Päivänvalon ja sisäilmaolosuhteiden optimointi

Abstract

Kaupunkirakenteen tiivistyminen ja rakennusten kiristyvät energiatehokkuusvaatimukset asettavat haasteita laadukkaan sisäympäristön suunnittelulle. Erityisesti ikkuna-aukotuksen mitoituksessa on ratkaistava ristiriita päivänvalon riittävyyden ja rakennusten lämpökuorman hallinnan välillä. Päivänvalolla on merkittävä vaikutus ihmisen terveydelle ja hyvinvoinnille, sillä se säätelee vuorokausirytmiä ja vireystilaa tehokkaammin kuin keinovalaistus.

Opinnäytetyön tavoitteena oli selvittää, miten päivänvalon saanti ja hyvät lämpö-olosuhteet voidaan optimoida samanaikaisesti energiatehokkaassa uudisrakentamisessa. Työssä tarkasteltiin staattisten ja dynaamisten arviointimenetelmien eroja sekä passiivisten keinojen vaikutusta lopputulokseen. Lisäksi tavoitteena oli tunnistaa nykyisen ohjauksen puutteet tiiviissä kaupunkiympäristössä.

Työ toteutettiin kirjallisuuskatsauksena ja analyysinä olemassa olevasta tutki-musaineistosta. Tietoperusta rakentui alan ammattikirjallisuudesta, standardeista (SFS-EN 17037) ja tutkimusraporteista. Analyysiosuudessa hyödynnettiin aiemmin laaditun laajan selvityksen simulointituloksia, joissa vertailtiin eri ilmansuuntien, ikkunakokojen ja varjostusratkaisujen vaikutusta päivänvalosuhteeseen (DF), tilalliseen päivänvaloautonomiaan (sDA) ja auringonvalon altistukseen (ASE).

Tulokset osoittivat, että nykyinen Suomen rakentamismääräysten mukainen ikkuna-alan mitoitus (10 % lattia-alasta) ei välttämättä varmista riittävää valoisuutta tiiviissä kaupunkirakenteessa, jossa ulkoiset esteet ovat merkittäviä. Analyysi osoitti myös, että pelkkä ikkunapinta-alan kasvattaminen lisäsi merkittävästi ylilämpenemisen riskiä ja jäähdytystarvetta erityisesti eteläjulkisivuilla. Staattiset mittarit havaittiin puutteelliseksi kuvaamaan todellisia olosuhteita, sillä ne eivät huomioi suoran auringonvalon vaikutusta.

Johtopäätöksenä voidaan todeta, että terveellinen ja energiatehokas sisäympäristö edellyttää siirtymistä staattisista nyrkkisäännöistä dynaamiseen ilmastoperusteiseen mallintamiseen. Suunnittelussa on tasapainotettava hyödyllinen päivänvalo (sDA) ja haitallinen liiallinen auringonsäteily (ASE) hyödyntämällä kiinteitä varjostusrakenteita ja optimoituja lasitusratkaisuja. Päivänvalosimuloinnit olisi suositeltavaa sisällyttää suunnitteluprosessiin jo varhaisessa vaiheessa.