Automaatiota ja laadukasta sisäympäristöä – Mitä uusi rakennusten energiatehokkuusdirektiivi tuo talotekniikkaan?

Automaatio on perinteisesti ollut se viimeinen pakollinen paha, joka tehdään. Näin sanoo Sitowisella rakennusten energiatehokkuushankkeita suunnitteleva ja johtava Tuomas Takalo. Asiaan on tosin tullut hänen mukaansa viime vuosina parannusta, mistä kertoo myös uuden rakennusten energiatehokkuusdirektiivin (EPBD, Energy Performance of Buildings Directive) henki.

– Olen yrittänyt rummuttaa alalla sitä, että tämä on se tärkein juttu. Jos lämpöpumput on laitettu toimimaan väärin, ne eivät itsessään hirveästi säästä. Älykäs energian kierrätys on tärkeää, ja automaatiolla saamme järjestelmät tanssimaan kivasti yhteen. Toivon, että tulisi myös a-luokan automaatiorakennuksia samaan tapaan kuin teemme a-energialuokan rakennuksia. Tähän vastaa osaltaan myös rakennusten älyvalmiusindikaattori, hän sanoo.

Älykäs energian kierrätys on tärkeää.

Uuden rakennusten energiatehokkuusdirektiivin myötä automaatiojärjestelmien käyttöä laajennetaan. Direktiivi määrittelee rakennuksen automaatio- ja ohjausjärjestelmät: ne kattavat tuotteet, ohjelmistot ja tekniset palvelut, jotka voivat tukea rakennuksen teknisten järjestelmien energiatehokasta, taloudellista ja turvallista toimintaa automaattisen ohjauksen avulla sekä helpottamalla kyseisten rakennusten teknisten järjestelmien manuaalista hallintaa. Takalon mukaan suomalaisiin automaatiojärjestelmiin päästään keskimäärin jo hyvin etäyhteyksillä kiinni.

– Jos meillä on hyvät mittaukset, pystymme aika paljon selvittämään rakennuksen toimivuutta etäyhteyksillä. Joku tietty käynti siellä totta kai aina on, jotta nähdään esimerkiksi ruostumisia putkistoissa. Ihan kaikkea ei voi automatisoida.

Direktiivi puhuu sisäilmaston sijaan laajempana käsitteenä sisäympäristöstä.

Ympäristöministeriössä direktiiviä käsittelevä rakennusneuvos Jyrki Kauppinen puhuu samaa: meillä on jo olemassa etäluettavia automaatiojärjestelmiä, joiden kautta pystymme varmistamaan energiankulutuksesta, lämpötilatiedoista ja ulko-olosuhteista, että laitteet toimivat energiamielessä oletetusti.

– Mutta ei niitä meidän jokaisessa rakennuksessa ole, hän muistuttaa.

Uuden direktiivin mukaan uudet rakennukset on jäsenvaltioissa varustettava itsesäätyvillä laitteilla, jotka säätelevät lämpötilaa erikseen kussakin huoneessa. Perustelluissa tapauksissa laitteet voivat säädellä lämpötilaa rakennuksen osan lämmitetyllä tai jäähdytetyllä alueella. Tarpeen mukaan säätely tulee tehdä vesikierron tasapainotuksella. Olemassa oleviin rakennuksiin itsesäätyvät laitteet on asennettava silloin, kun lämmönkehittimet tai jäähdytysyksiköt vaihdetaan. Vaatimukset ovat voimassa, kun ne ovat teknisesti ja taloudellisesti toteutettavissa.

”Kunnianhimotaso on näissä kova”

Direktiivin mukaan jäsenvaltioiden asuinrakennuksissa ja laajamittaisen korjauksen kohteena olevissa asuinrakennuksissa tulee olla 29.5.2026 alkaen myös jatkuva sähköinen seurantatoiminto. Toiminto on tarkoitettu järjestelmien tehokkuuden mittaamisen sekä merkittävien muutosten ja huoltotarpeiden ilmoittamiseen.

Kauppisen mielestä tämä on automatiikalla tehtävissä. Hän kuitenkin pohtii, onko se lisättävissä kaikkiin rakennuksiin ja missä yhteydessä. 

– Kunnianhimotaso on näissä kova, joten onneksi on joustoja. Jos se ei ole teknisesti, taloudellisesti ja toiminnallisesti toteutettavissa, niin ei tarvitse tehdä, Kauppinen sanoo.

Direktiivi nostaa esiin myös tehokkaat ohjaustoiminnot. Niitä jäsenvaltioiden on asuinrakennusten ja laajamittaisen korjauksen kohteena olevien asuinrakennusten osalta edellytettävä 29.5.2026 alkaen. Tehokkailla ohjaustoiminnoilla varmistetaan energian optimaalinen tuottaminen, jakelu, varastointi ja käyttö sekä tapauksen mukaan vesikierron tasapainotus. Vaatimukset ovat voimassa jälleen vain, kun ne ovat teknisesti, taloudellisesti ja toiminnallisesti toteutettavissa.

– Ne antaisivat signaalia automaattisesti. Saataisiin informaatiota muutenkin kuin menemällä katselemaan järjestelmään käppyröitä, Kauppinen avaa.

Automaatiolla saamme järjestelmät tanssimaan kivasti yhteen.

Direktiivin mukaan rakennusten automaatio- ja ohjausjärjestelmillä on voitava jatkuvasti seurata, kirjata ja analysoida energian käyttöä sekä mahdollistaa sen mukauttaminen. Järjestelmillä on voitava myös tehdä vertailevaa analyysiä rakennuksen energiatehokkuudesta. Lisäksi niillä on pystyttävä havaitsemaan rakennuksen teknisten järjestelmien tehohävikki ja ilmoittamaan tiloista tai rakennuksen teknisestä hallinnoinnista vastaavalle henkilölle energiatehokkuuden parantamiseen liittyvistä mahdollisuuksista. 

Rakennusten automaatio- ja ohjausjärjestelmillä on myös voitava mahdollistaa viestintä toisiinsa yhteydessä olevien rakennuksen teknisten järjestelmien ja muiden rakennuksen sisäisten laitteiden kanssa. Yhteentoimivuus rakennuksen teknisten järjestelmien välillä on voitava varmistaa erilaisesta valmistajakohtaisesta teknologiasta, laitteista ja valmistajista riippumatta.

– Tämä on mielestäni aika kova juttu. Nythän automatiikassa on se ongelma, että nämä ovat pikkuisen valmistajakohtaisia. Jos suunnittelija suunnittelee tietynlaisen järjestelmän, sinne ei sitten vaihdeta toisen valmistajan komponentteja. Nehän eivät välttämättä toimi yhteen.

Älyvalmiusindikaattori käyttöön

Direktiivissä rakennuksen teknisille järjestelmille on varattu kokonainen 12-kohtainen artikla (13). Vanhaan EPBD:hen verrattuna muutos on suuri. Aiemmin rakennuksen tekniset järjestelmät, sähköinen liikkuvuus ja älyratkaisuvalmiutta koskeva indikaattori oli yhdistetty yhteen artiklaan. Nyt kestävän liikkuvuuden infrastruktuuri, rakennusten älyratkaisuvalmius ja rakennusten tekniset järjestelmät ovat direktiivissä omia artikloitaan.

SRI:tä (smart readiness indicator, älyvalmiusindikaattori) olisi direktiivin mukaan käytettävä mittaamaan rakennusten kykyä hyödyntää tieto- ja viestintätekniikoita ja sähköjärjestelmiä rakennusten toiminnan mukauttamiseksi. Tämä on tarkoitus tehdä asukkaiden ja verkon tarpeiden mukaan sekä rakennusten energia- ja kokonaistehokkuuden parantamiseksi. 

– SRI tarkoittaa tietysti paljon automaatiota. Se tulee ikään kuin energiatodistuksen rinnalle yhdeksi indikaattoriksi rakennuksen kyvykkyydestä, Takalo sanoo.

Direktiivi ohjeistaa lisäämään SRI:n avulla myös rakennusten omistajien ja asukkaiden tietoisuutta rakennusten automatisoinnin ja teknisten järjestelmien sähköisen valvonnan todellisesta arvosta. Lisäksi on tarkoitus rakentaa asukkaiden luottamusta siihen, että uudet parannetut toiminnot tuovat säästöjä.

SRI on direktiivin mukaan erityisen hyödyllinen suurille rakennuksille, joiden energiantarve on suuri. Muiden rakennusten osalta rakennusten älyvalmiutta luokittelevan järjestelmän käytön olisi oltava jäsenvaltioille vapaaehtoista.

Sisäilmastosta sisäympäristöön

Direktiivin mukaan rakennusten automaatio- ja ohjausjärjestelmillä on voitava viimeistään 29.5.2026 seurata sisäympäristön laatua: esimerkiksi lämpötilaa, kosteutta, hiukkasia ja hiilidioksidia. 

– Tällaisia järjestelmiähän meillä on jo olemassa. Esimerkiksi ministeriön toimitiloissa on hiilidioksiditunnistus ja alueellinen ilmanvaihto. Se tehostuu, jos on paljon ihmisiä jollain alueella ja hidastuu, jos on vähemmän. Mutta jos tekniset, taloudelliset ja toiminnalliset edellytykset täyttyvät, tulee velvoitteita asentaa näitä laajamittaisten korjausten yhteydessä rakennuksiin ja uusiin rakennuksiin, Kauppinen sanoo.

Direktiivi puhuu sisäilmaston sijaan laajempana käsitteenä sisäympäristöstä. Direktiivissä sisäympäristön laadulla tarkoitetaan sellaista rakennuksen sisätilojen arvioinnin tulosta, joka vaikuttaa rakennuksen käyttäjien terveyteen ja hyvinvointiin. Direktiivi määrittelee arvioinnin tuloksen perustuvan muun muassa lämpötilaan, kosteuteen, ilmanvaihtokertoimeen ja epäpuhtauksien esiintymiseen liittyviin parametreihin. 

Jäsenvaltioiden on direktiivin mukaan otettava energiatehokkuutta koskevien vähimmäisvaatimusten vahvistamisessa huomioon optimaalinen sisäympäristön laatu. Näin voidaan välttää esimerkiksi riittämätön ilmanvaihto. Kauppinen pohtii, mikä sitten on ”optimaalinen sisäympäristön laatu” – kansallisesti se joka tapauksessa määritellään.

Takalo muistuttaa, ettei energiatehokkuutta saa saavuttaa sisäilmatasoa heikentämällä. Direktiivin mukaan jäsenvaltioiden on edellytettävä, että päästöttömät muut kuin asuinrakennukset varustetaan sisäilman laadun seurantaan ja sääntelyyn tarkoitetuilla mittaus- ja valvontalaitteilla. Olemassa oleviin muihin kuin asuinrakennuksiin tällaisten laitteiden asentamista on edellytettävä, jos se on rakennuksen laajamittaisen korjauksen yhteydessä teknisesti ja taloudellisesti toteutettavissa.

– Kentällä tehdyt havainnot osoittavat, että rakennusten käyttäjät tekevät vieläkin energiatehokkuuden nimissä huonoja ratkaisuja. Silloin olosuhteet voivat heikentyä. Direktiivissä sisäilman laatu nostetaan isoksi asiaksi, ja sitä myös mitataan, Takalo sanoo.

Entäpä ilmanvaihto?

Takalo ei näe, että direktiivi muuttaisi Suomessa ilmanvaihtosuunnittelua kovin paljoa. Se on hänen mielestään jo hyvällä tolalla.

– Ulkomailla kyllä näkee monen näköistä sovellusta ja sävellystä. Suomessa meillä on raja-arvot ja hyvät ohjeistukset, ja me suomalaiset olemme perinteisesti kuuliaisia säädösten noudattajia. Teemme niin kuin käsketään, Takalo sanoo.

Direktiivissä painovoimainen ilmanvaihtokin on tekninen järjestelmä.

Direktiivi määrittelee ilmanvaihtojärjestelmän rakennuksen tekniseksi järjestelmäksi, joka johtaa tilaan ulkoilmaa luonnollisella tavalla tai konevoimalla. Direktiivissä painovoimainen ilmanvaihtokin on siis tekninen järjestelmä.

– Ruotsissakin puhutaan luonnollisesta ilmanvaihdosta, mutta painovoimaisesta ilmanvaihdosta on siis kysymys. Kun mietitään optimaalisen sisäympäristön vaatimusta, niin painovoimaisen ilmanvaihdon suunnittelu on meillä harvoissa käsissä. Se on varmasti haasteellinen yhtälö, Kauppinen pohtii. 

Voiko painovoimaisen ilmanvaihdon sitten ajatella osaksi rakennuksen ohjaus- ja automaatiojärjestelmää?

– Toki siinäkin on mahdollisuuksia, jos ruvetaan oikein etsimään esimerkiksi yötuuletusta. Mutta en niitä lähtisi Suomessa spekuloimaan. Muualla maailmassa on kyllä esimerkiksi toimistorakennuksissa automatiikkaa, jossa tuuletusluukut aukeavat yöksi, ja rakennusta viilennetään yöaikana, Kauppinen sanoo.

Hän muistuttaa, ettei painovoimaista ilmanvaihtoa ole Suomessa kielletty. Päinvastoin: sen suunnittelua jopa helpotettiin muutama vuosi sitten, kun painovoimaiselle ilmanvaihdolle ei enää edellytetty lämmöntalteenottoa.

– Mutta direktiivissä painovoimainen ilmanvaihto kytketään tietynlaiseen sisäympäristövaatimukseen. Eivät vaatimukset kovin korkeita voi olla, jotta ilman vaihtuminen sillä voidaan oikeasti varmistaa.

Fakta

• Rakennusten energiatehokkuusdirektiivi (EPBD, Energy Performance of Buildings Directive) tuli voimaan 28.5.2024. 
• Direktiivi on täytäntöönpantava viimeistään vuonna 2026.
• Rakennusten energiatehokkuuden parantamisen lisäksi direktiivissä tavoitellaan päästöttömän rakennuskannan saavuttamista viimeistään vuonna 2050. 
  
  Tämä juttu on ensimmäinen osa Talotekniikka-lehden kaksiosaista EPBD-juttusarjaa.