Proper design reduces the risk of damage to swimming pool buildings

Structural air leaks can increase the risk of moisture damage in indoor swimming pool buildings. The height of the pool area affects the moisture load in the upper structures. Temperature differences can cause indoor over-pressure, which increases the risk of moisture accumulation in air leaky structures. Design, implementation and the use of technical systems can have an impact on moisture loads and the risks they pose to buildings. Air tightness of structures and indoor air relative humidity levels are the key issues for moisture safety.

Temperature differences between inside and outside air tends to cause overpressure in the upper parts of swimming pool buildings which have a high inside open air space. This allows warm and humid indoor air to flow out via the air leakage routes along the ceiling and upper walls, causing moisture from the inside air to condense in structures.

The long-term build-up of moisture causes various problems in structures, such as the growth of mould or, at worst, structural weakening. Air leakages into structures tend to be at their greatest during winter, when the indoor air humidity level is greatest compared to outside, in turn creating the greatest risk of moisture accumulating.

uimahallit

Figure 1. The indoor air pressure conditions in swimming pools, caused by indoor air conditions and the height of the premises, pose challenges to the moisture performance of structures.

 

‘Rain’ from the roof into the interior may appear in swimming halls with poor airtightness of the structure. During cold periods, indoor moisture condenses and freezes in structures via air leakage routes and when the weather turns milder, the melted water runs into the inside air space via air leaks. In cases where the airtightness is this poor, there is an elevated risk of structural damage and it is very likely that impurities within the structures can enter the indoor air as the direction of the air leakage flows changes.

The pressure conditions in a high and heated space cannot be fully controlled by ventilation. Even if a typical level of under-pressure is maintained at floor level, long periods of overpressure can occur in the upper areas. For example, if the ventilation maintains a constant under-pressure of 10 Pa at floor level in a 9-metre high hall, overpressure will occur in the upper areas for almost half of the year (Figure 2).

Figure 2 The duration of the pressure difference between indoor and outdoor air in the upper parts of indoor swimming pools of different heights, when the indoor and outdoor air pressure is the same at floor level. Evaluation performed for a one year period in Helsinki climate conditions (nominal heating year).

 

The study conducted by VTT presents the principles of design, implementation and use of technical system, which can have an effect on the moisture loads of structures and the risks they pose. The key issue is to have sufficient airtightness of structures. In addition, the relative humidity indoors is set to the lower limits of the comfort zone during winter, around 40% RH.

Due to the high humidity of the indoor air, the risk of indoor air leakages through the structures is elevated in indoor swimming pools. A similar risk can be associated with other high hall structures, even if they typically have lower indoor air humidity than swimming pools.

The results presented are part of the ’Uimahallien yläpohjarakenteiden kosteustekniikka ja paloturvalliset PU-lämmöneristeiset hallirakenteet’ (Moisture Performance of the Roof Structures of Indoor Swimming Pools and Fire Safe Hall Structures with PU thermal insulation) project, which was conducted from 21 September 2015 to 31 December 2017. The study involved examining research data, guidelines and regulations related to the indoor air and structural moisture load of indoor swimming pools, and compiling expert views on the subject. In addition, the duration of pressure differences in high halls in the Finnish climate were analysed.

You can read the publicly available customer report here http://www.vtt.fi/inf/julkaisut/muut/2017/VTT-CR-06833-17.pdf

 

Tuomo Ojanen VTT

Tuomo Ojanen
Senior Scientist, VTT
tuomo.ojanen(a)vtt.fi

Oikea suunnittelu pienentää uimahallien vaurioriskiä

Rakenteiden ilmavuodot voivat lisätä uimahallin kosteusriskejä ja vaurioitumista. Allastilan korkeus vaikuttaa yläosan rakenteiden kosteuskuormitukseen. Lämpötilaeroista aiheutuva paine-ero johtaa sisäilman vuotoihin yläpohjan kautta ulos, mikä kasvattaa rakenteiden kosteusriskiä. Rakenteiden kosteuskuormiin ja niiden aiheuttamiin riskeihin voidaan vaikuttaa suunnittelulla, toteutuksella ja järjestelmien käytöllä. Olennaista on rakenteiden ilmatiiviys ja sisäilman suhteellisen kosteuden tason asettaminen talvikaudeksi viihtyisyysalueen alarajoille.

Uimahallien sisäilman ja ulkoilman välinen lämpötilaero pyrkii aiheuttamaan ylipaineen allastilojen yläosaan erityisesti korkeissa uimahalleissa. Tällöin kostea sisäilma voi kulkeutua vuotoilmareittejä pitkin hallin katon ja yläseinien kautta ulos, jolloin rakenteisiin tiivistyy kosteutta sisäilmasta.

Pitkäaikainen kosteuden kertyminen aiheuttaa rakenteisiin erilaisia ongelmia kuten homeen kasvua tai pahimmillaan rakenteiden lujuuden heikentymistä. Ilmavuodot rakenteisiin ovat tyypillisesti suurimmillaan talvikaudella, jolloin sisäilman kosteustaso on suurin ulkoilmaan nähden ja riski kosteuden kerääntymiseen on siten suurimmillaan.

uimahallit

Kuva 1. Uimahallien sisäilman olosuhteet ja tilojen korkeudesta aiheutuvat sisäilman paineolot ovat haasteellisia hallin rakenteiden kosteustekniselle toimivuudelle.

Halleissa, joiden yläpohjan rakenteiden ilmatiiviys on heikko, on voinut esiintyä veden ’satamista’ katosta sisätilaan. Tämä on aiheutunut kattorakenteisiin talvikaudella tiivistyneen ja jäätyneen veden sulamisesta lauhan jakson aikana, jolloin vesi on valunut ilman vuotoreittejä pitkin hallin sisätilaan. Ilmatiiviydeltään näin heikoissa tapauksissa on korostunut rakennevaurioiden riski ja on ilmeistä, että rakenteiden epäpuhtaudet kulkeutuvat sisäilmaan vuotoilmavirran suunnan vaihtuessa.

Korkean ja lämmitetyn tilan paine-oloja ei voida täysin hallita ilmanvaihdon avulla. Vaikka allastilan lattiatasolla pidetään yllä kohtuullista alipainetta, voi hallien yläosissa esiintyä pitkiä ylipainejaksoja. Jos esimerkiksi 9 m korkuisen hallin lattiatasolla ylläpidetään ilmanvaihdon avulla jatkuvaa 10 Pa suuruista alipainetta, on hallin yläosassa ylipainetilanne lähes puolet vuodesta (kuva 2).

Kuva 2. Sisä- ja ulkoilman välisen paine-eron pysyvyys eri korkuisten hallirakennusten yläosassa, kun hallin lattiatasolla on sama paine sisä- ja ulkoilman välillä. Tarkastelussa vuoden jakso Helsingin mitoitusvuoden (lämmitys) olosuhteissa.

VTT:n tekemässä selvityksessä esitetään suunnitteluun, toteutukseen ja järjestelmien käyttöön liittyviä periaatteita, joilla rakenteiden kosteuskuormiin ja niiden aiheuttamiin riskeihin voidaan vaikuttaa. Olennaista on riittävä ja pysyvällä tavalla toteutettu rakenteiden ilmatiiviys ja sisäilman suhteellisen kosteuden tason asettaminen talvikaudeksi viihtyisyysalueen alarajoille, noin 40 % RH tasolle.

Kuvattu ulospäin tapahtuvien ilmanvuotojen aiheuttama riski on korostunut uimahalleissa niiden korkeiden sisäilman kosteuksien takia. Vastaava riski liittyy myös muihin korkeisiin hallirakenteisiin, vaikka niiden sisäilman kosteus on alempi kuin uimahalleissa.

Esitetyt tulokset ovat osa ’Uimahallien yläpohjarakenteiden kosteustekniikka ja paloturvalliset PU-lämmöneristeiset hallirakenteet’ –projektia, joka toteutettiin 21.9.2015 – 31.12.2017. Selvityksessä käytiin läpi uimahallien sisäilmaan ja rakenteiden kosteuskuormitukseen liittyvää tutkimustietoa, ohjeistoa ja määräyksiä sekä kartoitettiin asiantuntijanäkemyksiä aiheesta. Lisäksi analysoitiin korkeiden hallitilojen painesuhteiden pysyvyyttä Suomen ilmastossa.

Julkinen asiakasraportti on luettavissa sivulta: http://www.vtt.fi/inf/julkaisut/muut/2017/VTT-CR-06833-17.pdf

Tuomo Ojanen VTT
Tuomo Ojanen
Senior Scientist, VTT
tuomo.ojanen(a)vtt.fi

Tulevaisuuden rakentaminen: Hyvin eristetty rakenne toimii moitteettomasti pitkäaikaisesti – Case: passiivipäiväkoti

Tulevaisuudessa rakennusten tulee olla entistä resurssitehokkaampia ja samalla toimia erittäin vaihtelevissa ulkoisissa olosuhteissa. Tämä asettaa haasteita rakennusten ja rakenteiden toimivuudelle

Pääsimme mukaan tekemään pitkäaikaista kenttämittausta päiväkotikohteeseen. Rakenteita tarkastellaan usein simuloimalla, koska erityisesti pitkäaikaisiin kenttämittauksiin on harvoin mahdollisuutta. Tampereelle rakennettiin erittäin hyvin lämpöeristetty passiivipäiväkoti, jossa saimme mahdollisuuden tarkastella pitkäaikaisesti, yli viisi vuotta, rakenteiden toimivuutta.

Tarkastelimme vuosien 2011 – 2017 ajan ulkoseinärakenteiden kosteusteknistä toimintaa jatkuvatoimisin mittauksin. Tarkasteluissa oli sekä puurakenteinen ulkoseinä että maanvastainen betonirakenteinen pohjakerroksen seinä.

Seinärakenteet toimivat kosteusteknisesti hyvin

Mittausten perusteella päiväkodin rakenteet toimivat hyvin. Pohjakerroksen seinän lämpötilat olivat tasaisia lukuun ottamatta eristetilan ulointa mittauspistettä, joka oli lähellä ulkoilmaa ja täten luonnollisesti seurasi ulko-ilman olosuhteita. Seinän suhteellinen kosteus oli alussa korkea mutta laski betonin sisällä tasaisesti koko mittausjakson ajan. Mittausjakson päättyessä vuoden 2017 alussa suhteellinen kosteus oli betonikerroksen mittauspisteessä selvästi alle 70 %. Lähellä ulkopintaa olevissa mittauspisteissä sekä lämpötilan että suhteellisen kosteuden vaihtelut seurasivat ulkoilman muutoksia. Suhteelliset kosteudet olivat mittausten päättyessä noin 65 – 80 % välillä mittaussyvyydestä riippuen.

Mitattu päiväkoti

Mitattu päiväkoti

Päiväkodin ensimmäisen kerroksen puurakenteisen seinän mittauspisteiden
lämpötilat ja suhteelliset kosteudet seurasivat vuodenaikojen vaihtelua. Vaihtelut puurakenteisessa seinässä olivat selvästi suurempia kuin betonirakenteisessa osittain maata vasten olevassa rakenteessa. Suhteelliset kosteudet olivat mittausten päättyessä (vuoden 2017 alussa) 30 – 65 % mittaussyvyyden mukaan.

Tutkimuksen perusteella voidaan sanoa, että hyvin eristetty rakenne toimii moitteettomasti myös pitkäaikaisesti. Tutkimustuloksesta tekee arvokkaan myös se, että kohde oli normaali rakennuskohde eikä koerakentamiskohde. Normaali rakennusprosessi siis toimii myös erittäin hyvin eristetylle rakenteelle.

Lue lisää tutkimuksesta Sisäilmaseminaari 2017 -esityksestämme:
http://www.sisailmayhdistys.fi/Tapahtumat/Sisailmastoseminaarit/Sisailmastoseminaari-2017

VTT palvelee: www.vtt.fi/palvelut/kestävät-ja-älykkäät-yhdyskunnat
miimuairaksinen

Miimu Airaksinen
Tutkimusprofessori, VTT
@MiimuAiraksinen

 

 

jarmolaamanen

 

Jarmo Laamanen
Senior Research Techinician, VTT
jarmo.laamanen(a)vtt.fi

 

Tulevaisuuden rakentaminen: Tammela-ilmiö – onnistunut kerrostalon remontti

VTT lähti yhdessä Tampereen kaupungin ja taloyhtiöiden kanssa remontoimaan 70-luvun kerrostaloja energiatehokkaiksi. Yksilölliset ratkaisut ja lopputulokset ylittivät huimasti kaikkien odotukset.

Neljä vuotta sitten kävelin tamperelaisen kollegani kanssa tutustumassa Tammelantorin ympäristön kerrostaloihin. Kaupunki oli hakenut yhdessä VTT:n kanssa avoimella haulla taloyhtiöitä energiatehokkuuden parantamisen demonstraatiokohteiksi. Tuntui, että me olimme auttamattomasti myöhässä. 1970-luvun rakennuksiin oli vaihdettu uudet ikkunat ja monet taloista olivat saaneet uuden julkisivun. Kaupungin tahtotila kuitenkin oli keskittyä Tammelaan.

Energiatehokkaaksi myös vaiheittain

Hakijoista saimme seulottua kahdeksan kerrostaloa, kun otimme käyttöön energiatehokkuusdirektiiviin kirjatun ”staged”-periaatteen. Sen mukaan rakennus voidaan remontoida energiatehokkaaksi myös vaiheittain. Vain kaksi kahdeksasta toteutti kerralla ulkovaipan ja teknisten järjestelmien parannukset. Kaksi muuta oli jo aloittanut aiemmin energiatehokkuuden parannukset.

Näissä neljässä kohteessa energiatehokkuutta parannettiin vaihtamalla ikkunat, asentamalla lisäeristys julkisivuihin, uusimalla yhteisten tilojen valaistus ja asentamalla PILP eli poistoilmasta lämpöä talteen ottava lämpöpumppu sekä teknisten järjestelmien säädöillä mukaan lukien käyttöveden paineenalennus. Kolmessa muussa kohteessa tehtiin julkisivun lisäeritystä lukuun ottamatta samat toimenpiteet. Yhdessä kohteessa investoitiin ainoastaan erityyppisiin lämpöpumppuihin. Kaikissa kohteissa tehtiin muita pieniä toimenpiteitä.

Betonista kuoriutui jalokivi

Jokaisessa taloyhtiössä tarvittiin hankkeelle aktiivinen puuhamies, joko hallituksen puheenjohtaja tai isännöitsijä. Sattui joukkoon myös innokas asuntosijoittaja, joka hoksasi pilotoinnin mukanaan tuoman taloudellisen kannustimen. Osa taloyhtiöistä päätti pilotointikohteeksi lähdöstä ja toimenpiteistä nuijan kopautukselle, osassa tarvittiin useampia istuntoja.

Nyt jälkeenpäin taloyhtiöiden osakkaat ovat yli 90-prosenttisesti olleet hyvillä mielin päätöksestään lähteä EU GUGLE -projektin pilottikohteeksi. Erityisen ylpeitä ovat viimeiseksi valmistuneen kohteen asukkaat, jotka esittelevät talonsa jalokiveksi pesubetonipintaisten aikalaisten keskellä (kuva).

Tammela

Energiansäästö on merkittävä 40 %

EU GUGLE -projektin vaikutukset eivät jää pilottikohteisiin. Kun neljä vuotta sitten etsimme kohteita, tuskin kukaan tunsi PILP-teknologiaa. Teknologia on tehnyt läpimurron markkinoille näiden neljän vuoden aikana. Merkittävä osa siinä on ollut EU GUGLE -kohteiden seurannalla ja avoimella tiedotuksella.

Yhteistyö taloyhtiöiden kanssa on kyseenalaistanut monet väitteet. EU GUGLE -piloteissa päätökset saatiin aikaan loppujen lopuksi aika kivuttomasti, asuntosijoittaja edisti taloyhtiönsä remontteja, taloyhtiöiden seniorit olivat hyvin innostuneita sekä remonteista että uusista teknologioista, ja energiansäästöjäkin saatiin aikaiseksi. Tähän mennessä pilottien yhteen painotettu energiansäästö on 40 %. Pilottien seuranta jatkuu vielä kaksi vuotta.

Lisätietoja pilottikohteista: http://www.eu-gugle.eu/

Terttu Vainio VTT

Terttu Vainio, erikoistutkija
terttu.vainio (a) vtt.fi
, 040 508 0983

Yösähköstä kokonaisvaltaiseen energiansäästöön

Viime viikkoina uutisia selatessa on väistämättä törmännyt otsikoihin aiheista kysyntäjousto, älykäs kotiautomaatio ja etäluettavat sähkömittarit. Suomen on sanottu olevan älykkäiden energiajärjestelmien kehityksessä maailman kärkeä, mikä avaa mahdollisuuksia suurilla ja globaaleilla markkinoilla. Kuluttajalle voi kuitenkin jäädä epäselväksi, voiko tästä kehityksestä hyötyä muun kuin vanhan tutun yösähkön kautta.

Yle uutisoi taannoin, kuinka uudet älymittarit muuttavat kodin arkea. Maaliskuussa taas älyteknologian yleistymisen kerrottiin synnyttävän sähkömarkkinoille aivan uudenlaisia sähkötuotteita. Etenkin jälkimmäistä uutista lukiessa tutkijan kuuluisa kupla puhkesi, kun kyse olikin vanhasta tutusta sähkön tuntihinnoittelusta. Monelle kuluttajalle tuntihinnoittelu on kuitenkin jäänyt arpapelin kaltaiseksi vaihtoehdoksi – sähkö voi olla halpaa tai sitten kaivellaan lompakoita kunnolla.

Tuntihinnoittelu on pelkkä jäävuoren huippu energiamarkkinoiden pinnan alla kuohuvista muutoksista. Älyteknologian osalta yksi konkreettisimmista esimerkeistä on Fingridin vuonna 2019 käyttöön otettava Datahub, joka tehostaa tiedonvaihtoa sähkön vähittäismarkkinoilla tarjoten rajapinnan liiketoimintaa kehittäville toimijoille. Toisaalla EU haluaa komission talvipaketissa esitettyjen näkemystensä mukaan lyhentää taseselvitysjakson 60 minuutista 15 minuuttiin, muokaten näin markkinoiden toimintaa huomattavasti dynaamisemmaksi.

Älyteknologia ja dynaamisuus yhdistyvät tällä hetkellä sähkömarkkinoilla näkyvimmin kysyntäjouston muodossa, jonka idea on paperilla varsin yksinkertainen: kulutusta siirretään sähkön tuntihinnoitteluun perustuen kalliilta tunneilta halvemmille tunneille, mikä näkyy kuluttajan sähkölaskussa säästönä. Fortumilla on meneillään kaupallinen sähkön kysyntäjoustokokeilu, jossa 70 sähkölämmitteisen omakotitalon lämminvesivaraajista on koottu yhteensä teholtaan yli 100 kW virtuaalivoimalaitos, jota voidaan hyödyntää verkon tehotasapainon ylläpidossa. Esimerkkejä kysyntäjoustosta löytyy myös lämmityssektorilta: Fourdeg liittää termostaattiin sääennusteen ja pilvipalvelun, joiden avulla säädetään asunnon lämpötilaa huonekohtaisesti energiaa, ja samalla rahaa, säästäen.

Fingridin Tuntihinta-mobiilisovellus

Kuluttaja voi jo seurata esimerkiksi Fingridin Tuntihinta-mobiilisovelluksella sähkön tuntikohtaista pörssihintaa ja saada hälytyksiä, jos tuntihinta ylittää käyttäjän asettaman hälytysrajan. Kysyntäjousto edellyttää pörssihintaan sidottua sähkösopimusta. Manuaalisesti kulutusta ohjaamalla säästöt jäävät kuitenkin marginaalisiksi.

Sähkö ei tulevaisuudessa ole enää ainoastaan pistorasiasta laitteeseen kulkeva hyödyke, vaan sähkö ja lämpö linkittyvät olennaisesti toisiinsa, ja kodeista löytyy molempien pientuotantoa ja vieläpä energian varastointiratkaisuja. Lisäksi näitä järjestelmän eri komponentteja on ohjattava hallitusti niin, että kodissa on viihtyisää viettää aikaa. Kaiken tämän ymmärtämiseksi vaaditaan monen eri osaamisalueen ja näkökulman yhdistämistä yhdeksi kokonaisuudeksi, mikä voi näyttäytyä kuluttajalle ylitsepääsemättömänä esteenä osallistua kodin energiankulutuksen aktiiviseen ohjaukseen.

Jokainen kuluttaja on erilainen ja haluaa osallistua kotinsa energiankulutuksen ohjaukseen eri tavoin. Osallistumisen helpottamiseksi käynnistimme hankkeen nimeltä DyRES (DYnamic platform for demand RESponse), jossa luomme dynaamisen laskentapohjan joustavan sähkön ja lämmön käytön optimointiin. Lähestymistapamme on hieman nurinkurinen: malleja monimutkaistamalla asioita voidaan yksinkertaistaa ja tuoda lähemmäs käytäntöä. Mainittu monimutkaisuus pitää sisällään kunkin kysyntäjoustossa hyödynnettävän yksittäisen laitteen toiminnan ja ominaisuudet, rakennusmallit, säätöpiirit ja järjestelmän ohjauslogiikan kuluttajan käyttäytymisen mukaan sekä paljon muuta. Kaiken monimutkaisuuden päälle luodaan kuitenkin kuluttajan tarpeisiin soveltuva selkeä käyttöliittymä. Konsepti demonstroidaan ensin asuinalueilla, mutta kehitetty alusta soveltuu yhtä lailla teollisuuden monimutkaisten prosessien kysyntäjouston toteutukseen käyttämämme Apros®-mallinnustyökalun ansiosta.

DyRES

DyRES yhdistää analyyttisen laskennan, dynaamisen simuloinnin sekä kuluttajarajapinnan yhtenäiseksi kokonaisuudeksi. Tämä mahdollistaa algoritmien ja optimoinnin läpinäkyvän hyödyntämisen kuluttajille tarkoitetuissa käytännön sovelluksissa. Laskentapohjan eri tahoille tarjoamiin hyötyihin keskitytään tarkemmin blogin seuraavassa osassa.

Kehittämämme alustan tarkoituksena on viime kädessä ohjata kuluttajan sähkön ja lämmön käyttöä siten, että energiankulutus ja siihen liittyvät kustannukset pienenevät, tinkimättä kuitenkaan asuinmukavuudesta. Tämän mahdollistavat uutisissa ahkerasti mainitut kotiautomaatio ja älykkäät sähkömittarit. Visuaalinen rajapinta automaation ja kuluttajan välillä mahdollistaa kuluttajan osallistumisen oman aktiivisuuden mukaan − tai passiivisen osallistumisen. Polttava kysymys on kuitenkin, mikä ketäkin motivoi osallistumaan kysyntäjoustoon: raha, ympäristövaikutukset vai jokin muu seikka?

VTT on mukana Energiatehokkuus 2.0 rakentamisessa -seminaarissa 22.5.2017 Heurekassa. Tule keskustelemaan siitä, mitä kysyntäjoustopalveluissa tulisi ottaa huomioon niin kuluttajan, rakentajan kuin palveluntarjoajan näkökulmasta.

Tomi Thomasson VTT

Tomi Thomasson, tutkija

Elina Hakkarainen VTT

Elina Hakkarainen, tutkija
Twitter: @e_Hakkarainen

Mikko Jegoroff VTT

Mikko Jegoroff, tutkija

Energiatehokkuus on kaupunkien kestokyvyn avaintekijä

miimu_airaksinen

YK:n kestävän kaupunkikehityksen tavoitteet (New Urban Agenda) hyväksyttiin muutama viikko sitten Quitossa, Ecuadorissa järjestetyssä YK:n kestävän kaupunkikehityksen Habitat-konferenssissa. Uusien kestävän kaupunkikehityksen tavoitteiden määrittely ei ollut helppo tehtävä, sillä YK:n jäsenvaltioiden edellytykset ja intressit vaihtelevat valtavasti. Kaupunkialueiden kestävä kehitys vaatii kuitenkin kiireellisiä toimenpiteitä.

Tosiasia on, että maapallon pinta-alasta vain noin 2,7 % on kaupunkialueita, mutta niiden osuus luonnonvarojen kulutuksesta on 70 % ja hiilidioksidipäästöistä 75 %. Lisäksi meillä on runsaasti haasteita, että saamme kaupungeistamme terveellisiä, turvallisia ja miellyttäviä paikkoja asua ja tehdä työtä.

Kestävän kaupunkikehityksen tavoitteeksi nostettiin ensimmäistä kertaa energian merkitys. On tunnettu tosiasia, että energiantuotanto on kaupunkien hiilidioksidipäästöjen ja ilmanlaatuongelmien merkittävin aiheuttaja. Energiaa tarvitaan kaupungeissa liikenteeseen, lämmitykseen, jäähdytykseen ja valaistukseen sekä vesi- ja viemärijärjestelmiin. Energiaa tarvitaan myös laitteiden ja koneiden käyttämiseen. Vähähiiliseen yhteiskuntaan siirtyminen edellyttää hiilen käytön radikaalia pienentämistä tai hiilidioksidin talteenottoa energiantuotannossa, mutta erittäin suuri merkitys on myös energiankäytön tehostamisella. Ympäristöystävällisintä energiaa on se, jota ei tarvitse lainkaan tuottaa. Energiatehokkuudella ei pelkästään pienennetä energiankulutusta ja päästöjä, vaan se on myös yksi kaupunkien resilienssin avaintekijöistä. Resilienssillä tarkoitetaan tässä äkillisiin muutoksiin/uhkiin (kuten voimakkaat tuulet tai terrorismi) sopeutumista ja siitä toipumista. Energiatehokkuuteen kuuluu energian tarpeen vähentäminen ja ennen kaikkea kysyntähuippujen rajoittaminen. Kysyntää voidaan ohjata paitsi älykkäällä tekniikalla ja myös itseoppiviin ja mukautuviin algoritmeihin perustuvilla säätöjärjestelmillä, joilla vähennetään ja siirretään kysyntää entistä tehokkaammin. Käyttäjien hyvinvoinnista ei kuitenkaan tarvitse tinkiä, vaan sitä voidaan jopa lisätä.

Älykkäät kaupungit ja tehokkaat resurssit

Energian lisäksi konferenssin asialistalle oli ensimmäistä kertaa nostettu älykkäät kaupungit. Älykkäiden kaupunkien käsite on sikäli ainutlaatuinen, että sitä voidaan soveltaa sekä teollistuneisiin kaupunkeihin ja alueisiin että kehittyviin talouksiin. Älykkäiden kaupunkien etuna on, että nykyisen infrastruktuurin toimintaa on mahdollista tehostaa mukautuvilla, helposti asennettavilla antureilla sekä hyödyntämällä itseoppivia ohjausalgoritmeja. Uusilla menetelmillä voidaan lisäksi tuottaa kaupunkipalveluita tehokkaammin myös kehittyvissä maissa, jolloin vältetään raskaat ja kalliit infrastruktuuri-investoinnit. Hyviä esimerkkejä ovat uusiutuvien energianlähteiden hyödyntäminen kaupungeissa ja asuinyhteisöissä. Interaktiivisella kommunikaatiolla voidaan lisätä asukkaiden osallistumista ja omistajuutta omilla asuinalueillaan, millä parannetaan alueen houkuttelevuutta ja koettua elämänlaatua.

Älykkäitä järjestelmiä hyödyntämällä on mahdollista käyttää resursseja tehokkaammin. Yhtenä keinona on eri lähteistä kerätyn tiedon yhdistäminen ja hyödyntäminen. Nykyaikaisessa rakennuksessa on tyypillisesti yli 20 000 tiedonkeruupistettä, joten kaupungeissa tietoa on käsittämättömän runsaasti. Selvää onkin, ettei kenelläkään voi olla kapasiteettia tällaisen tietomäärän käsittelemiseen. Tarvitsemme siis älykkäitä, itseoppivia ja ennakoivia järjestelmiä, jotta suurin osa tiedosta saadaan käyttöön. Eräs älykkäiden kaupunkien tärkeimmistä periaatteista on datan käsitteleminen siten, että tuloksena on merkityksellistä tietoa päätöksenteon tueksi, arkielämän helpottamiseksi ja ympäristömyönteisyyden saavuttamiseksi. Samalla säästyy aikaa niille asioille, jotka ovat meille kaikkein tärkeimpiä.

Miimu Airaksinen
Tutkimusprofessori

YK:n asuinyhdyskuntaohjelman (UN Habitat) toimintajaosto 9 on kaupunkipalveluihin ja -teknologiaan erikoistunut toimintajaosto, johon kirjoittaja nimitettiin vuonna 2015 asiantuntijaksi valmistelemaan YK:n kaupunkikehitysstrategiaa.

Twitter: @MiimuAiraksinen

Liikenteen ilmastovaikutukset

Nils-Olof Nylund Galleria

Maailman huomio on nyt kääntynyt Ranskaan ja Pariisiin. Terroristien hirmuteot ovat täyttäneet viestimet viime päivinä. Mutta toivottavasti Pariisista tulee piakkoin myös hyviä uutisia. Viittaan tällä marras-joulukuun vaihteessa pidettävään YK:n ilmastokonferenssiin.  Maapallomme tarvitsisi yhteisiä sitovia tavoitteita kasvihuonekaasupäästöjen rajoittamiseksi.

Liikenteen kasvihuonekaasupäästöjä voidaan alentaa lisäämällä koko energiajärjestelmän tehokkuutta, parantamalla ajoneuvojen energiatehokkuutta ja ottamalla käyttöön uusiutuvaa energiaa. Suurin vaikuttaja liikenteen päästöjen hillinnässä tähän asti on autojen, varsinkin henkilöautojen, energiatehokkuuden parantuminen.

Selasin taannoin erilaisia liikenteeseen liittyviä tilastoja esitelmää varten. IEA:n lukujen mukaan maailman tasolla liikenteen osuus energian loppukäytöstä on 28 %, eli liikennesektori on merkittävä energian käyttäjä ja kasvihuonekaasupäästöjen tuottaja. Suomessa toki liikenteen suhteellinen osuus on keskiarvoa pienempi, johtuen energiaintensiivisestä teollisuudesta. IEA:n mukaan öljyn osuus liikenteen energiasta on 93 %, eli korvaavien energiamuotojen (mm. biopolttoaineet, maakaasu, sähkö) osuus on edelleenkin vain 7 %. Euroopassa biopolttoaineiden osuus tieliikenteen polttoaineissa vuonna 2014 oli 4,9 %.

Sähköautoista puhutaan varsin paljon. Vuoden 2014 lopulla sähköautoja oli maailmassa IEA:n mukaan 665.000 kappaletta. Sinänsä melko iso luku, mutta luku on absoluuttisesti vain 0,08 % koko maailman autokannasta. Euroopan autonvalmistajien yhteenliittymän ACEA:n rekisteröintitilastot ovat niin ikään varsin karua luettavaa. Euroopan uusrekisteröinneissä vaihtoehtoisten ajoneuvojen osuus ajanjaksolla tammikuu-syyskuu 2015 oli yhteensä 4 %, ja sähköautojen osuus vain 0,8 %. Euroopassa yli 3 %:n sähköauto-osuuksiin päästään ainoastaan Norjassa (12,5 %) ja Hollannissa (3,9 %).

Entäpä sitten ne valopilkut? Ne löytyvät itse asiassa lähempää kuin uskotaankaan. Nimittäin Suomesta. Vuonna 2014 Suomessa biopolttoaineiden todellinen energiaosuus oli 12,3 % ja laskennallinen osuus, ns. tuplalaskenta huomioiden, peräti 23,5 %. Suomen biopolttoaineiden jakeluvelvoitteen vuoden 2020 tavoite on 20 % (laskennallisesti), joten tämä tavoite saavutettiin kirkkaasti etuajassa. Sähköhenkilöautojen lukumäärällä Suomi ei voi rehvastella.  Mutta valoa sähköautojen alueellakin on nähtävissä. Suomeen on syntynyt uusi sähköbussivalmistaja, Linkker, VTT:n spin-off. Helsingin seudun liikenne (HSL) tilasi ennakkoluulottomasti 12 ensimmäistä autoa, joista ensimmäisiä odotetaan ajoon näinä päivinä. HSL ja VTT tekevät muutenkin tiivistä yhteistyötä. Tavoitteena on mm. saada koko HSL:n tilaama perinteisillä autoilla ajettava bussiliikenne 100 %:sesti biopolttoaineille ennen vuotta 2020. Lisäksi HSL:llä on varsin kunnianhimoisia sähköbussisuunnitelmia.

Ja tästä sitten aasinsilta ilmastokysymyksiin. Siellä missä on tarjolla joukkoliikennettä, liikkujia tulisi kannustaa joukkoliikenteeseen, ei oman auton käyttöön. Näin energian käyttö tehostuu ja päästöt pienenevät. Samalla kaupunkitilaa vapautuu parkkipaikoista muuhun järkevämpään käyttöön. Ja miten joukkoliikenteen osuus saadaankaan nousuun? Tarjoamalla helppokäyttöisiä matkustajapalveluita ja matkaketjuja, sekä lisäämällä bussiliikenteen houkuttelevuutta edistämällä entistä puhtaampia ajoneuvoja. HSL:n strategian mukaisesti, hyvällä HSL/VTT yhteistyöllä!

Nils-Olof Nylund

Tutkimusprofessori ja TransSmart -kärkiohjelman johtaja