Miten kerrostalon tai julkisen rakennuksen ylilämpeneminen estetään suunnittelulla?

Rakennuksen ylilämpeneminen kannattaa torjua jo luonnosvaiheessa. Kun rakennuksen suuntaus, ikkunapinta-ala, aurinkosuojaus, rakenteet ja ilmanvaihto toimivat yhdessä, sisälämpötila pysyy hallittavana ilman tarpeettoman raskasta jäähdytysjärjestelmää. Tämä edellyttää arkkitehti- ja talotekniikkasuunnittelun yhteensovittamista ennen julkisivujen ja tilaratkaisujen lukitsemista.

Rakennuksen ylilämpeneminen ratkaistaan massoittelulla ja ikkunoilla

Etelään ja länteen avautuvat suuret ikkunat voivat kasvattaa kesäajan lämpökuormaa merkittävästi. Länsijulkisivu vaatii erityistä huomiota, koska matalalta paistava iltapäiväaurinko osuu ikkunoihin aikana, jolloin rakennus on jo ehtinyt lämmetä. Myös itään suunnatut makuuhuoneet, hoivatilat ja opetustilat voivat kuumentua aamulla.

Ikkunapinta-alaa ei kannata kasvattaa samalla periaatteella rakennuksen kaikilla sivuilla. Arkkitehtisuunnittelussa lasituksen määrä suhteutetaan ilmansuuntaan, tilan käyttötarkoitukseen, päivänvaloon ja näkymiin. Samalla tarkistetaan ikkunan auringonsäteilyn kokonaisläpäisy sekä mahdollisen suojauksen vaikutus.

Ylilämpenemisen hallinta alkaa julkisivusta ja päättyy toimivaan ilmanvaihtoon.

Aurinkosuojaus pysäyttää lämmön ennen sisätilaa

Rakenteellinen aurinkosuojaus toimii tehokkaimmin lasin ulkopuolella. Eteläjulkisivulla vaakasuuntainen lippa voi varjostaa korkealta paistavaa kesäaurinkoa ja päästää matalamman talviauringon sisään. Idässä ja lännessä pystysuuntaiset varjostimet, ulkopuoliset sälekaihtimet tai julkisivun syvennykset sopivat usein paremmin matalan auringon hallintaan.

Laskennallinen esimerkki havainnollistaa mittakaavaa. Jos 8 m²:n ikkunaan osuu 500 W/m² auringonsäteilyä ja lasituksen kokonaisläpäisy on 0,5, sisätilaan kohdistuva lämpöteho on noin 2 000 W. Jos ulkopuolinen suojaus pienentää kokonaisläpäisyn arvoon 0,2, lämpöteho jää noin 800 wattiin. Arvot ovat esimerkkilukuja, sillä todellinen kuorma riippuu muun muassa säästä, suunnasta, lasituksesta ja varjostuksesta.

Rakenteet ja ilmanvaihto tasaavat lämpökuormaa

Rakenteiden lämmöneristys vähentää ulkoa johtuvaa lämpöä, mutta se ei poista ikkunoiden, käyttäjien, valaistuksen ja laitteiden tuottamaa kuormaa. Rakenteiden lämpökapasiteetti voi tasata lämpötilan vaihtelua ja siirtää lämpöhuippua. Rakennus tarvitsee silti keinon luovuttaa päivän aikana kertynyt lämpö.

Ilmanvaihdon tehostaminen viileinä öinä voi jäähdyttää rakenteita, jos ulkoilma on sisäilmaa viileämpää ja järjestelmä soveltuu tähän käyttöön. Ikkunatuuletuksen varaan ei kannata laskea tiloissa, joissa melu, turvallisuus tai ulkoilman laatu rajoittaa ikkunoiden avaamista. Julkisten tilojen ratkaisuja käsitellään myös julkisten rakennusten energiatehokkuutta koskevassa artikkelissa.

Rakennuksen ylilämpeneminen varmistetaan laskennalla

Kesäajan olosuhteet kannattaa tarkistaa tilakohtaisella simuloinnilla ennen toteutussuunnittelua. Tarkasteluun valitaan riskitilat, kuten ylimmän kerroksen kulma-asunnot, länteen avautuvat luokkahuoneet sekä tilat, joissa on paljon käyttäjiä tai laitteita. Mallissa vertaillaan ikkunoita, aurinkosuojauksia, rakenteita ja ilmanvaihdon toimintaa samoilla lähtötiedoilla.

Esimerkiksi kahden ikkunavaihtoehdon vertailu voi osoittaa, että ulkopuolinen varjostus pienentää jäähdytystarvetta enemmän kuin lasipinta-alan vähäinen pienentäminen. Tilaaja saa päätöksenteon tueksi mitattavan eron eikä joudu varautumaan ylimitoitettuun järjestelmään. Kokonaissuunnittelu auttaa sovittamaan ratkaisut yhteen ennen kuin yhden suunnittelualan muutos aiheuttaa lisätöitä muille.