusvertailussa kuluttajasähköä ei kuitenkaan ole otettu huomioon 1 Common European model for life cycle costing. http://ec.europa.eu/enterprise/construction/compet/lifecyclecosting/ en.htm
20 (30) Ympäristökustannukset sisältävät mm. mahdolliset korjausrakentamista edeltävät maaperän puhdistuksen ja suojauksen kulut sekä purku- ja kierrätyskulut elinkaaren päättyessä. Hankinnalla (investoinnilla) voi pitoajan päättyessä olla jäännösarvo. Jäännösarvoerot otetaan huomioon vaihtoehtojen vertailussa, jos laskentajakso on lyhyempi kuin käyttöikä, ja vaihtoehtojen välillä on laskennallisia käyttöikäeroja. Nykyarvomenettelyssä summataan laskentajaksolla eri vuosina tehtävien toimenpiteiden kustannukset nykyhetkeen joko suoraan nykyisin hinnoin. Laskentakoroksi valitaan yleensä ennakoitu yleinen kustannustason nousu. Laskelmassa inflaation taso, energian hinta ja sen nousu, sekä kiinteistön järjestelmien ja laitteiden kestävyys joudutaan ennakoimaan. 4 Laskentatulokset eri toimenpidevaihtoehdoille 4.1 Energiankulutus Taulukossa 7 on eri laskentavaihtoehdoilla saadut laskennalliset lämmitysenergian kulutukset sekä saavutettava energiansäästö perusvaihtoehtoon verrattuna. Tulosten mukaan 50 % energiansäästö tilojen lämmitysenergiasta saavutetaan seuraavalla toimenpideyhdistelmällä: - Ikkunoiden U-arvo 0,80 W/m 2 K - Ulkoseinän lämmöneristys 300mm mineraalivillaa - Yläpohjan lisälämmöneristys 80 mm - Ilmanvaihdon lämmön talteenoton hyötysuhde 80 %. Yläpohjan lisälämmöneristäminen ei ole tavoitteen saavuttamiseksi välttämätöntä. Sen vaikutus on noin 4 %. Taulukko 7. Energiansäästötoimenpiteiden vaikutus rakennuksen lämmitysenergiantarpeeseen suhteessa perustilanteeseen. Laskentatapaus Kaukolämpö kwh/rm 3 /a Säästö % 1 50 2 45 9,9 3 43 14,3 4 31 37,4 5 44 13,5 6 41 17,9 7 45 11,3 8 40 21,3 9 37 25,7 10 38 24,9 11 36 29,3 12 22 56,4 13 24 52,2 14 31 39,1 15 36 27,8.
21 (30) 4.2 Elinkaarikustannukset Elinkaarikustannuslaskenta perustuu kiinteistössä välttämättä tehtävien kunnostustöiden ja energiatehokkuutta parantavien toimenpiteiden kustannuseroon. Peruslaskelmassa huoneistokohtaisen (hajautetun) ilmanvaihtojärjestelmän uusiminen tehdään linjasaneerauksen yhteydessä, mikä tuo kustannussäästöjä itse asennustyöhön. Laskennassa oletetaan, että taloyhtiön oma rahoitus kattaa 40 % kustannuksista. Tämä sisältää mahdolliset energia-avustukset yms.. Rahoitusosuus on 60 % remontin hinnasta. Tälle osalle lasketaan rahoituskustannus 3 % reaalikorolla (nimelliskorko-inflaatio). Energian hinta oletetaan joko muuttumattomaksi, tai se nousee 4 % vuodessa. laskentajakso on 20 vuotta. Laskentatulokset ovat taulukossa 8. Taulukko 8. Matinkuja 1, elinkaarikustannukset ja takaisinmaksuaika. Esitetyt kustannukset sisältävät urakoitsijan katteen ja arvonlisäveron. Laskentatulosten perusteella energian hinnalla on suuri merkitys energiatehokkuutta parantavien toimenpiteiden takaisinmaksuaikoihin. Energiatehokkuuden merkittävä parantaminen esitetyillä korjausratkaisuilla aiheuttaa nykyteknologialla lähes 8 /m 2 vastikkeen nousun.
22 (30) 5 Toimenpidesuositukset 5.1 Yleistä Rakennuksen kunto on kohtalainen, ja sitä on kunnossapitotoimenpiteiden ja -suunnitelmien perusteella hoidettu asianmukaisesti. Kuntotutkimuksia vesi- ja viemärilaitteiden sekä julkisivujen osalta tehty 2004-2005. Tutkimustulosten perusteella mitään alle kymmenen vuoden aikana kriittiseksi muodostuvaa riskiä ei ole todettu. Kohderakennusta koskevan tutkimuksen yhteydessä ei ole havaittu mitään hälyttävää. Rakennuksen vesikate on uusittu 1990, ja sen arvioitu käyttöikä ulottuu vuosille 2015-2020. Vesi- ja viemärijärjestelmän sekä julkisivun seuraavat kuntotutkimukset on suunniteltu tehtäväksi vuosien 2014-2018 välillä, joten suunnitelma noudattaa aiemmissa tutkimuksissa ennakoitua rakennusosien jäljellä olevaa elinkaarta. Julkisivujen ja vesilaitteiden peruskorjausajankohta täsmentyy edellä mainittujen suunniteltujen kuntotutkimusten tulosten perusteella. Ilmanvaihtojärjestelmä on koneellisella poistolla varustettu, ja se on rakennusajalle tyypillinen ratkaisu. Energian käytön kannalta järjestelmä ei kuitenkaan ole tämän päivän suositusten mukainen. Ilmanvaihtojärjestelmiltä edellytetään lämmön talteenottoa ilmanvaihdon poistoilmasta, ja tällainen järjestelmä sisältää ilmanvaihtokoneen lisäksi erilliset tulo- ja poistoilmakanavat. Rakennusten energiatehokkuusdirektiivi edellyttää kansallisia energiatehokkuusmääräyksiä myös korjausrakentamiseen. Tämän hetkisen käsityksen mukaan määräykset annetaan Suomessa 2013. 5.2 Rakennuksen vaippa Rakennuksen ulkoseinien kunto on varsin hyvä luukuun ottamatta joidenkin ikkuna-aukkojen ulkopieliä. Elementeissä on paikoin halkeamia ja vähäistä betoniterästen korroosiota. Ongelma on pääasiassa esteettinen, koska teräkset eivät ole pahoin ruostuneita.. Ulkoseinien peruskorjaus tulee julkisivun kunnon perusteella ajankohtaiseksi 10-30 vuoden kuluttua. Toisaalta korjausrakentamisen energiatehokkuusmääräyksiin liitettäneen kannustimia, jotka puoltavat korjausten aikaistamista. Kannustimien laadusta tai laajuudesta ei vielä ole tietoa. Julkisivukorjauksessa on valittavissa kaksi vaihtoehtoista etenemistapaa. Ensimmäisessä vaihtoehdossa korjausajankohta määräytyy sillä perusteella, että betonisandwich-elementtien ulkokuoressa todetaan tutkimuksin joko merkittävää rapautumista tai, että ulkokuoren betonin karbonatisoituminen ulottuu merkittävältä osin teräksien tasolle, ja teräkset alkavat ruostua. Edellä mainitut tapaukset liittyvät usein yhteen siten, että betoniterästen ruostumisen aiheuttama terästen laajeneminen aiheuttaa halkeamia. Kuvattujen tyypinvaurioiden alkuvaiheessa voidaan ulkoseinät lisälämmöneristää, ja rakentaa seinään uusi julkisivupinta. Tällä tavoin alkuperäinen ulkokuori saadaan aiempaa parempiin kosteus- ja lämpöolosuhteisiin, ja näin rapautuminen ja terästen korroosio estyy tai ainakin hidastuu. Toisessa vaihtoehdossa betonisandwich-elementtien ulkokuorien annetaan ikääntyä elinkaarensa päähän. Toisin sanoen toimenpiteisiin ryhdytään vasta, kun ulkokuorten heikentynyt kestävyys aiheuttaa turvallisuusriskin. Tässä vaiheessa ulkokuorissa on vaurioita
23 (30) runsaasti, ja ne puretaan. Myös lämmöneristyskerros puretaan siten, että rakenteesta jää jäljelle ainoastaan sisäkuori. Sisäkuoren ulkopinta tasataan joko koolaamalla tai tasoitekerroksin. Ulkoseinä rakennetaan uudelleen sisäkuoresta lähtien. Tämä vaihtoehto on investointikustannuksiltaan selvästi ensimmäistä vaihtoehtoa kalliimpi. Etuja ovat myöhempi toteutettavuus ja se, että uudesta ratkaisusta voidaan tehdä täysin uusimmatkin rakennusmääräykset täyttävä tai haluttaessa jopa passiivi- tai 0-energiatason ratkaisu. Tässä vaihtoehdossa on myös mahdollista käyttää esivalmistettuja elementtejä korjaukseen. Menetelmässä huoneistokohtaisen ilmanvaihdon kanavat voidaan reitittää lisälämmöneristyselementissä, mikä vähentää sisätöitä, nopeuttaa ilmanvaihtoremonttia ja vähentää kustannuksia erillisiin julkisivun ja ilmanvaihdon uusimisen urakointeihin verrattuna. Peruskorjaustarpeen hitaan aikataulun takia ikkunoiden uusimista kannattaa harkita kahdesta syystä. 1996 asennetut etuikkunat eivät ole kovin energiatehokas ratkaisu verrattuna 2010- luvun ikkunaratkaisuihin. Toisaalta ulkoseinien lisälämmöneristäminen tai julkisivurakenteen uusiminen edellyttänevät ulkonäkösyistä ikkunoiden siirtämistä seinän paksuussuunnassa. Karkeasti voidaan arvioida, että asennuksen tai ikkunan siirtämisen hinta on 50-100 % itse ikkunan hinnasta, jolloin uusiminen muodostuu taloudellisesti mielekkäämmäksi. Ulkoseinien lisälämmöneristäminen johtaa aina tarkasteltavan kiinteistön tyyppisissä rakennuksissa myös räystäsrakenteen korjaamiseen. Vesikatteen uusimista on suunniteltu 2010-luvun loppupuoliskolle, joten julkisivuun ja kattoon liittyvien toimenpiteiden yhdistäminen samanaikaisiksi on kustannustehokasta. Rakennuksen kattorakenne on tuuletettu puurakenteinen loiva katto, jossa tuuletustilan korkeus räystäillä on noin metri. Tuuletustilaan voi lisästä puhallusvillaa kuitenkin siten, että katon keskilinjalla (jiirin kohdalla) tuuletusväli säilyy yhtenäisenä ja vähintään 150-200 mm korkeana. 5.3 Talotekniikkajärjestelmät 5.3.1 Ilmanvaihto Ilmanvaihtojärjestelmien uusimisessa on kolme eri vaihtoehtoa. Täysin keskitetyllä järjestelmällä tarkoitetaan sitä, että lämmön talteenotolla varustetulla porraskäytäväkohtaisella ilmanvaihtokoneella tuotetaan ilmanvaihdon edellyttämät tulo- ja poistoilmavirrat porraskäytävään rajoittuviin huoneistoihin. Järjestelmään voi liittyä huoneistokohtaisia hiilidioksidipitoisuuksiin ja/tai kosteuteen perustuvia säätöjärjestelmiä, jolloin järjestelmä toimii tarpeenmukaisesti. Olemassa olevan poistoilmanvaihtojärjestelmän muuttaminen edellä esitetyn mukaiseksi edellyttää ainakin tuloilmakanavien rakentamista. Tuloilmakanavat voidaan reitittää julkisivujen uusimisen yhteydessä esivalmistettuihin julkisivuelementteihin, jotka asennetaan rakennuksen korkuisina kaistoina. Välimuotojärjestelmällä tarkoitetaan järjestelmää, jossa poistoilmajärjestelmään liitetään lämmönvaihdin, jossa poistoilman lämpö siirretään lämmönsiirtonesteeseen. Lämmönsiirtonesteen avulla lämpö siirretään huoneistokohtaisiin tuloilmakoneisiin. Huoneistojen ulkoseiniin asennetaan tuloilmakoneet. Laitteistoon voidaan myös liittää erilaisiin parametreihin perustuvia säätöjärjestelmiä. Välimuotojärjestelmän rakentaminen edellyttää rakennusteknisiä toimenpiteitä, koska poistoilmalämmönvaihtimesta tulee johtaa nesteputkisto jokaiselle tuloilmakoneelle. Täysin hajautetulla järjestelmällä tarkoitetaan huoneistokohtaista ilmanvaihtoa, jossa jokaiseen huoneistoon asennetaan oma lämmön talteenotolla varustettu ilmanvaihtokone.