Päivänvalo paremmin huomioon rakennussuunnittelussa

Päivävalo on tärkeä osa hyvää sisäympäristöä. Suomessa päivänvalolaskentaa tehdään vielä vähän, mutta ohjelmistotyökaluista tämä ei ole kiinni. Kun laskelmat saadaan osaksi hankesuunnittelua, myös ylilämpenemistä estävistä aurinkosuojista tulee luontevampi osa rakennuksen julkisivua.

Päivänvalon huomioiminen rakentamisessa on entistä tärkeämpää, kun korkea ja tiivis kaupunkirakentaminen yleistyy.  

– Monet tutkimukset kertovat siitä, että ihmiset pitävät päivänvalosta. Sen lisäksi, että päivänvalolla on tärkeä merkitys arkkitehtuurin ja tilakokemuksen kannalta, sillä on myös useita terveysvaikutuksia. Suomessa ihmiset viettävät suurimman osan ajastaan sisätiloissa, joten rakennuksiin tarvitaan riittävästi päivänvaloa, sanoo Tengbom arkkitehdeilla työskentelevä arkkitehti Hanna Vikberg, joka tekee väitöskirjaa päivänvalon vaikutuksesta tilakokemukseen.

Päivänvalo säätelee ihmisen hormonitasapainoa ja vuorokausirytmiä ja vaikuttaa sitä kautta muun muassa uneen laatuun, vireyteen ja suorituskykyyn. Tutkimusten mukaan sairaaloissa ikkunan lähellä aikaansa viettäneet potilaat paranevat ja kotiutuvat muita nopeammin. Kouluissa taas päivänvalo parantaa oppimistuloksia ja toimistoissa työtehokkuutta.

– Päivänvalolla on sisätiloissa suuri merkitys. Asuntoesittelyissä moni toteaa ovesta sisään astuttuaan, että ”onpa mukavan valoisa asunto”. Harvemmin sanotaan ”onpa hieno talotekniikka” tai ”äänetön ilmanvaihto”. Silti nykyiset päivänvalovaatimukset Suomessa perustuvat vain ikkunapinta-alojen vähimmäisvaatimuksiin, sanoo EQUA Simulation Finland Oy:n toimitusjohtaja Mika Vuolle.

Suomessa on vähän määräyksiä päivänvalosta

Ympäristöministeriölle tekemässään selvityksessä Päivänvalo-olosuhteiden arviointi- ja ohjausmenetelmät (2020) Vikberg tutki naapurimaidemme Ruotsin, Norjan, Tanskan ja Viron päivänvalon ohjaamista koskevia määräyksiä ja standardeja.

– Kaikilla näillä mailla on enemmän määräyksiä ja ohjeistuksia päivänvalon käytöstä rakennuksissa kuin Suomella. Suomessa on käytössä yksinkertaisin määräys, jonka mukaan ikkunapinta-alan tulee olla vähintään kymmenen prosenttia tilan lattiapinta-alasta, sanoo Vikberg.

Tämän ”10 prosentin säännön” ongelmana on, ettei se huomioi rakennuksen maantieteellistä sijaintia, ulkoisia ja sisäisiä esteitä tai valon jakautumista tilassa. Tiiviissä kaupunkirakentamisessa ja syvärunkoisissa rakennuksissa minimi-ikkunapinta-alan noudattaminen johtaa valottomiin alakerrosten huoneistoihin.

Päivänvalo on yksi vaikeimmin arvioitavista rakennuksen sisäilmastokysymyksistä.

– Esimerkiksi Tanskassa ja Ruotsissa tälle arviointimenetelmälle on asetettu rajoituksia, jotka huomioivat rakennuksen ulkopuoliset esteet tai ikkunalasin ominaisuudet. Ruotsissa monilla kaupungeilla on myös omia ohjeita, jotka liittyvät päivänvalon arviointiin rakennuslupahakemuksia varten, Vikberg toteaa. 

Vuonna 2018 ilmestynyt eurooppalainen standardi EN 17037:2018 Daylight in buildings on kansallinen standardi Suomessa, joskaan sillä ei ole meillä määräävää asemaa kuten esimerkiksi Ruotsissa. Standardi antaa ohjeita päivänvalolaskentaan sekä suositusarvoja päivänvalon määrästä sisätiloissa.

– Mielestäni standardi on laskentatapoineen todella monimutkainen sovellettavaksi varsinkin Suomessa, jossa päivänvalolaskentaa ei ole totuttu tekemään. Pidän myös kansainvälisiin tutkimuksiin perustuvia päivänvalon suositusarvoja vaativina, sanoo Vikberg.

Rakentamisessa käytettävät ympäristöluokitussertifikaatit, kuten LEED, BREEAM ja Joutsenmerkki ottavat kantaa sisätilojen päivänvalo-olosuhteisiin. Päivänvalo on huomioitu myös RTS-ympäristöluokituksessa.

– Ilman näitä sertifikaattejakin hanke voi itse määrittää omia päivänvalotavoitteitaan, mutta näkemykseni mukaan näin harvoin tapahtuu. Suomessa on vielä paljon tehtävää sen eteen, että päivänvalo huomioidaan osana hyviä sisäilmasto-olosuhteita, sanoo Vuolle.

Päivänvalon mallintamiseen löytyy ohjelmistoja

Päivänvalaistuksen arviointiin sisätiloissa on olemassa useita menetelmiä aina yksinkertaisista nyrkkisäännöistä dynaamiseen ilmastoperusteiseen päivänvalomallintamiseen, jossa laskelmat tehdään koko vuoden ajalta. Uusia menetelmiä kehitetään jatkuvasti.

– Päivänvalo on yksi vaikeimmin arvioitavista rakennuksen sisäilmastokysymyksistä. Nyrkkisäännöt ovat nopeita käyttää, mutta eivät anna kattavaa kuvaa päivänvalon saatavuudesta, Vikberg sanoo.

Viime aikoina on kansainvälisesti alettu siirtyä ilmastoperusteiseen päivänvalomallintamiseen, mutta Suomessa sen käyttö on vielä vähäistä.

– Työkaluista päivänvalolaskenta ei ole kiinni, siihen on tarjolla erilaisia ohjelmistoja. Ja jos osaamista ei ole, pitää kääriä hihat ja hankkia sitä. Itse teen IDA ICE -ohjelmistolla laskelmia rakennusten ylilämpenemiseen ja energiatehokkuuteen liittyen ja samalla ohjelmistolla myös päivänvalolaskentaa. Ongelmana on, että hankkeissa ei juurikaan teetetä päivänvalolaskentaa, sanoo Vuolle.

Vuolle korostaa, että päivänvalolaskelmien tulisi olla mukana suunnittelussa sen alusta asti. Laskennan pitää olla ohjaavaa, ei toteavaa, jotta se auttaa ohjaamaan arkkitehtisuunnittelua kohti asetettuja päivänvalotavoitteita.

– Laskelmat eivät ole kertanykäisy, vaan niitä tulee päivittää tiedon lisääntyessä. Esimerkiksi asuntojen tilasuunnittelussa voi tulla matkan varrella isojakin muutoksia, Vuolle perustelee.

Jotta rakennuksiin saadaan optimaaliset päivänvalo-olosuhteet, tulee hankkeiden tilaajien osata vaatia päivänvalolaskentaa osaksi hankesuunnittelua. Myös suunnittelijat voisivat lisätä asiakkaidensa ymmärrystä päivänvalon merkityksestä.

– Tilaajille tämä tarkoittaisi parempia tiloja ja tyytyväisempiä asiakkaita. Suunnittelijoiden ja konsulttien motivaationa taas on oman osaamisen ja palvelutarjonnan lisääminen, Vuolle toteaa.

Vikberg haluaa viedä tietoa päivänvalosta myös kaupunkisuunniteluun, jotta se huomioitaisiin tiiviisti rakennetussa kaupunkiympäristössä nykyistä paremmin. Asuntojen valoisuuteen vaikuttavat esimerkiksi ympäröivien rakennusten pinnat, parvekeratkaisut ja huonesyvyydet.

– Vaaleat julkisivumateriaalit auttavat valon heijastumista sisätiloihin. Syvät ja lasitetut parvekkeet sen sijaan voivat estää päivänvalon pääsyn asuntoihin, sanoo Vikberg.

Myös aurinkosuojia tarvitaan

Ikkunoista tuleva auringonsäteily tuo sisätiloihin valon ohella myös lämpöä.

– Esimerkiksi kerrostalokaksiossa aurinkokuorma voi olla Suomessa normaalikesänä lähes kuusi kilowattia, mikä vastaa asunnon sähkökiukaan tehoa, Vuolle kertoo.

Päivänvalolaskelmat eivät ole kertanykäisy, vaan niitä tulee päivittää tiedon lisääntyessä.

Ylilämpenemiseltä voidaan suojautua kaihtimilla, verhoilla, markiiseilla tai ikkunan ulkopuolisilla lipparakenteilla. Myös ikkunalaseissa olevat kalvot vähentävät sisään pääsevä lämpösäteilyä, mutta vaikuttavat usein myös näkyvän valon määrään.

– Harmittavan usein analyysi auringon lämpövaikutuksista tehdään vasta suunnittelun loppuvaiheessa, jolloin päädytään kiinteisiin varjostusratkaisuihin. Näillä on usein suuri vaikutus rakennuksen julkisivuun. Kun päivänvalolaskelmat ovat osa hankesuunnittelua, ovat aurinkosuojat luontevampi osa rakennusta, sanoo Vikberg.

Vikberg myös huomauttaa, että Suomessa auringonsäteilyn aiheuttama rakennusten ylilämpeneminen koskee vain muutamia kuukausia vuodesta.

– Loppuaika taistellaan ulkona olevasta vähästä valosta. Päivänvalon lämpöongelmien tarkastelussa pitää ottaa haltuun myös valo, ettei käy niin, että aurinkosuojauksen varjolla poistetaan valo, Vikberg huomauttaa.

Päivänvalo tuo myös säästöjä sähkölaskuun, kun sen käyttö yhdistetään tilojen keinovalaistuksen ohjaukseen. Tällä on merkitystä varsinkin toimistoissa ja liikerakennuksissa, joissa valaistuksen osuus sähkön käytöstä on asuntoja huomattavasti merkittävämpi. Vakiovalo-ohjauksessa anturit ja säätöjärjestelmä huolehtivat siitä, että sisätilan valaistusvoimakkuus pysyy samana ikkunoista tulevan päivänvalon muutoksista huolimatta.

– Saavutettavia säästöjä voidaan arvioida rakennuskohtaisesti päivänvalolaskelmien avulla. Keinovalaistuksen valaistustehot ovat viime vuosina laskeneet ledien myötä, joten saavutettavat energiasäästöt eivät enää ole samaa luokkaa kuin energiatehottomampien valonlähteiden aikana, Vuolle toteaa.