Maa- ja aurinkoenergian hyödyntäminen matalaenergiakerrostalorakentamisessa

Abstract

Hankkeen, Maa- ja aurinkoenergian hyödyntäminen matalaenergiakerrostalorakentamisessa, lähtökohtana oli selvittää minkälaiseen kokonaisenergiatasoon kerrostalotuotannossa päästään silloin, kun energiatuotossa hyödynnetään maa- ja aurinkoenergiaa. Sysäyksen hankkeelle antoi uudistuvat energiamääräykset, joissa rakennusten energiatehokkuutta parannetaan kuluvan vuosikymmenen aikana siten, että vuoden 2020 lopussa uudisrakentamisessa puhutaan lähes nolla energiarakennuksista. Voimassa olevat määräykset astuivat voimaan vuoden 2012 heinäkuussa ja seuraavat energiatehokkuutta parantavat ohjeet tulevat voimaan vuonna 2015. Tällöin myös voimakkaammin tullaan ohjaamaan rakentajia uusiutuvien energiamuotojen hyödyntämiseen. Kun puhutaan lähes nollaenergiaratkaisuista, rakennukseen on kuitenkin ostettava tietty määrä ostoenergiaa, pumppujen, laitteiden, kodinkoneiden jne toimimiseksi ja tämä kulutettu energia on kompensoitava uusiutuvalla energialla.Vaasan Suvilahteen Lakea Oy rakennuttaa yhteensä 4 täysin samanlaista 8-kerroksista kerrostaloa. Kaksi ensimmäistä kerrostaloa ovat hankkeen kohteita, ensimmäinen valmistui syksyllä 2010 ja toinen syksyllä 2011. Rakennusten erona on eri lämmöneristystaso, ensimmäinen vuoden 2007- ja toinen vuoden 2010-ohjeiden mukaan rakennettu. Rakennusten energiatuotto on toteutettu hyödyntäen maa- ja aurinkoenergiaa. Ensimmäisen rakennuksen alueelle on porattu yhteensä 14 200 m:n syvyistä porakaivoa ja toisen rakennuksen alueelle 10 porakaivoa. Lisäksi rakennusten katolla on tyhjiöputkikerääjät, joiden kummankin pinta-ala on 36.6 m2. Hankkeessa on seurattu kummankin rakennuksen energiakulutusta sekä mikä vaikutus maa- ja aurinkoenergialla on rakennusten ostoenergiaan. Toteutunut ostoenergian määrä ensimmäisessä rakennuksessa on 54 % laskennallisesta kokonaiskulutuksesta ja toisessa rakennuksessa 64 % laskennallisesta kokonaiskulutuksesta. Eristepaksuuden lisäämisen vaikutus lämmitysenergian kulutukseen jää suhteellisen pieneksi, jolloin käyttäjien kulutustottumusten vaikutus suhteessa kasvaa. Rakennuksessa 1A asukkaiden kulutus mukaan lukien lämmin käyttövesi vuonna 2012 oli 79 % rakennuksen toteutuneesta ostoenergiasta sekä rakennuksessa 1B vastaavasti 84 %.Siirryttäessä parempiin energiatehokkaisiin rakennuksiin on julkiseen keskusteluun noussut kysymys rakennuksen vaipan eristekerroksen paksuntamisen vaikutus rakenteen kosteustekniikkaan, onko riskiä eristekerroksen paksuntamisessa kosteuden tiivistymiseen. Tätä ongelmaa on hankkeessa tarkasteltu seuraamalla rakennusten seinärakenteessa eristekerroksen sisäpinnan ja ulkopinnan lämpö- ja kosteusolosuhteita sekä teoreettisesti mallinnettu FEM-pohjaisella, Comsol Multiphysics-ohjelmistolla. Ohjelman antamat tulokset vastaavat hyvin mitattuja lämpö- kosteusolosuhteita. Riskiä kosteuden tiivistymiseen ei ole edellyttäen, että rakennusaikana rakentamisen laadusta ja rakenteiden tiiveydestä huolehditaan. Myös paksujen kerroksellisten rakenteiden suunnittelu edellyttää toimivuuden huolellista tarkastelua. Rakentamisen laatuun on pyritty vaikuttamaan pitämällä rakentamisen alussa kummassakin kohteessa työntekijöille koulutuspäivä. Päivässä on kerrottu hankkeelle asetetut tavoitteet sekä yleensä laadukkaan rakentamisen merkitys kosteustekniikkaan ja tiiveyteen ja sen kautta energiatehokkuuteen. Rakentamisen aikana tehtiin huoneistokohtaisia tiiveysmittauksia sekä selvitettiin mahdollisia vuotoja merkkisavujen ja lämpökameran avulla. Rakennusten valmistuttua tehtiin koko rakennuksen tiiveysmittaus.