Arktiset olosuhteet haastavat energiatehokkuuden suunnittelun

Mitä pohjoisemmaksi mennään, sitä todennäköisemmin energiatehokkuuden suunnittelu järjestelmä- ja laitevalinnoista alkaen poikkeaa yleisistä suosituksista ja oletuksista.

Pohjoisimmassa Suomessa arvioidaan kriittisesti, kannattaako arktisissa olosuhteissa investoida aurinkokeräimiin. Kesällä kyllä paistaisi yötä päivää, mutta energiaa ei tarvita lämmitykseen. Purevimmilla talvipakkasilla taas aurinko ei nouse horisontin ylle lainkaan.

– Menneen kesän aikanahan ne ovat olleet erittäin kannattavia useissa pientalokohteissakin, kun energiaa on voinut ostaa neljällä sentillä sisään ja myydä korkealla pörssihinnoittelulla ulos. Tuotolla on pystynyt täysin eliminoimaan omat energiakulut, toimitusjohtaja Tero Lehtola Insinööritoimisto Lappialämpö Oy:stä sanoo.

Lämmityksen osalta aurinkokeräimien tuottama hyöty jää vähäiseksi, mutta mitä suurempi lämpimän käyttöveden tarve tai käyttösähkön kulutus on, sitä suurempi hyöty aurinkoenergiajärjestelmistä on Lapissakin. 

– Mahdollisen sähköauton lataus tukee aurinkosähköjärjestelmän hankintaa oleellisesti. Asiaa kannattaa lähestyä puolueettoman asiantuntijan kanssa, sillä jokainen kiinteistö on myös näissä asioissa yksilöllinen.

Aurinkokeräimet vaikuttavat suoraan myös kiinteistön arvoon myyntihetkellä, joten vaikutusta järjestelmän takaisinmaksuaikaan kannattaa laskea sieltäkin, eikä pelkästään energiansäästöstä.

– Vaikka hankintahinnan kuoletus on hidas, investointi tehdään omaan kiinteistöön.

Ilmasto tukee maalämmön valintaa 

Energiantehokkuusluvut puoltavat pohjoisessa Lehtolan kokemuksen mukaan geotermistä lämpöä.

– Ilmastollisesti ja maaperällisesti maalämpö soveltuu Lappiin siinä missä muuallekin Suomeen. Kylmien ilmojen vallitessa maaperästä on energiaa tarjolla lähes samalla tavalla kuin lämpimämmässäkin ilmastossa. Lisäksi Lapissa pohjavesivirtaamat ovat tyypillisesti korkeat, mikä eliminoi useissa tapauksissa kaivokentän ikääntymistä, Lehtola sanoo.

Kaamoksen painaessa energiankulutus on pohjoisessa kova, mutta automaattisesti maalämpö ei Lehtolan mukaan ole kannattavin sijoitus.

– Jos pientalon energiatehokkuus on korkea tai lämmitetty pinta-ala on alle 120 neliötä, euromääräinen energiasäästö jää pieneksi. Järjestelmäinvestointi on kuitenkin suhteellisesti samaa luokkaa kuin isommassakin kiinteistössä.

Lehtola tietää joitakin yksittäistapauksia, joissa korkeat porauskustannukset ovat muodostuneet maalämpöjärjestelmän rakentamisen esteeksi.

– Yhdessä turistikohteessa päädyimme toteuttamaan maalämpöratkaisun pohjaveden pumppauksella lämmönsiirtimeen, jonka välityksellä energia siirretään keruuliuokseen. Ratkaisuun päädyttiin, kun tavoiteltua poraussyvyyttä ei ollut mahdollista toteuttaa porakaivon runsaan vedentuotannon syystä.

Myös pintamaahan asennetut energiankeruuputkistot ovat mahdollisia harvaan asutuilla alueilla.

– Nämä pintamaaenergiakentät ovat osoittautuneet erittäin tehokkaiksi vaihtoehdoiksi porakaivoihin verrattuna. Energian keruuliuoksen keskilämpötila on ollut jopa useita asteita lämpimämpää kuin passiivisessa porakaivossa. Kaikista parhaan hyötysuhteen olemme saavuttaneet kuitenkin sijoittamalla keruuputkistot vesistöön.

Lehtola muistuttaa, että vaihtoehdoilla on suuria vaikutuksia järjestelmän perustamisinvestointeihin. Porakaivot ovat kalliimpia toteuttaa kuin pintamaahan asennettavat keruuputkistot tai upotetut vesistöputket. 

– Lapissa nämä vaihtoehdot ovat huomattavasti yleisempiä, sillä usein taajaman ulkopuolella tontit ovat suuria ja energian keruuputkistoille on tilaa.

Tunturialueiden erityspiirteitä

Energiatehokkuuden näkökulmasta kaikki lämmöntuotantoon pientaloasujille markkinoitavat vaihtoehdot eivät lappilaisyrittäjän mielestä ole parhaimmillaan pohjoisissa olosuhteissa.

– Esimerkiksi poistoilmalämpöpumppuja myydään huokeina vaihtoehtoina kiinteistön päälämmitysjärjestelmäksi, koska niillä saavutetaan etelässä ja Keski-Suomessa hyvät hyötysuhteet. Meillä Lapissa vuoden keskilämpötila on paljon alhaisempi, ja energiaa pystytään siten tuottamaan huomattavasti huonommalla hyötysuhteella. Joillakin talotehtailla ne ovat vakiotuotteena, mutta aika nopeasti ne lähtevät meillä suunnittelupöydältä pois ja ostajatkin alkavat olemaan tässä aika valveutuneita, kertoo Lehtola.

Ilmanvaihtojärjestelmien osalta huomiota on Lehtolan mukaan kiinnitettävä jäätymisen estoon ja suojaukseen, erityisesti tunturikohteissa.

– Näihin voidaan vaikuttaa oikeilla laitteistovalinnoilla. Tunturialueiden erityispiirteistä johtuen SCOP- ja energiatehokkuusluvut eivät välttämättä toteudu. Siellä missä on paljon lunta, luvut saattavatkin kääntyä jonkin toisen järjestelmän eduksi.

Erityisen haastavia ovat Lehtolan mukaan syys- ja kevätkelit.

– Lämpötilaerot ovat välikausina tosi voimakkaita yhden vuorokauden aikana. Nämä täytyy ottaa suunnittelussa huomioon. Parhaimmat järjestelmät pystyvät huomioimaan sääennusteen ja vaikuttamaan tällä tavoin säätöviiveeseen.

Matkailukeskuksissa laitteistot ovat tiukilla myös käyttöpiikeistä johtuen.

– Joulupukin pajakylässä sekä loma- ja hiihtokeskuksissa käyttöpiikit tulevat samaan aikaan, kun aurinko laskee, keli jäähtyy ja turistit menevät yhtä aikaa suihkuun. Käyttöveden tarve on valtava ja puskuria on oltava oikea määrä, ettei lämmitys häiriinny.

Välimatkat suurin haaste

Erilaisista lämmitysjärjestelmistä on Lapissa kertynyt huonoja kokemuksia silloin, kun energiankulutus ei ole ollut odotetulla tasolla tai ylläpitokustannukset ovat päässeet yllättämään. Syynä ei kuitenkaan aina ole itse järjestelmä.

– Suuressa osassa huonojen kokemusten päätekijänä on ollut hirvittävän huonosti käyttöönotetut laitteistot. Vääränlaiset asetukset ovat voineet olla monta vuotta käytössä ja asiakkaan tyytymättömyyttä on kyseenalaistettu, koska järjestelmä ei ole ollut hälytystilassa.

Insinööritoimisto Lappialämpö on toteuttanut vuosien ajan erilaisten kohteiden lämmitysjärjestelmien energiankulutuksen optimointeja hyvin tuloksin.

– Useissa kohteissa laitteistoihin tehtävät hankinnat ovat jääneet todella vähäisiksi ja säästöt ovat tulleet siitä, että järjestelmän toiminta on saatettu sille tasolle kuin sen olisi pitänyt olla jo käyttöönoton jälkeen.

Lattialämmitysjärjestelmissä virtausta haittaavan ilman esiintyminen järjestelmissä on ollut Lehtolan mukaan valitettavan yleistä.

– Usein järjestelmä on ilmattu vain verkostoa täytettäessä. Vaikka järjestelmä ilmattaisiin korkealla virtauksella huolellisesti, sitoo itse lämmönsiirtoneste ilmaa kierron mukaan niin sanottuina mikrokuplina. Tilanne voi näyttää siltä, että kaikki ilma olisi poistunut järjestelmästä, mutta mikrokuplat alkavat kertymään järjestelmän korkeimpiin kohtiin ja sellaisiin osiin, joissa virtaus on heikoin. Mikrokuplista voi tällaisiin paikkoihin muodostua suuria ilmataskuja, jotka alkavat häiritsemään järjestelmän oikeanlaista toimintaa. 

Usein tämän tyyppisiä ongelmia lähdetään Lehtolan mukaan ratkomaan väärillä toimenpiteillä, esimerkiksi asetusten ja säätöjen muutoksilla. Kylmä huone tai asunto voidaan saada näin lämpimäksi, mutta muutosten vaikutus koko muuhun järjestelmään unohtuu. Takuuajan toimenpiteillä varmistetaankin Lehtolan mielestä valitettavan usein vain mekaaninen toimivuus. 

– Suunnittelijoilla ja takuuaikaisten toimenpiteiden tekijöillä olisi parannettavaa siinä, että otettaisiin koko laitteiston elinkaari huomioon ja katsottaisiin laite- ja materiaalivalintoja sitä silmällä pitäen. Loppukäyttäjä tulisi ottaa paremmin huomioon takuuajan huoltotoimenpiteitä tehdessä. Viritysarvoja voisi esimerkiksi varmistaa yhdessä takuuajan päättyessä.

Harvaan asutuilla alueilla suunnittelun suurin haaste piileekin juuri välimatkoissa. Osaavia henkilöitä on harvassa ja asiakkaat kaukana toisistaan.

– Urakointi- ja lvi-alan yritykset ovat keskittyneet paljolti saneerausrakentamiseen, ja erityisosaajien tavoittaminen on äärimmäisen haastavaa. Saatan itsekin olla yhtenä päivänä valvojana tai suunnittelijana Rovaniemellä ja seuraavana päivänä 500 kilometrin päässä Nuorgamissa käyttöönottamassa maalämpölaitteistoa.

Yrittäjällä vierähtää kumipyörien päällä kymmeniä tuhansia kilometrejä vuodessa, ja matka-aika suhteessa kohdetyöskentelyyn saattaa olla moninkertainen.

– Tämä tietysti vaikuttaa palvelujemme hintaan, varsinkin kun polttoaineiden hinnat ovat varsin korkeat. Asiakas monesti jää elämään epäkohtien kanssa ja tilaa työn vasta kun ne aiheuttavat isompia ongelmia. Monissa kohteissa epäkohdat voivat olla korjattavissa parin tunnin käynnillä, mutta matka-aikaa voi olla yli kymmenen tuntia edestakaisin. Pidämme listaa kohteista, joissa epäkohtia on havaittu ja pyrimme hoitamaan pidempien matkojen päässä useampia kohteita samalla käynnillä.

Juttu on julkaistu alun perin Talotekniikka-lehdessä 9/2023.