Rakennuksen energiatehokkuuden varmistus

Hanketasolla on kyse rakennuksen esim. bruttoalaa kohti lasketusta energiatehokkuus-luvusta (ominaisenergiankulutuksesta, kWh/m²a), jossa tulisi erotella rakennusten ener-giatehokkuusdirektiivin hengen mukaisesti seuraavat tekijät:

! lämmitysenergia, jaoteltuna mahdollisuuksien mukaan huonetilojen, käyttöveden ja ilmanvaihdon lämmityksen energiankulutukseen

! sähköenergia, jaoteltuna mahdollisuuksien mukaan kiinteistösähköön, (kiinteään) valaistussähköön ja muuhun sähköön

! koneellinen jäähdytysenergia, mikäli sitä käytetään.

Lämmitys- ja ilmanvaihtojärjestelmät tulee varustaa niin yksityiskohtaisilla lämpötilo-jen, tilavuusvirtojen ja laitteiden sähkönkulutusten mittauksilla, että mahdolliset raken-nukseen ja sen järjestelmien energiatehokkuuteen vaikuttavat viat ja puutteet voidaan löytää.

Keskeisiä järjestelmätasolla mitattavia ja tarkistettavia asioita ovat mm.

! koneellisen ilmanvaihdon ulko- ja poistoilmavirrat

! poistoilman lämpötilat ennen ja jälkeen lämmön talteenoton

! valaistuksen sekä pumppujen ja puhaltimien sähkönkulutus

! lämmitysjärjestelmän meno- ja paluuveden lämpötilat

! energianlähteen (esim. kattila, lämpöpumppu) hyötysuhde

! lämpötilamittausten perusteella tehtävä arvio lämmitysjärjestelmän lämpöhäviöistä

! lämmitystehon riittävyys

! lämpimän käyttöveden ja yleensä veden riittävyys

! joidenkin/keskeisten tilojen sisälämpötilat.

Energiatehokkuuden vertailukohtina ovat

! vastaavanlaisten rakennusten ominaisenergiankulutuksen taso (vertaisanalyysi)

! suunnitteluvaiheessa tehtyjen energiankulutuslaskelmien tulokset: vertailussa täytyy ottaa huomioon mahdolliset suunnittelun ja todellisuuden väliset erot esim. säätie-doissa ja rakennuksen ja sen järjestelmien käyttötavoissa

! tyypilliset laitteiden ja järjestelmien energian ominaiskulutukset ja hyötysuhteet (esim.

ilmanvaihtojärjestelmän ominaissähköteho eli SFP-luku [SFP, Specific Fan Power]).

Käyttö- ja huolto-ohjeet kootaan kiinteistön huoltokirjaan, joka sisältää kiinteistön pe-rustietojen lisäksi hoitoon, huoltoon, kunnossapitoon ja korjauksiin sekä rakennuksen järjestelmien ja laitteiden käyttöikään liittyviä tietoja. Huoltokirja on työkalu kiinteistön elinkaaren hallintaan (RT 18-10713). Siihen tallennetaan kiinteistön olosuhde- ja kulu-tustavoitteet. Huoltokirjat ja muut kiinteistön hallinnassa ja hoidossa syntyvät tiedot

Mittarointi kulutus- ja olosuhdeseurannan apuvälineenä

Rakennuksen energiankulutuksen seurantaa ja energiatasetta sekä olosuhteiden hal-lintaa ei voida tehdä luotettavasti ilman asianmukaista instrumentointia. Tämän vuoksi on jo suunnitteluvaiheessa huolehdittava siitä, että keskeiset suureet mitataan ja tulokset siirretään rakennusautomaatiojärjestelmän tuottamaan tai muuten tehtä-vään käyttöraporttiin ja kulutusseurantaraporttiin. Tulokset on esitettävä sellaisessa muodossa, että kiinteistönhoidosta ja rakennuksen käytöstä vastaavat henkilöt saavat nopeasti ja yhdellä kertaa käsityksen energiankulutuksen tasosta, sisäolosuhteista ja mahdollisista poikkeamista tavoitearvoista. Erityisesti sähkönkulutuksen seurantaa tulee kehittää nykyisestä. Ilman kulutusjakauman tuntemista ei myöskään voida arvioida säästöpotentiaalia, ilmeneviä vikoja ja poikkeamien syitä. Tämä vaatii myös muutoksia olemassa oleviin suunnittelu- ja asennuskäytäntöihin.

Rakennusten energiatehokkuuden varmistuksen tärkeimmät tehtävät ToVa-toimien vai-heissa 1–7 ovat seuraavat:

ToVa 1

Toimivuuden varmistussuunnitelman keskeisiä asioita 1. vaiheessa on, että omistaja tai rakennuttaja asettaa yksiselitteisen ja riittävän yksilöidyn rakennuksen energia-tehokkuustavoitteen. Tämä sisältää mm. sen, että energiankulutus on jaoteltu riittävän pieniin osiin ja on eroteltu mm. lämmön ja sähkön kulutus. Myös muut energian-kulutukseen, esim. sähkönkäyttöön, liittyvät tavoitteet tulee olla määritelty yksiselittei-sesti. On myös hyvin tärkeää, että määritellään selkeästi, millä laskentamenetelmillä ja millaisilla lähtötiedoilla energiatehokkuustavoitteen toteutuminen suunnitellaan, varmis-tetaan ja todennetaan (esim. sää, sisäiset lämpöenergiat, ilmanvaihto).

Toimivuuden varmistussuunnitelman laatimisesta on annettava selkeä vastuu tietylle henkilölle tai organisaatiolle.

ToVa 2

Rakennusten energiatehokkuuden kannalta suunnitteluedellytysten varmistaminen tar-koittaa mm. seuraavia toimia:

! Suunnittelijoiden kanssa käydään läpi rakennusten energiatehokkuuteen vaikuttavat keskeiset asiat ja määritellään suunniteltavat ratkaisut tai suunnittelussa tutkittavat vaihtoehdot. Tällaisia ovat mm.

• rakennuksen vaippa- ja runkorakenteet (lämmöneristys, lämpökapasiteetti, tiiveys)

• ikkunoiden suuntaus, pinta-alat, ikkunatyypit ja mahdollinen aurinkosuojaus

• ilmanvaihtojärjestelmien ja lämmön talteenottojärjestelmien periaatteet

• mahdollinen jäähdytysjärjestelmä

• energianlähde ja lämmönjakojärjestelmä

• mahdollisuudet käyttää uusiutuvaa energiaa (aurinkolämpö, maalämpö, bioenergia)

• luonnonvalon hyödyntäminen ja kiinteä valaistusjärjestelmä.

Huoltokirjan teko täytyy aloittaa riittävän ajoissa. On tärkeää, että siinä on yksityis-kohtaisten laitetietojen lisäksi yhteenveto rakennuksen sisäilmastoon ja energiate-hokkuuteen vaikuttavista keskeisistä asioista ja niiden tavoitearvoista (esim. pois-toilman lämpötila lämmön talteenoton jälkeen, lämmön ja sähkön ominaiskulutukset, keskeisten järjestelmien lämpötilatasot).

ToVa 3

Tässä vaiheessa hyväksytään rakennusta ja sen järjestelmiä koskevat yksilöidyt energia-tehokkuustavoitteet. Lisäksi laaditaan rakennuslupahakemukseen liittyvä energiaselvitys ja sen sisältämä energiatodistus, joissa esitetään mm.:

! johtumisen ja ilmanvaihdon ominaislämpöhäviö (absoluuttisena ja lattiapinta-alaa kohti laskettuna)

! lämmityksen, jäähdytyksen, kiinteän valaistuksen ja muun sähkönkäytön energian ominaiskulutukset

! hyödynnettävä uusiutuva energia lämmityksessä, jäähdytyksessä ja sähkönkäytössä

! keskeisten laitteiden (poistoilman lämmön talteenottolaite, lämmityskattilat, lämpö-pumput, jäähdytyskoneet, puhaltimet, valaisimet) energiatehokkuustavoitteet.

ToVa 4

Rakennusten energiatehokkuuden kannalta rakentamisen edellytykset varmistetaan seu-raavilla toimilla:

! Rakentaminen on organisoitu ja aikataulutettu ja ToVa-toiminta on organisoitu jär-jestelmittäin (rakennus ja sen ulkovaippa ja tiiviys, lämmitys, lämmin vesi, ilman-vaihto, jäähdytys, sähkö, automaatio).

! Varmistetaan, että ToVa 1 -vaiheessa asetetut energiatehokkuustavoitteet voidaan todentaa (mitata) rakennuksesta. Tätä varten mittarointi on suunniteltava kattavaksi ja riittävän yksityiskohtaiseksi ja esim. sähkön jakeluverkko on ryhmiteltävä siten, että järkevä osakuormien ja -kulutusten mittaus on kohtuukustannuksin mahdollista.

! Varmistetaan, että rakennusosien ja laitteiden hankinnoissa on edellytykset sisäil-masto- ja energiatehokkuustavoitteiden huomioon ottamiseen.

ToVa 5

Rakennuksen käyttöönoton edellytykset varmistetaan seuraavasti:

! Vaipan lämmöneristävyys ja ilmatiiviys todetaan mittauksin.

! Tärkeimmille energiatehokkuuteen vaikuttaville laitteille ja rakennuksenosille teh-dään toimintakokeet:

• Lämmön talteenotto toimii tavoitteiden mukaan lämpötilamittausten perusteella.

• Lyhytaikaisten (esim. viikko) mittausten perusteella energiantuotantolaitteiden hyötysuhde on riittävän suuri.

• Puhaltimien ilman tilavuusvirrat ovat oikeat, ja sähkön ominaiskulutus on riittävän pieni.

• Lämmitysjärjestelmät toimivat suunnitellusti arvioituina järjestelmien lämpötilojen ja pumppujen ja puhaltimien sähkönkulutusten perusteella.

• Sisälämpötilat ovat suunnitellun mukaiset.

ToVa 6

Käyttö- ja ylläpitovaiheessa rakennuksen ja sen järjestelmien energiankulutusta seura-taan vertaamalla mitattuja energiankulutuksia vastaavanlaisten rakennusten ominaisku-lutuksiin sekä rakennuksen suunnitteluvaiheessa laskettuun energiankulutukseen. Jos rakennuksen tekniset ominaisuudet tai sen käyttö poikkeavat merkittävästi suunnittelu-vaiheessa lasketusta, energiankulutuksen laskenta tulee korjata vastaamaan todellisen rakennuksen sisäilmasto-oloja sekä laitteiden ja järjestelmien todellista käyttöä ja tek-nistä suorituskykyä. Sääkorjaus suunnitteluvaiheen laskelmiin täytyy tehdä aina.

ToVa 7

Toimivuuden jatkuva varmistaminen käsittää pääosin samat vaiheet kuin ToVa 6 -vaihe.

Tässä vaiheessa tulee kuitenkin kiinnittää huomiota laitteiden vanhenemisen aiheutta-miin mahdollisiin tuleviin ongelaiheutta-miin. Lisäksi on otettava huomioon rakennuksen käy-tössä (käyttöprofiilissa) tapahtuvat muutokset ja niiden vaikutukset sisäilmastoon ja energiankulutukseen.

Varmistusmenetelmät

Toimivuuden varmistuksen tärkeitä asioita, jotka mahdollistavat luotettavan analyysin, ovat riittävän yksityiskohtaiset mittaukset. Mittaukset voidaan jaotella jatkuviin, rekiste-röiviin mittauksiin ja kertamittauksiin. Toimivuuden varmistamisen kannalta olisi hyvä, että rekisteröiviä mittauksia on riittävästi.

Eräs hyvin tehokas toiminnan varmistusmenetelmä on rakennuksen energiataseen (sisälle tulevat energiat ja häviöenergiat) laatiminen. Mittausmenetelmien tulee mahdol-listaa energiataseen teko. Kuvassa 12 on esimerkki erään kerrostalon laskennallisesta energiataseesta vuositasolla.

Energiatase sisältää sekä mitattuja suureita (ostettu energia) että laskettuja suureita (lämpöhäviöt, auringon säteily). Mahdollinen ero energiataseen tulevissa ja lähtevissä energiavirroissa voi olla merkki rakennuksen toiminnassa olevista vioista tai puutteista, jotka tulisi selvittää. Toisaalta jos mitattu ja laskettu, sääkorjattu energiankulutus ovat (jatkuvasti) riittävän lähellä (noin 5–10 %:n tarkkuudella) toisiaan, rakennuksen ener-giatehokkuuden voidaan arvioivan olevan suunnitelmien mukainen.

Kuva 12. Esimerkki erään kerrostalon energiataseesta vuositasolla.

Energiatehokkuuden varmistamisen kannalta energiamittaukset (lämpö ja sähkö jaotel-tuina alamittauksiin) ovat keskeisiä. Seuraavassa on luettelo mittauksista, jotka ovat välttämättömiä (v) tai hyödyllisiä (h):

! lämpö (v)

• huonetilojen lämmitys (h)

• käyttöveden lämmitys (h)

• ilmanvaihdon lämmitys (h)

! sähkö (v)

• LVI-sähkö (h)

− IV-konehuoneiden sähkö

− jäähdytyskoneiden sähkö

− mahdollisten lämpöpumppujen sähkö

• valaistussähkö (v/h)

• muu kiinteistösähkö (h).

Lämpötilamittaukset antavat energiatehokkuuden laskennan rajoitusehdot. Lämpöti-lamittausten tulokset tulisi rekisteröidä jatkuvasti, jotta energiatehokkuuden laskennassa olisi käytössä mahdollisimman luotettavat tiedot.

Seuraavassa lämpötilamittaukset on jaettu välttämättömiin ja hyödyllisiin:

! ulkoilman lämpötila (v)

! poistoilman lämpötila ennen ja jälkeen lämmön talteenoton kaikille IV-koneille (v)

! ilmanvaihtokoneelta (-koneilta) lähtevä tuloilman lämpötila (v)

! sopiva määrä tyypillisten keskeisten tai kriittisten tilojen sisälämpötiloja (v); nämä mittauspisteet määritellään ToVa-suunnitelmassa

! tarvittaessa vetomittaukset/pallolämpötilamittaukset tiloissa, joissa on suuria ikkuna-pintoja/ulko-ovia (h)

! mahdolliset muut ToVa-suunnitelmassa määriteltävät ilmanvaihtojärjestelmän läm-pötilamittaukset (h).

Tärkeimpien ilmakanavien tilavuusvirrat (v) tulee mitata sekä rakennusta vastaanotet-taessa että ajoittain rakennuksen käytön aikana. Vesikiertoisten järjestelmien (patteri, ilmalämmitys) tilavuusvirtojen mittaus esim. venttiilien painehäviöistä auttaa analy-soimaan näiden järjestelmien toimintaa.

Puhaltimien, joiden tilavuusvirta vaihtelee, sähköteho täytyy mitata tilavuusvirran funktiona. Niin saadaan riittävän hyvä kuva puhaltimien toiminnasta ja siitä, että ilman-vaihtokanavisto on mitoitettu oikein. Puhaltimien käyntiajat tulisi rekisteröidä, jos pu-haltimet eivät ole jatkuvasti käytössä.

Jos rakennuksessa käytetään luonnollista jäädytystä esim. yöilmalla (ns. vapaajäähdy-tys), tällöin saatava jäähdytysenergia tulisi pyrkiä mittaamaan oikeilla ilman tilavuusvir-tojen ja lämpötilojen mittauksilla. Jos luonnollisella jäähdytyksellä saatavaa energiaa ei mitata, rakennuksen energiataseeseen jää selittämätön kulutusero.

In document VTT TIEDOTTEITA 2413 (sivua 34-40)