Koneellisen jäähdytystarpeen tarkastelu pientalossa
Rantanen, Olli Juhani (2015)
2015
Rakennustekniikan koulutusohjelma
Talouden ja rakentamisen tiedekunta – Faculty of Business and Built Environment
This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Hyväksymispäivämäärä
2015-09-09
Julkaisun pysyvä osoite on
http://urn.fi/URN:NBN:fi:tty-201508281573
http://urn.fi/URN:NBN:fi:tty-201508281573
Tiivistelmä
Tutkimuksessa tavoitteena oli tutkia pientalon koneellisen jäähdytyksen energiankulutusta sekä saman pientalon kokonaisenergiankulutusta. Tutkittava pientalo sijaitsi Tampereella. Tutkimukset tehtiin kuukausitason käsinlaskentana Suomen Rakentamismääräyskokoelman ohjeiden mukaan sekä tunnittaisia säätietoja käyttäen IDA-ICE-ohjelmalla simuloimalla. Laskennassa pyrittiin tutkimaan, mitkä eri muuttujat luovat eniten eroa laskentatapojen tulosten välille.
Tutkimuksessa selvisi, että käsinlaskennalla lasketut jäähdytysjärjestelmän energiankulutukset ovat kutakuinkin aina IDA-ICE:lla laskettuja määriä pienemmät. Prosentuaalisesti eniten eroa jäähdytystarpeessa laskentatapojen välillä oli silloin kun rakennuksen sisäinen lämpökuorma oli pieni. Kuukauden keskilämpötiloja käytettäessä ei jäähdytystä käsinlaskennan mukaan ylemmillä jäähdytysrajan arvoilla enää tarvittu. IDA-ICE-ohjelma ottaa huomioon hetkelliset lämpötilahuiput, jolloin myös korkeammilla jäähdytysrajan arvoilla oli jäähdytykselle tarvetta. Kun jäähdytysraja oli alhainen eli 21 C ja rakennukseen tuleva lämpökuorma suuri, niin laskentamenetelmien tulosten ero oli pieni.
Suomen Rakentamismääräyskokoelman osan D3 ohjeiden mukaan pientalon kesäajan huonelämpötilojen laskentaa ei tarvitse suorittaa, ja näin ollen jäähdytystarvettakaan ei tarvitse selvittää. Suomen Rakentamismääräyskokoelman osassa D2 on tosin esitetty lisävaatimuksia kesäajan lämpötiloille. Tutkimuksen perusteella pientalon jäähdytystarpeen tutkiminen käsinlaskennalla olisi turhaa, koska asetettu jäähdytysraja 27 C on niin korkea, että silloin ei juuri missään tutkitussa tapauksessa tapahtunut jäähdytystä. Ainoastaan yhdellä tutkitun pientalon versioista tarvittiin käsinlaskennan mukaan jäähdytystä, kun jäähdytysraja oli suuruudeltaan 27 C. Tässä tutkitussa versiossa rakennus oli erittäin hyvin lämpöeristetty ja vaipan ilmatiiviys oli hyvä. Suurimmat jäähdytystarpeet saatiin, kun ikkunoista pääsi mahdollisimman paljon auringonsäteilyä läpi, ja kun rakennusvaippa oli hyvin lämpöeristetty.
Kokonaisenergiankulutuksen eli E-luvun laskennassa eniten eroa laskentatapojen välille syntyi, kun vaipan ilmatiiviys oli suuri ja lämmöneristys paksu. Tällöin käsinlaskennalla saadut tulokset olivat pienempiä kuin IDA-ICE:n laskemat tulokset. Tämä ero syntyi lämmitykseen kuluneesta energiasta.
Tulevaisuuden testivuosia IDA-ICE:ssa käytettäessä huomattiin jäähdytystarpeen kasvavan tulevaisuudessa. Vastaavasti lämmitystarpeen huomattiin alentuvan.
Tutkimuksessa selvisi, että käsinlaskennalla lasketut jäähdytysjärjestelmän energiankulutukset ovat kutakuinkin aina IDA-ICE:lla laskettuja määriä pienemmät. Prosentuaalisesti eniten eroa jäähdytystarpeessa laskentatapojen välillä oli silloin kun rakennuksen sisäinen lämpökuorma oli pieni. Kuukauden keskilämpötiloja käytettäessä ei jäähdytystä käsinlaskennan mukaan ylemmillä jäähdytysrajan arvoilla enää tarvittu. IDA-ICE-ohjelma ottaa huomioon hetkelliset lämpötilahuiput, jolloin myös korkeammilla jäähdytysrajan arvoilla oli jäähdytykselle tarvetta. Kun jäähdytysraja oli alhainen eli 21 C ja rakennukseen tuleva lämpökuorma suuri, niin laskentamenetelmien tulosten ero oli pieni.
Suomen Rakentamismääräyskokoelman osan D3 ohjeiden mukaan pientalon kesäajan huonelämpötilojen laskentaa ei tarvitse suorittaa, ja näin ollen jäähdytystarvettakaan ei tarvitse selvittää. Suomen Rakentamismääräyskokoelman osassa D2 on tosin esitetty lisävaatimuksia kesäajan lämpötiloille. Tutkimuksen perusteella pientalon jäähdytystarpeen tutkiminen käsinlaskennalla olisi turhaa, koska asetettu jäähdytysraja 27 C on niin korkea, että silloin ei juuri missään tutkitussa tapauksessa tapahtunut jäähdytystä. Ainoastaan yhdellä tutkitun pientalon versioista tarvittiin käsinlaskennan mukaan jäähdytystä, kun jäähdytysraja oli suuruudeltaan 27 C. Tässä tutkitussa versiossa rakennus oli erittäin hyvin lämpöeristetty ja vaipan ilmatiiviys oli hyvä. Suurimmat jäähdytystarpeet saatiin, kun ikkunoista pääsi mahdollisimman paljon auringonsäteilyä läpi, ja kun rakennusvaippa oli hyvin lämpöeristetty.
Kokonaisenergiankulutuksen eli E-luvun laskennassa eniten eroa laskentatapojen välille syntyi, kun vaipan ilmatiiviys oli suuri ja lämmöneristys paksu. Tällöin käsinlaskennalla saadut tulokset olivat pienempiä kuin IDA-ICE:n laskemat tulokset. Tämä ero syntyi lämmitykseen kuluneesta energiasta.
Tulevaisuuden testivuosia IDA-ICE:ssa käytettäessä huomattiin jäähdytystarpeen kasvavan tulevaisuudessa. Vastaavasti lämmitystarpeen huomattiin alentuvan.