Search

New particulate matter (PM) filtering technologies are needed to meet the emission regulations for small combustion appliances. In this work, we investigate the performance of a novel electrical particle filtration system, the single needle shielded corona charger (SCC), which offers an advantageous solution for PM control in boilers by enhancing particulate deposition within existing boiler sections. Experiments under different operating conditions of a wood-fired boiler were performed, wherein the SCC was installed upstream of either a condensing heat exchanger (CHX) or a cyclone. PM reduction was found to be strongly affected by the SCC temperature and the following collection surface area, and reached its highest reduction efficiency of >90% at the temperature range of 400–500 °C when operating in combination with a CHX. The SCC–cyclone combination was less efficient, providing a 27% PM reduction, as a result of the low surface area and residence time in the cyclone. These results indicate that the SCC can feasibly provide particle filtration when combined with a CHX, wet scrubber, or a cyclone to meet the new emission regulation requirements. The system is best suited for small-scale boilers but can be scaled up to larger boilers by increasing the number of corona chargers. publishedVersion

Raportissa kuvataan kesällä 2018 voimaan tulleen rakennusten energiatehokkuusdirektiivin muutoksen toimeenpanon tilannetta eri jäsenmaissa. Käsiteltäviä aiheita ovat sähköautojen latauspisteet, joiden osalta tarkastellaan Ruotsia, Norjaa, Italiaa, Espanjaa, Itävaltaa ja Ranskaa, sekä rakennuksen tekniset järjestelmät ja niiden tarkastusmenettelyt, joita selvitetään Ruotsin, Tanskan ja Saksan osalta. Sähköautojen latauspisteiden osalta pisimmälle määräyksissä ovat ehtineet Ranska ja Espanja. Ruotsissa ja Norjassa sähköautojen latauspisteisiin varautumiseen liittyviä määräyksiä ei vielä ole. Teknisten järjestelmien osalta Saksassa on valittu standardiin perustuva laskentatapa, joka mahdollistaa järjestelmien yksityiskohtaisen kuvailun. Ruotsissa ja Tanskassa on valittu yleisluontoiset rakentamismääräykset. Kaikissa kolmessa maassa on kuitenkin odotettavissa muutoksia määräyksiin. Tanskan ja Ruotsin osalta työ on parhaillaan käynnissä. Järjestelmien tarkastusten toteutus eri EU-maissa vaihtelee. Sekä lämmitys- että ilmastointijärjestelmille on mahdollista valita joko pakollisiin tarkastuksiin perustuva menettely tai niille vaihtoehtoinen neuvontamenettely. Tarkastellusta 29 maasta (EU+Norja) 17 oli käytössä tarkastusmenettely kummallekin järjestelmätyypille, viidessä toiselle järjestelmätyypille tarkastus, toiselle neuvonta ja seitsemässä maassa molemmille neuvontamenettely.

Pro gradussa tarkastellaan valokuvien käyttöä taiteilijoiden apuna. Tutkimuksessa kerrotaan myös valokuvauksen historiasta sekä annetaan esimerkkejä siitä, miten suomalaiset taiteilijat suhtautuivat valokuvauksen tuomiin etuihin taideteosten sommittelussa. Lisäksi selvitetään, miten yleistä valokuvien hyödyntäminen taiteen teossa on ollut. Tutkimuksen keskeinen kohdehenkilö on Tampereen ensimmäinen ammattitaiteilija Kaarlo Vuori. Tutkimus on rajattu pääasiassa Vuoren maalaamiin muotokuviin sekä hänen ottamiinsa valokuviin. Valokuvien ja muotokuvamaalauksien yhtäläisyyksiä ja eroja tarkastellaan käyttämällä muodon ja visuaalisten yksityiskohtien vertailevaa analyysiä. Tutkielmassa tuodaan esille myös Kaarlo Vuoren elämän vaiheet. Siinä keskitytään hänen taiteilijan uraansa ja tuodaan esille, mitä hänestä kirjoitettiin sanomalehtien taidearvosteluissa sekä muissa artikkeleissa hänen elinaikanaan. Teosten tulkintaan on käytetty laadullista ja hermeneuttista analyysiä sekä teosten keskinäisiin vertailuihin sisällönanalyysiä. Ikonografista analyysiä on käytetty mahdollisuuksien mukaan. Seuraavat aiheet olivat tutkimuksessa keskeisiä: Käyttikö Kaarlo Vuori valokuvia usein apuna muotokuvien teossa? Olivatko valokuvat Kaarlo Vuorelle vain suuntaa-antavia malleja vai kopioiko hän valokuvat tarkasti tekemiinsä muotokuvamaalauksiin? Tutkimus osoittaa kiistattomasti, että Kaarlo Vuori otti valokuvia malleistaan ja käytti niitä apuna muotokuvia maalatessaan. Osa teoksista on toteutettu hyvin tarkasti valokuvien mukaan, toisille valokuvat ovat olleet vain suuntaa antavia. Lisäksi tutkimuksessa ilmeni, että suomalaiset taiteilijat käyttivät valokuvia apuna taideteosten sommittelussa, ja hyvin yleistä se on ollut muotokuvamaalausten kohdalla.

Hankkeessa selvitettiin ilma-ilmalämpöpumppujen energiansäästöpotentiaalia ja uusiutuvan energian käyttöä laskennallisella tarkastelulla. Tarkastelun reunaehtoina olivat rakennuksen lämmöntarve, ilma-ilmalämpöpumpun lämmönluovutusominaisuudet ja ilma-ilmalämpöpumpun käyttötapa eli lämpöpumpun lämpötilan asetusarvo. Energiansäästöt määritettiin kahdella eri pientalotyypillä ja neljällä eri lämmöntarvetasolla. Toinen tarkastelluista talotyypeistä oli nykymääräysten mukainen kaksikerroksinen pientalo, jolla tarkasteltiin kahta eri energiankulutustasoa. Toinen yksikerroksinen talotyyppi edusti vanhaa rakennuskantaa, ja silläkin tarkasteltiin kahta eri energiankulutustasoa Ilma-ilmalämpöpumppujen mallinnuksessa käytettiin IDA-ICEsimulointiohjelmistoa, jonka parametrit pyrittiin virittämään niin, että lämpöpumpun lämmitysteho ja COP eri olosuhteissa vastaisivat mittauksia. Mittaustietoina käytettiin Scanoffice Oy:n internetsivuillaan julkaisemia mittaustietoja sekä ruotsalaisen Energimyndighetenin sivuillaan julkaisemia mittaustuloksia. Laskennallisten tulosten perusteella ilma-ilmalämpöpumput kattoivat rakennuksen tilojen ja ilmanvaihdon lämmöntarpeesta tarkastelluissa rakennuksissa 50-60 % yhdellä lämpöpumpulla. Kaksikerroksisessa rakennuksessa kahdella lämpöpumpulla katettiin noin 90 % lämmöntarpeesta. Nykyistä hyvää tasoa edustavilla, ilma-ilmalämpöpumpuilla vuosilämpökertoimet (otettu huomioon ilmalämpöpumpun sisäyksikön melukriteeri: asuinhuoneen äänenpainetason täytyy olla alle 28 dB), olivat suuruusluokaltaan noin 2,8-3,4. Määräysten mukainen melukriteeri rajoittaa sisäyksikön ilmavirtauksen noin puoleen maksimivirtauksesta. Kun ilmalämpöpumpun vuosikertoimessa otetaan lisäksi huomioon lämmönluovutuksen hyötysuhde, päädytään vuosikertoimen arvoihin 2,3-3,0. Raportissa on esitetty kaksi yksinkertaista laskennallista tapaa määrittää ilmailmalämpöpumpun nettotuotto. Yksinkertaisimmin ilma-ilmalämpöpumpun nettotuotto lasketaan 40 %:n osuuden mukaan rakennuksen tilojen ja ilmanvaihdon energiantarpeesta. Toisessa menetelmässä nettotuotto lasketaan ilmalämpöpumpun vaikutuspiirin pinta-alan perusteella. Kummassakin menetelmässä vuosilämpökertoimena (SCOP) suositellaan käytettävän ilmailmalämpöpumpun energiamerkinnän arvoa kylmälle ilmastovyöhykkeelle. Ilmailmalämpöpumpun maksimituotto ehdotetaan rajoitettavaksi energiamerkinnän tiedoista laskettavaan vuotuiseen lämmöntuottoon.

Kandidaatintutkielman aiheena ja tutkimuskohteena on Albert Edelfeltin (1854–1905) taiteen suhde impressionismiin. Tutkielman toisessa luvussa selvitetään lyhyesti Edelfeltin taiteilijaelämää ja hänen sekä impressionistien taidenäyttelyitä Pariisissa. Siinä selvitetään myös, mitä impressionismilla tarkoitetaan ja mitä oli ulkoilmamaalaus 1800-luvulla. Kolmas luku liittyy tutkimuskysymykseen. Neljännessä luvussa on Edelfelt-tutkijoiden kannanottoja sekä kandidaatintutkielman tekijän omia pohdintoja muutamasta Edelfeltin maalauksesta, joita voi pitää impressionistisina aiheilta ja maalaustyyleiltä.

Energiankulutuksen vähentämiseksi vuoteen 2020 mennessä on EU-tasolla tehty ja tekeillä toimenpiteitä, jotka vaikuttavat rakennussektorilla kokonaisvaltaisesti sekä rakennustuotteisiin että rakentamiseen. Kansallisten rakentamismääräysten kehitystyön pohjaksi tarvittiin yhdessä tulisija-alan toimijoiden kanssa tutkimushanke, jossa arvioitiin luotettavilla menetelmillä tulisijojen toimivuutta erityisesti pientaloissa. Tämän tutkimusprojektin tavoitteena oli selvittää varaavien tulisijojen mahdollisuuksia hyödyntää uusiutuvaa energiaa pientaloissa ja määrittää reunaehdot tälle hyödyntämiselle. Tutkimuksessa selvitettiin laskennallisesti lämmönluovutusominaisuuksiltaan erilaisilla tulisijoilla rakennukseen saatavissa olevaa maksimaalista lämmitysenergiaa erilaisissa pientaloissa. Analyyseihin valittiin kolme erilaista tulisijatyyppiä: nopeasti lämpöä luovuttava (kamiina) ja kaksi varaavaa tulisijaa (hitaasti ja erittäin hitaasti lämpöä luovuttava tulisija). Aikariippuvat tuntitason tarkastelut tehtiin kahdella erilaisella rakennustyypillä. Uudisrakennusta simuloitiin kaksikerroksisena erillisenä pientalona, ja simuloinneissa arvioitiin tulisijojen lämmönluovutusta nykynormien mukaisessa sekä erittäin energiatehokkaassa rakennuksessa. Korjauskohteen simuloinneissa käytettiin yksikerroksista pientalon mallia, ja myös korjauskohteen simuloinnit tehtiin kahdella energiatehokkuustasolla: alkuperäinen rakennus sekä rakennus, johon on tehty energiatehokkuutta parantavia toimenpiteitä. Tehtyjen laskennallisten analyysien perusteella suurimmat erilaisista tulisijoista saatavissa olevat lämmitysenergiat riippuvat ennen kaikkea rakennuksen lämmöntarpeesta: mitä suurempi on lämmöntarve, sitä suurempi on tulisijan lämmöntuottopotentiaali. Myös tulisijan lämpöteknisillä ominaisuuksilla on selvä vaikutus, sillä mitä suurempi on tulisijan lämmönvarauskyky, sitä suurempi on tuottopotentiaali - joskin tutkituilla erittäin hitaalla ja hitaalla tulisijalla tuottopotentiaalien erot olivat vähäiset. Lasketuilla tapauksilla voidaan korjauskohteissa kattaa 55-57 % tilojen lämmitysenergiantarpeesta varaavalla tulisijalla. Kamiinatyyppisellä nopeasti lämpöä luovuttavalla tulisijalla päästiin korjauskohteissa 18-19 %:n tuotto-osuuksiin. Uudisrakennuksessa ja passiivitason rakennuksessa varaavien tulisijojen tuotto-osuudet olivat noin 43-51 % ja kamiinalla 9-12 % tilojen lämmitystarpeesta.

EU:n tavoitteen mukaisesti kaikkien uusien rakennusten tulisi olla lähes nollaenergiataloja vuodesta 2021 alkaen. Tässä projektissa tavoiteltiin energiatehokkaiden pientaloalueiden kaukolämmitysratkaisuja. Valittuja ratkaisuja mallinnettiin ja simuloitiin käyttäen pohjana Hyvinkään asuntomessualueen toteutumisvaiheessa olevaa passiivitason rakennusta ja alueen kaukolämpöverkkoa. Elinkaarikustannusanalyysin (LCC) tuloksen mukaan kaukolämpöpientalo arvioiduilla passiivitalokonseptin 2020-luvun energiatehokkuusvaatimuksilla on hieman elinkaariedullisempi verrattuna maalämmöllä lämpiävään taloon. Elinkaarivaikutusanalyysi (LCA) osoitti, että kaukolämmitteisen pientalon hiilijalanjälkivaikutusta voidaan pienentää rakentamalla nykymääräyksistä parempi, energiatehokas pientalo. Kun myös kaukolämmön tuotannossa uusiutuvien polttoaineiden määrää kasvatetaan, voidaan 25 vuoden aikana välttää liki 50 % kasvihuonekaasupäästöjä. Yhdyskuntajätteistä tuotetun lämmön ja sähkön hyödyntäminen talojen lämmityksessä ja sähkönkäytössä pienentää rakennuksen hiilijalanjälkeä. Hankkeessa analysoitiin pientalon kaukolämmön kytkentävaihtoehtoja, jotka mahdollistavat uusiutuvan energian (aurinko) hyödyntämisen käyttöveden ja tilojen lämmityksessä. Simulointitulosten mukaan suurin osa aurinkoenergiasta siirtyy varaajasta käyttöveteen, ja se kattaa noin puolet käyttöveden lämmitystarpeesta. Tilojen lämmitykseen saatava aurinkoenergia jää pieneksi. Tarkastelualueen kaukolämpöjärjestelmän simulointitulosten mukaan täyden liityntäasteen verkkorakenteella lämpöhäviöt jäivät kohtuulliselle noin 10 %:n tasolle. Projektissa toteutetun kyselytutkimuksen vastauksissa lämmitysjärjestelmän valinnassa matalat käyttöaikaiset kustannukset olivat hyvin tärkeitä talonomistajille, kun taas alkuinvestoinnit olivat vähemmän merkittävä tekijä. Kaukolämpöyhtiön kanssa yhteistyössä kehitetyistä uusista palvelupaketeista Aurinkokaukolämpö vaikuttaisi kaikkein kannattavimmalta palvelupaketilta kyselytutkimuksen vastausten perusteella.

Vedyn liikennekäytön tulevaisuuteen vaikuttaa useampi erillinen tekijä, joista kaikki eivät ole suoraan kytköksissä vedyn liikennekäyttöön. Esimerkiksi säätämättömän tuuli- ja aurinkovoimakapasiteetin lisärakentaminen saattaa suorastaan edellyttää vedyn energiakäytön yleistymistä. Vetyteknologia voisi tarjota merkittäviä etuja liikenteen energiahuollossa. Eräänä etuna on liikenteen energiahuollon pienempi riippuvuus fossiilisista ja hiilipitoisista primäärienergian lähteistä. Nykyisen liikenteen energiahuolto tukeutuu vahvasti näihin primäärienergian lähteisiin ja tämä on nähty ongelmalliseksi koska näiden energialajien käyttö aiheuttaa kestämättömän ympäristökuormituksen. Tämän lisäksi konventionaaliset raakaöljyvarannot ovat ehtyvä luonnonvara ja esiintymät ovat jakautuneet maantieteellisesti hyvin epätasaisesti. Näistä seuraa, että nykyisen liikenteen energiahuoltojärjestelmä on haavoittuvainen ulkoisille uhille. Euroopan unioni pyrkiikin vähentämään riippuvuutta fossiilisista liikennepolttoaineista ja pyrkii lisäksi vähentämään kasvihuonekaasupäästöjä. Euroopan unioni onkin ryhtynyt poliittisiin ohjaustoimiin näihin tavoitteisiin päästäkseen. Tehdyt ja suunnitteilla olevat Euroopan unionin toimet vaikuttavat suotuisasti myös vedyn liikennekäytön tulevaisuuden näkymiin. Vetyteknologian kehitys mahdollistaisi laajamittaisen vedyn liikennekäytön jo nykyään, mutta erilaiset kustannustekijät kuitenkin suosivat vielä konventionaalisia energiaratkaisuja. Vetykäyttöisten henkilöautojen kehitys on nykyään niin sanotussa esikaupallisessa vaiheessa ja useammat autonvalmistajat ovat aloittamassa näiden sarjatuotantoa lähivuosina. Vetyteknologiaa on demonstroitu laajasti myös kaupunkibussisegmentissä ja myös tässä segmentissä tullaan näkemään kaupallisia sovellutuksia lähitulevaisuudessa. Vetyteknologiaa edustavat energiaketjut eivät ole itseisarvoisesti energiatehokkaampia tai vähäpäästöisempiä kuin tavanomaisempaa tekniikkaa edustavat energiaketjut. Tämän sijaan vetyteknologia mahdollistaa erittäin vähäpäästöisen energiaketjun, vieläpä ilman biomassapohjaisia primäärienergianlähteitä. Vetyteknologia mahdollistaa primäärienergian hankinnan useista eri lähteistä ja tämä nähtäneen tärkeäksi mahdollisuudeksi konventionaalisten primäärienergiavarantojen ehtyessä. Vedyn liikennekäytön yleistyminen saattaa olla välttämätöntä, ei niinkään tahdon asia.

This report is the second part of the final report of Sustainable refurbishment of building facades and exterior walls (SUSREF). SUSREF project was a collaborative (small/medium size) research project within the 7th Framework Programme of the Commission and it was financed under the theme Environment (including climate change) (Grant agreement no. 226858). The project started in October 1st 2009 and ended in April 30th 2012. The project included 11 partners from five countries. The coordinator of the project was Tarja Häkkinen, VTT. SUSREF developed sustainable concepts and technologies for the refurbishment of building facades and external walls. This report together with SUSREF Final report Part B and SUSREF Final Report Part C introduce the main results of the project. Part A focuses on methodological issues. The descriptions of the concepts and the assessment results of the developed concepts are presented in SUSREF Final report part B (generic concepts) and SUSREF Final report Part C (SME concepts).

Käsillä oleva opas antaa eväitä niin kylmäkoneiden hankintaa suunnitteleville kuin jäähdytys- ja kuivausjärjestelmien suunnittelijoille ja hallin käytöstä vastaaville tahoille. Oppaan painopisteenä on elinkaariperustaisessa hankintamenettelyssä ja näkökulmana erityisesti julkinen hankintaprosessi, mutta opasta voidaan soveltaa myös perinteisessä hankintamenettelyssä ja yksityisissä hankinnoissa, oli kyseessä sitten uushankinta tai peruskorjaus. Jäähallien kylmäjärjestelmän peruskorjaustarpeen aiheuttaa koneistojen taloudellisen käyttöiän saavuttaminen tai kylmäaineisiin liittyvien määräysten muuttuminen. Kylmäjärjestelmän peruskorjaus on ajankohtainen etenkin niissä laitoksissa, joissa on käytössä R22-kylmäaine. Jäähallien korjaustarpeita syntyy myös muiden järjestelmien, tilojen tai rakenteiden ikääntyessä. Hallin energiatalouden tehostamiseksi uusittavan kylmäkoneiston lauhde-energiat on hyödynnettävä mahdollisimman tarkasti. Tämä voi edellyttää taloteknisten järjestelmien ja ilman kuivauksen kylmäkoneiston korjaamista. Hankkeessa tehtiin kaikkia jäähalleja koskeva kysely, jolla selvitettiin käytössä olevat kylmäaineet ja kylmäkoneistojen saneeraustarve. Selvityksen perusteella peruskorjaustarpeessa on vähintään 47 hallia, joista R22-kylmäainetta on käytössä 43 hallissa. Kylmäjärjestelmän hankinta on taloudellisesti suuri investointi, ja järjestelmän toimivuudella ja energiatehokkuudella on suuri vaikutus hallin käyttökustannuksiin tulevina vuosina. Korjaushankintojen tulisikin kohdistua elinkaaritaloudeltaan edullisimpiin vaihtoehtoihin. Eri kylmälaitetoimittajien laitteistot eroavat toisistaan tekniikaltaan ja kylmäaineiltaan. Tilaajien tulisi pystyä kilpailuttamaan erilaisia ratkaisuja keskenään. Tämä on mahdollista, kun tilaaja asettaa toimivuus- ja laatutavoitteet huolellisesti ja toimittajat vastaavat laitteistojen suunnittelusta ja käytön aikaisista palveluista. Tässä oppaassa on esitelty kaksi vaihtoehtoa kylmäkoneiston hankintamalliksi. Sopimuskokonaisuuteen liitetään laitteiston suunnittelu, rakentaminen sekä huolto- ja kunnossapitopalvelut etukäteen sovitun elinkaarijakson ajaksi. Toinen kuvattu vaihtoehto on elinkaaripalvelu. Siinä toimittaja rahoittaa investoinnin ja tilaaja maksaa palvelumaksua, jota tarkistetaan vuosittain etukäteen sovitulla tavalla. Laitteiston omistaa palvelun tuottaja tai rahoittava kolmas osapuoli. Hankintaprosessia tarkastellaan ensisijaisesti julkisen hankinnan näkökulmasta, mutta menettelytavat soveltuvat ohjenuoraksi myös yksityisen tahon hankintoihin. Oppaassa esitetään kattava menetelmä jäähdytysjärjestelmän tavoitearvojen laskentaan jäähdytysenergian- ja tehontarpeen osalta sekä esitetään hallin kuivaustarpeen laskenta. Oppaassa esitetään myös elinkaarihankinnoissa keskeinen elinkaarikustannusten laskentaperiaate sekä tarjousten vertailunäkökohtia. Lisäksi oppaassa käydään läpi toimivuuden varmistamiseen liittyviä näkökohtia, jotka liittyvät hankintaprosessin jokaiseen vaiheeseen.

A number of prospective district heating solutions were investigated in the context of buildings needing 75% less energy as compared with standard solution today. Holistic approach was used, covering the entire system from room space, through the distribution piping, district heating substation to the district heating network. A district heating solution was proposed that fits very low-energy house. A number of different solutions were analysed from the life cycle cost point of view. The most cost-effective district heating solution was based on ventilation integrated heating. The solution included domestichot water system equipped with a storage tank connected through heat exchanger.Conducted analysis suggests that district heating with traditional room heaters and current billing tariff structure may not be cost effective due to high investment costs. Present values (of energy and investments) of all investigated solutions projected over 30 years span remained within the range 0.23–0.33 €/m2 per month. The full load heat pump system was the most expensive and the ventilation integrated heating system using electricity with domestic hot water prepared by heat pump was the least expensive. The apparently narrow range band indicates that in addition to costs also other features should be considered when selecting the energy system. These could be e.g. achievability of high indoor comfort level, functionality, outlook of heating terminals.

Selvityksessä arvioitiin VTT:n tietotekniikkatutkimuksen ja tutkimuksen johdon käytössä olevan VTT Digitalon laatua kestävän kehityksen vaatimuksien näkökulmasta. Selvityksessä arvioitiin rakennuksen toimivuutta, elinkaarivaikutuksia ja käyttäjätyytyväisyyttä. Haastattelututkimuksessa haastateltavat korostivat yhteistyön ja erityisesti spontaanin vuorovaikutuksen merkityksellisyyttä ja toisaalta tähdensivät keskittyneen ja häiriöttömän yksilötyöskentelyn mahdollistamisen tärkeyttä. VTT Digitalossa todettiin puutteita mutta myös potentiaalia. Talon tarjoamien ICT-mahdollisuuksien käyttöä, tilojen monipuolista käyttöä ja tavoitteiden toteutumista pitäisi edistää aktiivisella viestinnällä, ja käyttäjiä tulisi rohkaista etsimään tiloille uusia, vuorovaikutusta edistäviä käyttötapoja. Toimivuuden arvioinnissa rakennuksen valmius muuntojoustoon ja hyvien sisäolosuhteiden tarjoamiseen todettiin hyviksi. Rakennuksen rakenteiden suunnittelussa on noudatettu käyttöikäsuunnittelun periaatteita, ja elinkaarivaikutuksien suhteen rakennuksen vahvuus perustuu siihen, että energiatehokkuuden vaatimukset on otettu suunnittelussa huomioon.

Tässä esiselvityksessä tuotettiin ehdotus kaukolämmön lämmönjakokeskusten energialuokituksen pohjaksi. Projektissa määriteltiin luokituksessa oleelliset indikaattorit: vuotuinen lämpöhäviö, vuotuinen sähköenergiankulutus, mitoitusteho, lämpimän käyttöveden tuottokyky, säätöjen toimivuus ja kaukolämpöveden jäähtymä. Projektissa mitattiin yhden omakotitalokokoluokan lämmönjakokeskuksen lämpöhäviöt. Lämpöhäviöiden määrittäminen kaukolämpöpuolen syöttötehon ja talopuolen lämpötehojen (lämmitys + käyttövesi) erotuksena ei anna luotettavaa tulosta mittauksen epävarmuuksien ja lämpöhäviötehon pienuuden vuoksi. Luotettavampana mutta työläämpänä tapana pidettiin lämpöhäviön määrittämistä pintalämpötilojen avulla. Tässä suhteessa parannusta todettiin voitavan saavuttaa lämpökamerakuvauksen ja lämmönjakokeskusten 3D-suunnittelukuvien yhdistämisellä, mutta menetelmä vaatii jatkokehitystä. Tämän esiselvitysvaiheen jatkoksi ehdotetaan pilottiprojektin käynnistämistä. Pilottiprojektissa testattaisiin käytännössä ehdotetun järjestelmän toimivuutta suppeassa mittakaavassa ja valmisteltaisiin järjestelmän varsinaista käyttöönottoa. Luokitusjärjestelmä palvelee alaa teknisessä laadun ylläpidossa ja loppuasiakasta tasokkaan palvelun saamisessa. Luokittelun tuloksena kaukolämpötuotteiden energiatehokkuus ja palvelutaso tulevat läpinäkyviksi, minkä seurauksena vaativa asiakkuus lisääntyy kiinteistötoimialalla, mikä edistää kansallista ilmastostrategiaa parempien ja energiatehokkaampien laitteiden yleistyessä rakennuskannassamme.

Tämän harjoitusjäähalleja koskevan rakentamisopas on laatinut Kansainvälisen jääkiekko-liiton (IIHF) nimeämä työryhmä. Oppaan tarkoitus on jakaa jäähallin rakentamiseen ja käyttöön liittyvää tietoa ja innostaa kuntia ja yhteisöjä jäähallirakentamiseen. Oppaassa käydään läpi jääurheilun sosiaalisia näkökulmia sekä esitellään jäähalleissä käytettäviä rakenne- ja laitejärjestelmäratkaisuja ja luodaan katsaus jäähallin taloudelliseen käyttöön unohtamatta energiataloutta ja ympäristövaikutuksia.

Tutkimuksessa tarkasteltiin matalalämpötilatasoisen vesikiertoisen lämmitysjärjestelmän taloudellisuutta ja ominaisuuksia pientalojen lämmitysmuotona sekä kehitettiin apuneuvoja hankesuunnittelun ja mitoituksen tarpeisiin. Uusien pientalojen lämmitysjärjestelmien markkinatilanne Suomessa on jakautunut siten, että suoran sähkölämmityksen osuus on noin 66 % ja vesikiertoisten lämmitysjärjestelmien noin 30 %. Vesikiertoisista järjestelmistä lattialämmitys on kasvattanut merkittävästi osuuttaan. Kun verrataan energian keskihintoja Suomessa ja Euroopassa voidaan olettaa Suomen hintojen nousevan merkittävästi tulevaisuudessa. Tällöin suoran sähkölämmityksen kustannukset nousevat vesikiertoisen lämmityksen kustannuksia nopeammin, koska ne painottuvat korkeisiin käyttökustannuksiin. Vesikiertoisen lattialämmitysjärjestelmän yhteydessä ovat lisäksi tärkeänä etuna uusiutuvien energianlähteiden hyvät käyttömahdollisuudet. Esimerkkipientalon kustannusvertailussa nähtiin suoran sähkölämmityksen olevan öljylämmitystä edullisemman 13 ensimmäisenä käyttövuotena, mutta osoittautuvan pitemmän päälle kalliimmaksi. Projektissa kehitettiin mitoitusprosessia, jolla rakennukseen suunnitellaan vesikiertoinen lattialämmitys. Tällöin optimoidaan lattialämmityksen menoveden lämpötila ja lämmitysputkipiirien sijoittelu. Samalla tehtiin laskentamoduuli, jolla eri lattiarakenteet voidaan laskea. Perustana on lattialämmityksen laskentaan tarkoitettu CEN-standardi, jota on osin täydennetty kokeellisella aineistolla. Näin saadaan lattialämmityksen lämmönluovutus eri tapauksissa. Laskentamoduuli tehtiin helposti liitettäväksi eri mitoitusjärjestelmiin. Sen ympärille kehitettiin upotettu cad-järjestelmä lattialämmityksen suunnitteluun. Kohteen rakennuspiirustukseen voidaan suunnitella lattialämmitys piirtämällä se todelliselle paikalleen. Sen jälkeen lattialämmitysjärjestelmä voidaan mitoittaa ja optimoida, kunnes suunnitelma hyväksytään. Ohjelma on yhteensopiva ja riippumaton muista cad-järjestelmistä. Siitä haluttiin tehdä kätevä työkalu sivutoimisille suunnittelijoille, jotka käytännössä usein suunnittelevat pientalojen lattialämmityksen. Esisuunnittelun tarpeisiin tehdyllä työkalulla voidaan vertailla eri lämmitysmuotojen kannattavuutta. Pientalon lämmönkulutus saadaan laskettua vähillä lähtötiedoilla ja rakennukseen voidaan valita halutut lämmitysjärjestelmävaihtoehdot. Näiden kokonaiskustannuksia voidaan tarkastella pidemmältä aikaväliltä, ja laskennan lähtötiedot ovat helposti muokattavissa. Työkalun yhteyteen tehdyllä apuvälineellä voidaan laskea helposti vesikiertoisen lattialämmitysjärjestelmän kustannusarvio.

Projektin kokonaistavoitteena oli kehittää analysointikonsepti elinkaarikustannuksien arviointiin eri suunnitteluvaiheiden aikana ja kehittää elinkaarikustannusten laskentatyökalu suunnittelun alkuvaiheen tarpeisiin. Projektin osatavoitteena oli arvioida esimerkkikohteessa tyypillisten huonekohtaisten talotekniikkajärjestelmien elinkaarikustannuksia. Projektissa kehitettiin hierarkkinen elinkaarilaskentamenetelmä ja yksinkertainen työkalu huonekohtaisten järjestelmien elinkaarikustannusten arviointiin. Menetelmässä laskelmat jaetaan kolmeen eri tarkkuusluokkaan: ennusteeseen, arvioon ja laskelmaan, jolloin lähtötietojen määrää ja rakennuskohtaisuutta voidaan asteittain täydentää. Kehitettyä työkalua voidaan soveltaa esisuunnitteluvaiheessa järjestelmävalinnan yhteydessä. Työkalulla voidaan laskea suuruusluokat eri huonekohtaisten järjestelmien elinkaarikustannuksille ja tekijöille. Projektissa laskettiin esimerkkikohteessa elinkaarikustannukset huonekohtaisille järjestelmille ja vertailujärjestelmänä pidetylle vakioilmastointijärjestelmälle. Jäähdytyspalkkijärjestelmä oli elinkaarikustannuksiltaan muita huonekohtaisia järjestelmiä edullisempi (138 mk/brm2). Elin-kaarikustannuksiltaan kalleimmaksi osoittautui huonekohtainen MIV-järjestelmä, jonka kustannus oli noin 30 % ilmastointipalkkijärjestelmää korkeampi (183 mk/brm2). Puhallinkonvektorin elinkaarikustannus oli noin 5 % korkeampi kuin jäähdytyspalkkijärjestelmällä (147 mk/brm2). Vakioilmavirtainen järjestelmä oli huonekohtaisia järjestelmiä halvempi, mutta sen sisäilmaston laatutaso ei vastaa huonekohtaisia järjestelmiä. Vakioilmavirtajärjestelmän vuotuinen elinkaarikustannus (125 mk/brm2) oli noin 10 % pienempi kuin huonekohtaisilla järjestelmillä keskimäärin. Elinkaarikustannusten prosentuaalisessa jakautumassa oli kaikilla järjestelmillä investointi merkittävin. Investointikustannuksien osuus oli kaikilla järjestelmillä noin 50 % (vaihteluväli 45 - 49 %). Vastaavasti kunnossapitokustannus oli noin 30 % (vaihteluväli 26 - 37 %). Kaikilla huonekohtaisilla järjestelmillä sekä energiakustannukset että hoitokustannukset olivat noin 10 %. Vertailujärjestelmänä pidetyn vakioilmavirtajärjestelmän energiakustannukset (14 %) olivat muita korkeammat.

Tutkimuksen tavoitteena oli analysoida supermarkettien energiankäytön tehostamismahdollisuuksia sekä esittää keinoja ja menetelmiä kylmälaitoksen parempaan hallintaan ja tavoitekulutusarvojen asetantaan. Tutkimuksen osatavoitteena oli saada nykyistä parempi kuva kylmälaitosten todellisesta toiminnasta. Tutkimusmenetelmiksi valittiin koekohteissa tehtävät seurantamittaukset, laboratoriomittaukset ja laskennalliset analyysit. Kalusteiden lämpöteknistä toimintaa selvitettiin kenttämittauksilla. Tehdyissä mittauksissa kylmähyllyköissä lämpötilat vastasivat melko hyvin tavoitelämpötiloja. Ainostaan sulatusjaksojen aikana lämpötilat nousivat hetkittäin yli tavoitelämpötilojen. Pakastealtaissa tuotteiden lämpötilat eivät pysyneet sallituissa rajoissa ja tuotteissa mitattiin jopa 20 oC:n lämpötilavaihteluita. Kalusteen yöverholla voidaan pienentää konvektio- ja säteilyhäviötä. Koekohteen kylmähyllykössä saavutettiin verholla yöaikaan 35 %:n säästö päiväaikaiseen kulutukseen verrattuna. Pakastealtaan energiankulutusta voitiin kalusteen yöverhoilla pienentää 6 %. Elektronisella kompressorikoneikon ja kalusteen säädöllä saavutettiin pakastealtaassa 17 % säästö perinteiseen säätötapaan verrattuna. Järjestelmien energia-taloutta voidaan heikentää ideaalitilanteeseen nähden: huolimaton käyttö ja huolto nostavat kulutusta 70 %. Itse kalustetyypillä on merkittävä vaikutus kulutustasoon. Esimerkiksi lasireunalla korotettu kylmähyllykkö kuluttaa noin 10 % vähemmän sähköenergiaa kuin vastaava lasireunaton malli. Vastaavasti Roll-In-tyyppisten erikoishyllyköiden täyttömäärään suhteutettu ominaisenergiankulutus voi olla 10 - 25 % suurempi kuin vastaavankokoisten, etureunallisten pystykalusteiden. Marketin energiatarkasteluihin kehitettiin helppokäyttöinen työkalu, jonka avulla voidaan arvioida marketin sähkö- ja lämmitysenergiankulutusta ja eri teknologioiden säästöpotentiaalia. Markettien osalta lauhde-energian tehokkaalla hyödyntämisellä voidaan korvata ideaalisessa tapauksessa 60 % lämmitysenergiasta.

Tutkimuksessa selvitetään nykyisten jäähdytysjärjestelmien korjausvaihtoehtoja, kun halutaan parantaa järjestelmien toimintaa ja energiataloutta. Tarkasteltavia järjestelmiä olivat ilmanvaihdon suorahöyrystysjärjestelmät, vedenjäähdytin-koneistot ja vakioilmastointikoneet. Tutkimuksessa analysoitiin nykyisten jäähdytysjärjestelmien vikoja. Ratkaisuina näihin vikoihin esitetään kaavioita vikojen paikantamiseen ja malliratkaisuja järjestelmäkaaviomuodossa korjaus-suunnitteluun. Lisäksi esitetään käytännön näkökohtia jäähdytysjärjestelmien suunnitteluun. Erityistä huomiota kiinnitetään järjestelmän mitoitukseen ja säädettävyyteen osatehoilla. Lisäksi luodaan katsaus kylmäaineiden käytön rajoituksiin ja korvaavien kylmäaineiden nykytilanteeseen. Ilmastoinnin jäähdytysjärjestelmien suunnittelun ja urakoinnin aikaiset virheet korostuvat muuta talotekniikkasuunnittelua enemmän: erityisesti suora-höyrystysjärjestelmien toteutus vaatii suurta ammattitaitoa. Suunnittelussa yleisenä virheenä on ylimitoitus ja ympärivuotisessa käytössä olevan laitoksen suunnittelu ilman talvikäyttövarustusta. Tämän seurauksena laitoksessa on kylminä aikoina käyntihäiriöitä. Urakoinnin yhteydessä tehdyistä virheistä ovat tyypillisimpiä puutteellinen koekäyttö sekä kylmäaine- ja vesiputkistossa olevat epäpuhtaudet. Korjausvaihtoehtojen käytännön soveltamisesta esitetään esimerkkejä neljässä erityyppisessä demonstraatiokohteessa. Kohteista esitetään ongelmat ja korjausmallit kustannuksineen. Mekaaninen kuumakaasuruiskutus ja lohkoihin jaettu patteri eivät säätömuotona mahdollista puhallusilman tarkkaa säätöä. Näihin järjestelmiin on järkevin säätötapa tehontarpeen ohjaus suoraan ulkolämpötilan tai poistoilman avulla. Puhalluslämpötilan säätö on mahdollista mm. elektronisella kuumakaasu-ruiskutusventtiilillä. Vedenjäähdyttimessä käytetty paluuvesisäätö ei kykene pitämään lähtevän veden lämpötilaa vakiona. Elektronisilla säätöjärjestelmillä voidaan hallita menoveden lämpötilaa paremmin kuin paluuvesisäädöllä.

Tutkimuksessa kuvataan nykytekniikkaa hyödyntävän jäähallin automaatiojärjestelmän periaatteellinen rakenne, luodaan katsaus nykyisten hallien säätö- ja ohjausjärjestelmien toimintaan sekä esitetään niiden parantamiseksi vaihtoehtoja. Lisäksi on tutkittu simuloimalla eri säätö- ja ohjausparametrien vaikutuksia energiankulutukseen.