Rakennuksen ulkokuori – seinät, ikkunat, ovet, katto ja lattia – on perinteisesti staattinen. Tilanne kuitenkin muuttuu, kun siihen lisätään järjestelmiä, joilla voidaan vaikkapa hallita auringon lämpösäteilyn pääsyä sisätiloihin. Tällöin voidaan puhua dynaamisesta ulkovaipasta. STEK oli mukana rahoittamassa Motivan koordinoimaa Rakennuksen älyvaippa – tutkimushanketta. 

‒ Rakennukseen pääsevää lämpösäteilyä ja päivänvaloa voidaan hallita erilaisilla ratkaisuilla. Lämpimänä vuodenaikana halutaan välttää liikaa lämpösäteilyä ja näin säästää rakennuksen viilennyskustannuksissa. Kylmänä vuodenaikana taas auringon lämpöenergia voi auttaa pienentämään rakennuksen lämmityskustannuksia. Tämä edellyttää, että varsinainen lämmitysjärjestelmä kykenee reagoimaan ulkopuolelta tulevaan lämpöön riittävän nopeasti, selventää rakentamisen johtava asiantuntija Jaakko Ketomäki Motivasta.

Ketomäki on myös Aalto-yliopiston työelämäprofessori ja projektipäällikkönä Motivan ja Aalto-yliopiston yhteishankkeessa.

Maksimoidaan valo, minimoidaan häikäisy

Rakennukseen tulevan päivänvalon määrä halutaan yleensä maksimoida, mutta samalla halutaan estää häikäisyä. Päivänvalonkin tapauksessa valaistuksen energiansäästö riippuu siitä, pystyykö valaistusjärjestelmä reagoimaan riittävän nopeasti valaistustehoa muuttamalla. Perinteisiä ratkaisuja päivänvalon ja lämpösäteilyn hallintaan ovat markiisit, rullaverhot ja sälekaihtimet. Nykyään varsin yleinen ratkaisu on screen-kaihdin.

‒ Dynaamisiin ulkovaippoihin luetaan myös aurinkoaktiiviset julkisivut. Tällaisia ovat esimerkiksi julkisivut, joihin on integroitu aurinkosähköpaneeleita. Tämänkaltaisia asennuksia on Suomessa tehty jo muutamia. Hyvänä puolena on, että aurinkopaneeli toimii samalla julkisivupinnoitteena eikä silloin välttämättä tarvita erillisiä, katolle asennettavia paneeleita, Ketomäki jatkaa.

Rakennusvaipan dynaamisuus mahdollistaa älykkään ohjaamisen. Monesti älykkäällä ulkovaipan ohjaamisella toivotaan säästöjä lämmityksen tai viilennyksen energiakulutukseen tai parannusta sisäilma- ja valaistusolosuhteisiin. Vaipparatkaisuilla voidaan myös hallita sisäolosuhteita nykyistä paremmin ja esimerkiksi hyödyntää päivänvaloa tehokkaasti. Hieman harvinaisempia älyvaipparatkaisuja ovat muun muassa kromogeeniset lasitukset ja sähkölasit.

Rakennusten älyvalmiuksia arvioidaan älyindikaattorilla

Rakennusten älyindikaattorilla, Smart Readiness Indicator (SRI), arvioidaan rakennusten taloteknisten järjestelmien älyvalmiuksia yhtenevän menetelmän avulla energiatehokkuuden, rakennuksen käyttäjän sekä energian kysyntäjouston näkökulmasta. Älyindikaattorista on säädetty Rakennusten energiatehokkuusdirektiivin (EPBD) artiklassa 8.

‒ Yhtenä arvioitavana kohtana älyindikaattorin arvoa laskettaessa on dynaaminen rakennusvaippa. Siitä arvioidaan kolmea tekijää: 1) ikkunoiden aurinkosuojaus, 2) avattavien ikkunoiden ohjaus ja 3) järjestelmän toiminnan raportointi, toteaa työelämäprofessori Heikki Ihasalo Aalto-yliopistosta.

Aurinkosuojaukseen on muuttuvassa nykymaailmassa kiinnitettävä entistä enemmän huomiota. Aurinkosuojaus ei välttämättä ole rakennushankkeessa kenenkään vastuulla, mikä voi johtaa huonoihin ratkaisuihin. Hyvällä suunnittelulla ja ennakoinnilla aurinkosuojaus ja muutkin dynaamisen ulkovaipan ratkaisut saataisiin integroitua rakenteisiin.

Hankkeen simuloinnit tehtiin Aalto-yliopiston LVI-laboratoriossa IDA-ICE -simulointiohjelmalla. Simuloinneissa vertaitiin uutta sekä 1960-luvun kerrostaloa sekä vastaavasti uutta ja vanhempaa toimistorakennusta. Eri ikäiset rakennukset varustettiin samanlaisilla aurinkosuojaratkaisuilla.

Kerrostaloissa passiivisten ja aktiivisten ratkaisuvaihtoehtojen välillä ei ole suuria eroja energiankäytössä. Prosentuaaliset säästöt jäähdytyksessä ovat suuret, mutta absoluuttisesti pienet. Lämmitysenergiankulutukseen vaikutukset eivät olleet merkittäviä.

Toimistorakennuksissa kaikilla vaihtoehdoilla voidaan parantaa sisäilman lämpötilatasoa. Tehokkaimmat ratkaisut niin uudessa kuin vanhassa toimistorakennuksessa ovat aurinkosuojatut ikkunat (kaihtimilla tai ilman), sähkökromaattiset ikkunat ja ulkoiset automaattiset kaihtimet.

 

Lisätietoja:

Motiva Oy
johtava asiantuntija Jaakko Ketomäki
jaakko.ketomaki@motiva.fi
puh. 050 300 0119

Aalto-yliopisto
työelämäprofessori Heikki Ihasalo
heikki.ihasalo@aalto.fi
puh. 040 820 9623