| |
|
|
|
Kuva 1.Periaatekuva
aurinkolämpöseinästä
ja sen toimintaperiaatteesta.
(kuva: Timo Silomaa)
|
| |
Auringon säteilyn riittävyys Suomessa
Auringon säteilyn hyödyntämiseen sähköntuotannossa suhtaudutaan rakennusalalla Suomessa jo melko positiivisesti. Aurinkolämmön mahdollisuuksiin sen sijaan ei tunnuta uskovan lainkaan. Tyypillinen väite on, ettei aurinkoenergialla kuitenkaan voitaisi lämmittää rakennuksia joulu – tammikuussa, kun lämmitystarve on suurin, minkä perusteella aurinkolämpösysteemien rakentaminen itsessään nähdään hyödyttömänä.
Suomessa kuitenkin saadaan auringonsäteilyä yhtä paljon tai jopa enemmän kuin missä tahansa Alppien pohjoispuolisessa Euroopassa. Säteilymäärien vaihtelu eri vuodenaikojen mukaan on voimakkaampaa kuin etelässä, mutta se ei sulje pois sitä, ettei ainakin osaa lämmityksestä olisi taloudellista hoitaa aurinkoenergialla.
Tarkastelin auringonsäteilyn määrän riittävyyttä diplomityössäni Tampereella sijaitsevan 1970-luvun betonisandwichelementti-rakenteisen kerrostaloryhmän avulla. Rakennusten etelänpuoleisiin seiniin suunniteltiin integroitaviksi ilmakiertoiset aurinkolämpökeräimet ja keräimille laskettiin 30 % hyötysuhde. Todennäköinen hyötysuhde on parempi, mutta varmuuden vuoksi hyötysuhde arvioitiin hyvin alhaiseksi. Joulu – tammikuussa aurinkolämpöä ei saada kerättyä nimeksikään. Sen sijaan jo helmikuussa auringonsäteilyä saadaan keskimäärin 2230 Wh/m2/vrk. Jos energiasta saadaan hyötykäyttöön vain 30 % tuosta määrästä eli 669 Wh/m2/vrk, yhdellä neliömetrillä lämpökeräintä voidaan lämmittää 1,34 m2 neliömetriä kyseisen asuinrakennuksen tiloista keskiverto helmikuun lämmitystarpeella. Maaliskuussa yksi neliömetri keräintä tuottaa jo 846 Wh/m2/vrk ja tuolla lämpöenergialla voidaan lämmittää jo 2,08 m2 rakennuksen tiloista keskiverto maaliskuun lämmitystarpeella. Huhtikuussa vastaavat luvut ovat 1059 Wh/m2/vrk ja 3,77 m2. Luvut saattavat tuntua pieniltä, mutta kun otetaan huomioon, että esimerkkikohteen eteläseiniin integroitujen keräinten yhteispinta-ala on 482 m2, niin keräimillä saadaan keskiverto maaliskuussa lämmitettyä 1820 m2 rakennusten sisätiloista eli 29,7 %.
Vastoin yleistä käsitystä, näyttäisi vahvasti siltä, että aurinkoenergian määrä Suomessa on suurimpana osana lämmityskauttakin riittävää siihen, että sitä on taloudellisesti kannattavaa hyödyntää rakennusten lämmittämiseen.
Keräinteknologioiden estetiikka rakennusten julkisivuissa
Diplomityöni tutkimusosuudessa selvitetään myös erilaisten aurinkolämpökeräinratkaisujen ominaisuuksia ja erityisesti kiinnitetään huomiota aurinkokeräinten näkyvien osien eli katteiden ja absorptiopintojen erilaisiin värivaihtoehtoihin. Aurinkokeräinten ei tarvitse enää olla mustia vaan useita eri värivaihtoehtoja on olemassa. Aurinkokeräinten arkkitehtoninen integroiminen rakennuksiin tulee jatkuvasti yhä kiinnostavammaksi. Keräinten mitat ja muodot ovat vapaammin määriteltävissä. Keräinten ei myöskään tarvitse olla lasilla tai muulla heijastavalla materiaalilla katettuja vaan on olemassa tehokkaita keräimiä, jotka näyttävät lähes tavallisilta julkisivun osilta. Jo pelkkä metallikasettiverhous, jonka taakse järjestetään tehokas ilmankierto ja josta lämmennyt ilma otetaan hyötykäyttöön, on melko hyvä aurinkokeräin.
Aurinkokeräinten taloudellisuus
Työssäni arvioin julkisivuun integroiduille aurinkokeräimille yli kolminkertaisen hinnan tavalliseen julkisivulevyverhoukseen nähden. Arviot perustuivat henkilökohtaisiin yhteydenottoihin eri julkisivuvalmistajien kanssa ja Rakennustiedon ROK – Rakennusosien kustannuksia 2011 -julkaisun tietoihin. Koska keräimiä ei kuitenkaan asennettu esimerkkiratkaisuissa kaikkiin julkisivuihin eivätkä ne peitä niitäkään julkisivuja joihin ne suunniteltiin asennettaviksi kokonaan, koko rakennusten ulkoverhouskulut nousivat vain noin 24 % perinteisellä tavalla toteutetusta julkisivuverhouksesta. Koko rakennusten vaipan lisälämmöneristys ja ulkoverhous remontointikulut nousivat noin 6 %.
Aurinkokeräimet maksavat itsensä takaisin lasketulla erittäin alhaisella 30 % hyötysuhteella jo 11 – 18 vuodessa ja lyhentävät koko vaipparemontin takaisinmaksuaikaa 25 % eli 60 vuodesta 45 vuoteen. Voidaan todeta, että aurinkolämpökeräinten integroiminen rakennuksiin julkisivuremontin ja lisäeristämisen yhteydessä on taloudellisesti kannattavaa.
Kuva 2.
Colourface –projektin tulosten perusteella aurinkolämpökeräimissä voidaan käyttää myös metalliprofiileja, joiden väri on myös kaikkea muuta kuin musta. (kuva: Müller T. et al: Colourface. Planungsrichtlinien für farbige Fassadenkollektoren. Aks Doma Solartechnik GMBH, 2004.)