Energiatehokas auringonsäteilyn hallinta toimistorakennuksessa

Abstract

Opinnäytetyön taustana on olemassa olevien rakennusten energiatehokkuuden ja sisäviihtyvyyden parantaminen korjausrakentamishankkeiden yhteydessä. Työn tarkoituksena on auringonsäteilyn vaikutusten tutkiminen yleisesti rakennetussa ympäristössä ja eri aurinkosuojaratkaisujen vertailu esimerkkikohteena käytetyssä Tampereella sijaitsevassa 1990-luvun toimistorakennuksessa. Työn toimeksiantajana toimi Granlund Tampere Oy.

Työssä tutkittiin valittujen aurinkosuojaratkaisujen vaikutusta esimerkkikohteen tilojen vuotuiseen lämmitys-, jäähdytys- ja valaistusenergian kulutukseen sekä sisätilojen lämpöviihtyvyyteen. Tarkastelut suoritettiin EQUA Simulation AB:n kehittämällä dynaamisella IDA Indoor and Climate Energy -simulointiohjelmistolla.

Tarkasteltavien toimenpiteiden lähtökohtana oli teknisen käyttöikänsä päässä olevien ikkunoiden uusiminen energiansäästölasein varustetuilla nykyaikaisilla eristyslaseilla. Aurinkosuojauksena tarkasteltiin kahta eri auringonsuojalasitusta sekä energiansäästölasien yhteyteen erikseen lisättäviä screen-kaihtimia ja aurinkosuojasäleikköjä.

Simulointien perusteella nykyaikaisilla energiansäästölaseilla on mahdollista vähentää tilojen lämmitysenergiankulutusta jopa 45 % ja aurinkosuojauksella lähes mitätöidä auringon lämpösäteilystä syntyvä jäähdytystarve sekä parantaa huomattavasti sisäviihtyvyyttä. Useimpien aurinkosuojausmenetelmien kuitenkin todettiin kasvattavan tarkasteltujen tilojen lämmitys- ja valaistusenergiankulutusta.

Peruskorjattavan rakennuksen uusittavien ikkunoiden lasitus- ja ulkopuoliset aurinkosuojausratkaisut tulisi aina miettiä tapauskohtaisesti, jotta olisi mahdollista saavuttaa tavoiteltu lopputulos energiankulutuksen lisäksi sisäviihtyvyyden kannalta. Parantuneella sisäviihtyvyydellä voi olla usean prosentin suuruinen myönteinen vaikutus työn tuottavuuteen, jonka taloudellisia vaikutuksia on kuitenkin investointivaiheessa hankala määrittää.

The background of this thesis is based on improving energy efficiency and indoor comfort on building renovation projects. The objective was to examine solar radiation effects and compare different solar shading solutions on an existing office building located in Tampere, Finland.

Research method in this study was dynamic simulation, which was used to compare effects of chosen solar shading solutions on the target building’s annual heating-, cooling- and lighting energy consumption and indoor comfort. The software used for dynamic simulations was IDA Indoor and Climate Energy developed by EQUA Simulations AB.

Simulation results demonstrate that modern selective glasses can reduce target areas heating energy consumption up to 45 percent. Solar shading, in comparison reduced cooling energy consumption between 30 and 95 %, depending on solution. Solar shading on other hand slightly increased lighting and heating energy consumption in most examined cases.

In addition, solar shading energy reducing effect, lowered target areas maximum operative temperatures and therefore improved indoor comfort which affects essentially working efficiency. In conclusion, the benefits from solar shading should not be defined only in terms of money due to decreased energy consumption but also in terms of increased working efficiency and property value.