Uutinen

Karhulan alakoulun energiataloudellinen oivallus – Lauhdelämpöä jäähallista

Kotkan Karhulassa on rakenteilla uusi alakoulu, jossa sisäilman laatu ja energiatehokkuus ovat keskeisiä tavoitteita.

Kohteen lattialämmityksen johtoasennukset käynnissä. Kuva: Ari Haimi.

Vesa Tompuri 27.09.2023 11:37

Alapohjaan sijoitetaan neljä massiivista kuivainta, joiden avulla olosuhteet pidetään suotuisina. Energiataloudellisena oivalluksena puolestaan on hyödyntää läheisen jäähallin lauhdelämpöä.

Kotkan seudulla on meneillään mittava uusien koulujen rakentamisohjelma. Osa vanhoista kouluista on todettu liian kalliiksi peruskorjata, ja toisaalta koulujen tilat eivät enää vastaa uusia opetuskäytäntöjä. Karhulan uuden alakoulun rakennushanke ilmentää tätä kehitystä. Hanke on erityisen kiireellinen, sillä läheinen, aiemmin alueen opetustilatarpeet täyttänyt Rauhalan koulu on ollut sisäilmaongelmien takia käyttökiellossa vuodesta 2017.

Uutta rakennuspaikkaa etsittäessä oli tärkeää, että sopiva tontti löytyy läheltä ja samalla mahdollisimman lyhyen matkan päässä julkisen liikenteen reitistä. Myös liikuntapaikkojen läheisyys oli plussaa. Tästä koituu myös se energiataloudellinen hyöty, että osa uuden alakoulun energiantarpeesta tulee täytetyksi noin 150 metrin päässä sijaitsevan jäähallin ratakylmäkoneesta saatavan lauhdelämmön avulla.

Kotkan kaupungin talonrakenusosaston lvi-valvoja Jori Pihl pitää laadukkaan sisäilman varmistamista uuden alakoulun rakentamisen keskeisenä tavoitteena. Kuva: Ari Haimi.

Jäähallin lauhdelämpöjärjestelmä siirtää 30-prosenttisen vesi-glykoliseoksen avulla lämpöenergiaa koulurakennuksen lattialämmitysverkostoon. Järjestelmään sisältyvät lämmönsiirtimet, putkistot jäähallilla ja koulurakennuksessa sekä väliputkistot maan alla rakennusten välillä, kuten myös pumput, venttiilit, lianerottimet, varoventtiilit ja paisuntajärjestelmä sekä lämpö- ja painemittarit sisältyvät kouluhankkeen LVIA-urakoitsijana toimivan Haminan Vesijohtoliikkeen jaettuun urakkaan. Pääurakoitsijana toimii Rakennuspartio Oy.

Ennen kuin varsinaiset talotekniikkatyöt oli mahdollista aloittaa, alueen vesihuollosta vastaavan Kymen Veden oli liitettävä uusi koulurakennus olemassa olevaan vesi- ja viemäriverkostoon. Toisaalta koulun rakennustöiden oli luonnollisesti edettävä riittävän pitkälle, jotta talotekniikkavaihe saattoi alkaa.

Kuivaimet alapohjassa

Jotta sisäilmaongelmat tulevat mahdollisimman tehokkaasti ehkäistyksi ennalta, Karhulan alakoulun alapohja varustetaan neljällä massiivisella kuivaimella. Niiden paikalleenasennus tehtiin kesäkuussa, ja sekin kuului Haminan Vesijohtoliikkeen urakkaan.

– Asennus oli varsin yksinkertainen toimenpide, mutta kokoahan kuivaimilla on: liki metri kanttiinsa ja päälle sata kiloa per kuivain, kertoo työpäällikkö Simo Penttilä Haminan Vesijohtoliikkeestä.

Alapohjassa on riittävästi tilaa myös viemäriputkien huoltotöille. Kuva: Ari Haimi.

Alapohjan varustaminen jatkuvatoimisilla kuivaimilla on kohteen LVIA-suunnittelusta vastaavan Etteplanin projektipäällikkö Erkki Oinosen mukaan sekä puhtaasti tekninen että myös sisäilman laadusta huolestuneiden huolia hälventävä toimenpide. Kotkassa on kokemusta alapohjaan sijoitettavien kuivainten käytöstä jo noin kymmenen vuoden ajalta. Ratkaisu on looginen, koska niin Karhulan alakoulussa kuin monissa muissakin alueen kohteissa, alapohja varustetaan myös radonputkistoilla, joiden poistoilma johdetaan alapohjasta vesikatolle.

– Näillä ratkaisuilla pyrimme saamaan alapohjan olosuhteet mahdollisimman stabiileiksi, kertoo hankkeen LVI-valvoja Jori Pihl Kotkan kaupungilta.

Terve sisäilma tavoitteena

Uuteen alakouluun sijoitetaan peräti kymmenen ilmanvaihtokonetta, joiden asennus alkaa kuluvan vuoden syksyllä. Koneiden määrä on koulurakennukseksi poikkeuksellisen suuri. Ilmanvaihtoa optimoi automaatio, jonka avulla ilmanvaihto säätyy optimaaliseksi kutakin tilannetta vastaavasti.Kaikki kymmenen ilmanvaihtokonetta on sijoitettu rakennuksen toisessa kerroksessa sijaitsevaan iv-konehuoneeseen. Ilmanvaihto on mitoitettu niin, että ilma vaihtuu minimissään 0,5 kertaa tunnissa myös käyttöajan ulkopuolella vuorokauden ympäri – kuitenkin aina tarpeenmukaisesti.

Öljynerotuskaivo on tarpeen myös koulukiinteistössä. Kuva: Ari Haimi.

Rakennuksen ilmanvaihtojärjestelmät on varustettu tavalliseen tapaan äänenvaimentimin, kanavistoin, kannakoinnein, ilmamäärän säätölaittein ja ilmanjakoelimin. Tuloilma otetaan ulkoa, suodatetaan mekaanisesti suodattimin, lämmitetään pyörivällä tai nestekiertoisella lämmöntalteenottolaitteistolla ja lämmityspatterilla käsitelty ilma johdetaan kuhunkin tilaan. Poistoilma puolestaan otetaan tilasta ja johdetaan suodatuksen ja lämmöntalteenoton kautta vesikatolle.

Koulussa on myös vetokaapeilla varustettuja tiloja, esimerkiksi kuvaamataidon ja teknisen työn luokissa. Näissä tiloissa poistoilma johdetaan vetokaapista suoraan poistoilmana ulos. Ilmamäärä säätyy sisäilman CO₂-pitoisuuden, läsnäolotunnistimen ja lämpötilan mukaan. Tässä kehittyneen automaation rooli on keskeinen. Automaatiojärjestelmä koostuu käyttöliittymillä varustetusta valvomotasosta, alakeskuksissa tapahtuvista säätö- ja valvontatoiminnoista sekä prosessiliittymillä varustetusta kenttälaitetasosta.

Valvomossa työskentely tapahtuu niin sanotun graafisen liittymän kautta. Liittymästä voi nähdä automaation toimintakaaviot ja ohjata prosessien kulkua. Sieltä saa näkyviin tarvittavat raportit hälytyksistä ja kulutuksista. Valvonta-alakeskukset tulevat puolestaan sijaitsemaan iv-konehuoneissa ja lämmönjakohuoneissa.

Olosuhteet optimiksi automaatiolla

Rakennusautomaation rooli on aivan keskeinen pyrittäessä ottamaan tarpeenmukaisuus esimerkiksi ilmanvaihdossa ja valaistuksessa. Kehittyneellä automaatiolla, kuten tässä hankkeessa, voi optimoida sisäilmaolosuhteet ajastamalla toiminnot järkevästi. Valaistusta voi ohjata automaatiolla sekä valoisuuden että ajastetun ohjelman mukaan vaihdellen. Keskeinen komponentti automaatiolla tapahtuvassa olosuhteiden optimoinnissa on alakeskuksen mikroprosessori. Se muun muassa säätää, optimoi ja antaa hälytyksiä sekä tekee jatkuvatoimisia mittauksia muun muassa huonetilan CO₂-pitoisuuksista ja lämpötiloista. Näin rakennuksen omistajalla säilyy reaaliaikainen käsitys rakennuksen sisäilmaolosuhteista.

Kaukolämpö versus maalämpö

Alkuperäisten suunnitelmien mukaan Karhulan alakoulu oli määrä varustaa maalämpö-kaukolämpö-hybridijärjestelmällä. Tällöin jäähallilta saatavaa lauhdetta olisi pystytty kesäaikana lataamaan maalämpöreikien kautta maahan ”varastoon”, mitä olisi voitu hyödyntää koulun tarpeisiin talven aikana. Suunnitteluvaiheen lopussa päälämmönlähteeksi valikoitui kuitenkin kaukolämpö.

Tähän myötävaikutti se, että valmis kaukolämpölinja sijaitsee lähellä uuden koulun tonttia. Lämmitysverkostoja on kolme, joista jokaisella on oma lämmönsiirrin: lattialämmitysverkosto ^_ jossa märkä- ja kuivatiloille on omat siirtimet – ilmanvaihdon lämmitysverkosto ja käyttöveden lämmitys.

Kotkan kaupungin sähkövalvoja sähkövalvoja **Jali Soininen**. Kuva: Ari Haimi.

– Karhulan alakoulu on kouluistamme ensimmäinen kattavalla lattialämmitysjärjestelmällä varustettu koulu. Päiväkodeista meillä on tästä lämmitystavasta hyviä kokemuksia, Pihl kertoo.

Uusiutuvista energialähteistä kohteeseen asennetaan myös kattava aurinkosähköjärjestelmä. Aurinkopaneelit asennetaan koulun katolle. Niin sanottu piikkiteho on Kotkan kaupungin sähkövalvoja sähkövalvoja Jali Soinisen mukaan noin 80 kilowattia, mikä riittää tuottamaan huomattavan osan sähköä koulun tarpeisiin varsinkin kesäaikana. Valmista työmaalla tulee näillä näkymin heinäkuuhun 2024 mennessä., jolloin alkaa koulun irtokalusteiden asennukset elokuussa alkavaa koulutoimintaa varten. Aikataulullisesti kriittisimmät alkavat olla takanapäin, joten on oletettavissa, että aikataulu pitää.

Karhulan alakoulu