Kimmo Hilliaho: Parvekkeen sisäilmasto ja energiansäästö haltuun uuden tutkimustiedon avulla
Tutkimustyöni parvekkeiden parissa alkoi vuonna 2009, kun Lumon Oy tilasi Tampereen teknilliseltä yliopistolta diplomityön parvekelasien energiansäästövaikutuksista. Tutkimus oli jatkoa aiemmille selvityksille parvekelasien säänsuojavaikutuksista. Diplomityö toimi hyvänä lähtökohtana väitöstutkimukselle, joka alkoi vuonna 2014 kun pääsin TTY:n rehtorin tohtorikouluun. Väittelin 18.8.2017 tohtoriksi aiheesta "Energy Saving Potential and Interior Temperatures of Glazed Spaces: Evaluation through Measurements and Simulations". Vastaväittäjänä tilaisuudessa toimi Tutkimusprofessori Miimu Airaksinen ja tilaisuutta valvoi professori Matti Pentti. Tämä blogi referoi keskeisimpiä tuloksia tuoreesta tutkimuksesta.
Jotta voisimme paremmin ymmärtää tutkimukseni aihepiiriä, on hyvä lähteä liikkeelle globaaleista muutosilmiöistä eli megatrendeistä. Näitä ovat esimerkiksi maaltamuutto ja kaupungistuminen, ilmastonmuutos ja ihmisten toimet sen hillitsemiseksi sekä ihmisten sisäinen tarve suojautua ulkoilman vaihteluita vastaan ja parantaa omaa asumisympäristöään. Nämä kaikki heijastuvat meidän tapaan asua ja elää.
Yksi näistä megatrendeistä - Kaupungistuminen - on luonut ihmisille tarpeen asua yhä lähempänä toinen toisiaan. Käytännössä tämä on tarkoittanut kerrostalorakentamisen kehitystä. Samalla liikenne ja sen melu sekä erilaiset ilman epäpuhtaudet ovat tulleet lähemmäs asumista. Kaupungistuminen ei ole kuitenkaan muuttanut ihmisten sisäistä tarvetta yksityiseen ulko-oleskeluun. Siksi parveke ja terassi on ollut ja tulee myös jatkossa olemaan keskeinen osa kerrostaloasumista.
Parvekkeen tarpeellisuudesta kertovat suomalaisten arkkitehtien julkiset puheenvuorot asian puolesta. Esimerkiksi Alvar Aalto korosti arkkitehtilehdessä jo 1940-luvulla parvekkeiden merkitystä asumisessa ja kertoi, että näiden asuntokohtaisten pihojen tulee olla niin suuria, että ne täyttävät käytännöllisen ulkoelämän edellytykset. Mielenkiintoista on ollut myös havaita, että arkkitehti Reima Pietilä esitti ensimmäisen kerran 1970-luvulla ajatuksen parvekkeiden sulkemisesta suojalasituksin - käyttäen perusteena juuri kalustettavuuden ja käytettävyyden parantumista. Sen jälkeen lasitukset lähtivätkin yleistymään - tosin vasta 20 vuotta Reima Pietilän kannanoton jälkeen. Ensin yleistyivät ns. liukulasit ja myöhemmin avautuvat parvekelasit, jotka markkinoille tulon jälkeen ottivat nopeasti paikkansa suosituimpina lasituksina.
Kuva 1: Tyypillinen lasitettu parveke
Nykyään Suomessa on yli 600 000 lasitettua parveketta ja noin 60 000 lasitettua terassia. Lisäksi näihin on vuoden 2016 loppuun mennessä asennettu erilaisia auringonsuojatuotteita arviolta noin 60 000 parvekkeelle. Niiden tarpeellisuudesta ovat viime vuosina puhuneet niin arkkitehdit, rakentajat kuin kerrostaloasukkaatkin. Perusteina parvekkeiden lasittamiselle on löydetty niin arkkitehtuurista, rakennustekniikasta, asumisviihtyvyydestä kuin meluntorjunnastakin. Myös energiansäästöstä on ollut tarjolla tietoa diplomityöni julkaisun jälkeen. Erityisen tärkeänä parveketta pitävät henkilöt, joiden on muutoin vaikea liikkua ulkona. Asukkaille tärkeitä parvekkeen ominaisuuksia ovat toimivuus, koko, valoisuus, kestävyys ja esteettisyys. Parvekkeita käytetään yleiseen oleskeluun ja harrastetoimintaan. Käytön painopiste on kesäkaudella ja iltapäivä ja iltakäytössä. Viimeisimpänä trendinä voidaan pitää lasituskohtaisia aurinkosuojaverhoja, jotka ovat alkaneet yleistyä myös Suomen olosuhteissa.
Tutkimukset osoittavat, että nykyiset lasitetut parvekkeet eivät ole energiatehokkuuden ja sisäilmaston kannalta optimaalisia. Syynä tähän on ollut se, että tietoa lasitusten energiansäästö- ja sisäilmastovaikutuksista on hyvin vähän yleisesti saatavilla. Toisaalta suunnittelua rajoittaa myös ohjeistukset ja määräykset. Esimerkiksi Ympäristöopas 72 määrittelee parvekkeen rakennusoikeuteen kuulumattomaksi kaiteelliseksi ulkotilaksi, joka voidaan suojata avattavilla rakenteilla, kuten liukulaseilla, jos lasituksista on vähintään 30 % avattavissa ja jos lasitusrakenne on niin väljä, että korvausilmaa saadaan riittävästi lasien ollessa suljettuina. Lisäksi suunnitelmissa tulee ottaa huomioon paloturvallisuuden säädösten, äänen eristävyyden vaatimusten ja sadeveden poiston toteutuminen. Lasien tulee olla myös karkaistua tai laminoitua lasia ja ne tulee asentaa niin, että ne voidaan pestä helposti ja turvallisesti molemmin puolin.
Kuva 2. Esimerkki hyvin ja huonosti energiaa säästävästä lasitetusta parvekkeesta. Kuvasta käy myös ilmi päätekijät, joiden perusteella parvekkeen lämpötila muodostuu.
Väitöstyössäni on pureuduttu parvekkeiden lämpöteknisiin kysymyksiin. Tarkastelun lähtökohtana ovat olleet lämmittämättömät ulkotilat, jotka "saavat" lämmitysenergiansa tilan ulkoa eli auringon säteilystä ja rakennuksesta sisältä lämpöhäviöiden muodossa. Tutkimuksen lopputuloksena on syntynyt yksinkertainen laskentamalli, joka auttaa arkkitehtejä ja rakennesuunnittelijoita kiinnittämään nykyistä enemmän huomiota tilojen auringonsuojaukseen ja energiansäästövaikutuksiin.
Uusi laskentatapa auttaa arkkitehtejä ja suunnittelijoita
Väitöskirjan tuloksena on syntynyt uusi laskentatapa, joka auttaa arkkitehteja ja rakennesuunnittelijoita ottamaan lasitukset entistä paremmin huomioon kerrostalon suunnittelussa. Lähtökohtana tutkimuksessa on ollut erityisesti parvekkeen käyttöolosuhteiden parantaminen. Hyvällä suunnittelulla lasitus voi olla sekä energiatehokas että miellyttävä käytössä. Parvekkeelle voidaan esimerkiksi hankkia auringonsuojaverhoja tuomaan sisäilmaan lisää säätömahdollisuuksia, jos laskenta osoittaa, että passiiviset keinot eivät riitä pitämään parveketta riittävän viileänä kesäaikana. Tämän jälkeen parvekkeen olosuhteet ovat entistä paremmin käyttäjän säädeltävissä, kun hän voi tarpeen mukaan sulkea ja avata lasituksia ja niihin kytkettyjä verhoja. Tämä auttaa varmasti myös alan yrityksiä viemään tuotekehitystä eteenpäin.
Kuva 3. Esimerkki väitöskirjassa tehdyistä tarkasteluista. Kulmaparveke osoittautui optimaaliseksi kokonaisratkaisuksi auringon säteilyn saatavuuden ja lasitusrakenteen epätiiveyden kannalta.
Tutkimustyöni aikana olen huomannut, että tutkimustulokset jalkautuvat hitaasti käytännön suunnittelutyöhön. Tämä blogi on yksi tapa kertoa asiasta eteenpäin. Toivomukseni on, että vuosien työ ei jää vain minun tietooni, vaan auttaa koko alaa eteenpäin.
Linkki väitöskirjaan: http://urn.fi/URN:ISBN:978-952-15-3979-4
05.09.2017
Lisää blogeja:
