Passiivisten jäähdytysmenetelmien vaikutukset pientalon sisäolosuhteisiin

Abstract

Energiatehokkuusmääräysten kiristyessä ja rakennusten jäähdytystarpeen lisääntyessä kiinteistöjen sähköenergiankulutuksen vähentäminen on noussut yhä merkittävämpään rooliin. Pääosa rakennusten aiheuttamista ilmaston lämpenemistä kiihdyttävistä päästöistä syntyy rakennuksen käytön aikana. Passiivisella jäähdyttämisellä voidaan merkittävästi vähentää rakennuksen jäähdytyksen tarvetta ja sitä kautta sähköenergiankulutusta.

Opinnäytetyössä tarkasteltiin passiivisten jäähdytysmenetelmien vaikutuksia pientalon sisäolosuhteisiin ja erityisesti sisäilman maksimilämpötilaan. Opinnäytetyössä käsitellään yleisesti passiivista jäähdyttämistä ja siihen vaikututtavia tekijöitä. Syvemmän tarkastelun kohteeksi on valittu aurinkosuojauksen-, ikkunajärjestelmien- sekä rakennuksen ilmanvaihdon vaikutukset pientalon sisäolosuhteisiin.

Opinnäytetyössä tarkasteltiin sisäolosuhteisiin vaikuttavia tekijöitä dynaamisen olosuhdesimuloinnin avulla. Tutkittavana kohteena oli Madeiralla sijaitseva nollaenergiapientalo (49,5 m2). Valittujen passiivisten jäähdytysmenetelmien vaikutuksia tarkasteltiin simuloinnin avulla menetelmä kerrallaan ja simuloitiin lopuksi yhdistelmä, jossa kaikki valitut passiiviset jäähdytysmenetelmät olivat käytössä.

Lähtötilanteessa sisäolosuhdesimulointi toteutettiin siten, että rakennuksessa ei ollut lainkaan käytössä valittuja passiivisia jäähdytysmuotoja. Tässä tapauksessa sisätilojen maksisimilämpötila nousi 41,5 asteeseen. Simulointitilanteessa, jossa kaikki valitut passiiviset jäähdytysmenetelmät olivat käytössä, nousi sisätilojen maksimilämpötila 28,9 asteeseen. Opinnäytetyössä esiteltävillä menetelmillä saatiin sisätilojen maksilämpötilaa laskettua 12,6:lla asteella. Ilmanvaihdolla oli tähän selvästi suurin vaikutus.

Valituilla passiivisilla jäähdytysmenetelmillä oli merkittävä vaikutus sisätilojen maksilämpötilaan, mutta lämpöviihtyvyyden kannalta 25:n asteen tavoiteltu sisälämpötila ei toteutunut. Jotta halutut sisäolosuhteet toteutuvat, tulee hyödyntää myös aktiivista jäähdyttämistä. Ilmalämpöpumppujärjestelmä on kohteeseen sopivin ratkaisu, koska valitun järjestelmän tulee pystyä myös lämmittämään sisätiloja viileämpinä ajanjaksoina.

The purpose of this master’s thesis was to examine the effects of passive cooling methods on the indoor climate of a small single-family house in Madeira, especially by establishing the effects of the cooling methods on the maximum indoor air temperature.

The thesis introduced different passive cooling methods and key factors that have an effect on the success of passive cooling. The effects of solar shading, window systems and natural ventilation on the indoor climate were studied further by dynamic simulations carried out, first, for each of the systems separately, and then, in a combination with all of the listed systems.

The first indoor climate simulation was carried out with no passive cooling methods. In this case, the maximum indoor temperature rose to 41.5 °C. In a simulation where all selected passive cooling methods were in use, the maximum indoor temperature rose to 28.9 °C. The presented passive cooling methods reduced the maximum indoor temperature by 12.6 °C. The system with the biggest impact on the indoor temperature was natural ventilation.

The thesis showed that passive cooling methods have a significant effect on the maximum indoor temperature. The thesis can be utilized when selecting passive cooling methods for single-family houses.