½done 2/2012

LEHTI UUDESTA SUUNNITTELUSTA ENERGIATEHOKKUUS-TEEMANUMERO

08 10

Länsimetron tekniikka maailman kärkitasoa Energiatehokkaampi Espoo

16 E-luku tulee, oletko valmis?

18 Mistä on lähes nollaenergiatalot tehty?

02

s.

HUS:n Meilahden tornisairaala pilottina energiatehokkaassa peruskorjaamisessa

No. 2/2012 0€

02 ½done 2_2012

SISÄLLYS KUVA: GRANLUND

KUVA: TOMMI ISTA

10

04

16

KUVA: PETRI JUNTUNEN

KUVA: GRANLUND

08

03 04 08 10 12 14 16 18 20

Julkaisija: Granlund Oy Malminkaari 21, PL 59, 00701 Helsinki Päätoimittaja: Juhani Pekkonen +358 10 759 2241, juhani.pekkonen@granlund.fi ISSN 2242-4997 (painettu) 2242-5004 (verkkojulkaisu) Graafinen suunnittelu: Porkka & Kuutsa Oy Painopaikka: Alocon Oy

22 23

Esipuhe

HUS:n Meilahden tornisairaalan peruskorjaus Länsimetron tekniikka maailman kärkitasoa Energiatehokkaampi Espoo

Konesalien energiatehokkuudessa potentiaalia Tuulta, aurinkoa vai lämpöä maasta – lyövätkö uusiutuvat itsensä läpi?

E-luku tulee, oletko valmis?

Mistä on lähes nollaenergiatalot tehty?

Kiinteistöjen energiatehokkuuden kojetaulut – RYHTI Taloinfo ja Metrix Innovation in Energy Efficiency COBIM-YTV-speksit käyttöön Kannen kuva: Petri Juntunen Kannen malli: Jari Innanen

ESIPUHE

½done 2_2012 03

LESS ENERGY GIVES MORE Petri Juntunen, kuva

03

½done numero kaksi käsittelee energiatehokkuutta.

Energiatehokkuudessa tapahtuu. Määräykset uusiu-

tuvat sellaisella vauhdilla, ettei rakennusjengi meinaa

mukana pysyä. Palvelupuolella vähän kankeammatkin konsultit oivaltavat, että kysyntä saattaa lisääntyä jos laissa jotain vaaditaan. Ja myös

omistajat alkavat olla yhä vahvemmin mukana.

Lähiajan haasteet määräysten osalta liittyvät e-luvun käyttöönottoon ja totaalisesti uudistuvaan energiatodistukseen. Tässä lehdessä käsitellään kumpaakin aihetta.

Määräykset ovat aina kompromissien kompromisseja. Toivomuksena kuitenkin on, että saamme aikaan paitsi vertailukelpoisia tunnuslukuja niin myös aktiivista toimintaa. Nyt näyttäisi siltä, että energiatodistuksessa on piirteitä, jotka eivät kannusta parannuksiin. Mutta prosessi on kesken – ja ainakin Granlundin asiantuntijat ovat toimittaneet omat kommenttinsa lausuntoversiosta.

Ammattimaisessa omistuksessa olevista, ammattilaisten ylläpitämistä kiinteistöistä on jo merkittävimmät energiatehokkuusparannukset hanskattu. Suurin potentiaali löytyy vielä käytöstä – kuinka kiinteistöklusteri löytää yhteispelin käyttäjien kanssa ja osaa motivoida, kannustaa ja opastaa hyvässä yhteistyössä säästämään energiaa.

Otetaan esimerkkinä toimistotalon käyttöprofiili (Granlund HQ) ja avuksi ns. tukkimiehen matematiikka: Työpisteen ”todellinen käyttöaste” on oheisen laskelman mukaan vain 11 % laskettuna vuoden tunneista.

Vastaavasti esimerkiksi kaupan tiloissa, laboratorioissa ja sairaaloissa käyttöasteen vaihtelut ovat ”dramaattisia” ja energiavaikutukset erittäin suuria.

Granlund HQ Vuodessa työpäiviä Vuorokaudessa työtunteja Henkilö työpisteessä

Todellinen

Maksimi

Käyttöaste

200

365

55 %

10

24

42 %

5

10

50 %

Yhteensä

11 %

Tilojen tehokkaampi käyttö, tekniikan tarpeenmukainen ohjaus ja käyttäjien saaminen mukaan yhteiseen ponnistukseen – näistä voisi löytyä reseptejä olemassa oleviin tiloihin.

Rakentamisprojektissa pitäisi periaatteessa olla helpompaa. Lähes nolla on haastava energiatavoite, mutta jos se nähdään mahdollisuutena, niin monta hyvää seuraa.

Yhteisöllisyys on virtuaalimaailmassa kova sana. Tuodaan se mukaan myös reaalimaailmaan. Sekä projekteihin että varsinkin olemassa oleviin tiloihin. Paremmalla energiatehokkuudella on monta positiivista vaikutusta. Sen takia me olemme linjanneet: Less Energy Gives More.

Pekka Metsi Granlund

04 ½ ½done 2_2012

ENERGIATEHOKKAASSA HUS:N MEILAHDEN TORNISAIRAALA PILOTTINA

PERUSKORJAAMISESSA Sampsa Heilä, teksti Granlund, Shutterstock ja Plugi.fi, kuvat

01_Meilahden sairaalan peruskorjaus alkoi vuonna 2011 ja valmistuu 2014.

02_Puolessa vuosisadassa sairaalan tekniset vaatimukset ovat muuttuneet huimasti.

½done 2_2012 05

05

Helsingin ja Uudenmaan sairaanhoitopiiri HUS on nimennyt Meilahden 15-kerroksisen tornisairaalan energiatehokkaan peruskorjauksen pilottikohteeksi.

Granlundin osaaminen on keskeisessä roolissa suunnitteluratkaisuissa, joilla pienennetään merkittävästi energiankulutusta samalla kun vuonna 1965 valmistuneen sairaalan olosuhteet nostetaan nykyvaatimusten mukaiselle korkealle tasolle.

Lämmitysenergian ominaiskulutuksen arvioidaan pienenevän vuosina 2011–2014 toteutettavan peruskorjauksen valmistuttua noin 25 prosentilla ja sähköenergian ominaiskulutuksen noin viidellä prosentilla. ”Tämä on hyvin suuri säästö kun huomioidaan se, että vuodeosastojen sisäolosuhteet paranevat samalla oleellisesti nykyaikaisen talotekniikan avulla, ja esimerkiksi käyttöön otettava jäähdytys lisää sähköenergian kulutusta”, hankkeen talotekninen pääsuunnittelija Kari Kaleva Granlundilta sanoo.

Lähes puolessa vuosisadassa talo- ja sairaalatekniikalle asetetut vaatimukset ja järjestelmien määrä ovat kasvaneet huimasti, ja siksi kaiken nykytekniikan mahduttaminen matalaan kerroskorkeuteen ja asennustiloihin on ollut yksi käytännön haaste

01

suunnittelijoille.

02

06 ½done 2_2012 01_Tietomallinnus on helpottanut oleellisesti valtavan suuren teknisten järjestelmien määrän sovittamista toistensa lomaan.

02_Peruskorjauksessa sairaalan sisäolosuhteet nostetaan nykyvaatimuksia vastaaviksi.

03_Tietomallin avulla havainnollistetaan myös sitä, miltä uusittavat tilat tulevat näyttämään.

01

02

”Potilastornissa on hyvin

”KERROSKORKEUTTA kuin uudessa Kolmiosai- ON VAIN KOLME METRIÄ, raalassamme, mutta kerELI KAIKKI TEKNIIKKA roskorkeutta on vain kolme metriä, eli kaikki tekniikka ON SOVITETTAVA on sovitettava puolitoista PUOLITOISTA METRIÄ metriä matalampaan tilaan.

Sairaalarakennuksen ener- MATALAMPAAN TILAAN.” samankaltaisia toimintoja

giatehokkaan peruskorjaamisen pilottina tämä on siis hyvin vaativa kohde”, HUS:n rakennuttamispäällikkö Vesa Vainiotalo sanoo.

Talotekniikan määrää lisää myös suurten potilashuoneiden korvaaminen 1–3 hengen potilashuoneilla ja wc- ja suihkutilan rakentaminen joka huoneen yhteyteen.

Tilaihmeitä tietomallilla. ”Koko peruskorjaushankkeen tietomallinnus alusta lähtien on helpottanut oleellisesti valtavan suuren teknisten järjestelmien määrän sovittamista toistensa lomaan. Asennustilojen ahtautta kuvaa, että pienikin muutos yhdessä järjestelmässä on helposti vaatinut muutoksia neljän tai viiden muun järjestelmän kulkureitteihin. Törmäystarkastelujen sijaan 3D-tietomalli toimii koko ajan suunnittelun keskeisenä työkaluna”, tietomalliasiantuntija Tero Järvinen Granlundilta sanoo.

Energiatehokkuuden parantamisessa keskeinen työkalu on Granlundin dynaaminen olosuhde- ja energia-

03

½done 2_2012 07

simulointiohjelmisto Riuska, joka laskee ra-

”ENERGIANKULUTUS ja sen tilojen lämpöteknisen käyttäytymisen LASKETAAN YMPÄRI erilaisissa kuormitus- ja sääolosuhteissa.

VUODEN TUNNIN VÄLEIN ”Riuskan avulla voidaan vertailla erilaisten julkisivurakenteiden, lämmöneristeiden, KESKIMÄÄRÄISET ikkunoiden ja laitevalintojen vaikutusta SÄÄOLOSUHTEET kiinteistön energiankulutukseen dynaamisesti niin, että energiankulutus lasketaan HUOMIOIDEN.” kennuksen tietomallin avulla rakennuksen

ympäri vuoden tunnin välein keskimääräiset sääolosuhteet huomioiden.

Esimerkiksi ikkunoiden valinnassa voidaan tällöin tarkastella talvikauden lämmitysenergian ja kesäkauden jäähdytysenergian muodostamaa kokonaisenergiankulutusta”, energia-asiantuntija Erja Reinikainen Granlundilta sanoo.

Energiatehokkuutta parannetaan nykyaikaisen talotekniikan ja lämmön talteenoton lisäksi uudella kaksoisjulkisivurakenteella, seinien lämmöneristyksen uusimisella, hyvälaatuisilla ikkunoilla ja rakenteiden tiivistämisellä. Katolle asennetaan aurinkolämpökeräimiä, joiden tuottamaa lämpöenergiaa hyödynnetään sairaalan märkätilojen lattialämmityksessä. Lämmön talteenotossa käytetään tehokasta rakennustasoista poistoilmalämpöpumppua. ”Ilmanvaihdon poistoilmasta talteen otettu lämpö voidaan lämpöpumpun ja nestekiertoisen järjestelmän avulla siirtää niihin rakennuksen osiin, missä lämpöä tarvitaan, sen sijaan että sillä lämmitettäisiin suoraan tuloilmaa. Lämpöpumpun ansiosta koko rakennus saadaan toimimaan mahdollisimman energiatehokkaasti lämmön talteenottolaitteistona, kun muutoin optimoitaisiin pelkän ilmanvaihtolaitteen energiatehokkuutta”, Kari Kaleva sanoo.

Säästävää automaatiota. Nykyaikainen kiinteistöautomaatio ja tarpeen mukainen ohjaus ovat keskeisessä roolissa energiatehokkuuden parantamisessa. Valaistusta ohjataan läsnäoloantureilla, ja valaisimien ja eri laitteiden valinnoissa painotetaan energiatehokkuutta.

Granlund selvittää myös koeporauksiin perustuvien laskelmien avulla kallioon varastoituneen lämmön ja kylmän hyödyntämismahdollisuuksia rakennuksen lämmityksessä ja viilennyksessä. Kalliokylmän käyttö pienentäisi koneellisen jäähdytyksen tarvetta alentaen energiankulutusta. ”Olemme hyödyntäneet Granlundin monipuolista asiantuntemusta erilaisten vaihtoehtoisten ratkaisujen tuottamisessa ja niiden energiatehokkuuden vertailussa”, Vesa Vainiotalo sanoo.

Granlund vastaa tornitalon peruskorjaushankkeessa koko talotekniikasta eli LVI-, sähkö- ja rakennusautomaatio- sekä sprinkleri-, tele- ja turvajärjestelmien suunnittelusta ja energiakonsultoinnista. Myös kiinteät sairaalalaitteet sisältyvät suunnittelukokonaisuuteen.

Nykyaikaisen sairaalan teknisiä järjestelmiä voi verrata ennemmin tehtaaseen kuin toimistorakennukseen, ja korkeat hygieniavaatimukset tuovat oman lisänsä suunnitteluun. ”Näin monimutkaisen teknisen järjestelmäkokonaisuuden optimointi sekä vaativien energiansäästö- ja olosuhdetavoitteiden saavuttaminen vaaditussa aikataulussa olisi vielä haasteellisempaa, jos suunnittelu pilkottaisiin moneen osaan. Granlundin kattavasta kokonaisuuden hallinnasta on varmasti hyötyä kaikille osapuolille”, Kari Kaleva sanoo. 

08 ½done 2_2012

LĂ„NSIMETRON TEKNIIKKA

MAAILMAN KÄRKITASOA Sampsa Heilä, teksti Länsimetro Oy, Rodeo.fi, Petri Juntunen ja Granlund, kuvat

08

Suomen suurin infrahanke Länsimetro on asemien osalta lähes puoliksi maanalaista talonrakentamista, jossa talotekniikalla on keskeinen rooli. Sen avulla varmistetaan hyvät sisäolosuhteet mahdollisimman energiatehokkaasti ja turvallinen poistuminen syvältä maan alta tulipalon kaltaisissa poikkeustilanteissa. �Länsimetro edustaa valmistuttuaan vuoden 2015 lopulla tekniikaltaan ja turvallisuudeltaan maailman kärkitasoa�, Länsimetro Oy:n toimitusjohtaja Matti Kokkinen sanoo.

Metrojuniin liittyvän tekniikan ohella nykyaikaisen

01

talotekniikan merkitys olosuhteiden hallinnassa syvimmillään noin 30 metriin maan alle ulottuvilla kahdeksalla metroasemalla on keskeinen. �Energiatehokkuus on suunnittelussa yksi tärkeä ja samalla myÜs haastava tavoite, koska esimerkiksi pitkät ilmanvaihtokanavat kasvattavat väistämättä painehäviÜitä ja lisäävät ilmanvaihtopuhaltimien energiankulutusta tavanomaiseen maanpäälliseen rakentamiseen verrattuna.

Energian säästämiseksi metroasemien ilmanvaihtopuhaltimien pyÜrimisnopeutta säädetään taajuusmuuttajalla portaattomasti tarpeenmukaisesti lämpÜtila- ja hiilidioksidianturien

04

avulla, ja ilmanvaihdossa hyÜdynnetään tehokasta lämmÜn talteenottoa�, Granlundin LVI-osaston johtaja Paavo Tikkanen sanoo.

Länsimetron asemien LVI- ja automaattisten sammutusjärjestelmien suunnittelu tyÜllistää Granlundilla noin 20 asiantuntijaa.

Ylipaineistus palotilanteessa. Asemien kautta kulkee yli 100 000 matkustajaa vuorokaudessa, joten poistumisturvallisuus poikkeustilanteissa kuten tulipalossa on tärkeä osa taloteknisten järjestelmien suunnittelua.

Aseman automaattisesti käynnistyvä savunpoistojärjestelmä on osittain integroitu ilmanvaihtojärjestelmään. Savunpoisto- ja korvausilmapuhaltimet ovat taajuusmuuttajaohjattuja samoin kuin

02 03

½done 2_2012 09

”METROASEMILLA ON JULKISTEN TILOJEN LISÄKSI HYVIN PALJON ERILAISIA TEKNISIÄ TILOJA JA JÄRJESTELMIÄ, JOTKA EIVÄT NÄY TAVALLISILLE METRON KÄYTTÄJILLE.”

ylipaineistuspuhaltimet, joilla palotilanteessa ylipaineistetaan aseman poistumistiet ja pelastuslaitoksen hyökkäystie.

Asemien alimmalle tasolle sijoitetaan perusvesi- ja jätevesipumppaamot. Perusvesiallas varustetaan automaattisella veden laadun mittauksella. Varavoimakoneiden jäähdytys toteutetaan perusvesialtaan vedellä. ”Metroasemilla on julkisten tilojen lisäksi hyvin paljon erilaisia teknisiä tiloja ja järjestelmiä, jotka eivät näy tavallisille metron käyttäjille. Kussakin tilassa on omat vaatimuksensa muun muassa lämpötilalle, suhteelliselle kosteudelle, ilman virtausnopeudelle, äänitasolle ja mahdolliselle ylipaineistukselle. Kaikki tekniset järjestelmät on myös saatava toimimaan saumattomasti yhdessä niin, että koko valtava hanke pysyy suunnitellussa aikataulussa”, Tikkanen kuvaa suunnittelun vaativuutta.

Ensimmäisenä urakkalaskentaan lähtevällä Lauttasaaren metroasemalla esiintyy harvinainen marssijärjestys, kun talotekniikka-asennusten urakkapyynnöt lähetetään ennen rakennusteknisten töiden urakkapyyntöjä. ”Taloteknisessä suunnittelussa on varauduttava tekemään muutoksia, kun rakennustekniset urakkatarjoukset palautetaan. Maanpäällinen kaavoitus etenee myös jälkijunassa ja voi aiheuttaa muutoksia esimerkiksi tekniikkakuilujen sijaintiin”, Tikkanen sanoo.

Suunnitteluvaiheessa on sovitettava yhteen pitkä lista erilaisia metroon ja maanalaiseen rakentamiseen liittyviä reunaehtoja, mikä edellyttää Tikkasen mukaan tiivistä yhteistyötä eri suunnittelijoiden, Länsimetron rakennuttajan Länsimetro Oy:n ja rakennuttajakonsulttina toimivan Sweco PM Oy:n sekä HKL:n ja Espoon ja Helsingin kaupunkien edustajien kesken.

3D-mallilla paljon etuja. Länsimetron suunnittelijat valittiin tarjouskilpailulla, jossa osaamisen ja kokemuksen tuomien laatupisteiden merkitys oli Matti Kokkisen mukaan suuri. ”Granlundilla hankkeessa ovat mukana pitkälle samat henkilöt kuin seitsemän vuotta kestäneessä Stockmannin laajennuksessa ja Mannerheimintien pysäköintilaitoksen rakentamisessa, joissa maanalaisen rakentamisen osuus oli hyvin suuri”, Paavo Tikkanen sanoo.

Granlund suunnittelee Länsimetroa 3D-mallinnuksella, vaikka suunnittelusopimuksessa edellytettiin vain 2Dsuunnittelua. ”Me käytämme aina 3D-mallinnusta, joka helpottaa tässäkin kohteessa esimerkiksi järjestelmien reittien suun-

01_Länsimetro Oy:n toimitusjohtaja Matti Kokkinen.

nittelua ja tilavarauksia muun tekniikan lomaan. Tilaaja

02_Helsingissä metroa käyttää vuosittain 58 miljoonaa matkustajaa.

on teettämässä koko hankkeesta myös yhdistelmämallia,

03_Lauttasaaren metroasemalla talotekniikalla varmistetaan hyvien sisäolosuhteiden toteutuminen mahdollisimman energiatehokkaasti ja turvallinen poistuminen tulipalon kaltaisissa poikkeustilanteissa.

04_Granlundin lvi-osaston johtaja Paavo Tikkanen.

jota voidaan hyödyntää myöhemmin metron huollon ja ylläpidon työkaluna. Kun mallissa osoitetaan eri laitteita, saadaan linkki tietokantaan, josta löytyvät kunkin laitteen tekniset tiedot”, Tikkanen sanoo. 

10 ½done 2_2012

KULUTUSVERTAILUJA JA TIETOA UUSISTA MÄÄRÄYKSISTÄ

ENERGIATEHOKKAAMPI

ESPOO Sampsa Heilä, teksti Petri Juntunen, Granlund, Tiina Sekki, Lassi Loisa, kuvat

10

Energiatehokkuus kiinnostaa.

Kun Espoon kaupunki halusi lisätä henkilöstönsä tietämystä energiatehokkuuden parantamisen erilaisista vaihtoehdoista ja heinäkuussa voimaan astuvista uusista energiamääräyksistä, koulutustilaisuuteen osallistui yli 80 henkeä. Vaihtoehtoja havainnollistettiin vertailulaskelmilla uudesta koulu- ja päiväkotirakennuksesta.

03

Suurena kiinteistönomistajana Espoon kaupunki on halukas parantamaan kiinteistöjensä energiatehokkuutta. Energiansäästöön velvoittaa myös kaupungin allekirjoittama energiatehokkuussopimus.

Mutta millaisin keinoin esimerkiksi uusien rakennettavien kiinteistöjen energiatehokkuutta kannattaa parantaa? Heinäkuun alussa voimaan astuneet uudet energiamääräykset edellyttävät kokonaisenergiankulutuksen pienenevän keskimäärin 20 prosentilla, mutta antavat paljon vapauksia siihen, miten säästöt saavutetaan.

Espoon kaupunki päätti tutkia asiaa yhdessä Granlundin kanssa. Tutkimuskohteeksi valittiin Mårtensbro skola och daghem, uudisrakennus, joka valmistui vuodenvaihteessa 2012. Hanke on yksi kaupungin toteuttamista energiatehokkaista pilottirakennuksista. Tulokset ja uudet energiamääräykset esiteltiin henkilöstölle puolen päivän koulutustilaisuudessa. ”Kohde oli jo rakenteilla, joten energiavertailujen tulokset olivat todentavia. Jatkossa keinoja voidaan hyödyntää uusien koulu- ja päiväkoti-

04

½done 2_2012 11

kiinteistöjen suunnittelussa ja investointivaihtoehtojen vertailussa”, Granlundin Piia Sormunen sanoo.

Mårtensbron koulu- ja päiväkotirakennus oli jo suunnitteluvaiheessa päätetty toteuttaa matalaenergiatasoisena. Kun Granlundin asiantuntijat tekivät rakennuksesta tietomallin ja vertailivat 13 erilaista vaihtoehtoa Riuska-energialaskentaohjelman avulla, löydettiin taloudellisesti toteuttamiskelpoinen yhdistelmä, jolla rakennus olisi lähes nollaenergiatasoa.

Tässä vaihtoehdossa rakenteiden lämmöneristävyys nostettaisiin passiivienergiatasoiseksi ja ikkunoiden lämmöneristävyyttä parannettaisiin noin 30 prosenttia, käytettäisiin parasta mahdollista lämmön talteenottoa sekä tarpeenmukaista ilmanvaihdon ja valaistuksen ohjausta. Rakennus liitettäisiin myös maalämpöön poraamalla kahdeksan maalämpökaivoa, joita voitaisiin hyödyntää kesäkaudella jäähdytyksessä.

E-luku jopa puoleen. Uudet energiamääräykset asettavat yksittäisten rakennusosien U-arvovaatimusten sijaan rakennuksen kokonaisenergiankulutukselle rakennustyyppikohtaisen ylärajan, joka ilmaistaan E-luvulla. ”Rakennuksen E-luku pienenisi näillä toimenpiteillä noin 30 prosenttia.

Energiatodistuksessa oleva ET-luku eli kiinteistön energiatehokkuusluku puolestaan pienenisi lähes 60 prosenttia, ja rakennuksen ostoenergian tarve 01

vähenisi noin neljänneksellä toteutuneesta matalaenergiatasosta, joka sekin on jo varsin hyvä”, Sormunen kuvaa laskennallisten muutosten vaikutuksia.

Koska rakennus toteutettiin matalaenergiatasoisena, olisi ero määräysten minimivaatimusten mukaisesti toteutetun rakennuksen E-lukuun verrattuna vielä suurempi. ”Lähes nollaenergiaratkaisu olisi E-luvultaan jopa 50 prosenttia parempi kuin minimivaatimukset täyttävä rakennus”, Piia Sormunen sanoo. ”Rakennuksen kokonaisenergiankulutukseen perustuva E-luku saadaan laskemalla koko energiankulutus yhteen ja kertomalla se käytettävän energiamuodon kertoimella, mikä ei saa ylittää rakennukselle määriteltyä E-luvun raja-arvoa. Koska esimerkiksi kaukolämmön kerroin on 0,7 ja sähkön 1,7, olen sanonut että sähkömiesten arvo kasvaa 1,7-kertaiseksi.

Sähköenergian säästöstä tulee entistä tärkeämpää”, Sormunen sanoo.

Arkkitehdit haluavat usein ensimmäiseksi parantaa vaipan lämmöneristävyyttä, jos rakennuksen energiatehokkuutta pitää nostaa, mutta taloudellisin vaihtoehto saattaakin olla esimerkiksi tehokkaampi lämmön talteenotto. Tarpeenmukainen ilmanvaihdon ja valaistuksen ohjaus kiin-

05

teistöautomaatiojärjestelmän ja siihen liitettyjen hiilidioksidi- ja läsnäol02

oantureiden avulla on tehokas keino vähentää turhaa energian kulutusta. ”Kaikkein edullisin tapa energiatehokkuuden parantamiseen on yleensä rakennuksen ilmatiiveyden parantaminen, mikä edellyttää hyvien suunnitteluratkaisujen lisäksi toteutuksessa erityistä huolellisuutta. Monet

01&02_Mårtensbron koulu- ja päiväkotirakennus oli jo suunnitteluvaiheessa päätetty toteuttaa matalaenergiatasoisena.

suuret rakennusliikkeet käyttävät energiakonsultointia uusiin määräyk-

03_Granlundin energia-asiantuntija Piia Sormunen

on heille tärkeä kilpailuetu”, Piia Sormunen sanoo.

04_Granlundin energia-asiantuntija Lassi Loisa 05_Espoon kaupungin energiainsinööri Tiina Sekki

siin liittyen, koska kustannustehokkaimpien vaihtoehtojen hakeminen Vertailulaskelmien ja koulutustilaisuuden tilaajana ja koordinoijana oli Espoon kaupungin energiainsinööri Tiina Sekki. ”Espoo haluaa lisätä kaupungin henkilöstön tietämystä energia-asioista, ja paikalle saapunut laaja joukko tilakeskuksesta, rakennusvalvonnasta ja muista teknisistä palveluista osoitti, että tällaiselle koulutukselle nähdään tarvetta”, Sekki sanoo. ”Ympäristöasioiden painoarvo kasvaa koko ajan, eikä kymmenen vuoden kuluttua ehkä enää edes puhuta matalaenergiarakentamisesta vaan matalahiilirakentamisesta.” 

12 ½done 2_2012

KONESALIEN ENERGIATEHOKKUUDESSA

POTENTIAALIA

12

Sampsa Heilä, teksti Shutterstock ja Granlund, kuvat

Tiesitkö, että konesalien sähkönkulutus kaikesta kulutet-

Konesalin energiatehokkuuteen vaikuttavia tekijöitä

tavasta sähköstä on jo prosentin luokkaa ja kulutus kasvaa

× Rakennusvuosi

räjähdysmäisesti? Konesaleista yli 70 % on yli seitsemän

× Käytettävyysvaatimukset eli redundanssi

vuotta vanhoja ja niin vanhoihin saleihin ei pystytä lisäämään laitteita

× UPS-järjestelmän energiatehokkuuden optimointi

puhumattakaan siitä, että hyödynnettäisiin uusia energiatehokkaita to-

× Sähkönjakelun häviöt ja virtalähteiden tehokkuus

teutusratkaisuja jäähdytyksen ja sähkönjakelun toteutuksessa.

× Palvelimille menevän ilman lämpötila

Digitaalinen vallankumous ja valtava tietovirtojen sekä tallentamisen

× Salin lämpötila

määrän kasvu on tarkoittanut sitä, että laitteet on sijoitettu hallitsematto-

× Kylmä- ja kuumakäytävien käyttö

masti energiatehottomiin ympäristöihin ja kuin varkain energiankäytöstä on

× Räkkien sijoittelu

tullut yrityksien kilpailukykyä heikentävä tekijä. Pahimmillaan on arvioitu,

× Vapaajäähdytyksen käyttö

että jopa 75 prosenttia konesalin käyttökustannuksista kertyy energiasta.

× Vapaajäähdytyksen lämpötila-asettelut

Siitä huolimatta, että koneiden laskentateho per kulutettu kWh kasvaa, kone-

× Suora ilmajäähdytys

salien kulutuksen on arvioitu nelinkertaistuvan vuoteen 2020 mennessä.

× Suljettujen nestejäähdytteisten palvelintelineiden käyttö

Energiansäästöpotentiaali tällä teollisuuden alalla on todella merkittävä. ”Konesalipuolella tapahtuu tällä hetkellä paljon. Energiatehokkuusvaa-

× Palvelimien tuottaman lämmön hyödyntäminen

teet ovat viimeisen 2–5 vuoden aikana korostuneet ja mahdollisuudet tällä

× Huolehditaan siitä, että vain tarpeelliset laitteet ovat päällä

saralla ovat mittavat. Pikku hiljaa tilaajat ymmärtävät kuinka paljon ener-

× Valaistuksen ohjaus

giatehokkuutta parantavilla ratkaisuilla voidaan säästää rahaa ja samalla

× Hukkalämmön hyödyntäminen

myös ympäristöä”, sanoo suunnittelujohtaja Jari Innanen Granlundilta.

Paperitehtaista datakeskuksia. Granlundilla konesalien erityispiirteisiin on paneuduttu huolella, sillä kysyntä erityisesti suurempien datakeskuskokonaisuuksien suunnittelu- ja konsultointipalveluihin kasvaa. Osaajia löytyy muun muassa konseptivaiheen konsultointiin, TATE-suunnitteluun, energia- ja ympäristökonsultointiin sekä rakennuttamispalveluihin ja erilaisiin mallinnuksiin. Sähköpuolella tärkeimpiä erityisosaamisalueita ovat sähkön varmennusratkaisut eli CPS-laitteet, UPS-järjestelmät ja varavoimaratkaisut. Tarjontaan kuuluu myös palveluja huollon ja ylläpidon tarpeisiin, energiaseurantaa ja ylläpidon ohjelmistoja, huollon organisointia, kilpailutusta ja suunnittelua.

Tällä hetkellä Granlundilla on lähes kymmenen konesaleihin liittyvää projektia käynnissä. Noin puolet niistä on konsultointia energia- ja kapasiteettiasioissa, loput rakentamiseen liittyvää suunnittelua ja konsultointia. Granlundin referenssilistalta löytyy esimerkiksi useita Nokialle suunniteltuja konesaleja sekä Uspenskin katedraalin alle rakennettu Academican energiatehokkuudestaan palkittu palvelinkeskus. Työn alla ovat Suvilahteen Helsingin energian vanhaan sähköasemaan rakennet-

01_PUE-arvoiltaan erilaisten konesalien kustannusten vertailu suhteessa aikaan.

02_Jarin ja Academican Kalle Kosken selän takana hyrisevät 1,1 MVA UPS-laitteet. Hyvien energiansäästöasetusten avulla energiankulutusta voidaan merkittävästi pienentää.

01 80 70

tava, maailman ekotehokkaimmaksi tähtäävä konesali sekä CSC Tieteen

60

tietotekniikan keskus Oy:lle Kajaaniin vanhalle paperitehdasalueelle

50

rakennettava 4 MW:n datakeskus.

Konesalien energiatehokkuuden mittaaminen. Tyypillisesti konesalien energiatehokkuutta arvioidaan PUE-arvolla, joka kertoo konesalin kokonaisenergiankulutuksen ja vain IT-laitekulutuksen suhteen. PUEarvo ei kuitenkaan välttämättä ole oikea tapa seurata tehokkuutta, sillä monissa tapauksissa IT-laitteissa tuotettu lämpöenergia otetaan talteen ja käytetään hyödyksi, mikä heikentää PUE-arvoa, mutta on ympäristövaikutuksiltaan parempi ja voi olla jopa taloudellisesti kannattavaa. Nyt

40

PUE 1,8

Elinkaarikustannus M€ Investoinnit PUE 1,8

Ylläpito Energia

PUE 1,2

PUE 1,2

PUE 1,8 PUE 1,2

30 20 10 0

5 vuotta

10 vuotta

15 vuotta

½done 2_2012 13

suunnittelun alla olevissa konesaleissa päästään jopa alle 1,1 PUE arvoon, kun yli 7-vuotta vanhoissa saleissa PUE voi helposti olla yli 2, mikä 1 MW salissa tarkoittaa kymmeniä miljoonia euroja elinkaaren aikana.

Käyttäjä mukaan konesalin energiakatselmukseen. Konesalin energiankatselmus on yksi tärkeä työkalu pyrittäessä parempaan energiankäyttöön. Motivan hyväksymän strukturoidun energiankatselmuksen tekemiseen on mahdollista saada valtiolta tukea 40 %. Energianselvityksiä tehdään paljon myös ilman Motivan mallia, jolloin tapauskohtaisesti sovitaan mitä tutkitaan ja sisältö vaihtelee tietenkin sen mukaan.

Eräs ongelma konesalien parempaan energiataloudellisuuteen pyrittäessä on se, että yritysten omat ohjeistukset ovat aikansa eläneitä.

Vaatimukset konesalien redundanssien eli varmennusten ja jäähdytysten suhteen ovat muuttuneet ajan myötä, mutta ohjeistuksia ei ole päivitetty.

Suunnittelijoiden pitäisi saada kiinteistöjen omistajat vakuuttumaan uusista toimintatavoista ja investointien kannattavuudesta. Valmiissa konesaliympäristössä muutokselle ei välttämättä olla kovin avoimia.

Numeroiden valossa uudistuksia on helpompi perustella, kun nähdään kuinka paljon säätöjä on mahdollista saavuttaa.

Missä voidaan tehostaa. Suomessa on esimerkiksi paljon saleja, joissa ei ole vapaajäähdytystä käytössä. Muutosten tekeminen tällaisiin tiloihin vaatii usein mittavia investointeja, julkisivumuutoksia ja muita uudelleenjärjestelyjä. Yleensä investoinnit kuitenkin kannattavat, ja takaisinmaksuajat ovat lyhyitä.

Sähköpuolella UPS-laitteiden energiatehokkuus on parantunut huomattavasti viimeisen viiden vuoden aikana. Salikohtaisesti redundanssivaatimukset ylipäätään ovat muuttuneet. Kaikkea ei tarvitse enää samalla tavalla varmentaa, jolloin tarkoituksenmukaisella sähkönjakelulla päästään isoista häviöistä eroon.

Energiankulutuksen optimoinnissa yhteispelin jäähdytyssuunnittelijan ja sähkösuunnittelijan välillä on toimittava, jotta pystytään yhdessä löytämään kaikki säästökohteet. Jäähdytyksen onnistuminen on kuitenkin suurin energiankäyttöön liittyvä asia. Jäähdytysilman lämpötilaohjeistuksissa on suurin muutos verrattuna aikaisempaan. Perinteisesti salissa keskimääräinen lämpötila on pidetty 21–24 asteessa. Nykyisin palvelimet sallivat sen, että jäähdytysilman lämpötila voi olla maksimissaan 27 °C ja koneen jäähtymisen jälkeiselle ilman lämpötilalle ei ole asetettu rajoja. Jos konesali rakennetaan siten, että kylmä ja kuuma ilma saadaan eristettyä, voidaan toimia hyvin korkealla jäähdytysveden lämpötilalla Suunnittelijan on ratkaistava, kuinka sähkönjakelu räkeille ja jäähdy02

tykselle toteutetaan siten, ettei blokata kierrätettävää ilmaa. Suunnittelussa käytetään hyväksi CFD-malleja. Myös konesalien UPS-laitteiden mitoituksessa on paljon huomioitavaa: mitoitus, energiansäästöasetukset ja modulaarisuus.

Pitää muistaa, että häviöt kertautuvat aina 8 760 tuntia vuodessa.

Konesaleissa kulutus on hyvin samankaltainen läpi vuoden riippumatta palvelimien käyttöasteesta.

Konesalien tuottamaa lämpöä voidaan hyödyntää monessa paikassa, kuten esimerkiksi uima-altaan veden lämmityksessä tai ilmanvaihdon esilämmityksessä. Lämpöä voidaan johtaa myös kaukolämpöverkkoon tiettyä tekniikkaa käyttäen. Vesi ajetaan absorptiolaitoksen lämpöpumpun läpi. Vaikka lämpöä jonkin verran menee hukkaan matkalla, saadaan merkittävä osa kuitenkin talteen. 

14 ½done 2_2012

TUULTA, AURINKOA VAI LÄMPÖÄ MAASTA – LYÖVÄTKÖ UUSIUTUVAT ITSENSÄ LÄPI? Juhani Pekkonen, teksti JKMM Oy ja Granlund, kuvat

01

14

Oletteko soveltaneet uusiutuvia energialähteitä toiminnassanne ja millaisia kokemuksia teillä niistä on?

Juha Muttilainen, Johtava asiantuntija, Senaatti-kiinteistöt: Otaniemen Valotalossa, joka valmistui vuonna 2001, käytettiin aurinkopaneeleita ensimmäisen kerran Senaatin kohteessa suuremmassa mittakaavassa. Talon seuranta on edelleen käynnissä koko ajan, talossa oleva infotaulu näyttää kumulatiivisen energiantuoton alusta lähtien.

Aurinkopaneelit toimivat kyllä, tekniikka on toimintavarmaa, eikä sitä nyt varsinaisesti tarvitse enää kokeilla. Vuositasolla tehoa saadaan paneeleista noin 10 W/m2. Kysymys on siitä, miten ne integroidaan rakennukseen fiksusti, ja mitä muuta käyttöä niillä voisi olla. Esimerkiksi Valotalossa aurinkopaneeleita on myös aurinkosuojaukseen käytettävissä aurinkolipoissa. Paneelit vähentävät tasakaton vuotoja ja voivat toimia julkisivunkin sääsuojana. Koska vesivuotojen aiheuttamat kustannukset ovat todella suuria, aurinkopaneelit tuovat säästöä myös tällä vähän yllättävällä tavalla. Viikin Synergiatalossa jo suunnittelukilpailussa oli vaatimuksena, että 15 % sähköstä tuotetaan aurinkopaneeleilla.

Tuulivoima näyttää olevan energiapoliittinen kysymys. Sen osalta näyttää siltä, että sitä tuottavat Suomessa isot toimijat. Senaatin roolina voisi olla esimerkiksi maa-alueiden vuokraus tuulivoimakäyttöön.

Maalämpöä on käytetty muutamissa kohteissa. Kannattavuuteen vaikuttaa lämmityksen ja jäähdytyksen tarpeiden välinen suhde. Koska kaikki parametrit muuttuvat koko ajan, ei päätöksiä voi tehdä lyhyellä tähtäimellä, mutta jos investoinnin takaisinmaksuaika on 18 vuotta, se ei kiinnosta ketään. Maalämpö tulee esiin haja-asutusalueilla vaihtoehtona öljyn tai puun poltolle. Kiinnostavaa on nähdä, miten tulevaisuudessa maalämmön käyttöön kaukolämpöalueella suhtaudutaan. Ainakin kaukolämmön toimittajien pitää alkaa miettiä hinnoitteluaan.

½done 2_2012 15

"UUSIUTUVIEN ENERGIALÄHTEIDEN VAATIMUS EI OLE NOSTANUT KUSTANNUKSIA."

Uusiutuvissa energioissa aurinko ja tuuli ovat kuitenkin ”fragmentti”. Senaatin potentiaali uusiutuvissa energialähteissä on biopolttoaineiden puolella. 1970- ja -80 -luvuilla rakennushallitus teki hake- ja turvelaitoksia itsekin, nykyisin Senaatti ostaa putken päästä lämpöä.

Senaatin hallinnassa on haja-asutusalueiden lämpökeskuksia, jotka on ulkoistettu tai liitetty kaukolämpöön. Tarkoituksena on päästä eroon öljylämmityslaitoksista. Kilpailutuksessa edellytetään uusiutuvan energian osuuden olevan jopa 80 % tuotetusta lämmöstä. Kilpailutusta pyritään tekemään isompina ”ryppäinä”, jolloin tyypillisesti isoissa laitoksissa energiaa tuotetaan hakkeella tai jätteenpoltolla, pienemmissä esimerkiksi pelleteillä. Tulokset näyttävät sikäli hyviltä, että uusiutuvien energialähteiden vaatimus ei ole nostanut kustannuksia. Koska Senaatti toimii vuokrausmarkkinoilla, niin hyvä ja jalo tarkoituskaan ei

JKMM OY (TEKIJÄNOIKEUDET) JA ECADI

voi maksaa ylettömästi.

02

"EHKÄPÄ ASENNEILMASTO ON ISOMPI ESTE, KOSKA TEKNIIKKA ON KYLLÄ OLEMASSA." 03

Samuli Miettinen, Arkkitehti SAFA, JKMM Arkkitehdit: Tottakai sovellamme uusiutuvaa energiaa suunnittelussamme. Aivan yksinkertaisena esimerkkinä rakennusten sijoittaminen tontille ja tilojen suuntaus tai aukkojen ja vaipan suunnittelu. Pelkästään näillä asioilla on suuri merkitys lämmityksen ja jäähdytyksen tarpeeseen. Olen pahoillani siitä, ettemme ole päässeet toteuttamaan laajemmin kestävän rakentamisen ajatuksia, joita olemme kehittäneet esimerkiksi Synergia-talon voittaneessa ehdotuksessa yhdessä suunnitteluryhmän kanssa. Kokemukseni on, että kynnys kokonaisvaltaisempaan ajatteluun ja esimerkiksi nollaenergiatalojen tai passiivirakennusten toteuttamiseen on tilaajapuolella korkea. Ehkäpä asenneilmasto on isompi este, koska tekniikka on kyllä olemassa. Rakentaminen näyttäytyy ”ahneena ja itsekkäänä” toimintana, vaikka sen pitäisi pohjata yhteistyöhön. Palvella yhteiskuntaa ja luoda tulevaisuutta sekä hyvinvointia. Rakennushankkeeseen asetetut yksityiset tavoitteet ajavat yleisten tavoitteiden yli. On upeaa suunnitella asuntoja ihmisille, vähemmän upeaa olla osana asuntobisnestä. Ristiriita juhlapuheiden ja käytännön välillä on ilmeinen. Vastuullisen yhteiskunnallisen keskustelun tilaus on huutava. Ei ole olemassa liiketoiminnan etiikkaa, vaan etiikkaa yleisesti.

Rakentamisessa tarvitaan lisää yhteistyötä ja uusia toimintamalleja, jotka voivat synnyttää uutta kulttuuria. Luovasta bisneksestä on tehtävä ymmärrettävää. Nyt ostetaan suunnitelmia, vaikka haluttaisiinkin myydä suunnittelua. Perinteisessä suunnitteluprosessissa arkkitehdin tieto on laajaa, mutta ei aina syvää, kun taas insinöörin tieto on syvää,

01_JKMM Arkkitehtien voittajaehdotuksen havainnekuva Viikin Synergiatalon arkkitehtuurikilpailussa.

02_Valotalo Espoon Otaniemessä hyödyntää aurinkopaneeleita niin sähköntuotantoon kuin aurinkosuojaukseen ikkunoiden aurinkolipoissa.

03_Näyttötaulusta on voinnut seurata 5.4.2001 alkaen reaaliaikaisesti Valotalon aurinkopaneeleiden sähköntuotantoa.

mutta ei useinkaan laajaa. Kestävän ns. integroidun suunnitteluprosessin haasteena on syventää arkkitehdin osaamista mm. energian alueella ja vastaavasti insinöörien laajentaa omaa osaamistaan.

Suunnitteluun kohdistuu mahdottomia vaatimuksia. Virheitä ei saa tehdä, prosessin pitää mennä suoraan. Näinhän asiat eivät todellisuudessa ole. Ihmiset näkevät prosessista vain tuloksen; talot vain jotenkin tippuvat paikalleen. Tulevaisuuden suunnittelu edellyttää paljon enemmän kaikkien osapuolien yhdessä tekemistä, avoimuutta. Nyt rakentamiselta kyllä edellytetään energiatehokkuutta, mutta käytännössä sitten kuitenkin rakennetaan kevyesti. Vaaditaan ajattelun muutosta ja laajentamista; ekologia ja ekonomia ovat saman asian kaksi puolta. Ekologisuus synnyttää ekonomiaa ja päinvastoin. Tämän pitäisi olla myös suomalaisen rakentamisen tärkein menestystekijä. 

16 ½done 2_2012

E-LUKU TULEE, OLETKO VALMIS? Erja Reinikainen, teksti Granlund, kuvat

16

Uudet, energiatehokkuutta parantavat rakentamismääräykset tulivat voimaan 1.7.2012.

Rakentamismääräyskokoelman osa D3 käsittää rakennusten energiatehokkuutta koskevat määräykset ja ohjeet. Sitä täydentää myöhemmin julkaistava osa D5, joka käsittää ohjeita rakennusten energiankulutuksen laskennasta.

Määräysten tuoma keskeinen muutos on siirtyminen uudisrakentamisessa kokonaisenergiatarkasteluun. Käytännössä tämä tarkoittaa, että rakennuksen kokonaisenergiankulutukselle määrätään rakennustyyppikohtainen yläraja, joka ilmaistaan niin sanotulla E-luvulla (kWh/

01

netto-m2,a). E-lukulaskelma lähtötietoineen ja tuloksineen on liitettävä rakennuslupahakemukseen.

Sähkö korostuu. Kokonaisenergiatarkastelu koskee kaikkea rakennuksessa tapahtuvaa energiankulutusta, eli siinä otetaan huomioon lämmityksen lisäksi muun muassa ilmanvaihto, lämmin vesi, valaistus ja laitesähkö. E-luku lasketaan D3:ssa annetulla rakennustyyppikohtaisella standardikäytöllä – tämä tarkoittaa sitä, että säätiedot, sisäilmasto-olosuhteet, rakennuksen ja sen järjestelmien käyttö- ja käyntiaikatiedot ja sisäiset lämpökuormat on vakioitu. Lisäksi E-luvun laskennassa huomioidaan rakennuksen käyttämän energian tuotantomuoto. Energiamuodoille annetut kertoimet kannustavat kiinnittämään huomiota erityisesti sähköenergian käyttöön sekä suosimaan kaukolämpöä sekä uusiutuvia energianlähteitä.

E-luku ei pyri kuvaamaan rakennuksen todellista energiankulutusta, vaan se toimii tietyin säännöin määritettyä energiankäytön tunnuslukuna. Uudisrakentamisessa voidaan vaikuttaa rakennuksen muotoon, aukotukseen ja muihin ominaisuuksiin sekä energiamuotoihin. Vaihtoehtoisten ratkaisujen erot saadaan esille riittävän aikaisessa vaiheessa toteutetun E-lukutarkastelun avulla, jolloin E-luku toimii yksinkertaisena tunnuslukuna vertailuja tehtäessä.

02

½done 2_2012 17

d dar tan s e tarv ian oto e rg mu n e rg i a to e s n o E ro i n en uks ke r enn k a R n a i e rg pö oen äm Ostutus kol Kau kul

Läm 4

pö

W 0k

h/m

2

tys h dy ä ä J 2 8 kW

Säh 4

8k

h/m

kö

/m Wh

2

×

× ×

0,7

k Kau

ojää

h dy

tys

llä ytö ikä

E-luku ei kuvaa todellista kulutusta. On tärkeää tiedosuks enn Rakonaiskokrgianeneutus, kul eli

k E-lu

en

h

toimistotilaa standardiolosuhtein ja -kuormituksin kaikilta

u 2

0,4

k Säh

toja eikä erikoistiloja, vaan esimerkiksi toimistorakennus on osin. Todellinen käyttöaika ja kuormitus ja ilmanvaihto-

3 =12/m kW

taa, että E-luvussa ei huomioida rakennuksen kaikkia toimin-

määrät, jne. poikkeavat myös yleensä standardiarvoista.

Todellisuutta vastaava ylläpidon ja käytön työkaluna toimiva energian tavoitekulutus on

"TODELLISUUTTA nuksen todellinen käyttö ja VASTAAVA TAVOITEkuormitus sekä teknisten KULUTUS ON järjestelmien ominaisuudet LASKETTAVA ERIKSEEN" huomioiden. laskettava erikseen, raken-

Yhteistyö korostuu. Suunnittelualan kannalta siir-

ö

tyminen kokonaisenergiatarkasteluun on merkittävä:

1,7

suunnittelun vapaus ja suunnittelijoiden yhteistyön merkitys korostuvat. Määräystason alittavaan E-lukuun on mahdollista päästä useilla erilaisilla tavoilla, ja tapauskohtaisesti valitaan parhaiten tarkoitukseen soveltuva keinojen yhdistelmä. Jos halutaan toteuttaa esimerkiksi monimuotoinen ja runsaasti ikkunoita sisältävä rakennus, on energiankäyttöä vastaavasti vähennettävä muualla, esimerkiksi tiiviyttä tai lämmön talteenottoa parantamalla tai tuotettava kohteessa uusiutuvaa omavaraisenergiaa.

Taloteknisen suunnittelun ja energialaskennan osaamisen merkitys korostuu E-lukutarkastelussa. Sähköenergiaa kuluttavien järjestelmien merkitys on suuri energiamuotokertoimien vuoksi. Vaikka tarkastelussa on paljon vakioituja tekijöitä, niin tarpeenmukainen ilmanvaihto, tehokas lämmön talteenotto, ilmanvaihtojärjestelmien hyvä sähkötehokkuus, energiataloudellinen ja tarpeenmukainen valaistus, jne. voidaan huomioida. Toteuttamamme E-lukutarkastelut ovat osoittaneet, että yksittäisin energiankäyttöä vähentävin toimin saavutettava energiankulutuksen väheneminen on useimmiten marginaalista. E-lukurajan alittaminen vaatii yleensä useampien, eri suunnittelualojen ratkaisuja käsittävien toimien yhdistämistä.

Tulevat muutokset energiatodistuslaissa ja -asetuksessa tulevat todennäköisesti noudattamaan E-lukutarkastelun periaatteita. Tulevan energiatodistuskäytännön A-luokka on todennäköisesti perustana lähes nollaenergiarakentamiselle.

Jos nykyiselläänkin 2007 energiatodistuskäytännön mukaisen ET-luokka A:n saavuttaminen on ollut jossakin määrin haasteellista, jatkossa haaste muodostuu huomattavasti 01_Musiikkitalon julkisivu. Jos halutaan toteuttaa esimerkiksi monimuotoinen ja runsaasti ikkunoita sisältävä rakennus, on energiankäyttöä vastaavasti vähennettävä muualla, esimerkiksi tiiviyttä tai lämmön talteenottoa parantamalla tai tuotettava kohteessa uusiutuvaa omavaraisenergiaa.

02_Yhteistyö – E-lukurajan alittaminen vaatii yleensä useampien, eri suunnittelualojen ratkaisuja käsittävien toimien yhdistämistä.

tiukemmaksi. Ja tämä merkitsee sitä, että suunnitteluratkaisuja on kehitettävä, uusia ajatusmalleja on löydyttävä ja teknologian on saavutettava merkittäviä kehitysharppauksia.

Vastauksena otsikon kysymykseen: me Granlundilla olemme valmiina! Energia ja Ympäristö -osasto ja energiakonsultoinnin osaajamme aluetoimistoissa ovat selvillä rakentamismääräysten muutoksista ja E-luvun laskentasäännöistä ja olemme valmiina myös neuvomaan ja opastamaan muita! 

18 ½done 2_2012 Matalenergiatoimistorakennus E-luku=90 kWh/m2/vuosi ■ Tila- ja IV-lämmitys 19 % ■ Käyttövesi (D3) 4 % ■ Jäähdytys 7 % ■ Puhaltimet ja pumput 11 % ■ Valaistus 24 % ■ Käyttäjälaitteet (D3) 35 %

MISTÄ ON LÄHES

NOLLAENERGIATALOT TEHTY…

Piia Sormunen, teksti Porkka & Kuutsa, kuvitus

18

…energiatehokkaasta arkkitehtisuunnittelusta, tarpeenmukaisesta ja energiatehokkaasta talotekniikasta, tarpeenmukaisesta valaistuksesta, älykkäästä järjestelmien ohjauksesta, uusiutuvasta omavaraisenergiasta, … niistä lähes nollaenergiatalot on tehty.

½done 2_2012 19

Euroopan unioni on asettanut vuodelle 2020 tavoitteen vähentää energiankulutusta 20 prosenttia perusuraan verrattuna.

Lisäksi EU:n vuoden 2020 tavoitteena on vähentää kasvihuonekaasupäästöjä 20 prosenttia vuoden 1990 tasosta ja lisätä uusiutuvan energian osuus 20 prosenttiin energian kokonaiskulutuksesta.

Tämän lisäksi EU:n EPDB direktiivi ajaa jäsenmaitaan lähes nollaenergiarakentamiseen vuoteen 2020. Direktiivin mukaan uusien julkisten rakennusten tulee olla lähes nollaenergiarakennuksia jo vuonna 2018 ja uudisrakentamisen vuoden 2020 mennessä. Kukin jäsenmaa tulee esittämään EU:n suuntaan, että mikä on kunkin maan lähes nollaenergiarakentamisen taso. Direktiivi edellyttää, että taso saavutetaan kustannustehokkaasti. Jäsenmaat ovat hyvin erilaisessa asemassa johtuen maantieteellisestä sijainnista. Mikä on

Keinoja rakennuksen energiatehokkuuden parantamiseksi: × rakennuksen muoto, suuntaus ja aukotus × passiiviset auringonsuojausratkaisut × ikkunoiden ominaisuudet ja auringonsuojaukset × rakenteiden ominaisuudet ja tiiveys × tarpeenmukaisesti ohjattujen taloteknisten järjestelmien käyttäminen (ilmanvaihto, valaistus) × korkean hyötysuhteen omaavien taloteknisten laitteiden valinta (LTO, pumput, puhaltimet) × luonnonvalon hyödyntäminen ja valaistuksen luonnonvalo-ohjaus × energiaa säästävät valaisinratkaisut ja niiden ohjaus × suunnitteluratkaisujen kokonaisoptimointi × uusiutuvan omavaraisenergian hyödyntäminen, aurinkosähkö, aurinkolämpö, tuulienergia, porakaivot × energiamuotojen valinta × energianvarastointi

Keski-Euroopassa kustannustehokasta ei välttämättä täytä kustannustehokkuusvaatimusta Suomessa.

1.7.2012 voimaan tuleva Suomen rakentamismääräyskokoelman osa D3 on ensimmäinen askel kohti lähes nollaenergiatasoa. Rakennusten energiankulutuksessa otetaan huomioon kokonaisvaltaisesti energiantarve että käytettävä energiamuoto. E-luvun maksimiarvot ovat tällä hetkellä vielä hyvin tavoitettavissa hyvällä suomalaisella rakentamisella. Mutta voinemme odottaa E-luku arvojen kiristymistä asteittain vuoteen 2020 mennessä.

Mikä on lähes nollaenergiatalon energiankulutus? Käsitteenä lähes nollaenergiatalo on epämääräinen. Nollaenergiatalolla tarkoitetaan yleisesti ottaen rakennusta, jonka vuosittainen energiantuotanto on yhtä suuri kuin sen vuosittainen energiankulutus.

Tällä hetkellä ei ole tiedossa, että mikä on lähes nollaenergiataso Suomessa. Ensimmäiset viitteet lähes nollaenergiatasosta on myös nähtävissä uudessa energiatodistusluonnoksessa, jossa toimistorakennukselle energiatodistusluokan A mukainen E-luku on alle 70 kWh/m2, vuosi. Heinäkuussa voimaan tulevan rakennusmääräyskokoelman osan D3 mukaan toimistorakennuksen E-luvun maksimiarvo on 170 kWh/m2, vuosi. Tämä viittaisi siihen, että lähes nollaenergiatason rakennuksen E-luku on lähes puolet pienempi kuin vuonna 2012 voimaan tulevan määräyksen mukainen E-luku.

Jäämme kuitenkin odottamaan Suomen virallista kansallista määritystä kustannustehokkaasta lähes nollaenergiarakentamisen tasosta.

Miten lähes nollaenergiatasoon voidaan päästä? Lähtökohtana lähes nollaenergiatalon rakentamiseen on kokonaisvaltainen suunnittelu, 01_Erään matalaenergiatoimistotalon energiankulutuksen jakauma.

Kuvasta voimme havaita, että lämmityksen osuus on ainoastaan 23% rakennuksen E-luvusta. Tästä voimme helposti päätellä, että energiatehokkuustoimet kannattaa kohdistaa enemmänkin sähköteknisiin ratkaisuihin kuin tekijöihin, jotka vaikuttavat lämmitysenergiakulutukseen tavoiteltaessa lähes nolla-energiatasoa. Lisäksi on nähtävissä, että rakennusautomatiikan rooli tulee kasvamaan, kun siirrymme lähes nolla-energiarakentamiseen. Tarpeenmukaisuus noussee talotekniikassa tämän vuosikymmenen trendiksi.

suunnittelijoiden tiivis yhteistyö ja energia-asiantuntijan mukana olo hankesuunnitteluvaiheesta saakka. Hankesuunnitteluvaiheessa määritetään hankkeen tavoitteet ja lähes nolla-energiatason tavoitteet. Tavoitteella on suuri ohjaava vaikutus rakennuksen suunnitteluun.

Lähtökohtaisesti rakennuksen netto energiantarve ja huipputehot tulee minimoida ja sen jälkeen tarkastella rakennukseen parhaiten soveltuvaa omavaraisenergian tuotantoa ja soveltuvaa energiamuotoa. 

20 ½done 2_2012

KIINTEISTÖJEN ENERGIATEHOKKUUDEN KOJETAULUT –

RYHTI TALOINFO JA METRIX Heikki Ihasalo, teksti istockphoto ja Granlund, kuvat

20

Olemme autoissa tottuneet seuraamaan ajamisen kan-

nalta tärkeimpiä tietoja auton kojetaulusta. Kojetaulusta näemme nopealla silmäyksellä muun muassa ajonopeuden,

moottorin kierrosluvun, huoltovälin, merkkivalot ja yhä useammin myÜs polttoaineen hetkellisen kulutuksen. Jos omassa autossa on tämä viimeksi mainittu ominaisuus, niin harva voi väittää vastaan, etteikÜ sillä olisi ollut

vaikutuksia omiin ajotottumuksiin. Taloudellisesta ajotavasta on tullut yleinen puheenaihe, eikä uusia autojakaan enää juuri muilla kriteereillä markkinoida kuin vähäisellä polttoaineenkulutuksella.

KiinteistÜissä tilanne on vielä tänä päivänä hyvin toisenlainen. Yleensä tilojen käyttäjät eivät saa mitään tietoa kiinteistÜn energiankulutuksesta saati siitä, miten heidän toimintansa vaikuttaa kulutukseen. YlläpitohenkilÜstÜllä puolestaan on monesti karkean tason kulutustietoa käytettävissä, mutta tarkempaa tietoa kulutuksen jakautumisesta tai kulutuspoikkeamien syistä on vain harvoin tarjolla. Jatkossa näitä tietoja on kuitenkin saatavilla kahden eri käyttäjäryhmälle suunnatun kojetaulun avulla.

RYHTI Taloinfo sovellus on kohdennettu kiinteistÜn käyttäjille. Sen avulla ylläpito-organisaatio voi viestiä kiinteistÜÜn liittyvistä asioista, kuten tulevista remonteista tai huoltotoimenpiteistä. Yhtenä osa-alueena 01

½done 2_2012 21

Taloinfo mahdollistaa myös kiinteistön energiankulutuksen esittämisen tiivistetyssä ja helposti ymmärrettävässä muodossa.

Sovelluksen näkymät on suunniteltu siten, että jo nopea vilkaisu riittää tärkeimpien tietojen sisäistämiseen – aivan kuten kellonkin vilkaisu riittää meille vuorokaudenajan hahmottamiseen. RYHTI Taloinfon tiedot voidaan esittää joko kiinteistön tai kerroksen aulanäytöllä tai vaihtoehtoisesti yrityksen sisäisillä internet-sivuilla. Sovellus tuo kiinteistön energiankulutuksen käyttäjien näkyville ja antaa palautetietoa käyttötottumuksien vaikutuksesta kulutukseen.

Lisäämällä tietoisuutta energiankulutuksesta voidaan vaikuttaa erityisesti tilojen valaistuksen ja laitteiden sähkönkulutukseen, jotka muodostavat yli puolet tyypillisen toimistorakennuksen sähkönkäytöstä.

RYHTI Metrix on suunnattu kiinteistön ylläpito-

Arvosanat

Trendi

Elokuu 2011

Edeltävät 12 kuukau;a

83 Energiatehokkuus 71 Olosuhteet 93 Toimivuus

henkilöstön käyttöön. Se jalostaa kiinteistöjen tekni-

100 80 60 40 20 0

sen tiedon energiatehokkuutta, sisäilman olosuhteita ja laitteiden toimivuutta kuvaaviksi tunnusluvuiksi. Sovel9 10 11 12 1 Energiatehokkuus

Jakauma

Heikoimmat ja poikkeamat

Elokuu 2011

Elokuu 2011

2

3

4

Olosuhteet

5

6

7

8

Toimivuus

tietoihin, jos pääsivun tunnusluvuissa havaitaan poikPoikkeamat: 5 kpl

9 % Hyvä 36 % 55 %

Tyydy;ävä Huono

Yhteensä 13 kpl

lus tarjoaa kokonaiskuvan kiinteistön suorituskyvystä, mutta toisaalta mahdollistaa porautumisen tarkempiin

Arvosana Laite 43 Huone 3012 45 Ravintola

Suorituskykymi<ari Olosuhteet Olosuhteet

45 TK 302 KeiAö 49 TK 308 Toimisto 3 krs.

52 TK 305 Parturikampaamo Heikoimmat 10 kpl

Toimivuus Energiatehokkuus Olosuhteet Poikkeamia 5 kpl

keamia. Kun kiinteistön suorituskykyä tarkastellaan useasta näkökulmasta, pystytään välttämään osaoptimointi kuten energiankäytön vähentäminen sisäilman laadun kustannuksella. RYHTI Metrix tarjoaa lisäksi syvällisempää tietoa esimerkiksi energiatehokkuuteen vaikutta-

02

vista tekijöistä kuin perinteinen kulutusseuranta. Sen

01_RYHTI Taloinfo näytöstä on nopeasti nähtävissä energiankulutuksen tilannekuva.

avulla on nähtävissä muun muassa ilmanvaihtokoneiden

02_RYHTI Metrixin pääsivu kiteyttää kiinteistön teknisen tiedon helposti ymmärrettäviksi tunnusluvuiksi.

jät joilla on suuri vaikutus kiinteistön energiankäyttöön.

käyntiajat sekä lämmöntalteenoton hyötysuhteet eli tekiSovellus visualisoi informaation siten, että tietoja voivat hyödyntää niin huoltomiehet päivittäisessä työssään kuin isännöitsijät ja kiinteistöpäälliköt apunaan ylläpidon johtamisessa. 

22 ½done 2_2012

INNOVATION IN

ENERGY EFFICIENCY Francisco Forns-Samso, text Francisco Forns-Samso and Gralund, pics

22

The Europe’s 2020 strategy for smart, sustainable and inclusive growth has set ambitious and measurable targets for the coming decade. Greater investments in research and development as well as in-

novation, and reduction of greenhouse emissions are among the top priorities for the European Commission.

Initiatives like the 7th Framework Programme (FP7) and the Competitiveness and Innovation Framework Programme (CIP) are created to support the challenges related to climate change, energy and resource efficiency. The objective is to develop technolo-

gies, processes and methodologies that are able to face the challenges mentioned. These projects are developed with involvement of universities, research institutes and private companies with the purpose to foster excellence and exchange expertise between the different partners.

01_HosPilot validation in practice (Seinäjoen keskussairaala): patient rooms with different HVAC solutions.

Currently Granlund is participating in three EU co-financed projects providing their knowledge in different areas of specialization: is a project which is focused on energy efficiency in hospitals. Due to the large amount of energy consumption and high standards in the user behaviour, the main goal of HosPilot is to design a methodology to estimate energy savings in hospital refurbishment. The HosPilot methodology is envisioned as an expert system providing the technical advisor or facility manager of a hospital information on possibilities for energy saving by making educated choices between different available technical improvements for lighting and HVAC. The methodology will be interlinked with expert knowledge of the various technologies into an energy saving service. The methodology has been proven by creating 3 pilot sites in the partner hospitals and by monitoring those pilots in the period of one year. is a project that takes into consideration the integrated and interdisciplinary approach of the different disciplines, architects, building services engineers, energy consultants and facility managers. The main objective of HESMOS is to integrate the different existing and new software tools used by different disciplines into an Integrated Virtual Energy Laboratory (IVEL). The purpose is that different stakeholders can work in a collaborative environment enabling them to have information about energy efficiency and lifecycle cost in order to improve the decision making process. Granlund’s support in this project is emphasized in Facilities Management and software development. considers the importance of having multiple simulations in early design phase taking into account several parameters in order to deliver the best solution for energy efficiency and lifecycle costs. The final product is Virtual Energy Laboratory that will allow the evaluation, simulation and optimization of products for built facilities and facilities components in variations of real life scenarios before their realization, acknowledging the stochastic life cycle nature. Granlund’s participation is in the early design phase and its role is to develop a multi-model manager that will clearly present the simulation results and alternatives of improving energy efficiency by using cloud based computing.

Through these initiatives that combine R&D, innovation and cooperation Granlund will be able to deliver new low carbon technologies needed for a more sustainable, competitive and secure environment. 

02_Sustainability in Viking Age – Icelandic Turf Houses provided sustainable solution for cold climates.

½done 2_2012 23

COBIM-YTV-SPEKSIT KÄYTTÖÖN

23

Tuomas Laine, teksti BuildingSMART Finland, kuva

Senaatti-kiinteistöjen vuonna 2007 julkaistujen tietomallivaatimusten

päivitys toteutettiin vuosina 2011–2012 COBIM -hankkeen muodossa.

Hankkeen taustajoukkona ja rahoittajina oli suuri joukko tilaajatahoja,

suurimmat rakennusliikkeet sekä melkoinen joukko alan vaikuttajia eli yhteensä n. 50

yritystä tai organisaatiota. Tämän työn tuloksena syntyivät Yleiset tietomallivaatimukset (YTV) 2012 osat 1–9 ja uusina osat 10–14. YTV 2012 julkistustilaisuus 27.3. keräsi lähes 350 henkeä kuulemaan esityksiä Yleisten tietomallivaatimusten taustoista, sisällöstä ja tulevaisuuden ylläpidosta.

Granlund osallistui aktiivisesti Yleisten tietomallivaatimusten laadintaan ja vastuullamme oli yhteensä 4 eri osaa: Taloteknisen suunnittelun ja analyysien päivitetyt osat 4 ja 9 sekä täysin uudet vaatimukset energia-analyyseihin sekä tietomallien hyödyntämiselle käytön ja ylläpidon aikana.

Osassa 4, Talotekninen suunnittelu, tarkennetaan niiden suunnittelutehtävien sisältöjä, joita talotekninen suunnittelija tekee tietomalleihin pohjautuen. Kun suunnittelu ja rakentaminen toteutetaan esitettyjen vaatimusten mukaisesti, sisältää TATE-järjestelmämalli perusedellytykset tietomallin hyödyntämiselle kiinteistön elinkaaren aikana käyttö- ja ylläpitojärjestelmissä. Uusina asioina nostetaan esille mm. tietomallipohjaiset palvelualuekartat sekä komponenttien esitystavan, tietosisällön ja geometrian tarkkuustason määritykset suunnitteluvaiheittain. Osassa 9, Mallien käyttö talotekniikan analyyseissä, kerrotaan niistä mahdollisuuksista, joita mallinnus tuo mukanaan taloteknisten analyysien suorittamiselle. Osassa on myös selvennetty esimerkiksi valaistuslaskennan ja valaistussimuloinnin eroavaisuuksia.

Energiatehokkuuden hallinnan tärkeyttä rakentamisessa on haluttu korostaa ja energia-analyysit ovatkin saaneet oman osan tietomallivaatimuksiin, kun aikaisemmin ne olivat osana talotekniikan analyyseja. Osassa 10 käsitellään energiatehokkuuden ja sisäolosuhteiden hallinnan kannalta oleelliset tehtävät suunnittelun ja rakentamisen aikana sekä myös todentamisen kannalta tärkeät käyttöönotto- ja ylläpitovaiheet. Tietomallien hyödyntäminen mahdollistaa suunnittelun energiavaikutusten ohjaamisen systemaattisemmin, läpinäkyvämmin ja useimmissa tapauksissa myös tehokkaammin kuin tavanomaisin keinoin olisi mahdollista. Tärkein hyöty tietomallien hyödyntämisestä on kuitenkin osaltaan varmistaa oikean informaation käyttöä laskelmissa. Vaatimukset tukevat uusien 7/2012 energiamääräysten soveltamista, mutta rakennuslupatehtävien lisäksi vaatimuksia tietomallien hyödyntämiselle energia-analyyseissa asetetaan hankesuunnittelusta aina rakennuksen käyttöönottoon asti.

Osassa 12 kuvataan ensimmäisen kerran vaatimukset ja potentiaaliset kohteet tietomallien hyödyntämiselle rakennuksen käytön ja ylläpidon aikana. Siinä tarjotaan myös havainnollisia esimerkkejä tietomallien käyttömahdollisuuksista ja hyödyistä kiinteistöpalveluiden toimintojen tukena. Osassa kuvataan mallinnuksen tiedonhallintaprosessi rakennushankkeesta ylläpitoon sekä asetetaan minimivaatimukset käytön aikaisille mallien päivitys- ja laadunvarmistusmenettelyille. Vaatimuksiin sisältyy IFCpohjainen tiedonsiirto, mutta myös muita ylläpidon tiedonsiirron standardeja (COBie) on käsitelty. Vaikka nyt asetetut vaatimukset hyödyntämispotentiaaliin nähden ovat vielä pienet, on tämä osa tärkeässä asemassa jäsentämällä ja viitoittamalla tietomallien yhä laajempaa hyödyntämistä osana kiinteistöpalveluiden toimintoja.

Yleiset tietomallivaatimukset saivat hyvän vastaanoton kentällä ja niiden soveltaminen on lähtenyt vauhdikkaasti käyntiin. Monet tilaajatahot ovat ottaneet YTV 2012 -vaatimukset jo mukaan tarjouskyselyihinsä ja koulutustarjontaa niiden soveltamiseen on monipuolisesti tarjolla. Erityisen tärkeää on ollut saada uusien osien kautta energiatehokkuuden hallinta ja koko rakennuksen elinkaari mukaan hyödyntämään tietomalleja. Kaiken tämän perusteella uskaltaa odottaa jatkossa entistäkin suurempia hyötyjä tietomallintamisesta koko kiinteistö- ja rakentamissektorille. 

Granlund-skaban satoa:

Vasemmalta oikealle, ylhäältä alas: Pihla Hämäläinen 1. palkinto (valokuvat), Siiri Innanen 1. palkinto (videot ja audiot), Siru Juuri-Oja 1. palkinto (piirustukset ja maalaukset), Antti Inermo 3. palkinto (piirustukset ja maalaukset), Aada Martiskainen 2. palkinto (valokuvat), Amanda Mielty 3. palkinto (videot ja audiot), Alina Sinisalo 3. palkinto (piirustukset ja maalaukset), Laura Lonka 2. palkinto (piirustukset ja maalaukset), Veeti Martiskainen 2. palkinto (piirustukset ja maalaukset), Eero Mynttinen 3. palkinto (valokuvat),Ife Lovisa Leino 2. palkinto (videot ja audiot), Aino Ostrovskij (piirustukset ja maalaukset)

Tutustu kilpailutöihin osoitteessa www.granlund-skaba.com