Helenin selvityksessä on erityistä mielenkiintoa, koska lämpöverkossa on mukana myös vanhaa rakennuskantaa 1900-luvun alusta asti. Todellinen energiatehokkuus osoittautuu aineistossa usein aivan muuksi, mitä sen laskennallisen U-arvon mukaan pitäisi olla.

1900-luvun alun rakennuskannan energiatehokkuus on valtaosin joko hyvää tai erinomaista. Taso romahtaa 1950-luvulla, painuu pohjamutiin 60-luvulla ja alkaa parantua vasta vuosituhannen vaihteessa. 2000-luvulle tultaessa kaikkein huonoin rakennuskanta alkaa samalla tippua pois pelistä.

1900-luvun alun erinomaiseksi osoittautunut rakennuskanta koostuu pitkälti tiilirunkoisista kerrostaloista, joiden ei laskennallisesti pitäisi olla kovinkaan energiatehokkaita. Seinä on näissä tyypillisesti 60 cm:n paksuinen, molemmin puolin rapattu tiilimuuri ilman lisälämmöneristettä. Tällaisen massiivimuuratun ulkoseinän laskennallinen U-arvo on keskimäärin noin 1 W/m2K. Taso on paljon heikompi kuin nykyisin vaadittu 0,17 W/m2K.

Rakennusten todellinen energiatehokkuus kuitenkin romahtaa juuri siinä vaiheessa, kun käyttöön otetaan tehokkaita lämmöneristeitä sisältävät sandwich-betonielementit. Yksinkertaisimpienkin sandwich-elementtien U-arvo on suunnilleen 0,40 W/m2K eli paljon tiilimuuria parempi.

Talotekniikka tuuletti lämmön taivaalle

Helenin energia-asiantuntija Markku Mannila ja kehityspäällikkö Jouni Kivirinne selittävät vuosisadan puolivälin romahdusta osin talotekniikalla.

Betonielementtien myötä painovoimainen ilmanvaihto korvautui konevoimalla, jonka käytössä oli vielä paljon oppimista.

”Ilmanvaihdossa siirryttiin koneelliseen poistoon, johon ei sisältynyt lämmön talteenottoa. Samalla myös korvausilman saanti jäi tyypillisesti miettimättä.”

”36 prosenttia lämpöhäviöistä voikin johtua huonosti toteutetusta koneellisesta ilmanvaihdosta”, kertoo Kivirinne.

Joissain tapauksissa vanhojen tiilitalojen energiatehokkuutta on tukenut näiden ryhmittely umpikortteleiksi.

”Vanhanajan lay outilla saatiin suojaisia sisäpihoja, joissa iso osa seinäpinta-alasta ei altistu säälle samoin kuin erillisissä rakennuksissa”, sanoo Kivirinne. Arvoitusta toisaalta syventävät ikkunat, joiden U-arvo oli vuosisadan alussa todella huono. Laatu tässä suhteessa alkaa parantua vuosisadan puolivälin jälkeen – samoihin aikoihin kun energiatehokkuus romahtaa.

Selvitys antaakin näyttöä siitä, ettei energiatehokkuuden arvioinnissa pitäisi tukeutua liikaa yksittäiseen laskennalliseen arvoon.

”Tällainen johtaa helposti osaoptimointiin, joka altistaa sekä rakentamisessa että remonteissa ylimitoitettuihin, kustannustehottomiin toimenpiteisiin.”

Viilennyksen vaikutus energiatehokkuuteen

Tehokkaasti eristetyn rakennuksen todellista energiatehokkuutta voi syödä myös 2000-luvulla yleistynyt viilennys. Vaikka asunnon lämmitystarve olisi pieni, energiatehokkuus voi olla heikko viilennykseen kuluvan sähkön takia. Moni onkin ihmetellyt, mitä järkeä on panostaa valtavasti rahaa lämmön karkaamisen ehkäisyyn, jos lämpöä täytyy iso osa vuotta lauhduttaa sähkön voimalla taivaan tuuliin.

Kivirinnekään ei näe tällaisessa ”energiatehokkuudessa” mitään järkeä. Tilanne on kuitenkin toinen, jos jäähdytyksessä poistettava lämpö otetaan talteen ja kierrätetään takaisin käyttöön.

”Jäähdytys on tällöin osa lämmön varastointi- ja kierrätysjärjestelmää, joka voidaan saada koko vuoden kiertoa ajatellen erittäin energiatehokkaaksi.”

Todellisen energiatehokkuuden arviointi ei liene tulevaisuudessa ainakaan helpottumassa. Ainakin kaukolämmön piirissä asiaan vaikuttanee entistä enemmän se, kuinka tehokkaasti yksittäinen rakennus pystytään integroimaan osaksi laajaa ja varsin monimutkaista energiajärjestelmää.

Näyttöä Tuusulasta

Wienerberger Oy:n rakennustekninen johtaja Juha Karilainen selittää Helsingin vanhan rakennuskannan energiatehokkuutta paksujen umpitiiliseinien massalla, joka pystyi varaamaan lämpöä ja tasaamaan tämän vaihteluita ilman nopearytmistä lisälämmitystä.

Massiivirakenteen tehokkuudesta on hänen mukaansa uudempaakin näyttöä. Tätä saatiin Tuusulaan 2001 rakennetusta pistemäisestä, viisikerroksisesta asuinkerrostalosta, jonka seinä on perinteinen kahden tiilen umpimuuraus ilman lisälämmöneristettä. Seinän U-arvo on 0,85 W/m2K.

Talossa on kolmikerroslasit, ilmanvaihtona keskitetty koneellinen poistopuhallusjärjestelmä. Mitattu keskimääräinen energiankulutus on nykyisiin normikerrostaloihin vertautuva 47 KWh/m3.

Kohteen vieressä on samoihin aikoihin rakennettu, vastaava asuinkerrostalo, jonka eristerapatun seinän U-arvo on 0,28 W/m2K eli noin kolme kertaa parempi. Ilmanvaihtoratkaisu on sama, toteutunut energiankulutus 40–45 KWh/m3. Iso ero U-arvossa näkyy näin melko vähän todellisessa energiatehokkuudessa.

”Seuranta on antanut näyttöä siitä, että massiivinen tiilirakenne on selvästi energiatehokkaampi mitä sen laskennallisesti pitäisi olla”, toteaa Karilainen.

Runko hoitaa talotekniikan tehtäviä

Karilaisen mukaan käytännön kokemukset antavat ajattelemisen aihetta myös talotekniikasta.

Käytännön rakennusvalvonnassa laatutaso määritellään laskennan tuottamilla numeerisilla arvoilla. Asetettuihin arvoihin pääseminen edellyttää nykyrakennuksissa usein raskasta talotekniikkaa, jonka avulla lämpötila, kosteus ja kaasutasapaino pidetään tietyissä rajoissa.

Karilaisen mukaan arviointi ei huomioi lainkaan sitä, kuinka rakennus itse vaikuttaa talotekniikan tarpeeseen. Massiivinen tiili- tai hirsiseinä itsessään tekee monta asiaa, johon tiiviissä nykyrakennuksessa tarvitaan sähköllä toimiva laite.

”Massiivinen, hengittävä runko itsessään tasaa lämmön, kosteuden ja kaasujen pitoisuuksien vaihteluja, mikä vähentää talotekniikan ja ilmanvaihdon tarvetta.”

”Tätä ei kuitenkaan voida toistaiseksi osoittaa luvuilla ja laskelmilla, mikä vääristää erityyppisten rakennusten vertailua ja rakentamisen luvitusta”, toteaa Karilainen.

Karilainen näkeekin tilausta ”rakennusmatematiikan” täydennykselle, joka perustuisi laajaan aineistoon massiivirakenteiden toteutuneesta toiminnasta. Kokemusperäisen aineiston pohjalta luotaisiin rakennusvalvonnan käyttöön laskentamallit, jotka ottaisivat paremmin huomioon rakennuksen vaipan ominaisuudet.

”Euroopassa onkin jo käynnissä hankkeita, joissa tutkitaan sopivia laskentamalleja. Suomessa asia on vielä lähtökuopissaan”, kertoo Karilainen.