Tulevaisuuden rakentaminen: Realistinen ihmiskäsitys toisi säästöjä rakennusten energiankulutukseen

Ihanteellista olisi, jos ihmiset ymmärtäisivät rakennusten järjestelmien toiminnan ja olisivat motivoituneita käyttämään niitä, niin kuin niitä on ajateltu käytettävän. Todellisuus on kuitenkin toinen: ihmiset ymmärtävät rakennusten toimintaa puutteellisesti ja käyttävät järjestelmiä epäoptimaalisesti.

energiankulutus

Monet ymmärtävät patteritermostaatin venttiilin kaltaisena laitteena oivaltamatta siihen liittyvää mittausta ja säätöä. Väärät uskomukset vaikuttavat termostaattien käyttöön ja johtavat helposti turhaan energiankulutukseen. Myöskään termostaattien symboliikkaa ei ymmärretä, eikä varsinkaan toimistoissa ole selvää, mihin termostaatti vaikuttaa. Eivätkä termostaatit anna ymmärrettävää palautetta käyttäjälle niin, että tämä tietäisi, että pyyntö on huomioitu ja järjestelmä on toteuttamassa sitä.

Arvoituksellisesti käyttäytyvä ihminen

Ihmiset käyttävät järjestelmiä hyvin passiivisesti. Suuri osa toimistojen sälekaihtimista on alhaalla jatkuvasti tai suurimman osan ajasta. Noin kolmasosaan sälekaihtimista ei kosketa ikinä. Valaistus on usein turhaan päällä. 60 prosenttia valoista on päällä kesäaikaan eurooppalaisissa toimistoissa erään tutkimuksen mukaan. Valot tyypillisesti näpsäytetään päälle huoneeseen saavuttaessa, mutta jätetään sammuttamatta luonnonvalon määrän lisäännyttyä. Valoja käytetään usein niin, että huoneen kaikki valot sytytetään, vaikka vähempikin valon määrä riittäisi.

Suuri osa tietokoneista on päällä jatkuvasti. Toimistoja koskevissa tutkimuksissa on todettu, että jopa 60 prosenttia tietokoneista jätetään yöksi päälle. Tähän annetaan monenlaisia selityksiä: koneen hidas käynnistyminen, sammuttamisen koettu hyödyttömyys, kulutuksen koettu pienuus, unohdus ja virheellinen käsitys, että sammuttaminen lyhentää koneen käyttöikää.

Ihmiset valitsevat helpoimman ja nopeimman. Käytös ei ole loogista, ennakoivaa tai pitkäjänteistä. On tyypillistä, että rakennuksen käyttäjä ei reagoi pieneen epäviihtyvyyteen, mutta sitten on jo kiire, kun ”epäviihtyvyyskriisi” laukeaa. Tällöin olosuhteet tulee saada miellyttäviksi heti. Jos asetuksia muutetaan, ne tahtovat jäädä tähän asentoon seuraavaan epäviihtyvyyskriisiin asti.

Ihmisten käytöstä ei voi kuitenkaan pitää epärationaalisena. Kyse on pikemminkin siitä, että olosuhteet halutaan palauttaa viihtyisäksi mahdollisimman nopeasti ja helposti sen enempää miettimättä.

On selvää, että ihmisten käyttäytyminen vaikuttaa merkittävästi rakennuksen energiankulutukseen. Erilaisia informaatiokampanjoita, joilla pyritään muokkaamaan käyttäytymistä, on järjestetty vaihtelevin tuloksin.

Rakennusten tulisi olla ihmisiä varten, eikä ihmisten rakennuksia varten

Olisi ihanteellista, jos ihmisille voitaisiin opettaa rakennusten toimintaperiaatteet. Tämä ei kuitenkaan ole realistista jo siitäkin syystä, että kiireiset toimistotyöntekijät tuskin innostuvat tällaisesta koulutuksesta. Monet talotekniset järjestelmät ovat varsin monimutkaisia, eikä toimintaperiaatteiden ymmärrystä voida asettaa käytön edellytykseksi. Kyllähän autoakin on mahdollista ajaa ilman sen toiminnan syvempää tuntemusta, kun hallintalaitteet ovat hyvät ja helposti ymmärrettävät. Rakennusten järjestelmien tulisi olla yhtä helppokäyttöiset, mutta tästä ollaan vielä kaukana.

Sen sijaan, että ihmisiä pyrittäisiin opastamaan rakennusten käyttöön ja motivoimaan heitä säästämään energiaa, voitaisiin lähteä toisenlaisesta ajattelusta. Voitaisiin pyrkiä siihen, että rakennukset olisivat mahdollisimman epäherkkiä käyttäytymiselle. Ihmisten käyttäytyminen ei siis vaikuttaisi merkittävästi kulutukseen, eikä epätarkoituksenmukainen käyttö juurikaan kasvattaisi kulutusta.

Käyttäjien moittiminen on siis väärä tie. En nostaisi sormea pystyyn. Käyttäjien opettaminen ja motivointi on toki suositeltavaa, mutta selvää on, että tavalliset käyttäjät eivät ole kovin innostuneita kuluttamaan paljoa arvokasta aikaansa rakennusten käytön opetteluun.

Ratkaisu on muualla ja erityisesti siinä, että suunnittelijoiden tulisi kyetä ymmärtämään rakennusten käyttäjien toimintaa ja ajatusmaailmaa – ja kehittää ratkaisut tältä pohjalta. Usein suunnittelijat ovat liian optimistisia rakennuksen käytön suhteen ja voivat jopa olettaa käyttäjät ikään kuin koneen osiksi, jotka toimivat ideaalisesti ja optimaalisesti. Todellisuudessa käyttäjät tarvitsevat pikemmin vapautta kuin vaatimuksia, varsinkin kun heiltä edellytetään tehokkuutta ja luovuutta työtehtävissään.

Seuraavat kolme periaatetta voisivat toimia ohjenuorana, kun tavoitteena on kehittää energiatehokkaita rakennuksia käyttäjien ehdoilla:

  • Emme voi olettaa, että käyttäjillä olisi tarvittava tieto rakennuksen tarkoituksenmukaiseen käyttöön. Vaikka osalla heistä onkin riittävä osaaminen ja taito, emme saa suunnitella ratkaisuja sen mukaan.
  • Emme voi olettaa, että käyttäjät ovat motivoituneita energiansäästöön (eikä varsinkaan työpaikalla). Jotkut ovat hyvinkin motivoituneita, mutta emme saa suunnitella ratkaisuja sen mukaan.
  • Emme voi olettaa, että käyttäjät suorittavat aktiivisesti energiansäästötoimia. Vaikka osa heistä näin toimiikin, emme saa suunnitella ratkaisuja sen mukaan.

On siis tärkeää ymmärtää, että ihmiset eivät käyttäydy optimaalisesti rakennuksen kannalta. Ihmiset ovat ihmisiä ja rakennusten tulisi olla ihmisiä varten, eikä ihmisten rakennuksia varten.

Energiatehokkuuden kannalta on tarpeen, että valitut ratkaisut pohjautuvat realistiseen ihmiskäsitykseen.

Seuraava tieteellinen artikkeli käsittelee asiaa tarkemmin:

Karjalainen, Sami. 2016. Should we design buildings that are less sensitive to occupant behaviour? A simulation study of effects of behaviour and design on office energy consumption. Energy Efficiency 9 (6): 1257-1270. doi.org/10.1007/s12053-015-9422-7

Sami Karjalainen VTT

Sami Karjalainen
erikoistutkija

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

Tulevaisuuden rakentaminen: Korjaa kunnolla – uusi korjausrakentamisen opas

Rakenteiden korjausrakentaminen tuo hyvin toteutettuna monia etuja rakennuksen käyttäjille ja omistajille. Julkaistu opas antaa rakenteiden korjausta aikovalle viimeisintä tietoa ja esittää hyvään lämmöneristystasoon johtavien korjausten hyödyt, joita ovat mm. asumisviihtyisyys, pitkäaikainen energiansäästö ja kiinteistön arvon pysyvyys.

Toimivaa ei kannata korjata, mutta kun joudutaan korjaamaan, kannattaa se tehdä kunnolla. Korjauksen yhteydessä voidaan rakennuksen monia toimivuuteen liittyviä tekijöitä parantaa merkittävästi. Esimerkiksi rakenteiden lämmöneristävyyttä voidaan useissa tapauksissa parantaa huomattavasti enemmän, kuin mitä määräykset edellyttävät. Korjausrakentamisen onnistumisen edellytyksenä on rakennuksen tarkastelu kokonaisuutena, sen eri osien ja järjestelmien vuorovaikutusten tunteminen.

Opas esittää korjaushankkeessa huomioon otettavia asioita kuten riittävä suunnitteluaika, tarvittavat taustatiedot, viranomaismääräykset, lisäselvitysten teettäminen ja valvojan kiinnittäminen hankkeeseen. Asiat kuvataan tyypillisen taloyhtiön kannalta, jossa ulkopuolinen asiantuntija-apu on erityisesti tarpeen. Lähtökohtana suunnittelussa tulee olla rakennuksen hyvään sisäympäristöön ja energiatehokkuuteen tähtäävä lopputulos.

Signe Brander, Helsingin kaupunginmuseo

Kuva: Signe Brander, Helsingin kaupunginmuseo

Kun korjaat, niin korjaa kunnolla

Kun korjaushanke on hyvin suunniteltu, toteutettu ja valvottu ja siinä parannetaan merkittävästi rakenteiden lämmöneristävyyttä, voidaan parantaa monia rakennuksen ominaisuuksia:

  • kiinteistön arvo
  • lämpöviihtyisyys
  • pienempi lämmityksen tarve
  • huollontarve
  • sisälämpötilan pysyvyys
  • ääneneristävyys.

Tehtävät korjaukset eivät saa heikentää mitään muuta toimintaa, ja niiden tulisi edesauttaa tulevien korjausten tekemistä. Erityisesti tilojen ilmanvaihdon toimivuus on varmistettava eri korjausvaiheissa. Huolto ja korjaukset kuuluvat jatkuvana osana hyvään kiinteistönpitoon.

Oppaasta löytyy myös useita korjausesimerkkejä, mutta yleispäteviä korjaustapoja ei voi esittää. Rakennusten rakenteiden korjaamisessa lähtökohtana on olemassa olevien rakenteiden tilanne, joten eri kohteisiin soveltuvat korjaustavat on aina selvitettävä tapauskohtaisesti.  Ensin on varmistettava aiempien vaurioiden syiden poisto ja sitten soveltuvat, toimivuutta parantavat korjaukset.

Toukokuussa 2017 julkaistu opas Rakenteellinen energiatehokkuus korjausrakentamisessa valmistui ympäristöministeriön, Rakennustuoteteollisuus RTT ry:n ja Puutuoteteollisuus ry:n rahoittamassa sekä VTT:n toteuttamassa hankkeessa.

Korjauksen toteutuksen ja kustannusten hallinta

Riittävä panostus (työ, aika) alkuvaiheessa rakennuksen tilan ja korjaustarpeen selvitykseen sekä hankesuunnitteluun mahdollistaa tavoitteiden asettamisen tarkoituksenmukaisiksi sekä korjauksen toteutuksen ja kustannusten hallinnan.

Rakenteellinen energiatehokkuus korjausrakentamisessa -opas

Opas on julkaistu painettuna, ja se löytyy e-kirjana ja pdf-muodossa seuraavilta www-sivuilta:

Tuomo Ojanen VTT

Tuomo Ojanen
erikoistutkija

Tulevaisuuden rakentaminen: Rohkea jalkauttaminen synnyttää infra- ja rakennusalalle innovaatioita

Kokeilukulttuurista kirjoitetaan paljon eri yhteyksissä. Se on nykyhallituksen esiin nostama termi. Sillä pyritään nopeaan kasvuun, tavoitellaan innovatiivisia ratkaisuja, parannetaan palveluita, edistetään omatoimisuutta ja yrittäjyyttä sekä vahvistetaan alueellista ja paikallista päätöksentekoa ja yhteistyötä kansalaislähtöisiä toimintatapoja hyödyntäen.

Rakennusalan ja infrarakentamisen kehittämisessä on totuttu puhumaan pilotoinnista, kun uusia asioita otetaan käyttöön projektitoiminnassa. Uusia teknologioita pitää kokeilla aidoissa projektiympäristössä, jotta niiden potentiaali ja todellinen hyöty saadaan näkyviin monien organisaatioiden yhdessä muodostamassa rakennusprojektissa. Laaja pilotointihanke voi sisältää monia kokeiluja, joilla pyritään kehittämään hankkeelle hyvä ja sovellettava toimintamalli. Yhtenä ajankohtaisena pilotoinnin aiheena on infrarakentamisen tiedonhallinta ja inframallien käyttö.

Tieto on osa lopputulosta

Toimijat tietomallihankkeessa ovat samat kuin muissakin rakennushankkeissa. Palveluntarjoajat (suunnittelijat, konsultit, urakoitsijat, asentajat) toteuttavat projektitehtäviä ja tuottavat, jakavat ja julkaisevat myös niihin liittyvää tietoa toisilleen, projektinjohdolle sekä tilaajalle – sovitulla tavalla strukturoituna. Tilaajalle luovutetaan konkreettinen rakennus tai rakennettu väylä sekä siihen liittyvä tieto ylläpitoa ja elinkaarenaikaisia käyttötarkoituksia varten.

Tietomalliteknologiaa sovelletaan hankkeen aikana uudistettavassa prosessissa. Näin päästään testaamaan tiedonsiirron yhteentoimivuutta työkalujen välillä, prosessien integroitumista ja toimijoiden välistä yhteistoimintaa. Jokaisen toimijan asenne on orientoitunut tuottamaan tehokkuutta ja tietoa hankkeen päätöksentekoon ja muille osapuolille. Tiedon tulee olla määriteltyä tietoa, oikealla tarkkuusasteella ja paikallistettuna geometriseen suunnitelmaan (tietomalliin) sekä toimitettuna käyttökelpoisessa muodossa eri toimijoiden tietotyökaluille yhteistyöprosessissa oikeaan aikaan.

Pilottihankkeet kehittävät tietomallivaatimuksia, joissa hyväksi havaitut käytännöt kuvataan minimivaatimuksina ja ohjeina. Kehittävä jalkauttaminen on toimiessaan tehokasta. Pilottihankkeissa voidaan jalkauttaa sosioteknologista muutosta, vahvistaa ja uudistaa toimialaa, palvelutoimijoiden liiketoimintaa sekä loppukäyttäjien kokemaa rakennettua ympäristöä ja sen palvelukykyä.

Tilaaja on tärkein toimija tietomalleja hyödyntävässä hankkeessa

Tilaaja hankkii projektin tehtäväkokonaisuuden sekä keskeiset asiantuntijat, määrittelee hankkeessa käyttävän teknologian ja on näin ollen tärkein toimija inframalleja hyödyntävässä hankkeessa. Yleiset inframallivaatimukset YIV2015 määrittelee tilaajan ja palvelutarjoajien suhdetta ohjeessa “Tietomallipohjainen hanke” seuraavasti: ”Tilaajan tulee osata arvioida, miten tietomallintamisella saadaan tuotettua hankkeelle mahdollisimman suuri lisäarvo ja miten mallinnus edistää hankkeen kokonaistavoitteiden saavuttamista. Toisaalta hankkeen palveluntarjoajien on osattava sovittaa toimintaprosessinsa tilaajien tavoitteisiin.”

Esimerkkinä Pisararata-hankkeen tietomallintaminen

Erityisen tärkeä tilaajan ja palvelutuottajien yhteistyö on pilottihankkeissa, joissa pyritään kehittämään parhaita toimintamalleja teknologian hyödyntämistä varten. Pisararata-hankkeen ratasuunnittelu ja rakennussuunnittelu on yksi viimeaikaisista laajoista tietomallintamisen kehittämisen pilottiympäristöistä.

Pisararata-hankkeessa tilaajilta, Liikennevirastolta ja Helsingin kaupungilta, ei puuttunut rohkeutta asettaa vaatimukseksi, että kaikki hankkeeseen valittavat suunnittelijat mallintavat alusta asti. Tilaajien tuli mahdollistaa yhteistyöprosessin sujuminen useiden kymmenien eri suunnittelualojen edustajien välillä. Jo oikeiden lähtötietojen määrittelyn tiedettiin olevan haasteellista ja kokonaiskuvan esittäminen hankkeen etenemisestä oli myös tiedonhallinnallisesti haasteellinen, koska kaksi toimialaa työskenteli samassa hankkeessa erityyppisillä tietomalliohjelmistoilla. Tämä onnistui innovointiprosessissa, jota tuettiin riittävästi mm. tilaajien tietomalliryhmällä, joka pystyy välittömästi päättämään eteen tulevista integroinnin haasteista. Yhteistoimivuus tiedonsiirrossa saavutettiin BIM-koordinaattoreiden kehitysryhmän määrittelyillä, ja mallintamisen laajuus ja hyödyntäminen oli parempi kuin alun perin uskallettiin odottaa.

Lopputuloksena saavutettiin kansainvälisesti ensimmäinen hanke, jossa infra- ja talopuolen toimijat mallinsivat kaikki omilla suunnittelutyökaluillaan käyttäen avoimia tiedonsiirron standardeja ja yhdessä sovittuja ohjeita. Pisararata-hankkeen tietomallintamisen tilaajaohjauksesta on VTT:n toimesta laadittu raportti, jossa avataan kehittyjä toimintamalleja ja hankkeen oppeja.

Tutkiminen, kehittäminen ja jalkauttaminen tarvitsevat avarakatseisia, rohkeita, kehittämiskyisiä ja -haluisia henkilöitä. Miten tilaajat ja tilaajien edustajat (suunnittelunohjaus ja projektipäälliköt) osaavat ottaa uutta osaamista haltuun, on suoraan verrannollinen siihen, kuinka hyvin PRE-tutkimusohjelmasta käynnistynyt inframallintamisen laajapohjainen jalkauttaminen lopulta onnistuu.

Pisararadan tietomallintamisen kehityspilotti osoittaa, että innovointia syntyy hanketasolla, kunhan uuden teknologian käyttöönotosta innostuneille ihmisille annetaan tilaa kehittää toimivia käytäntöjä. Teknologia tulee sovittaa prosesseihin ja luoda käytännön menetelmiä, jotta se luo hyötyjä.

Jokainen iso rakennus- ja infran kehittämishanke on mahdollinen pilottialusta. Laajoissa hankkeissa on mahdollista tehdä toimintamallien muutosta, jos innovaatiot sisällytetään hankkeen tavoitteisiin. Pilotointia seurataan ja sen avulla arvioidaan uuden toimintamallin kypsyysastetta. Hyvä pilotointihanke tähtää pidemmän tähtäimen tavoitteeseen kuin yksittäinen kokeilu: se on parhaimmillaan osa toimialan kehityksen tiekarttaa.

Tarja Mäkeläinen VTT

Tarja Mäkeläinen
Erikoistutkija

Tulevaisuuden rakentaminen: Kestävän kaupunkisuunnittelun työkalupakki

Kaavoitus luo pitkän tähtäimen raamit ja tavoitteet rakennetun ympäristön kehittymiselle tuleville vuosikymmenille. Kaupunkisuunnittelijoiden työ on haastavaa, sillä nyt pitäisi osata arvioida, miten ja millaisen tulevaisuuden elinympäristön luomme omaksemme. VTT on kehittänyt kaupunkisuunnittelun tueksi ja avuksi useita työkaluja, joilla suunnitteluvalintojen vaikutuksista voidaan helpommin käydä keskustelua päätöksentekijöiden, asukkaiden ja muiden sidosryhmien kanssa.

Kaavoituksen tehtävänä on asettaa rakentamisen ja alueiden kehittämiselle laajat suuntaviivat, jotka mahdollistavat viihtyisän, tehokkaan ja ympäristöystävällisen elinympäristön kehittämisen. Kaupunkisuunnitteluun liittyy paljon sidosryhmiä, joilla jokaisella on omat intressinsä, mielipiteensä ja näkökulmansa. Kaavoittajien haastava rooli onkin löytää kompromissit, jotka huomioivat alueen erityispiirteet ja tukevat alueen parhainta mahdollista kehittymistä omaleimaisesti. Heidän tulisi kyetä arvioimaan, miten suunnitteluvalinnat vaikuttavat alueeseen ja millaisia seurauksia niillä on alueen kestävälle kehitykselle koko elinkaaren aikana. Monissa tutkimuksissa onkin todettu, että ilmastonmuutoksen hillitsemiseen tarvittava kasvihuonekaasupäästöjen väheneminen tehdään lopulta paikallisella tasolla. Kaavoitus on yksi tärkeimmistä kaupunkien käytännön työkaluista, joiden kautta kestävän kehityksen mukaisia ratkaisuja voidaan viedä käytännön toteutukseen.

Kaupunkisuunnittelun aikana tehtävät valinnat vaikuttavat muun muassa rakennuksiin, asumiseen ja palveluihin, liikenteeseen, mahdollisiin energialähteiden valintaan ja asuinympäristön yleiseen toimivuuteen ja viihtyisyyteen. Päätöksiä on tehtävä asumisen, palveluiden ja työpaikkojen sijoittelusta, virkistysalueista, sekä eri liikennemuotojen edistämisestä ja tukemisesta. Riittävän tiivis kaupunkirakenne mahdollistaa kannattavan joukkoliikenneinfran, lähipalveluiden tarjonnan ja alueellisen energiajärjestelmän (esim. kaukolämmön) rakentamisen ja käytön. Kaavassa ja tontinluovutusehdoissa voidaan antaa suosituksia ja porkkanoita ekotehokkaiden ratkaisujen suunnitteluun ja valintaan.

Rakennusten energiatehokkuusvaatimukset tiukkenevat, ja vuonna 2020 kaikkien uusien rakennusten tulee olla lähes nollaenergiatasoisia. Onnistunut kaavoitus luo parhaimman mahdollisimman lähtötilanteen lähes nollaenergiarakennuksen suunnittelulle. Esimerkiksi rakennuksen kattojen suuntaus etelän suuntaan (kaakko-lounas-akselille) helpottaa aurinkopaneelien ja aurinkolämpökeräimien tehokasta hyödyntämistä. Alueen liikennesuunnittelussa puolestaan otetaan kantaa, mitä liikennemuotoja asukkaat, työntekijät ja alueen muut käyttäjät valitsevat arjessaan.

On tärkeää, että kaupunkisuunnittelun aikana tehtyjen valintojen vaikutukset kyetään arvioimaan ja arvottamaan pitkällä aikavälillä. Useimmiten kestävän kehityksen vaikutukset jaetaan ympäristövaikutuksiin, kustannuksiin ja sosiaalisiin vaikutuksiin. Kaupunkisuunnittelun tueksi VTT on kehittänyt CityTuneTM -työkalupakin (ks. kuva), joka varioidaan jokaisen asiakkaan ja kaupungin tarpeisiin sopivaksi. CityTuneTM koostuu laajasta valikoimasta arviointimenetelmiä ja työkaluja: arviointiin ja benchmarkkaukseen sopiva älykkäiden kaupunkien indikaattorikehys (CityKEYS-projektin päätulos), kaupunkisuunnittelun työkalut (Kaavoituksen ekolaskuri KEKO), rakennetun ympäristön energiantarpeen arviointityökalu (Rakennuskannan energia- tehokkuuden ja päästövaikutusten arviointimalli REMA), energiasuunnittelun ja optimoinnin työkalu (CITYOPT-projektin tulos), sekä APROS-ohjelma tarkkaan energiajärjestelmien simulointiin. Tämän työkalupakin avulla kaupunkisuunnittelun valintoja pystytään hyvin arvioimaan tarpeen mukaisella tarkkuustasolla, ja tulosten avulla kaavoittajat pystyvät helpommin perustelemaan tehdyt valinnat ja näyttämään niiden vaikutukset päätöstentekijöille ja asukkaille. Teknisten ratkaisujen ja niiden ympäristö- ja kustannusvaikutusten lisäksi VTT on kehittänyt ratkaisuja ja Living Labeja myös tukemaan ja auttamaan molempiin suuntiin kulkevaa viestintää kaupunkisuunnittelijoiden, päätöstentekijöiden ja asukkaiden ja alueen muiden käyttäjien välillä. Tämän uskotaan helpottavan ja nopeuttavan kaavoitusprosessin läpivientiä, joka monine kommentointikierroksineen voi olla hyvinkin aikaa ja resursseja vievää työtä.

Citytune

Indikaattorikehys älykkäiden kaupunkien arviontiin ja siihen liittyvä CityTuneTM– työkalupakki, jonka avulla kaupunkisuunnittelun valintoja voidaan optimoida jo suunnittelun varhaisessa vaiheessa.

Mari Hukkalainen VTT

Mari Hukkalainen
erikoistutkija

Tulevaisuuden rakentaminen: VTT:n rakennetun ympäristön tutkimus synnyttää innovaatioita kohti vähäpäästöistä yhteiskuntaa

Tervetuloa seuraamaan Tulevaisuuden rakentaminen -blogisarjaa! Siinä asiantuntijamme visioivat rakentamisen tulevaisuudennäkymiä vankan tutkimustiedon pohjalta.

Rakennuksissa kuluu 40 % energiasta, ja ne tuottavat 30 % päästöistä. VTT:n rakennetun ympäristön tutkimuksen tavoitteena on vähäpäästöinen yhteiskunta, jonka tiloissa ja rakennuksissa on hyvä elää, asua ja tehdä työtä.

VTT tekee sekä kansainvälisesti että kansallisesti arvostettua, monitieteellistä rakennetun ympäristön tutkimusta. Kansainvälisissä tutkimushankkeissa yhteistyössä syntyneet innovaatiot tuodaan Suomessa hyödynnettäväksi Suomen oloihin sovellettuina. Tulokset hyödyttävät sekä suomalaista yhteiskuntaa että suomalaisia yrityksiä.

Tämän blogisarjan tarkoituksena on omalta osaltaan vahvistaa rakennetun ympäristön tutkimustulosten näkyvyyttä myös suurelle yleisölle. Blogisarjaa kirjoittavat rakennetun ympäristön tutkijat, jotka tuovat esille uusimpia tutkimistuloksia.

Löydät blogisarjan kirjoitukset täältä.

Riikka Holopainen VTT

Riikka Holopainen
Tutkimustiimin päällikkö

Kaukolämmitys on merkittävien muutosten edessä

Moni meistä asuu kaukolämmitetyssä asunnossa. Arjessa ei välttämättä tule ajatelleeksi, miten vaivattomasti asunto lämpiää; lämpökatkot ovat harvinaisia ja lyhytkestoisia eivätkä juurikaan vaikuta mukavuuteen. Lämmityksestä muistuttavat vain radiaattorit ja termostaattiset patteriventtiilit, joihin ei välttämättä tarvitse edes koskea miellyttävän sisälämpötilan ylläpitämiseksi. Lähivuosina kaukolämmitys on kuitenkin merkittävien muutosten edessä.

satu_rinat

Kaukolämmityksellä on pitkä historia. Maailmalla ensimmäiset järjestelmät toteutettiin jo 1800-luvun lopussa. Suomessa esimerkiksi Helsingissä ja Espoossa kaukolämmön jakelu alkoi 1950-luvulla. Vielä tänäänkin suurin osa kaukolämmöstä tuotetaan joko lämmön ja sähkön yhteistuotantolaitoksissa tai erillisissä lämpökeskuksissa. Kehitys kulkee kuitenkin nykyisestä kolmannen sukupolven kaukolämmityksestä kohti neljännen sukupolven kaukolämmitysjärjestelmää. Pitkäaikaisena trendinä on ollut, että siirryttäessä kaukolämmön seuraavaan sukupolveen samalla kaukolämmityksen energiatehokkuus on parantunut ja veden lämpötilatasot ovat madaltuneet.

Kaukolämpöä tuotetaan yhä enemmän uusiutuvista energialähteistä ja erilaisista hukka- ja jätelämmöistä, jotka muuten jäisivät hyödyntämättä. Esimerkiksi viime aikoina on rakennettu monia datakeskuksia, joiden konesalit tuottavat paljon lämpöä. Tällaista hukkalämpöä on jo alettu hyödyntää kaukolämmönlähteenä. EFEU-tutkimushankkeen esimerkkilaskelmissa hiilidioksidipäästöt pienenivät puoleen, kun viidennes tarkastelualueen kaukolämmityksestä tuotettiin datakeskuksen hukkalämmöllä.

Kohti muuttuvia markkinoita

Myös kaukolämpömarkkinat muuttuvat. Avoimella kaksisuuntaisella kaukolämpöverkolla tarkoitetaan kaukolämpöverkkoa, joka sekä jakaa kaukolämpöä kuluttajille että mahdollistaa sen, että asiakkaat tai erilliset lämmöntuottajat voivat myydä verkkoon ylijäämälämpöä tai muuten tuottamaansa kaukolämpöä. Tällöin esimerkiksi aurinkolämmön tai suurten maalämpöpumppujen osuus kaukolämmön tuotannosta voi nousta merkittävästikin. EFEU-projektissa havaittiin, että kun aurinkolämpöä ja maalämpöä lisättiin eniten kahdenkymmenen vuoden tarkastelujaksolla, keskitetysti tuotetun lämmöntarve pieneni 34 % samassa ajassa.

Avoimessa kaukolämmityksen tuotantorakenteessa myös toimijat muuttuvat. Jonkun täytyy ottaa vastuu lämpökaupasta ja siihen liittyvästä tuotannon ja kysynnän hallinnasta. On ratkaistava, millä ehdoilla ja  teknisillä ratkaisuilla kauppa on mahdollista, miten huippukulutustarve katetaan kaikissa olosuhteissa ja miten investoinnit toteutetaan.

Kaukolämpöveden lämpötilatasojen laskiessa kotien lämmitysjärjestelmiä on tarpeen päivittää. Uusimmat järjestelmät ovat ns. matalalämpöjärjestelmiä, jolloin esim. radiaattorit ovat nykyistä suurempia. Muutokset voidaan toteuttaa muun peruskorjauksen yhteydessä, jolloin ne tulevat halvemmiksi kuin erikseen tehtyinä. Silloin talon lämmitysjakelujärjestelmä olisi valmis joko omalle uusiutuvalle järjestelmälle tai uudelle verkolle – hyvä, kun on vapaus valita.

Tulevaisuudessa verkko-operaattori saattaa myös kannustaa asiakkaita (esim. tariffeilla) mahdollistamaan valmiuden liittyä matalalämpötilaverkkoon. Verkonhaltijan kannalta verkon lämpötilan pienentäminen avaa verkolle uusia markkinoita, kuten mahdollisuuden ostaa ja hyödyntää halpaa jätelämpöä. Lisäksi verkkoon voivat palata tai liittyä ”vanhan kaukolämpöverkon” alueella sijaitsevat aikaisemmin verkosta eronneet energiakorjatut talot ja uudet talot, joissa on oma lämmitystuotanto, ja jotka eivät olleet kytkettyinä verkkoon. Käytännössä talojärjestelmien muutokset tapahtuvat kuitenkin vaiheittain ja alkuun näkyvät vain uusilla kaukolämpöalueilla.

EFEU-tutkimushanke

Energiajärjestelmäskenaariot toteutettiin CLIC Innovation Oy:n koordinoimassa Energian tehokas käyttö (EFEU) -tutkimusohjelmassa. Skenaarioissa tutkittiin aurinkolämmön ja maalämpöpumppujen lisäämisen, teollisen jätelämmön hyödyntämisen sekä maltillisen kuluttajalämmöntuottajan energia- ja päästövaikutuksia. Näitä vaihtoehtoja tarkasteltiin tapaustutkimuksena Keski-Uudenmaan kaukolämpöverkossa.

Julkaisu ”Tulevaisuuden energiatehokkaiden alueellisten energiajärjestelmien näkymiä” englanniksi ”Visions for future energy efficient district energy systems” sähköisesti: http://www.vtt.fi/inf/pdf/technology/2016/T277.pdf

Raportti kuvaa tulevaisuuden energiajärjestelmien visioita ja kaukolämpöön liittyvien järjestelmien nykytilaa Suomessa. Julkaisussa kuvataan tulevaisuuden liiketoimintaan ja palveluihin liittyviä haasteita ja tarpeita sekä skenaarioita.

Satu Paiho, erikoistutkija

Rinat Abdurafikov, tutkija