Tehdashallin rakenteiden energiatehokkuus
Yhtenä Tehokas konepaja -hankkeen tavoitteena oli konepajan kustannustehokkuuden parantamismahdollisuuksien tunnistaminen energiatehokkuuden näkökulmasta. Tässä demonstraatiossa selvitettiin tehdashallin rakenteiden vaikutusta energiatehokkuuteen aidossa ympäristössä tehtyjen lämpkuvausten avulla.
Demon tarkoitus
Lämpökuvausdemon tavoitteena oli havainnoida tehdashallien energiatehokkuutta rakenteiden näkökulmasta. Kuvauksen tarkoituksena oli kerätä yleisellä tasolla mahdollisia puutteita hallirakennusten ulkovaipparakenteissa. Tällaisia ovat tyypillisesti ilmavuodot rakenteissa, rakenteiden kylmäsillat ja mahdolliset eristepuutteet.
Tutkimuksessa käytetty laitteisto
Lämpötilan mittaus: Flir MR77 (kalibroitu 10/2020)
Paine-eron mittaus: Velocicalc 9965 (kalibroitu 11/2019)
Lämpökuvaus: Flir T530 (kalibroitu 10/2020)
Tutkimuksen aikaiset sisä- ja ulkoilman olosuhteet
Ulkoilman olosuhteet
Sääolosuhteiden osalta kuvauspäivä oli selkeä eikä rakenteisiin ole kohdistunut auringon lämmittävää vaikutusta edeltävän 12 tunnin aikana. Ulkolämpötila kuvaushetkellä oli 1,8 – 3,8 °C ja ulkoilman suhteellinen kosteus 88 % RH. Tuulen nopeus kuvauksen aikama 2-3 m/s. Ulkoilman olosuhteet ovat lähimmältä säähavaintoasemalta, joten paikalliset olosuhteet ovat saattaneet poiketa näistä jonkin verran.
Sisäilman olosuhteet
Kohteesta mitattiin paine-ero sisä- ja ulkoilman välillä useana pistemittauksena hallirakennuksen eri osista noin 1,1 metrin korkeudelta. Paine-erot vaihtelivat pääasiallisesti -4 – 7 Pa välillä. Poikkeuksen tähän tekee maalaamorakennus, joka oli +7 - 10 Pa ylipaineinen.
Lämpötiloja otettiin pistemittauksina hallirakennuksen eri osista ja koneistamon osalta lämpötila oli n. 20 °C ja maalaamossa 19 °C ja muissa halleissa 15 - 16 °C. On hyvä huomioda, että hallit ovat tilavuudeltaan ja korkeudeltaan suuria, joten suoritetut paine-erojen ja lämpötilojen pistemittaukset eivät anna kattavaa kuvaa hallien lämpöolosuhteista. Tämä pätee erityisestä katon rajassa oleviin olosuhteisiin.
Kuvausten suorittaminen
Kohteessa suoritettiin yleisen tason lämpökuvaus 4.3.2022 rakenteellisten poikkeamien ja mahdollisten puutteiden havaitsemiseksi. Maalaamoa lukuunottamatta kaikki hallit olivat kuvausten aikana normaalissa käyttötilanteessa ja alipaineisia.
Lämpökuvaus suoritettiin rakennuksen sisäpuolelta ja se kohdistui ulkoilmaa vasten oleviin rakenneosiin. Lämpökuvauksen tarkoituksena oli havaita alipaineisissa rakennuksissa mahdolliset ilmavuodot, kylmäsillat, eristepuutteet ja muut vastaavat tekijät, jotka voivat heikentää rakenteiden energiatehokkuutta.
Kattorakenteiden osalta tulee huomioida, että niistä otettujen lämpökuvien luotettavaa tulkintaa haittaa se, että olosuhteet (lämpötila ja paine-ero) eivät ole katon osalta tiedossa. Jotta katon ilmavuotoja voitaisiin luotettavasti havainnoida, tulisi ilmavuotopaikannus tehdä alipaineistamalla hallit -50 Pa alipaineeseen. Tässä lämpökuvauksessa otetut kuvat ovat siis vain suuntaa-antavia kattorakenteiden osalta!
Yhteenveto
Lämpökuviin on pääsääntöisesti merkitty näkyviin kuvassa oleva kylmin kohta, joka yleensä indikoi kylmäsiltaa, eristepuutetta tai ilmavuotoa, mikäli ko. pisteen lämpötila on merkittävästi ympäristön lämpötilaa alhaisempi. Tämän lisäksi jokaiseen kuvaan on lisätty lämpötilapisteitä havainnoimaan lämpötilan muutoksia rakenteissa ja vertailukohtia antamaan.
Muutaman asteen poikkeamat rakenteissa ovat normaaleja, eivätkä aiheuta toimenpiteitä. Myös rakenteiden liitoskohdissa lämpötilat ovat tyypillisesti ympäröiviä rakenteita matalampia.
Tyypillisesti tehdashallien nosto-ovissa ja muissa ovirakenteissa esiintyy kylmäsiltoja sekä ilmavuotoja. Näitä esiintyi näidenkin hallirakennusten kaikissa ovissa ja esimerkkejä on annettu alla olevissa kuvissa (kuvat 9, 10, 12, 14, 19-20, 25-27, 29-30, 33, 37, 42, 44 & 55). Energiatehokkuudeen näkökulmasta suurin vaikutus on kuitenkin isojen nosto-ovien availulla ja aukioloajoilla lämmityskaudella. Havaittujen puutteiden osalta yksinkertaisin toimenpide on tarkistaa ja tarpeen vaatiessa uusia kaikkien ulko-ovien tiivisteet, suoruus ja käynti. Kylmäsillat ovat lähinnä rakenneteknisiä ominaisuuksia ja niiden korjaamiseksi ei yleensä ole kustannustehokkaita keinoja.
Rakenteellisia ilmavuotoja kohteesta löytyy jonkin verran. Tyypillisesti ne liittyvät rakenteiden liitoskohtiin, kuten lattian ja ulkoseinän liitos ja ulkoseinärakenteiden nurkat. Ko. ilmavuotoja voidaan havaita alla olevissa kuvissa (kuvat 1-3, 5-6, 11, 13, 15-18, 21-22, 24, 31, 34-36, 38, 45, 51-54 & 58-60). Rakenteista löytyy myös ilmavuotoja, jotka havaintojen mukaan liittyvät pääosin seinärakenteen olemassaoleviin tai tukittuihin läpivienteihin. Tällaisia kohtia voidaan havaita alla olevissa kuvissa (kuvat 4, 23 & 27). Edellä mainittujen osalta energiatehokkuuden parantamisen näkökulmasta yksinkertaisin tapa on tiivistää ne rakenteet, joiden osalta se pystytään tekemään kustannustehokkaasti.
Eristeiden osalta ei ollut havaittavissa selkeitä puutteita tai merkittävissä määrin rikkoutuneita eristeitä. Kolhuja saaneissa eristeissä/puutteellisessa eristyksessä pinta-lämpötila on yleensä alhaisempi kuin ehjässä vastaavassa rakenteessa. Alla olevissa kuvissa (kuvat 21, 46-47, 51, 53, 56-57) on esitetty näitä edellä mainittuja mahdollisia eristepuutteita ja eristeisiin liittyviä vikoja. On hyvä huomata, että aiemmassa kappaleessa mainitut rakenteelliset ilmavuodot voivat olla seurausta paikallisesta eristeiden puuttumisesta/rikkoutumisesta.
Ikkunoiden osalta merkittäviä puutteita ei ollut kuvaushetkellä havaittavissa. Kuvatuissa ikkurakenteissa ei havaittu ilmavuotoja.
Yhteenvetona voidaan mainita, että tehdyt havainnot ovat tyypillisiä tämän ikäisissä ja tyyppisissä rakennuksissa. Rakenteellisille kylmäsilloille ei ole juurikaan tehtävissä järkeviä ja kustannustehokkaita toimenpiteitä. Eristepuutteiden ja ilmavuotojen osalta tilannetta voidaan parantaa korjaamalla puutteita ja tiivistimällä epätiiviitä kohtia niiltä osin, kun se voidaan tehdä kustannustehokkaasti.
Tehokas konepaja -hankkeen demonstraatiomielessä suoritettu lämpökuvaus antaa kuvan tyypillisimmistä puutteista rakenteiden lämpöteknisessä toiminassa. Koska halli oli normaalissa käytössä kuvausten aikana ei kaikkia ulkoilmaa vasten olevia rakenteita päästy kuvaamaan.
