Lämmitysjärjestelmien suunnittelu

Ilmaston lämpenemisen sekä parantuneiden rakenneratkaisujen ja lämmöneristävyyden myötä rakennusten lämpöenergian tarve on vähentynyt. Kaupunki ja taajama-alueilla kau-kolämpö on edelleen yleisin lämmitysmuoto, mutta kaukolämmön hinnannousun ja maaläm-pöjärjestelmien kehityksen myötä maalämpö on alkanut nostaa suosiotaan. Olemassa ole-vissa kohteissa erilaisten ilma- ja ilmavesilämpöpumppujen suosio päälämmönlähteen lisänä on kasvanut merkittävästi. Syynä lämpöpumppujen suosioon voidaan pitää lämpöenergian kallistumista, pumppujen hinnanlaskua ja sitä, että pumppuja voidaan käyttää lämmityksen lisäksi myös tilojen viilennykseen.

Kaukolämpö

Huolimatta siitä, että kaukolämmön hinta on ollut nousussa, se on edelleen suosituin kau-punki- ja taajama-alueiden lämmitysmuoto. Suunniteltava kohde varustetaan lämmönjako-keskuksella, joka pitää sisällään käyttöveden ja tilalämmityksen lämmönsiirtimet ja säätö-laitteet. Lisäksi järjestelmään kuuluu lämmönjakoverkosto, jolla lämpö siirretään tilakohtai-siin lämmönluovutuslaitteitilakohtai-siin, kuten radiaattoreihin tai lattialämmityspiireihin. Kaukoläm-mön eduiksi voidaan lukea sen toimintavarmuus, huolettomuus sekä pieni tilantarve. Heik-kouksia ovat suhteellisen korkea liittymismaksu, ja epävarmuus kaukolämmön hinnankehi-tyksestä.

Maalämpö ja muut lämpöpumppujärjestelmät

Maalämpö on monessa suhteessa varteenotettava vaihtoehto lämmitysmuodoksi, ja sen käyttö onkin viime vuosina lisääntynyt merkittävästi. Maalämpö on yleistynyt niin uudis- kuin saneerauskohteissa. Sitä on alettu hyödyntää omakotitaloissa, kerrostaloissa ja monissa julkisissa rakennuksissa kuten kouluissa. Mikäli kaukolämpö tuotetaan fossiilisilla polttoai-neilla, on maalämpö usein ympäristöystävällisempi lämmitysmuoto kuin kaukolämpö. Asi-aan vaikuttavat kuitenkin oleellisesti kaukolämmön tuotantomuoto. Maalämmön suosiota kasvattaa myös kaukolämmön hinnannousu.

Maalämpö voidaan toteuttaa joko maalämpökaivoilla tai keruupiireillä. Taajama-alueella, jossa tontit ovat pieniä, kaivot ovat pääasiallisin maalämmön toteutusmuoto. Keruupiirejä voidaan suunnitella sellaisiin kohteisiin, jossa tontin koko mahdollistaa vaakatasoon asen-nettavan keruupiirin asentamisen. Maalämpökaivojen asennuksen esteeksi voi osoittautua pohjavesialue, sillä vesilain nykyinen tulkinnan perusteella lämpökaivojen rakentaminen vaatii pohjavesialueella aina vesiluvan. Vesiluvan tarvearvioinnin tekevät kunnan ympäris-töviranomainen ja Elinkeino-, liikenne- ja ympäristökeskus (ELY-keskus) yhdessä. Varsi-naisen vesiluvan myöntää paikallinen aluehallintovirasto (AVI). Aiemmin ELY-keskukset ovat perustaneet päätöksiään ympäristöministeriön teettämään lämpökaivo-oppaaseen, joka ei kategorisesti kiellä kaivojen rakentamista pohjavesialueella. Sittemmin tulkintaa on muu-tettu monissa kunnissa, sillä korkeimman hallinto-oikeuden (KHO) suhteellisen tuoreiden vuosikirjapäätösten perusteella maalämpökaivoille ei tule pohjaveden pilaantumisen tai sen vaaran vuoksi myöntää lupaa (KOH: 2015:150 & KHO:2019:37).

Maalämmön lisäksi kohteisiin voidaan suunnitella ja asentaa muita lämpöpumppujärjestel-miä. Nämä soveltuvat harvoin ainoaksi lämmönlähteeksi, mutta niiden avulla voidaan vä-hentää merkittävästi ostoenergian tarvetta. Lisäksi niitä voidaan hyödyntää lämmityskauden ulkopuolella jäähdytykseen. Käyttötarkoituksesta riippuen kohteeseen voidaan valita ilma-ilmalämpöpumppu, poistoilmalämpöpumppu tai ilmavesilämpöpumppu. Ilma-ilmalämpö-pumppu ja ilmavesilämpöIlma-ilmalämpö-pumppu käyttävät lämmönlähteenä ulkoilmaa.

Valittaessa kohteeseen lämpöpumppua, tulisi kiinnittää huomiota laitteen tehokertoimeen.

Tehokerroin (COP - Coefficient Of Performance) kertoo sen, kuinka tehokkaasti sähköener-gia saadaan muutettua lämpöenersähköener-giaksi. Esimerkiksi arvo COP 3 tarkoittaa sitä, että yhdellä kilowatilla sähköenergiaa saadaan tuotettu kolme kilowattia lämpöenergiaa. Mitä suurempi laitteen COP-arvo on, sitä parempi suorituskyky sillä on. Laitteiden COP-arvoja vertailta-essa tulee olla tarkkana, sillä laitteesta riippuen hyötysuhteen laskennassa on voitu käyttää joko uutta tai vanhaa EN-standardia. Vanhaa standardia (EN 255) käytettäessä hyötysuhteen arvoksi saadaan suurempi lukema, kuin uudempaa virallista standardia (EN 14511) käytet-täessä. Todellisuudessa COP on hetkellinen arvo, joka vaihtelee jatkuvasti sisä- ja ulkoläm-pötilan mukaan.

Hyötysuhdetta luotettavampi arvo on vuosihyötysuhde eli SCOP (Seasonal Coefficient of Performance), joka ilmaisee koko lämmityskauden hyötysuhteen. SCOP-luvun laskenta pe-rustuu EN 14825-standardiin, jonka mukaan Eurooppa on jaettu kolmeen eri ilmastokeeseen: Etelä-, Keski- ja Pohjois-Eurooppaan. Suomi kuuluu Pohjois-Euroopan vyöhyk-keeseen, jonka laskenta perustuu Helsingin ilmasto-olosuhteisiin. Kun laskennassa hyödyn-netään aluekohtaisia vyöhykkeitä, kertoo SCOP-luku tarkemmin laitteen oikean hyötysuh-teen sen markkina-alueella. Suunnittelijan on kuitenkin huomioitava, että Suomessa myyn-nissä olevan laitteen SCOP-arvo on laskettu pohjoisen vyöhykkeen eli Helsingin arvoilla.

Uudella energiamerkinnällä, joka ilmaisee SCOP-arvon lisäksi myös energialuokan, pyri-tään helpottamaan laitteiden vertailtavuutta. Energialuokka määräytyy sen mukaan, minkä ilmastovyöhykkeen arvoilla SCOP-arvo on laskettu.

SCOP-arvoja käytetään jo yleisesti ilmalämpöpumpuille ja ne ovat parhaillaan tulossa myös maalämpöpumpuille. Vuosihyötysuhde on selkein tapa ilmaista laitteen hyötysuhdetta, sillä se on suoraan verrannollinen muiden SCOP-arvollisten laitteiden kanssa. Ilma- ja maaläm-pöpumppujen vuosihyötysuhdelukujen sijaan poistoilmalämpöpumpuille (PILP) ilmoitetaan COP-arvo. Tämä johtuu siitä, että poistoilmalämpöpumppu ottaa lämpöenergiaa jäteil-masta/poistuvasta sisäilmasta, joka on tavanomaisesti säädetty 21-asteiseksi. Poistoilmaläm-pöpumpun COP-arvoon eli hyötysuhteeseen eivät vaikuta ilmasto-olosuhteet samalla tavalla kuin maalämpö tai ilmalämpöpumppujen. Sen sijaan poistoilmalämpöpumpun ilmoitettuun

COP-arvoon voi vaikuttaa monet eri tekijät, kuten lämpimän käyttöveden lämpötila ja il-mastoinnin teho. Lisäksi arvoon vaikuttaa oleellisesti sekundaaripiirien lämpötilat: mitä kor-keampia menoveden lämpötiloja joudutaan tuottamaan, sitä heikompi on hetkellinen COP-arvo ja sitä kautta myös SCOP-COP-arvo.

Aurinkokeräimet

Rakennukseen voidaan suunnitella aurinkokeräimet. Keräimien avulla auringon säteily on mahdollista muuttaa lämmöksi, jota voidaan hyödyntää tilojen tai käyttöveden lämmityk-seen. Järjestelmä koostuu aurinkokeräimistä, varaajasta, pumppu- ja ohjausyksiköstä sekä putkistosta. Lämpöpumppujen tapaan keräimet tarvitsevat rinnalleen lisäjärjestelmän. Au-rinkokeräimiä suunnitellaan pääasiassa pientalokohteisiin, mutta niitä voidaan hyödyntää myös esimerkiksi myymäläkohteissa.