Rakennustyömaan energiakysymyksiä

Olli Teriö

Yleisimpiä syitä:

•Vesikaton läpimenot

•Putki- ja laitevuodot (iv-laitteet)

•Vesieristeiden pohjat ja liitokset

•Valvonnan puute käytön aikana

•Pinnoittaminen kostealle

tai pölyiselle alustalle

•Käytön virheet?

Osataanko rakentaa energiatehokkaasti

energiatehokasta?

Energiatehokas rakentaminen

Energiatehokkaat

rakenteet ja järjestelmät

Energiatehokas

työmaa

Kosteusturvalliset

rakenteet

Kuiva

työmaa

Rakentamisen vaikeusaste kasvaa Olosuhteet pahenevat

6.7.2014

Vesieristys!

Lämmöneristys!

Kosteuseristys!

Rakenteiden tuuletus!

Kylmäsillat!

Kondensioriskit!

Löytyykö piirustuksista?

Detaljikuvat?

Rakenteet jäähtyvät - Kuivuminen hidastuu

Rakennustyömaan lämmitys

Tuuma riittää tuuletukseen

Betonin lujuuden kehittäminen

Lämmitystapa

Keskimääräinen

energiankulutus

(kWh/m3)

Kuumailmalämmitys 350

Lankalämmitys 75

Sähkölämmitteiset muotit 75

Infrapunasäteilylämmitys 135

Kuumabetoni 45

Lämmitys

Kuivata tehokkaasti lämmittämällä ja hallitulla ilmanvaihdolla

Tilan lämpötilajakauma,

kun tilassa on 8kW lämmitin ja

ulkoseinien aukot tiivistämättä

Tilan lämpötilajakauma,

kun tilassa on 8 kW lämmitin ja

ulkoseinien aukot tiivistetty

Tilan lämpötilajakauma,

kun tilassa on 15 kW lämmitin ja

ulkoseinien aukot tiivistämättä

Lämmitys kannattaa suunnata rakennuksen kulmiin

Useita pienitehoisia lämmittimiä kuivattaa paremmin kuin yksi iso

Pintoihin osuva ilmavirtaus tehostaa rakenteiden kuivumista

Optimaalinen ilman suhteellinen kosteus on noin 50%

(Kuvat: Ratu 07-3032)

Kuivatus

Roudan sulatus Lämmitys

Tai ei roudansulatusta

Lämmitystehon tarve

Teollisuushallien vaatima lämmitysteho [kW]. Ilmanvaihdon

ollessa 0,75 krt/h. Ikkunoita alle 7 % seinäalasta ja ne

ovat muovitettuja. Taulukko suuntaa antava.

Ulkolämpötilan ja sisälämpötilan ero [ºC]

tilavuus

[m3]

10 20 30 40 50

5000 39 78 117 156 195

10000 78 156 234 312 390

15000 117 234 351 468 585

20000 156 312 468 624 780

30000 234 468 702 937 1171

40000 312 624 937 1249 1561

Lämmitys

Lämmittimen teho [kW]. Taulukko soveltuu runkovaiheen

rakennukselle, ilmanvaihdon ollessa 3 krt/h, ikkuna-

aukot muovitettu yläpohja betonia ja eristetty 2 cm

polystyreenillä. Runkovaiheessa olevan

kerrostalokohteen valuosastoiden lämmittämiseen.

Ulkolämpötilan ja sisälämpötilan ero [ºC]

tilavuus

[m3]

10 20 30 40 50

100 3 6 9 11 14

250 7 14 21 29 36

500 14 29 43 57 71

1000 29 57 86 114 143

1500 43 86 128 171 214

2000 57 114 171 228 285

Tiesitkö, että 33 kg

kaasun polttoa tuottaa

yli 53 kg vesihöyryä

10 L

3 L

10 L 10 L 10 L

10 L

11

Kuivatus

Rakenteiden kuivatus

1

2 1

2

Mollierin diagrammista nähdään että :

jos ulkoilman lämpötila on alle 0 °C, on ilmakuutiossa korkeintaan 5 grammaa vesihöyryä

jos työmaan sisällä on lämmintä 15 °C ja Rh 80 %, on ilmakuutiossa vesihöyryä 10 grammaa

jos 10 000 rm3 työmaalla vaihdetaan ilma kerran tunnissa, poistuu sisältä 50 litraa vettä.

0

5

10

15

20

25

30

35

-20 -15 -10 -5 0 5 10 15 20 25 30

Ab

solu

utt

ine

n k

ost

eu

s [g

/m3]

Lämpötila [oC]

100 %

80 %

60 %

40 %

20 %

Tuuletuksen merkitys olosuhteille

i

i

Taulukko Työmaan ilmanvaihdon ja lämmityksen suunnitteluun löytyy netistä: www.tut.fi/site

Kuivatus

http://www.betoni.com/files/files/Yhteenvetoraportti.pdfhttp://www.tut.fi/idcprod/groups/public/@l702/@web/@p/documents/liit/p016718.xlsxhttp://www.tut.fi/idcprod/groups/public/@l702/@web/@p/documents/liit/p018276.xlsx

Syötettävät lähtötiedot (keltaiset kentät)20000 m3

240000 litraa

5 oC

95 Rh %

20 oC

55 Rh %

1,012 kJ/kgK

1,225 kg/m3

2,54 MJ/kg

Ilman ominaislämpökapasiteetti

Veden ominaishöyrystymislämpö

Ilman tiheys

Rakennuksen tilavuus

Poistettava vesimäärä

Ulkoilman lämpötila

Ulkoilman suhteellinen kosteus

Sisäilman lämpötila

Sisäilman suhteellinen kosteus

0

20

40

60

80

100

120

140

0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5 5,5 6

Aik

a [v

rk]

IV-kerroin [krt/h]

Kosteuden poistoaika

Kuukausi

Keski-

lämpötila

[oC]

Sademäärä

keskiarvo

[mm]

Rh

[%]

I -6,7 40 89

II -7,0 28 87

III -2,8 32 82

IV 3,0 34 71

V 9,5 39 62

VI 14,4 62 65

VII 16,5 74 69

VIII 14,6 75 76

IX 9,4 56 82

X 4,7 65 87

XI -1,0 52 90

XII -4,6 47 91

I-XII 4,2 604 79

Tampere

Työmaan lämmityksen ja

ilmanvaihdon suunnitelu

Betoni 8-9 l/Rm3

Lattiatasoite 1-1,5 l/Rm3

Seinätasoite 0,5 l/Rm3

Sade 1-5 l/Rm3

Yhteensä 10-16 l/Rm3

Muuratut seinät 5-7 l/seinä-m2

Kosteusrasituksia, täyselementtitalo

Kuivatus

Yksittäisellä IV-kertoimen arvolla laskettu kosteudenpoistoaika

2 krt/h

11 snt/kWh

40000 m3/h

11,1 m3/s

13,611 kg/s

Max absoluuttinen kosteus absoluuttinen kosteus

Lämpötila (oC) vesimäärä (g/m3) Rh % vesimäärä (g/m3)

Tuleva ilma 5 6,84 95 6,50

Lähtevä ilma 20 17,28 55 9,51

erotus (oC) 15 erotus (g/m3): 3,01

Kosteuden poistoaika (h) 1996,43 = 83 vrk

Lämmitysteho, IV (kW): 253,11

Lämmitysteho, haihdutus [kW] 84,82

Lämmitysteho, vaippa 39,31

Lämmitysteho (kW): 377,23

Lämmitysenergia (MWh): 753,12 = 82843 euroa

Energian hinta

Ilmanvaihtokerroin (1-3)

Ilman vaihto

Taulukko löytyy netistä: www.tut.fi/site

W/m2K Kuiva MärkäUlkoseinä 0,15 0,57

Yläpohja 0,09 0,33

Ikkunat ja ovet 1

Ikkunat ja ovet (muovikalvo) 5,8

Yläpohja, 100 mm eristys 0,34

Kuivatus

Koneellinen kuivaus

Kuivaimen Munters MH270:n kuivauskapasiteetti eri lämpötilan ja suhteellisen kosteuden arvoilla. [20]

Kuivatus

Lämpötilan nostaminen betonissa kymmenellä asteella puolittaa kuivumisajan lähes aina riippumatta kuivatusolosuhteista.

Materiaalin lämpötilan noston vaikutus kuivumisaikaan

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

0 5 10 20 40

Materiaalin lämpötilan nosto ympäröivää ilmaa korkeammaksi

ΔT [ºC]

Va

iku

tus

ku

iva

tus

aik

aa

n [

krt

]

+15 RH50

+20 RH50

+15 RH30

+20 RH30

+15 RH80

+20 RH80

Energiatehokkaat terveet rakenteet

Läpiviennit!

Energiatehokkaan ja kosteusturvallisen

rakentamisen laadunvarmistus

2

0 2

0

Lämpökuvaus - Vaipan tiiveys

Kylmänä vuodenaikana on helppo tarkastaa vaipan tiiveys

lämpökuvauksella.

Kuvaamisella voidaan ennaltaehkäistä

tiiveyskokeissa ilmeneviä vuotoja ja muita laatuongelmia

Energian kulutus

Lämpökuvaus – Vaipan tiiveys

Kesällä rakennettaessa pitää tietää, mitkä kohdat ovat kriittisiä. Niitä ovat esimerkiksi • ylimmän holvin saumat • lattian ja sokkelin liitos • yläpohjan ja ulkoseinän liitos • välipohjien ja ulkoseinien liitokset • pesu- ja löylyhuoneiden liitokset • ikkuna- ja oviaukot • talotekniikan läpiviennit • hormielementit • höyrynsulkujen liitokset

Ks. Hanna Aho ja Minna Korpi: Ilmanpitävien rakenteiden ja liitosten toteutus asuinrakennuksissa. Tampereen teknillinen yliopisto 2009.

Energian kulutus

Rakennustyömaan energiankulutus

2

3 2

3

Energian kulutus rakennustyömaalla

20-50 kWh/ Rm3

Lämpöarvo Hinta noin

Sähkö 12 snt/kWh

Kevyt polttoöljy 10 kWh / litra 11 snt / kWh

Kaasu 12,8 kWh/kg 12 snt /kWh

Kaukolämpö 7 snt / kWh

Rakennustyömaan energiajakauma

Energian käyttö energiamuodoittain

55 %

14 %

31 %

Kaukolämpö

Nestekaasu

Sähkö

Energian käyttö energiamuodoittain

24 %

23 %42 %

11 %

Sähkö

Nestekaasu

Kaukolämpö

Polttoöljy

Case A Case B

Torninosturin kuluttaman energian osuus kokonaisenergiasta jäi selvästi alle 1 %.

Koko aikana torninosturi kulutti energiaa 1450 kWh eli keskimäärin 132 kWh/kk.

Energian kulutus

Työmaan perustiedot:

Asuinkerrostalo, 6 krs

Rakennusaika: 8/2010–4/2012

Rakennusala: 6467 m2

Rakennustilavuus: 20900 m3

+ Pysäköintihalli 1600 m3

Asuntoja yhteensä 99 kpl

Liiketiloja 2-3 kpl

Työmaan perustiedot:

Asuinkerrostalo, 6 krs

Rakennusaika: 8/2010–1/2012

Rakennusala: 3797 m2

Rakennustilavuus: 14161 m3

+ Pysäköintihalli 2300 m3

Asuntoja yhteensä 51kpl

Case A

Case B

Energian käyttö yhteensä 1087 MWh

Energian käyttö rakennuskuutiota kohti, ilman P-hallia 52 kWh/m3

Energian käyttö rakennuskuutiota kohti, P-halli mukana 48 kWh/m3

Suora lämmitysenergian käyttö 35,9 kWh/m3

69 %

-Kaukolämpö 28,6 kWh/m3 55 %

-Nestekaasu 7,3 kWh/m3 14 %

Sähkön käyttö 16,1 kWh/m3 31 %

-Valaistus, lankalämmitys, torninosturi (1%), höyrystin & muut laitteet 11,6 kWh/m3 22 %

-Koneellinen kuivatus 3,1 kWh/m3 6 %

-Työmaatoimiston ja sosiaalitilojen sähkö 1,6 kWh/m3 3 %

Energian käyttö yhteensä 742 MWh

Energian käyttö rakennuskuutiota kohti, ilman P-hallia 52 kWh/m3

Energian käyttö rakennuskuutiota kohti, P-halli mukana 45 kWh/m3

Nestekaasu (runkovaihe, holvien lämmitys) 12,0 kWh/m3 23 %

Polttoöljy (autohalli & 1. kerros) 5,7 kWh/m3 11 %

Kaukolämpö 21,8 kWh/m3 42 %

Sähkön käyttö 12,5 kWh/m3 24 %

0

20

40

60

80

100

120

140

160

[MWh]

lokakuu tammikuu huhtikuu heinäkuu lokakuu tammikuu

Energian kulutus kuukausittain vuosina 2010-2012

Kaukolämpö

Nestekaasu

Sähkö

0

20

40

60

80

100

120

[MWh]

syyskuu joulukuu maaliskuu kesäkuu syyskuu joulukuu

Energian kulutus kuukausittain vuosina 2010-2011

Kaukolämpö

Nestekaasu

Polttoöljy

Sähkö

Case A

Case B

Case A Taulukko sähkön käytön jakaantumisesta

10 %0 %1 %

70 %

19 %

Työmaakopit

Torninosturi

Höyrystin

Valaistus ja muut

sähkölaitteet

Lisä kuivatus

0

20

40

60

80

100

120

140

160

[MWh]

lokakuu tammikuu huhtikuu heinäkuu lokakuu tammikuu

Energian kulutus kuukausittain vuosina 2010-2012

Kaukolämpö

Nestekaasu

Sähkö

Energian kulutus

Työmaatilojen sähkön kulutus

Työmaatilojen (6 kpl) sähkönkulutus

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

Tam

mikuu

Hel

mikuu

Maa

lisku

u

Huh

tikuu

Touk

okuu

Kes

äkuu

Hei

näku

u

Eloku

u

Syy

skuu

[kW

h]

Energian kulutus

Hyödyt ja kustannukset

Kustannukset

Katto-osuus: asennus + purku 12 eur/m², vuokra 0,16 eur/m²/vrk

Telineet: asennus + purku 9 eur/m², vuokra 0,08 eur/m²/vrk

Lisäksi tulee nosturi- ja kuljetuskustannukset.

Esimerkiksi rivitalon suojaus

15 x 33 m, 500 m2, h=10 m

Kustannukset noin

16 000 € + 5 000 €/kk

2 – 3 % myytävän rivitaloneliön hintaan lisää

- lumityöt, roudan sulatus, häiriöt, ventat

+ työn tuottavuus + parempi laatu ja turvallisuus

Paras

käytäntö

Energian kulutus

Kosteuden hallinnan ja energian säästön top 10 lista

1.Runko syksyllä ylös 2.Vesikatto nopeasti päälle 3.Aukkojen suojaukset tiiviisti ja tarvittaessa eristeitä käyttämällä 4.Veden ja lumen tuloa vaipan sisään rajoitetaan mahdollisuuksien mukaan 5.Runkovaiheessa oikea lämmitys oikeaan aikaan ja paikkaan 6.Sisätyövaiheessa hallitun tuuletuksen käyttö kuivatukseen 7.Kulutusta seurataan - sitä saat mitä mittaat 8.Hommat suunnitellaan jo hyvän sään aikaan 9.Nimetään vastuuhenkilö toteuttamaan sääsuojaukset 10.Varataan riittävät resurssit

Loppukeskustelu

Kiitos