Ener­gia­mur­ros korjaus­ra­ken­ta­mi­sessa – ener­gia­te­hok­kuutta nyky­ai­kai­sella talotekniikalla

Ener­gia­sek­tori on koke­massa valta­vaa muutosta globaa­listi ja uusiu­tu­van ener­gian käytön lisää­mi­sellä tavoi­tel­laan jopa täydel­listä omava­rai­suutta [1]. Esimer­kiksi EU:n ilmas­to­ta­voit­teena on luopua fossii­li­sista polt­toai­neista täysin vuoteen 2050 mennessä [2]. Uusiu­tu­van ener­gian käytön yleis­ty­mi­nen ja muodos­tu­mi­nen systee­mi­ta­son koko­nai­suuk­siksi tarkoit­taa nykyi­sen ener­gian­tuo­tan­non täydel­listä murrosta [1]. Arvioi­den mukaan OECD-maiden nykyi­sestä raken­nus­kan­nasta on edel­leen 75–90 prosent­tia käytössä vuonna 2050 [2].  Vain noin 1–2 prosent­tia raken­nus­kan­nasta uusiu­tuu vuosit­tain [3]. Suurin osa nykyi­sestä raken­nus­kan­nasta ei täytä voimassa olevien stan­dar­dien vaati­muk­sia ener­gia­te­hok­kuu­delle ja siksi raken­nus­ten ener­gia­te­hok­kuus on keskei­nen pain­opiste sekä euroop­pa­lai­sessa että maail­man­laa­jui­sessa ilmasto- ja ener­gia­po­li­tii­kassa. Ilmas­to­ta­voit­tei­den saavut­ta­mi­sen lisäksi ener­gia­te­hok­kai­siin tekno­lo­gioi­hin ja uusiu­tu­vaan ener­gi­aan panos­ta­mi­nen tukevat myös talous­kas­vua inves­toin­tien kautta. [2]

Korjaus­ra­ken­ta­mi­sella päästövähennyksiä

Raken­nus­ten ener­gian­ku­lu­tuk­sen vähen­tä­mi­nen on raken­ne­tun ympä­ris­tön hiili­ja­lan­jäl­jen pienen­tä­mi­sen kannalta yksi korkeim­mista prio­ri­tee­teista ja korjaus­ra­ken­ta­mi­sella on tässä työssä valtava poten­ti­aali [4]. Uudis­ra­ken­ta­mi­sen vaiku­tuk­set raken­nus­kan­nan ener­gia­te­hok­kuu­teen tulevat näky­viin vasta pitkällä aika­jän­teellä, kun taas korjaus­ra­ken­ta­mi­nen on tämän­het­kis­ten pääs­tö­jen vähen­tä­mi­sessä keskeistä [3]. Raken­nus­ten ympä­ris­tö­vai­ku­tus­ten vähen­tä­mi­nen vaatii tiukem­pia toimia niiden ener­gia­te­hok­kuu­delle koskien sekä uusia että olemassa olevia raken­nuk­sia. EU:n komis­sion ener­gia­te­hok­kuus­di­rek­tiivi (EED) ja ener­gia­te­hok­kuuss­tan­dar­dit (EPBD) pyrki­vät vastaa­maan tähän tavoit­tee­naan saavut­taa ener­gia­te­ho­kas ja jopa hiili­neut­raali raken­nus­kanta EU:ssa vuoteen 2050 mennessä. Monissa EU-maissa on jo ener­gia­te­hok­kuu­teen liit­ty­viä stan­dar­deja ja regu­laa­tiota uudis­ra­ken­ta­mista koskien, mutta olemassa olevan raken­nus­kan­nan ener­gia­te­hok­kuus tuntuu jääneen tarkas­te­lun ulko­puo­lelle. Vanhempi raken­nus­kanta on raken­nettu ennen nykyis­ten vaati­mus­ten voimaan tuloa, minkä vuoksi niiden ener­gia­te­hok­kuus on usein huonolla tolalla. [5]

Asuin­ra­ken­nuk­set ovat kaupun­kiym­pä­ris­tön suurim­pia pääs­tö­läh­teitä ja näitä pääs­töjä voidaan vähen­tää merkit­tä­västi vanhaa raken­nus­kan­taa uusi­malla, jolloin käytön­ai­kai­set vaiku­tuk­set vähen­ty­vät useim­mi­ten juuri paran­tu­neen ener­gia­te­hok­kuu­den ansiosta [6]. Kustan­nus­te­hok­kai­den ener­gian­sääs­tö­kei­no­jen käyt­töön­otto voi tutki­mus­ten mukaan vähen­tää ener­gian­ku­lu­tusta jopa 57 % ja piik­ki­säh­kön­ku­lu­tusta 29 % [5]. Ener­gia­te­hok­kuu­den paran­ta­mi­sella voidaan raken­nus­ten käytön­ai­kai­sia ympä­ris­tö­vai­ku­tuk­sia vähen­tää merkit­tä­västi ja Hasik ym. [7] tutki­muk­sen mukaan korjaus­ra­ken­ta­mi­sella voidaan vähen­tää ympä­ris­tö­vai­ku­tuk­sia jopa 53–75 % verrat­tuna uudis­ra­ken­ta­mi­seen. Hiili­neut­raa­lin raken­nuk­sen keskei­nen ominai­suus on hyvin matala ener­gian­ku­lu­tus ja monissa maissa suun­ni­tel­laan jo nollae­ner­gia­ra­ken­nuk­sia (Net Zero Energy Buil­dings, NZEB), joissa matala ener­gian­ku­lu­tus saadaan aikai­seksi opti­moi­malla raken­nuk­sen raken­teel­lista ener­gia­te­hok­kuutta (passii­vi­nen keino) sekä talo­tek­nii­kalla (aktii­vi­nen keino). [5] Tarkem­min raken­nus­ten raken­teel­li­sen ener­gia­te­hok­kuu­den paran­ta­mi­sesta on kerrottu toisessa artik­ke­lissa.

Raken­nuk­set syövät leijo­nan­osan käyt­tä­mäs­tämme energiasta

Raken­nuk­set kulut­ta­vat jopa 40 % kaikesta EU:ssa käyte­tystä ener­giasta ja nykyi­sel­lään alle kolme prosent­tia EU:n raken­nus­kan­nasta kuuluu ener­gia­te­hok­kuus­luok­kaan A [2]. Suomessa raken­nus­ten lämmi­tys vie noin neljäs­osan kaikesta käyt­tä­mäs­tämme ener­giasta. Asuin­ra­ken­nus­ten käyt­tä­mästä ener­giasta noin kaksi kolmas­osaa kuluu tilojen lämmi­tyk­seen. Ylei­sim­mät asuin­ra­ken­nus­ten lämmi­tys­ta­vat Suomessa ovat kauko­lämpö, puu ja sähkö, jotka yhdessä katta­vat yli 80 % tilojen lämmi­tyk­seen kulu­vasta ener­giasta. Näiden jälkeen suosi­tuin ener­gian­lähde ovat erilai­set lämpö­pum­put, joiden tuot­ta­man lämpö­ener­gian osuus on yli kaksin­ker­tais­tu­nut vuodesta 2010. Kauko­lämpö on Suomen yleisin lämmi­tys­tapa ja sen ominais­pääs­töt ovat laske­neet viime vuosina huomat­ta­vasti, kun ener­gian­tuo­tan­nossa on siir­rytty käyt­tä­mään enemmän uusiu­tu­via ener­gia­läh­teitä. Selvim­mät muutok­set raken­nus­ten lämmi­tys­ta­po­jen kehi­tyk­sessä 2010-luvulta eteen­päin ovat olleet öljy­läm­mi­tyk­sen nopea vähe­ne­mi­nen ja maaläm­pö­pump­pu­jen suosion kasvu. [8]

Uudet ener­gia­rat­kai­sut käyt­töön korjaus­ra­ken­ta­mi­sen kohteissa

Raken­ta­mi­sen aikana tehdyt valin­nat vaikut­ta­vat vuosi­kym­me­niä eteen­päin ja suun­nit­telu-, hankinta- ja raken­nus­vai­heessa tehty­jen ratkai­su­jen muut­ta­mi­nen jälki­kä­teen voi olla hyvin kallista tai jopa mahdo­tonta. Vanhassa raken­nuk­sessa on usein kustan­nus­te­hok­kaam­paa pyrkiä lämmi­ty­sin­ves­toin­nin sijaan pienen­tä­mään ener­gian­ku­lu­tusta. Sen sijaan, että vanhassa raken­nuk­sessa inves­toi­daan uusiin lämmi­tys­lait­tei­siin, kannat­taa ensi­si­jai­sesti aina tarkas­tella raken­nuk­sen tiiveyttä ja sitä kautta pyrkiä vähen­tä­mään nykyistä ener­gian­ku­lu­tusta. [3] Tämän jälkeen uusilla ener­gia­rat­kai­suilla voidaan enti­ses­tään paran­taa kohteen energiatehokkuutta.

Uusia ratkai­suja raken­nus­ten ener­gia­te­hok­kuu­den paran­ta­mi­seen perin­tei­siin vaih­toeh­toi­hin kuten suoraan sähkö­läm­mi­tyk­seen verrat­tuna ovat muun muassa maalämpö, lämpö­pum­put, aurin­koe­ner­gia, auto­maat­ti­nen lämmön­tal­teen­otto ja ilman­vaihto, kulu­tus­jousto, tuot­ta­ja­ku­lut­ta­juus ja älyk­käät ener­gia­jär­jes­tel­mät. Hybri­di­tek­nii­koilla tarkoi­te­taan yleensä järjes­tel­miä, joissa yhdis­te­tään uusiu­tu­van ener­gian ratkai­suja keske­nään tai uusiu­tu­van ener­gian ratkai­suja yhdis­te­tään jo olemassa olevaan vanhem­paan tekniik­kaan. Hybri­di­rat­kai­suilla pysty­tään usein takaa­maan keskey­ty­mä­tön ener­gian­tuo­tanto huoli­matta eri tuotan­to­me­ne­tel­mien erilai­sista kausi­vaih­te­luista ja ener­gian varas­toin­ti­tar­peesta. [1]

Maalämpö

Uusissa pien­ta­loissa maaläm­pö­pumppu on nykyään ylivoi­mai­sesti suosi­tuin lämmi­tys­jär­jes­telmä [8]. Tavan­omai­nen maaläm­pö­put­kisto voidaan asentaa joko vaaka­ta­soon noin 1–1,5 metrin syvyy­teen, jolloin se vaatii tont­ti­pinta-alaa tai se voidaan porata myös pysty­suo­raan kallio­kai­voon, jolloin puhu­taan kallio­läm­möstä. Kallio­kai­voja voidaan tarvit­taessa porata useam­pia, jolloin ratkai­sun kapa­si­teetti riittää tarjoa­maan sekä lämmi­tys- että jääh­dy­ty­se­ner­giaa kaiken­ko­koi­sille raken­nuk­sille. Kallio­lämpö onkin suosi­tuin geoe­ner­gian hyödyn­tä­mis­muoto Suomessa. Kallio­läm­pö­jär­jes­tel­män etuja ovat asen­ta­mi­sen help­pous, toteu­tet­ta­vuus myös pienellä tontilla sekä järjes­tel­män toimin­ta­var­muus. Esiin­ty­vät ongel­mat liit­ty­vät lähinnä porat­ta­vien kaivo­jen alimi­toi­tuk­seen raken­nuk­sen tarpei­siin nähden. Myös vesis­tö­läm­mön hyödyn­tä­mi­nen on mahdol­lista asen­ta­malla lämmön­ke­ruu­put­kisto raken­nuk­sen lähellä sijait­se­van vesis­tön pohjaan, johon putkisto ankku­roi­daan paikal­leen. Suomessa vesis­tö­läm­mön haas­teina ovat kuiten­kin vesis­tö­jen jääty­mi­nen sekä erityi­sesti jäiden lähtö, jotka herkästi vahin­goit­ta­vat asen­net­tua putkis­toa. Koska lämpöä on usein saata­villa eniten silloin, kun sitä ei tarvita, on kausi­va­ras­tointi tulossa ratkai­suksi lämmön­tar­peen vaih­te­lui­hin ja lämpöä voidaan varas­toida maan alle esimer­kiksi veteen tai kallioon. Tällöin maaläm­pö­rat­kai­sut mahdol­lis­ta­vat myös raken­nuk­sen jääh­dyt­tä­mi­sen kesä­hel­teillä. [1] Maaläm­mön suhteen tulee huomioida, että se ei sovellu kaikille alueille tai korjaus­ra­ken­ta­mi­sen kohtei­siin, joissa maape­rä­olo­suh­teet, kauko­läm­pö­verkko, tunne­lit, vesi­joh­dot, sähkö­kaa­pe­lit, pohja­ve­sia­lu­eet tms. maana­lai­set raken­teet estävät maaläm­mön asen­ta­mi­sen. Lisäksi maaläm­mön keruu­put­kis­ton asen­ta­mi­nen niin maape­rään kuin vesis­töön on aina luvan­va­raista ja vaatii tarvit­ta­van toimen­pi­de­lu­van hake­mi­sen kunnan rakennusvalvonnasta.

Ilma­läm­pö­pumppu ja ilma-vesilämpöpumppu

Ilma­läm­pö­pumppu koostuu ulko­yk­si­köstä ja yhdestä tai useam­masta sisäyk­si­köstä. Ulko­yk­sikkö kerää lämmi­ty­se­ner­giaa ulkoil­masta ja siirtää sen sisäyk­si­kön kautta huoneil­maan. Lämmi­tyk­sen lisäksi ilma­läm­pö­pump­pua voidaan käyttää myös raken­nuk­sen jääh­dyt­tä­mi­seen. Ilma­läm­pö­pum­pun etuna on, että se on helppo asentaa kaiken­tyyp­pi­siin raken­nuk­siin, niin uusiin kuin vanhoi­hin, eikä se vaadi raken­teilta erikois­rat­kai­suja. Lisäksi hinnal­taan se on lämpö­pump­pu­vaih­toeh­doista edul­li­sin. Ilma­läm­pö­pum­pun hyöty­suhde ja tehon­tuotto piene­ne­vät ulkoil­man viilen­tyessä, jolloin kovilla pakka­silla ilma­läm­pö­pum­pun hyöty­suhde voi laskea lähes suoran sähkö­läm­mi­tyk­sen tasolle. Siksi ilma­läm­pö­pumppu ei sovellu raken­nuk­sen ainoaksi lämmi­tys­muo­doksi ympä­ri­vuo­ti­sesti. Ilma­läm­pö­pumppu sovel­tuu hyvin esimer­kiksi öljy- tai suoran sähkö­läm­mi­tyk­sen rinnalle. [9]

Ilma-vesi­läm­pö­pumppu ottaa lämmi­ty­se­ner­giaa ulkoil­masta ja siirtää sen vesi­kier­toi­seen lämmi­tys­jär­jes­tel­mään. Ilma-vesi­läm­pö­pumppu sovel­tuu hyvin kohtei­siin, joissa ei voida toteut­taa maaläm­mön vaati­maa vaaka­put­kis­toa tai lämpö­kai­voa tai kun maaläm­pöin­ves­tointi on kustan­nuk­sel­taan ener­gian­tar­pee­seen nähden liian suuri. Kuten ilma­läm­pö­pum­pulla, myös ilma-vesi­läm­pö­pum­pun hyöty­suhde ja tehon­tuotto heik­ke­ne­vät ulkoil­man viilen­tyessä ja kaik­kein kylmim­millä pakkas­ke­leillä pumppu sammut­taa itsensä auto­maat­ti­sesti ja lämmi­tys tehdään sähkö­vas­tuk­sella. Siksi myös ilma-vesi­läm­pö­pumppu tarvit­see rinnal­leen muita lämmi­tys­muo­toja tuke­maan ja tarvit­taessa katta­maan koko raken­nuk­sen lämmi­tys­tar­peen. [10]

Aurin­koe­ner­gia

Suomessa saata­van aurin­gon vuoro­kau­den keski­teho vaih­te­lee voimak­kaasti vuoden­ajan ja vuoro­kau­den mukaan ja jonkin verran myös levey­sas­teen mukaan ollen korkeampi Etelä-Suomessa kuin pohjoi­sessa. Aurin­koe­ner­giaa hyödyn­ne­tään yleensä passii­vi­sesti aurin­gon lämmit­täessä raken­nus­ten ulko­sei­niä ja sätei­le­mällä sisä­ti­loi­hin ikku­noi­den kautta. Aurin­koe­ner­gian passii­vista hyödyn­tä­mistä voidaan tehos­taa sijoit­ta­malla raken­nuk­sen isot ikkunat kaak­koon, etelään ja lounaa­seen suun­tau­tu­ville seinus­toille. [1]

Aurin­ko­pa­nee­lien asen­ta­mi­sen on todettu olevan tehokas keino täyt­tä­mään raken­nuk­sien ener­gian­tar­vetta ja vähen­tä­mään niiden hiili­ja­lan­jäl­keä [5,6]. Aurin­koe­ner­giaa voidaan hyödyn­tää lämmön muodossa aurin­ko­ke­räi­millä tai sähkönä aurin­ko­pa­nee­leilla. Aurin­ko­ke­räi­met kerää­vät lämpöä aurin­gosta, joka siirtyy välit­tä­jä­ai­neena toimi­van nesteen tai kaasun väli­tyk­sellä keräi­mistä ja sitä voidaan varas­toida tai käyttää suoraan raken­nuk­sen taikka käyt­tö­ve­den lämmi­tyk­seen. Nykyi­sin mark­ki­noilla on katto­pel­tejä ja seinä­ma­te­ri­aa­leja, joihin aurin­ko­ke­räi­met ovat jo valmiiksi integroi­tuina ja näin aurin­ko­ke­räi­mien asen­nus­työstä tulee vain vähän lisä­kus­tan­nuk­sia raken­nus­vai­heessa, ja aurin­ko­ke­räi­met vaikut­ta­vat mahdol­li­sim­man vähän raken­nuk­sen ulko­nä­köön. Aurin­ko­lämpö voidaan varas­toida esimer­kiksi maaläm­pöä varten porat­tui­hin kallio­kai­voi­hin. Kun aurin­ko­ke­räin­ten tuot­tama ylijää­mä­lämpö kesällä lämmit­tää kallio­kai­voa ympä­röi­vää perus­kal­liota, saadaan kaivosta lämpöä maaläm­pö­pum­pulla parem­malla hyöty­suh­teella seuraa­vana talvena. Aurin­ko­läm­mön kanssa väli­va­ras­tointi esim. lämmin­ve­si­va­raa­jaan on merkit­tävä osa järjes­tel­mää, sillä aurin­gon­pais­tetta on lämmi­tys­käyt­töön saata­villa eniten silloin, kun sitä ei juuri kulu­teta. [1]

Aurin­gon sätei­lyä voidaan lämmön lisäksi hyödyn­tää muut­ta­malla sitä suoraan sähköksi valo­säh­köi­sen ilmiön avulla aurin­ko­pa­nee­leilla. Aurin­ko­pa­nee­leja valmis­te­taan nykyään erilai­sista mate­ri­aa­leista, mutta piipoh­ja­set panee­lit ovat osoit­tau­tu­neet luotet­ta­viksi, ja niitä on ollut käytössä jo 20–30 vuotta. Kuten aurin­ko­ke­räi­miä, myös aurin­ko­pa­nee­leita saa valmiiksi raken­nus­ma­te­ri­aa­lei­hin integroi­tuina, jolloin panee­lien asen­nus­kus­tan­nuk­set voivat pääosin sisäl­tyä normaa­lei­hin raken­ta­mis­kus­tan­nuk­siin. [1]

Auto­maat­ti­nen lämmön­tal­teen­otto ja ilmanvaihto 

Kun raken­teel­li­set ener­gia­te­hok­kuu­den asiat ovat kunnossa, ilman­vaih­don merki­tys ener­gia­te­hok­kuu­den paran­ta­mi­sessa on merkit­tävä, sillä jopa 30 % lämmi­te­tystä huoneil­masta haihtuu hukka­läm­pönä ilman­vaih­don mukana kiin­teis­töstä. Tämä pois­toil­man lämpö­ener­gia on hyödyn­net­tä­vissä lämmön­tal­tee­no­tolla eli LTO:lla. Talteen otetulla lämpö­ener­gialla voidaan lämmit­tää raken­nuk­sen tuloil­maa. Toimi­valla lämmön­tal­tee­no­tolla voidaan säästää lämmi­tys­kus­tan­nuk­sissa merkit­tä­västi, kun lämmin ilma ei poistu raken­nuk­sesta ilman­vaih­don mukana. Lämmön­tal­teen­otto mahdol­lis­taa ilman­vaih­don lämmön­hu­kan vähe­ne­mi­sen ja säästää jopa kymme­nestä kolmeen­kym­me­neen prosent­tiin kiin­teis­tön lämmi­ty­se­ner­giassa, kun ilman­vaihto uusi­taan koneel­li­seksi tulo−poisto- järjes­tel­mäksi lämmön­tal­tee­no­tolla. [11] Lämmön­tal­teen­otto on kustan­nuk­sil­taan kohtuul­li­nen ja opti­moi­tuna sen käyttö on auto­ma­ti­soi­tua ja ener­giaa sääs­tä­vää. Uusim­missa lämmön­tal­teen­ot­to­lait­teissa lämmön­tal­teen­o­ton vuosi­hyö­ty­suhde on ylei­sesti yli 90 % ja koneen puhal­ti­mien sähkön­ku­lu­tus voi olla puolet verrat­tuna 20 vuotta vanhaan lait­tee­seen. Auto­ma­ti­soitu ja opti­moitu lämmön­tal­teen­otto toimii ilman käyt­tä­jän vaivan­nä­köä ja sen avulla saadaan merkit­tä­viä sääs­töjä lämmi­tys­tar­peessa ja lämmi­tys­kus­tan­nuk­sissa. LTO:ta voidaan sovel­taa erilai­sissa kiin­teis­töissä, mikä tekee siitä moni­puo­li­sen ja sovel­let­ta­vissa olevan ratkai­sun. Lämmön­tal­teen­ot­to­jär­jes­tel­mät vaati­vat kuiten­kin asian­tun­te­van suun­nit­te­lun toimiak­seen optimaalisesti.

Kulu­tus­jousto, tuot­ta­ja­ku­lut­ta­juus ja älyk­käät energiajärjestelmät

Sähkön merki­tys raken­nus­ten lämmi­tyk­sessä kasvaa tule­vai­suu­dessa, kun ener­gian­tuo­tan­nossa siir­ry­tään pois fossii­li­sista polt­toai­neista ja yhä suurempi osa ener­giasta tuote­taan uusiu­tu­villa ener­gia­läh­teillä kuten tuuli- ja aurin­koe­ner­gialla. Tuuli- ja aurin­koe­ner­gia ovat tuotan­nol­taan vaih­te­le­via, jolloin ener­gian tuotanto ja kysyntä eivät aina kohtaa. [8] Kun uusiu­tu­vien ener­gia­läh­tei­den käytön lisää­mi­nen johtaa tarjolla olevan sähkön määrän vaih­te­luun, heijas­tuu tämä vaih­telu voimak­kaasti myös hintoi­hin, mikä tekee kulu­tus­jous­tosta kannat­ta­vaa ja vält­tä­mä­töntä kaiken­ko­koi­sille raken­nuk­sille. Auto­ma­tii­kalla ohjattu raken­nus­ten kulu­tus­jousto tekee niistä auto­no­mi­sem­pia ja raken­nuk­sen käyt­tä­jille raken­nuk­sen älyk­kyys ei vält­tä­mättä näy miten­kään, koska sisä­olo­suh­teet pysyvät hyvinä riip­pu­matta muutok­sista käyt­tä­jä­mää­rässä, säässä, ener­gian hinnassa tai sen saata­vuu­dessa. Vaikka älyk­käät talo­tek­ni­set järjes­tel­mät toimi­vat auto­no­mi­sesti, vaatii kulu­tus­jousto myös raken­nus­ten käyt­tä­jiltä ennen kaikkea ajat­te­lu­ta­van muutosta; miten voisin muuttaa omaa kulu­tus­tani kulu­tus­piik­kien tasaa­mi­seksi. EU on kehit­tä­nyt älyin­di­kaat­to­rin eli SRI (Smart Readi­ness Indica­tor) kuvas­ta­maan raken­nus­ten kykyä opti­moida ener­gian­käyt­töään suhteessa raken­nuk­sen käyt­tä­jien tarpei­siin ja sähkö­ver­kon tilaan. SRI tulee mahdol­li­sesti tule­vai­suu­dessa ener­gia­to­dis­tuk­sen rinnalle, mutta se koskisi aluksi vain suuria raken­nuk­sia. [12]

Raken­nuk­siin asen­net­ta­vat uusiu­tu­van ener­gian ratkai­sut kuten pien­tuu­li­voi­ma­lat ja aurin­ko­pa­nee­lit mahdol­lis­ta­vat myös tuot­ta­ja­ku­lut­ta­juu­den, mikä tarkoit­taa sitä, että ener­gian kulu­tuk­sen lisäksi kulut­taja myös tuottaa ener­giaa ja voi syöttää ylijää­mäe­ner­giansa takai­sin verk­koon. Tämä vaatii inves­toin­teja kaksi­suun­tai­sen sähkö- tai kauko­läm­pö­ver­kon raken­ta­mi­seen ja myös EU:n ja maakoh­tais­ten tuot­ta­ja­ku­lut­ta­juutta koske­vien lakien ja määräys­ten ymmär­tä­mistä. [2]. Muun muassa uusiu­tu­van ener­gian vaih­toeh­to­jen mahdol­lis­tama ener­gian takai­sin­myynti on nostettu yhdeksi keinoksi vähen­tää raken­nus­ten hiili­ja­lan­jäl­keä [5]. Kuvassa 1 on esitetty yhteen­veto talo­tek­nii­kan ratkai­su­jen merkit­tä­vim­mistä hyödyistä ja haasteista.

Aurinkoenergia: Hyödyntää uusiutuvaa energiaa, Keskitehon vaihtelu vuodenajan ja vuorokauden
mukaan, Saatavilla eniten aikoina, jolloin tarve lämmitykselle ei ole suuri.
Ilma- ja ilma-vesi- lämpöpumppu:Asennus uusiin ja vanhoihin kohteisiin ilman rakenteiden erikoisratkaisuja, Helteillä jäähdyttäminen mahdollista, kovilla pakkasilla hyötysuhde laskee.
Älykkäät energiajärjestelmät: Automaatio tuo helppokäyttöisyyttä, Ohjaa energiankäyttöä ja kulutuskäyttäytymistä halvemmille tunneille, Ei saa isoa muutosta aikaan ilman muita talotekniikan investointeja
Maalämpö: Toimintavarmuus läpi vuoden, Asentaminen on luvanvaraista ja vaatii tonttipinta-alaa,
Asentaminen voi estyä erilaisten maanalaisten rakenteiden takia
Kuva 1. Talo­tek­nii­kan ratkai­su­jen merkit­tä­vim­mät hyödyt ja haasteet.

Paikal­li­sella yhteis­työllä symbioot­ti­sia hyötyjä ja riskienjakoa

Vaikka raken­nus­ten ener­gia­te­hok­kuu­desta on annettu lukui­sia ohjeis­tuk­sia ja raken­nus­ten ener­gia­te­hok­kuutta valvo­taan, on työhön ryhdytty hitaasti ja epäröi­den. Tiedon puute ja se, että eri ener­gia­te­hok­kuus­rat­kai­suista ei ole vielä saatu riit­tä­vää näyttöä ja koke­musta, saavat hank­kei­den riskit vaikut­ta­maan suurem­milta ja kasvat­ta­vat niiden kustan­nuk­sia. Ener­gia­te­hok­kuus­hank­keissa sijoi­te­tun pääoman tuotto saadaan aikaan ener­gian­sääs­töillä eikä tulojen kasvulla, kun taas rahoi­tusta on perin­tei­sesti tarjottu toteut­ta­jan kasvun tueksi eikä niin­kään kulujen opti­moin­tia varten. Tämä osal­taan hanka­loit­taa ener­gia­te­hok­kuus­hank­kei­den toteut­ta­mista. Talou­del­li­set kannat­ta­vuus­las­ke­mat ovat erit­täin tärkeitä ener­giain­ves­toin­teja perus­tel­taessa, koska inves­toin­ti­pää­tök­sillä on pitkän aika­vä­lin seurauk­sia. Ylei­sim­min käytetty lasken­ta­me­ne­telmä on takai­sin­mak­sua­jan laske­mi­nen, mikä ei kuiten­kaan ota huomioon tekni­sen käyt­töiän tai kannat­ta­vuu­den näkö­koh­tia. Uutta ener­gia­te­hok­kuusin­ves­toin­tia suun­ni­tel­taessa onkin hyödyl­listä arvioida hank­keen elin­kaa­ri­kus­tan­nuk­sia. [2] Tarkem­min elin­kaa­ri­kus­tan­nus­ten lasken­nasta on kerrottu artik­ke­lissa ”Korjaus­ra­ken­ta­mi­sen moni­ta­voi­teop­ti­mointi elin­kaa­ri­suun­nit­te­lun avulla”.

On huomioi­tava, että yksit­täi­sen raken­nuk­sen hiili­neut­raa­liu­den saavut­ta­mi­nen voi olla kallista ja haas­ta­vaa, mutta asui­na­lu­een mahdol­li­suu­det onnis­tua tässä yhdessä ovat huomat­ta­vasti parem­mat [5]. Asui­na­lue voi inves­toida yhdessä esimer­kiksi uusiu­tu­van ener­gian ratkai­sui­hin, jotka palve­le­vat kaikkia alueen raken­nuk­sia. Esimer­kiksi pien-CHP-laitok­set (Combi­ned Heat and Power) voisi­vat sovel­tua laajem­man asui­na­lu­een yhtei­seen ener­gian­tuo­tan­toon. Pullon­kau­lana pien-CHP-laitok­sille on ollut aiemmin sähkön hinnan halpuu­desta johtuva huono kannat­ta­vuus, minkä takia pienet yksiköt ovat sovel­tu­neet pääasiassa käyt­töön tuot­ta­jan omassa talou­dessa esimer­kiksi maati­loilla [1]. Yksi mahdol­li­suus on myös hyödyn­tää hukka­läm­pöä teol­li­suus­lai­tok­sista tai vaik­kapa data­kes­kuk­sista teol­lis­ten symbioo­sien kautta. Teol­li­suus­lai­tok­sen tuot­tama hukka­lämpö voidaan ohjata sen lähei­syy­dessä sijait­se­van asuin- tai toimis­to­ra­ken­nuk­sien lämmit­tä­mi­seen alueel­li­sen kauko­läm­pö­ver­kos­ton avulla. Näiden ratkai­su­jen toteut­ta­mi­nen vaatii kuiten­kin niiden suun­nit­te­lua hyvissä ajoin ennen teol­li­sen toimin­nan käyn­nis­tä­mistä, koska ratkai­su­jen toteu­tus jälki­kä­teen jo olemassa oleviin raken­nuk­siin on haas­ta­vaa ja kallista [13]


Lähteet

  1. Peura P., Hiltu­nen E., Haapa­nen A., Auvinen K., Soukka R., Törmä H., Kujala S., Pohjola J., Mäki­ranta A., Välisuo P., Grönman K., Kumar R., Rasi S., Lehto­nen E. & Anttila P. 2017. Hajau­te­tun uusiu­tu­van ener­gian mahdol­li­suu­det ja rajoit­teet (HEMU). Valtio­neu­vos­ton selvi­tys- ja tutki­mus­toi­min­nan julkai­susarja 35/2017. Saata­villa: https://tietokayttoon.fi/documents/10616/3866814/35_hajautetun-uudiutuvan-energian-mahdollisuudet-ja-rajoitteet.pdf
  2. EFFECT4buildings. 2020. Työka­lut ja väli­neet raken­nus­ten ener­gia­te­hok­kuu­den paran­ta­mi­sessa. Saata­villa: https://www.effect4buildings.se/wp-content/uploads/EFFECT4buildings-combined-guide-for-printing-Finnish.pdf
  3. Motiva. 2022. Raken­ta­mi­nen ja raken­nuk­set. Saata­villa: https://www.motiva.fi/julkinen_sektori/kestavat_julkiset_hankinnat/tietopankki/rakentaminen_ja_rakennukset [Viitattu 19.10.2023]
  4. Mastrucci A., Marvuglia A., Benetto E. & Leopold U. 2020. A spatio-tempo­ral life cycle assess­ment framework for buil­ding reno­va­tion scena­rios at the urban scale. Renewable and Sustai­nable Energy Reviews, Vol. 126. Saata­villa: https://doi.org/10.1016/j.rser.2020.109834
  5. Garriga S.M., Dabbagh M. & Krarti M. 2020. Optimal carbon-neutral retro­fit of resi­den­tial commu­ni­ties in Barce­lona, Spain. Energy and Buil­dings, Vol. 208. Saata­villa: https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2019.109651
  6. Luo X., Ren M., Zhao J., Wang Z., Ge J. & Gao W. 2022. Life cycle assess­ment for carbon emis­sion impact analy­sis for the reno­va­tion of old resi­den­tial areas. Journal of Cleaner Produc­tion, Vol. 367. Saata­villa: https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2022.132930
  7. Hasik V., Escott E., Bates R., Carlisle S., Faircloth B. & Bilec M.M. 2019. Compa­ra­tive whole-buil­ding life cycle assess­ment of reno­va­tion and new construc­tion. Buil­ding and Envi­ron­ment, Vol. 161. Saata­villa: https://doi.org/10.1016/j.buildenv.2019.106218
  8. SYKE. 2022. Raken­nus­ten lämmi­tys kulut­taa runsaasti ener­giaa. Saata­villa: https://www.ilmasto-opas.fi/artikkelit/rakennusten-lammitys-kuluttaa-runsaasti-energiaa [Viitattu 19.10.2023]
  9. Motiva. 2023. Ilma­läm­pö­pumppu (ILP). Saata­villa: https://www.motiva.fi/koti_ja_asuminen/remontoi_ja_huolla/energiatehokas_sahkolammitys/lampopumpun_hankinta/ilmalampopumppu [Viitattu 19.10.2023]
  10. Motiva. 2023. Ilma-vesi­läm­pö­pumppu (IVLP). Saata­villa: https://www.motiva.fi/koti_ja_asuminen/remontoi_ja_huolla/energiatehokas_sahkolammitys/lampopumpun_hankinta/ilma-vesilampopumppu [Viitattu 19.10.2023]
  11. Motiva. 2023. Korjaus­hank­keet ja ener­gia­te­hok­kuu­den huomioi­mi­nen. Saata­villa: https://www.motiva.fi/koti_ja_asuminen/taloyhtiot_-_yhdessa_energiatehokkaasti/korjaushankkeet_ja_energiatehokkuuden_huomioiminen [Viitattu 12.10.2023]
  12. Keto­mäki J. 2022. Uusiu­tu­vat ener­gia­läh­teet edel­lyt­tä­vät kulu­tus­jous­toa myös raken­nuk­silta. Saata­villa: https://www.rakennamme.fi/kiinteistot/uusiutuvat-energialahteet-edellyttavat-kulutusjoustoa-myos-rakennuksilta/ [Viitattu 19.10.2023]
  13. Leppä­nen T., Romka R. & Tervo­nen P. 2020. Utiliza­tion of Data Center Waste Heat in Nort­hern Ostro­both­nia. Tehnički glasnik, Vol 14, No 3. Saata­villa: https://doi.org/10.31803/tg-20200706172649

Kirjoit­ta­jat:

Tero Leppä­nen, Beata Rantaes­kola, Jarmo Mäkelä ja Pinja Kasvio, Welado Oy

Tämä artik­keli on tuotettu osana Karelia-ammat­ti­kor­kea­kou­lun Vähä­hii­li­nen ja ener­gia­te­ho­kas korjaus­ra­ken­ta­mi­nen EAKR-projek­tin toimen­pi­teitä. Projek­tin tavoit­teena on tuottaa uuttaa tietoa ja mene­tel­miä vähä­pääs­töi­seen, ener­gia­te­hok­kaa­seen sekä raken­ta­mi­sen kier­to­ta­loutta edis­tä­vään korjaus­ra­ken­ta­mi­seen. Tutki­mus- ja kehit­tä­mis­pro­jek­tin rahoi­tuk­sesta vastaa Etelä-Savon Elin­keino-, Liikenne- ja Ympä­ris­tö­kes­kus EAKR-ohjel­masta.

ELy-keskus, Business Joensuu, Vipuvoimaa EU:lta

Artik­ke­li­kuva: Vecteezy