Sähkölaitteiden valinta ja käyttö

Sähkölaitteiden merkitys rakennuksen energiankulutuksesta on merkittävä, joskin huo-mattavasti lämmitysenergian kulutusta pienempi. Sähköenergia jaetaan asuinrakennuk-sissa kiinteistö- ja kotitaloussähköön. Kiinteistösähköä kuluu esimerkiksi yleisten tilo-jen valaistukseen, pumppuihin ja puhaltimiin, mahdollisiin kattokaivo- ja räystäslämmi-tyksiin, talosaunaan, pesutupaan ja kylmäkellariin. Huoneistosähköllä tarkoitetaan asun-tojen valaistukseen, viihde-elektroniikkaan, kylmälaitteisiin, pyykinpesuun ja ruoan valmistukseen kuluvaa sähköä. (Virta & Pylsy 2011) Tässä kappaleessa keskitytään kiinteistösähköön, koska sen suuruuteen voidaan energiakorjauksilla suoraan vaikuttaa.

Ihmisten kulutustottumuksia tai esimerkiksi viihde-elektroniikan ja kylmälaitteiden käyttöä ei onnistuta rakenteellisin keinoin vähentämään.

Tyypillisessä asuinkerrostalossa lämmitysenergian kulutus on suuruusluokaltaan 200 kWh/asm²/vuosi, kun taas kotitaloussähkön kulutus on suuruusluokaltaan noin 30 kWh/asm²/vuosi ja kiinteistösähkön noin 20 kWh/asm²/vuosi (Virta & Pylsy 2011).

Kiinteistösähkön kulutus voi olla huomattavastikin suurempaa palvelurakennuksissa, riippuen esimerkiksi käyttötarkoituksesta ja varustelutasosta. Vuonna 1998 arvioitiin palvelurakennusten kokonaissähkönkulutuksen olevan noin 144,4 kWh/m². Tämä jakau-tui seuraavasti: ilmanvaihto 27 %, valaistus 21 %, lämmitys 12 % ja muu 40 %. (Kor-honen & al. 2002)

Kuva 2.4 Kiinteistösähkön kulutus asuinkerrostaloissa. (Virta & Pylsy 2011) 

Kuvasta 2.5 voidaan havaita, kuinka kiinteistösähkön kulutus on kasvanut huomat-tavasti uusissa asuinkerrostaloissa tällä vuosituhannella sekä 1960-luvulla. Nämä selit-tyvät osaltaan sillä, että 1960-luvulla kiinteistöihin alettiin rakentaa painovoimaisen ilmanvaihdon asemesta koneellisia poistoilmanvaihtojärjestelmiä. Jälkimmäinen säh-könkulutuksen kasvu on tapahtunut vuoden 2003 jälkeen, jolloin koneellisesta poistoil-manvaihtojärjestelmästä siirryttiin koneelliseen tulo- ja poistoilmanvaihtojärjestelmään.

Tämän lisäksi kiinteistösähkön kulutusta ovat kasvattaneet muun muassa kiinteistösäh-köä käyttävät märkätilojen lattialämmitykset. (Virta & Pylsy 2011)

2.5.1 Valaistus

Valaistukseen kuluu noin 10 % kaikesta sähköenergiasta Suomessa. Kouluissa vastaava luku on noin 20 % ja sairaaloissa jopa 33 % (Motiva 2009). Vuoden 2009 jälkeen ovat hehkulamput vaihtuneet energiansäästölamppuihin, joiden avulla päästään noin 75 – 80

%:n energiansäästöön vaihdettaessa hehkulamput vastaaviin energiansäästölamppuihin.

Selvästi hehkulamppuja korkeammat hankintakustannukset sekä lampunvaihdon vaiku-tus lämmitysenergian kulutukseen kuitenkin osaltaan vähentää todellista säästöä. Tästä huolimatta Motivan laskelmien mukaan yksittäisellä lampunvaihdolla on mahdollista saavuttaa vuosittain jopa viiden euron säästö (Motiva 2011).

Valaistuksen energiatehokkuus on valaisinten hyötysuhteen lisäksi myös usean osa-tekijän summa. Osatekijöitä ovat muun muassa valonlähteiden valotehokkuus, valaistus-tapa ja valaistuksen jakaminen toiminnallisiin osiin, tilan ominaisuudet, säätö sekä täy-dentävän päivänvalon käyttö ja järjestelmän osien käyttötuntimäärät. Valaistuksen suunnittelun lähtökohtana käytetään normaalisti valon tarvetta ja tilojen ominaisuuksia.

(Holopainen & al. 2007)

Suurimmat kiinteistösähkön säästöpotentiaalit löytyvät palvelurakennuksien valais-tuksesta, jossa pääpaino on yleensä loistevalaisimilla. Vuonna 2000 keskimääräinen

sähköteho pinta-alaa kohti on ollut noin 17,5 W/m². Jo tällöin käytössä olevalla va-laisintekniikalla ja valaistustavan valinnalla on ollut saavutettavissa 10 W/m² tehotaso.

Tämä vastaa yli 40 %:n säästöpotentiaalia (Korhonen & al. 2002). Toimenpiteitä, joilla säästöpotentiaaliin päästään ovat muun muassa vanhojen valaisimien korvaaminen käyt-töhyötysuhteeltaan parempiin ja käyttämällä uusimpia loistelamppu tyyppejä, käyttä-mällä valaistuksen läsnäolotunnistusta ja päivänvaloon perustuvaa säätöä sekä siirtymäl-lä paikallistettuun yleisvalaistukseen tai paikallisvalaistuksen ja heikon yleisvalaistuk-sen yhdistelmään. Päivänvaloa hyödyntäen on arvioitu saavutettavan noin 30–60 %:n säästöpotentiaali (Holopainen & al. 2007). Valaistustavoitteiden tarkentamisella, van-hentuneen tekniikan uusimisella ja nykyaikaisten ohjausjärjestelmien hyödyntämisellä voidaan saavuttaa käyttökohteesta riippuen 30–70 %:n energiansäästö. (Motiva 2009)

Palvelurakennuksissa valaistuksen ohjaus tilojen käytön mukaan on keskeinen osa energiansäästöä. Suurin osa toimistorakennuksen tiloista on yleensä vähällä käytöllä ilta- ja yöaikaan, jolloin täyttä valaistusta ei tarvita. Valaistuksen tarpeetonta käyttöä voidaan välttää muun muassa seuraavin tavoin:

 jakamalla valaistuksen osiin ja vyöhykkeisiin, jotka voidaan tarvittaessa kytkeä  päälle, sekä suosimalla paikallisvalaistusta 

 aikakytkennöillä, läsnäolotunnisteilla, kulunvalvonnalla yms. ja 

 valaistuksen  käyttöliittymän  käytettävyyttä  parantamalla  ja  lisäämällä  sen  opastavuutta energiansäästöön. (Holopainen & al. 2007) 

2.5.2 Kiinteistösähkölaitteet

Kiinteistösähköä kuluttavista sähkölaitteista suurin kulutus valaistuksen lisäksi liittyy ilmanvaihtoon. Ilmanvaihtokone sekä lämmön talteenotto kuluttavat molemmat huomat-tavasti sähköä, varsinkin jos tuloilma lämmitetään sähkövastuksilla. Ilmanvaihdon ohel-la muun muassa kiertovesipumput ja – moottorit kuluttavat merkittävän määrän sähköä.

Erityisesti palvelurakennuksissa, joita jäähdytetään kesähelteillä, myös jäähdytyslaitteil-la on merkittävä vaikutus sähkön kulutukseen. (Motiva 2012)

Ilmanvaihtokoneiden ominaissähkötehoille taajuusmuuttajineen on esitetty ylärajat rakennusmääräyksissä. Syyskuusta 2013 lähtien myös korjausrakentamisessa tulevat samat rakennusmääräyskokoelman osan D3 mukaiset tehorajat käyttöön. Tehorajat ovat listattuina tämän työn kappaleessa 2.1. Pelkästään määräysten mukaisiin tehorajoihin korjaamalla saavutetaan huomattavia energiansäästöjä. Matala-energiarakentamisessa pyritään pääsemään tätä parempaan tason. (Motiva 2012)

Jäähdytystarve kiinteistöissä on selvästi sidoksissa käyttötarkoitukseen. Jäähdytys on runsaasti sähköä kuluttavaa, joten sen käyttöä ohjaamalla ja tuottamistavan oikealla valinnalla on suoria vaikutuksia sähkönkulutukseen. Jäähdytysenergian tarvetta sekä kustannuksia pienentäviä keinoja ovat muun muassa:

 tarkka säätö elektronisella paisuntaventtiilillä 

 oikea mitoitus 

 lauhduttimen kostuttaminen kesällä 

 ulkolauhduttimen sijoitus ja puhdistuksesta huolehtiminen 

 vapaajäähdytyksen hyödyntäminen ja 

 yhdistetty lämmitys ja jäähdytys ohjattavilla ilmastointielementeillä. (Motiva  2012) 

Pumput toimivat kiinteistöissä nesteiden, kuten käyttö- sekä lämmitysvesien siirtä-misessä ja kierrättäsiirtä-misessä. On esitetty, että jopa kolme neljäsosaa pumpuista on ylimi-toitettu ja ylimitoituksen suuruus jopa yli 20 % tehosta. Mikäli kiinteistön pumppu on ylimitoitettu, voidaan energiatehokuutta parantaa jopa 10–50 % pienentämällä juoksu-pyörää. Uudemmista kiertovesipumpuista löytyy oma paikallisasettelu, joka sisältää muun muassa tehoalueen LED-näytön ja painonapeilla toimivan käyttöpaneelin. Itses-tään säätyvä pumppu analysoi järjestelmän vedenkiertotarpeen ja säätää itse pumpun tehon oikeaan toimintapisteeseen. (Motiva 2012)

Sähkömoottoreita käytetään muun muassa lämpimän käyttöveden ja lämmityksen kiertovesipumpuissa. Sähkömoottoreiden kustannuksista noin 90 % tulee käyttökustan-nuksista, joten hankintavaiheessa oikeankokoisen moottorin valinta on kustannusten kannalta hyvin merkittävää. Moottorin oikean koon lisäksi sen hyötysuhteen tulisi olla mahdollisimman hyvä ja toimintapisteen kohdillaan. Lisäksi koko järjestelmän tulisi toimia kokonaisuutena tehokkaasti. (Motiva 2012)