Tavoitteena talotekniikan muuntojousto ja energiatehokkuus€¦ · Tavoitteena talotekniikan muuntojousto ja energiatehokkuus Swegon air academy 31.1.2007 Aimo Hämäläinen

Tavoitteena talotekniikan muuntojousto ja energiatehokkuus

Swegon air academy 31.1.2007Aimo Hämäläinen

HELSINGIN YLIOPISTO

KESKEISET TUNNUSLUVUT

OPISKELIJOITA N. 40 000OPETUS-, TUTKIMUS- JA MUU HENKILÖKUNTA N. 9000AIKUISOPISKELIJOITA N. 20 000TILAMÄÄRÄ 650 000 M2HELSINGISSÄ 4 KAMPUSALUETTATOIMINTAA 30 PAIKKAKUNNALLA SUOMESSA11 TIEDEKUNTAA

Rakennuksen muunneltavuusAdaptability

TILOJEN JA TILAKOKONAISUUKSIEN KÄYTÖN MUUTOKSET

TEKNISET TILAT

TILAVARAUKSET LISÄASENNUKSILLE - KONEHUONEET - PYSTYKUILUT - TILA-ALUEIDEN REITITYS

PYSTYKUILUJEN LUKUMÄÄRÄ

JÄRJESTELMÄT

VARAUTUMINEN MUUTOKSIIN JÄRJESTELMIEN MITOITUKSESSA

VARAUTUMINEN MUUTOKSIIN JÄRJESTELMIEN ASENNUSVAIHEESSA

ENERGIOIDEN YMS. MITTAUSMAHDOLLISUUDET

Tila-alue- ja tilajoustoFlexibility

TILAMUUTOKSET

TEKNIIKAN RAKENTAMISTAPA

VÄLISEINIEN SIIRRETTÄVYYS

MODULAARISUUS

LAAJENNETTAVUUS

TEKNIIKAN SIJOITUS JA VARAUKSET

KUORMITUSMUUTOKSET

JÄRJESTELMIEN MITOITUS

SUKE-SYSTEMATIIKKAVESIKATTORAKENTEETIV-KONEHUONEET

JULKISIVU

MAARAKENNUS

PERUSTUKSETALAPOHJARAKENTEET

YLEISSUUNNITTELUSUUNNI. KOORD.PAKETTI TILAT TILA-ALUEET TALOJÄRJESTELMÄT KESKUSLAITTEET ALUEJÄRJESTELMÄT

TILAVARAUKSET RAKENNUKSEN SYSTEMAATTINEN REITITYS TILA-ALUEIDEN REITTIVARAUKSET TILA-ALUEIDEN KORKEUSTOTEUTUSSUUNNITTELU,RUNKO TOTEUTUSSUUNNITTELU,SISÄVALM.VAIHELIITTYMÄT ALUEPUTKISTOT KESKUSLAITTEET TALOJÄRJESTELMÄT LOHKOITTAIN TILA-ALUEJÄRJ. TILALAITTEET

ALUE-JÄRJESTELMÄT,KAUKOLÄMPÖ, TALOUSVESI, SPR, VESI, JÄTEVESI- JA SADEVESIVIEMÄRI, SÄHKÖ

RAKENNUSLOHKO1 LOHKO2 LOHKO3 LOHKO4

TUOTANTOLAITTEISTOT, LJK, SPR, MUUNTAMOT, SÄHKÖPK

PYSTYJALELU

PYSTYJAKELU

PYSTYJAKELU

PYSTYJAKELU

RAKENNUKSEN PÄÄJÄRJESTELMIEN VAAKAJAKELU

IV-KONEHUONE IV-KOHEHUONE IV-KONEHUONE IV-KONEHUONE

POHJAVIEMÄRIT

TILA-ALUE 1

TILA-ALUE 2

TILA-ALUE 3

TILA-ALUE 4

TILA-ALUE 5

TILA X TILA Xn

KELA

P

P

TILA

KELA

T

TONTTIALUE, LIITTYMÄT, ULKOALUEET

RUNKO

SADEVESIVIEMÄRÖINTILÄMMITYSPALOTEKNIIKKASAVUNPOISTO

EHDOTUSSUUNNITTELUYLEISSUUNNITTELUKIINTEÄ RAKENNUSOSAMUUTTUVA TILAOSATILAT

TILA-ALUEEN KONSEPTOINTIJOUSTAVA TILAOHJELMATILA-ALUEEN REITITYS

TALOJÄRJESTELMÄT

KESKUSLAITTEET

ALUEJÄRJESTELMÄTTILAVARAUKSET

RAKENNUKSEN SYSTEMAATTINEN REITITYSTILA-ALUEIDEN REITTIVARAUKSET

TILA-ALUEIDEN KORKEUS

TOTEUTUSSUUNNITTELU,RUNKO TOTEUTUSSUUNNITTELU,SISÄVALM.VAIHE

LIITTYM ALUEPUTKISTOTKESKUSLAITTEET

TALOJÄRJESTELMÄT LOHKOITTAINTILAJÄRJESTELMÄT

TILALAITTEET

JÄRJESTELMÄANALYYSI

SUUNNITTELUN ETENEMINEN / SUKE

SUUNNITTELUSYSTEMATIIKKA

Lähtötiedot ja yleistavoitteetJako kiinteä rak. osa / muuttuva rak. osa / ehd. suun. vaiheTilan joustotavoitteetTila-alueen konseptointiJoustavan tilaohj.TATE-järj.vaatimuksetTila-alueen reittivaihtoehdotRakennuksen jaettavuus ja nousutilojen sijoitusTATE-perusjärjestelmien nousujen mitoitusKiinteän rakennusosan pystykuilujen mitoitusKeskuslaitetilojen sijoitusTATE-järj. KELA mitoitus (sovittu yhtäaikaisuus)Kunnallisteknisten liityntätehojen määrittelyKELA-tilojen mitoitusReitityskaaviotReitityksen tilavarauspiir.Leikkauspiir.

FLEXIBUILDOPEN BUILDING BASICS

• Buildings should be divided into two parts:– Permanent base building and– Modifiable spaces

• This division should apply throughout the building’s entire life cycle, starting from the beginning of the construction project

PERMANENT BASE BUILDING

• The permanent base building incorporates the physical partsof the building that do not needto be replaced or changed

FLEXIBILE PROGRAMMING

• Buildings are not programmed for a single known use but for a selected range of variation for users’requirements

FLEXIBILE PROGRAMMING

Modifiable spaces– The building’s divisibility for

different users• Quantity, size and independence of

each unit– Flexible room program– Interior environment (room)

requirements

A local modifiable thematic zone

AN OVERALL DESIGN OF PERMANENT BASE BUILDINGS OF CASE PROJECT

Biomedicum 2, Helsinki

Permanent space zone

A permanent technical zone

Lähtötiedot ja yleistavoitteetJako kiinteä rak. osa / muuttuva rak. osa / ehd. suun. vaiheTilan joustotavoitteetTila-alueen konseptointiJoustavan tilaohj.TATE-järj.vaatimuksetTila-alueen reittivaihtoehdotRakennuksen jaettavuus ja nousutilojen sijoitusTATE-perusjärjestelmien nousujen mitoitusKiinteän rakennusosan pystykuilujen mitoitusKeskuslaitetilojen sijoitusTATE-järj. KELA mitoitus (sovittu yhtäaikaisuus)Kunnallisteknisten liityntätehojen määrittelyKELA-tilojen mitoitusReitityskaaviotReitityksen tilavarauspiir.Leikkauspiir.

Tila-alueen konseptointi ja tilan jousto

• Yleissuunnittelu kohdistuu kiinteän perusosan ja tilakonseptien suunnitteluun.

• Yleissuunnitelmassa esitetään kiinteät tilat ja eritystilat.

• Muuntuvista osista laaditaan tilakonsepteja, joilla osoitetaan, että tyydytetään joustava tilaohjelman vaatimukset.

• Tilasuunnitelmat ovat myöhemmin muokattavissa hankesuunnitelmassa asetetuissa rajoissa.

Löyhistä luonnoksista toteutuskelpoiseen yleissuunnitelmaan

TELU/Ohj.ryhmä

Myös TATEen vaihtoehtoja

Ensikäyttö

Laaja käyttö MaksimiMaksimi mitoitus:1,6 % lisäys koko hankkeeseen1.6 % muuntuvalle osalle 100 € /m2

Perusmitoitus:0,5 % lisäys koko hankkeeseen1.7 % muuntuvalle osalle 33 € /m2 (5491m2 ala)

Kohdennettu mitoitus:0,8 % lisäys koko hankkeeseen2.7 % muuntuvalle osalle 50 € /m2 (5491m2 ala)

Kaikki elinkaarikustannuksiltaan kannattavia jos käyttötarkoitus muuttuu 20 a aikana

MUUNNELTAVUUDEN KUSTANNUSVAIKUTUS

ILMANVAIHDON MITOITTAMISEN KUSTANNUSVAIKUTUS

KOULUSIIPI, OPETUSTILOJA 12 KPL, a' 60 m2, LIIEKENNETILAT JA IV-KONEHUONE3/L/SM2 4,5/L/SM2 6/L/SM2

MITOITUS ENSIKÄYTÖN MUKAAN IV 2,3 M3/S 3,1 M3/S 4,5 M3/S

PERUSTAVOITEHINTA 3/L/SM2 1484000 1484000 1484000

LISÄKUSTANNUS1000 2400

IV-KUILUT, HORMIEN TILANTARVE (M2) 4,5 > 6 > 8 13000 35000IV-KONEHUONEET, PINTA-ALA (M2) 41 > 48 > 60 1500 3000IV-NOUSUSKANAVAT 5500 20000IV-KONEET 5100 10000IV-VAAKARUNKOKANAVAT 750 1500IV-JAKOKANAVAT

VAIHTOEHDOT Lisä % Lisä %

A. PERUSTH+ISOMMAT KUILUT&NOUSUT 0,2 0,4

B1. PERUSTH+ISOMMAT KUILUT, NOUSUT& RUNKOKANAVAT 0,5 1

B2. PERUSTH+ISOMMAT KUILUT, NOUSUT & KONEHUONEET 1 2,7

C. PERUSTH+ISOMMAT KUILUT, NOUSUT, KONEHUONEET & KONEET 1,4 4,1

D. PERUSTH+ISOMMAT KUILUT, NOUSUT, KONEHUONEET, KONEET & RUNKOKAN 1,8 4,7

D. PERUSTH+ISOMMAT KUILUT, NOUSUT, KONEHUONEET, KONEET, RUNKOKANA 1,8 4,8

Tila-alueen reittivaihtoehdot

Lähtötiedot ja yleistavoitteetJako kiinteä rak. osa / muuttuva rak. osa / ehd. suun. vaiheTilan joustotavoitteetTila-alueen konseptointiJoustavan tilaohj.TATE-järj.vaatimuksetTila-alueen reittivaihtoehdotRakennuksen jaettavuus ja nousutilojen sijoitusTATE-perusjärjestelmien nousujen mitoitusKiinteän rakennusosan pystykuilujen mitoitusKeskuslaitetilojen sijoitusTATE-järj. KELA mitoitus (sovittu yhtäaikaisuus)Kunnallisteknisten liityntätehojen määrittelyKELA-tilojen mitoitusReitityskaaviotReitityksen tilavarauspiir.Leikkauspiir.

PorthaniaIkkunapenkkikotelo TATE-reitititykseen

Tuloilma + sähkö

PorthaniaJäähdytyksen passiivipalkki

Poisto käytävän kautta keskitetysti

PorthaniaKäytävämiljöö

IV-KANAVIEN REITITYSBIOMEDICUM 2, KESKIAULA

JAETTAVUUS

Lähtötiedot ja yleistavoitteetJako kiinteä rak. osa / muuttuva rak. osa / ehd. suun. vaiheTilan joustotavoitteetTila-alueen konseptointiJoustavan tilaohj.TATE-järj.vaatimuksetTila-alueen reittivaihtoehdotRakennuksen jaettavuus ja nousutilojen sijoitusTATE-perusjärjestelmien nousujen mitoitusKiinteän rakennusosan pystykuilujen mitoitusKeskuslaitetilojen sijoitusTATE-järj. KELA mitoitus (sovittu yhtäaikaisuus)Kunnallisteknisten liityntätehojen määrittelyKELA-tilojen mitoitusReitityskaaviotReitityksen tilavarauspiir.Leikkauspiir.

DIVISIBILITY OF FLOOR SPACE AREA

POSSIBLE LOCATION OF DIFFERENT SPACE TYPE OF ONE FLOOR

Tulevaisuuden työympäristö• Työpaikka korvataan työpisteellä

• Paperittomuus

• Langattomuus tai sijainti vain ATK-verkkoriippuvainen

• Ryhmätyöskentely

• Joustavuus muutoksille

• Työryhmien/projektiryhmien vapaa sijoitus

Avainkysymykset tulevaisuudessa• Lämpökuormien kehittyminen

– valaistus– tietotekniikka– aurinkokuormien eliminointi

• Ikkunoiden merkitys työympäristölle– kuuluvatko maisemat työpaikkaan– ikkunan avattavuus ja työtilan

tuuletusmahdollisuus• sähkö- ja lämpöenergian hinnankehitys

Rakentamisen tulevaisuuden suunta

• Rakentamisprosessi muuttuu• Esivalmistusastetta lisätään• Rakentamisaikatauluja kehitetään• PerusTalotekniikka• TilaTalotekniikka• Systemaattinen reititys• Integroimisaste lisääntyy

– Pääte-elin ilmastointiin, jäähdytykseen, lämmitykseen ja valaistukseen

– TATE ja rakennejärjestelmä

Ilmastoinnin tulevaisuuden suunta

• Terveellisyys• Talojen tiiveys ja kokonaisenergiatalous• Tuloilma jaetaan ja kohdennetaan työympäristöön (työhuoneet

ja neuvottelutilat), poistoilma keskitetymmin• Ilmanlaatuvyöhykkeet / lämpöolosuhdevyöhykkeet• Työpisteilmastoinnit, tuloilmasta 2 % hengitysilmaksi• Ohjattavuus• Jäähdytyksestä pääosa vedellä/joustavuus kuormituksille• Säädettävyys • Laajennettavuus ja lisättävyys• Ilmanvaihdon lisäksi materiaalit ja siivous• Sisäilmaluokituksien mitattavuus (yksinkertaistaminen) • Käytettävyys

RAKENNUSTEN HYVÄN ENERGIATALOUDEN JA SISÄILMASTON PERUSTEET

• RAKENNUKSEN TIIVEYS• AURINKOSUOJAUS• SISÄISTEN KUORMITUKSIEN HALLINTA• ILMASTOINTIJÄRJESTELMÄN

SÄHKÖTEHOKKUUS• ILMASTOINTIJÄRJESTELMÄN

LÄMMÖNTALTEENOTTO• ILMASTOINNIN OHJATTAVUUS• VEDENJÄÄHDYTYKSEN VAPAAJÄÄHDYTYS JA

SÄHKÖTEHOKKUUS

Ilmastoinnin järjestelmätekniikka

Painovoimainen ilmanvaihto Koneellinen poistoilmanvaihto Koneellinen tulo-poistoilmanvaihto Ilmastointi (tuloilma tarpeen vaatiessa jäähdytetty) Ilmastointi ( tuloilma lisäksi kostutettu) Vakioilmamäärä Vyöhykesäätö Ilmamääräsäätöinen järjestelmä, CO2 tai lämpötilaohjattu (yksilöllinen säätö) Jäähdytetyn tuloilman lisäksi passiiviset jäähdytyspalkit (yksilöllinen säätö) Jäähdytetyn tuloilman lisäksi aktiivipalkit (yksilöllinen tai modulikoht. säätö) Konvektorit (tuloilman sisäänpuhallus jäähdytystoiminnon sisältävän yksikön kautta, joskus myös lämmitystoiminto mukana. tällöin kyse 4-putkijärj.)

ILMASTOINTIJÄRJESTELMÄN ENERGIATALOUS

JÄRJESTELMÄN VALINTA

• KESKITETTY• HAJAUTETTU• VAKIOILMAMÄÄRÄ• MUUTTUVA ILMAMÄÄRÄ TARPEEN MUKAAN• JÄÄHDYTYS OSAKSI VEDELLÄ

– PALKIT– PUHALLINKONVEKTORIT

• SÄHKÖTEHOKKUUS• LÄMMÖNTALTEENOTTO• OHJATTAVUUS

SFP-LUKURakentamismääräyskokoelman osa D2 (2003)

• ”Koneellisen tulo- ja poistoilmanvaihtojärjestelmänominaissähköteho saa olla yleensä enintään 2,5 kW/(m3/s).

• Koneellisen poistoilmanvaihtojärjestelmänominaissähköteho saa olla enintään 1,0 kW/( m3/s).

• Ilmanvaihtojärjestelmän ominaissähköteho voiolla suurempi kuin 2,5 kW/( m3/s), jos esimerkiksirakennuksen sisäilmaston hallinta edellyttäätavanomaisesta poikkeavaa ilmastointia.”

SFP-LUKULASKENNASSA OTETTAVA HUOMIOON

PUHALTIMEN HYÖTYSUHDE

MOOTTORIN HYÖTYSUHDE

HIHNAKÄYTÖN HYÖTYSUHDESUORAKÄYTTÖ

TAAJUUSMUUTTAJAN HYÖTYSUHDE

PUHALLINKÄYTÖN KOKONAISHYÖTYSUDE

PUHALTIMEN KOKONAISPAINEENKOROTUS

TULO- JA POISTOPUOLI

LIITÄNTÄHÄVIÖIDEN VAIKUTUS

ILMANVAIHTOKONE

KauhuskenaarioYksilöllinen ilmastointi

Kiitos