Kun ilmasto muuttuu, helleaallot haastavat rakennukset ja niiden sisäilman laadun
Helteet voimistuvat ja pitkittyvät. Lämpimät yöt yleistyvät. Muuttuva ilmasto näkyy yhä selvemmin myös sisäolosuhteissa – erityisesti asunnoissa ja julkisissa rakennuksissa, joissa ei ole koneellista jäähdytystä. Aalto-yliopiston professori Risto Kosonen avaa, miksi nykyinen energiasäähän perustuva mitoitus ei vastaa todellisuutta ja mitä se tarkoittaa asumiselle.
Helteet tulevat todennäköisesti kesäisin voimistumaan ja ne myös kestävät pidempään. Nämä hellejaksot ja lämpimät yöt näkyvät ja tuntuvat sisäolosuhteissa.
– Asia koskee lähinnä asuntaloja ja julkisia rakennuksia kuten kouluja, joissa ei ole jäähdytystä. Koneellisesti jäähdytetyissä liikerakennuksissa muutos on hyvin marginaalinen, sanoo Aalto-yliopiston LVI-tekniikan professori Risto Kosonen.
Lämpimät jaksot erottuvat selvästi tilastoissa. Viime vuosien piikit näkyvät selkeästi verrattuna aiempiin vuosikymmeniin.

Mitoitus perustuu viileämpään menneisyyteen
Kososen mukaan asuntopuolen mitoitus perustuu 30 vuoden aikana laadittuun energiasäähän. Taaksepäin mentäessä sää on ollut selvästi viileämpää, eikä se näytä nykyisiä lämpöpiikkejä. Tätä samaa energiasäätä käytetään edelleen ympäristöministeriön ohjeissa, kun suunnitellaan uutta rakennusta.
– Uudessa EPDB-direktiivissä säätä on muutettu ja viety tulevaisuuteen RCP:n keskimmäisellä arvolla, mutta edelleen siinä on käytetty energiasäätä, jolloin se yhä on pikkusen viileä.

Laskennassa on lähtökohtainen haaste
Säähän liittyvän mitoituksen lisäksi laskentaan vaikuttavat myös sisäiset lämpökuormat, jotka on määritelty tietyillä laskentasäännöillä. Laskentaan ja mitoitukseen liittyvä lähtökohtainen haaste on, että sään muuttuessa ei ääri-ilmiöitä huomioida.
EPDB on energiasää, jota tarvitaan rakennusluvan saamiseksi. Sen jälkeen pitäisi tehdä erikseen terminen viihtyvyysanalyysi.
– Epäilen, että suunnittelijat, investorit tai grynderit kuitenkaan tekisivät tällaista tarkastelua, Kosonen sanoo.
Lämpötilarajat – mitä säädökset sanovat?
Asuntopuolella ympäristöministeriön asetuksessa on määritelty uusille rakennuksille mitoitussäällä maksimissaan 27 asteen sisälämpötila sekä 150:n astetunnin raja-arvo. Hoivalaitoksissa raja on tiukempi, 25 astetta.
Olemassa olevissa rakennuksissa tilanne on toinen. Niissä sovelletaan sosiaali- ja terveysministeriön asumisterveysasetusta, jonka mukaan 32 astetta on maksimilämpötila, erityisryhmillä 30.
Kososen mukaan tässä kohdin sekoitetaan usein kaksi eri asiaa: suunnitteluarvot ja terveysasetuksen toimenpiderajat. 27 astetta ja 150 astetuntia liittyvät suunnitteluun ja mitoitukseen, eivät olemassa olevien rakennusten toimenpiderajoihin.
Rakennus voi siis olla säädösten mukainen – mutta silti kuuma.
Rakennuksen ikä vaikuttaa
Rakennusten lämpenemiseen vaikuttavat monet tekijät: u‑arvovaatimukset, ilmanvaihtoratkaisut, koneellinen tulo–poistoilmanvaihto, lämmön talteenotto ja se, milloin simulointivaatimus on tullut mukaan sääntelyyn. Simulointivaatimus tuli vuonna 2012 T2-muutoksen yhteydessä.
Usein ajatellaan, että vanhat rakennukset kestävät kuumuutta paremmin kuin uudet.
– Tämä ei ihan pidä paikkansa, sillä uudet lämpenevät pikkuisen vähemmän ja se johtuu osittain tuosta määräyksestä.
Vanhat talot mielletään massiivisiksi kivitaloiksi, joiden rakenteellinen massa tasaa lämpöä. Uudemmissa rakennuksissa on kuitenkin kiinnitetty enemmän huomiota aurinkosuojaukseen ja tehty laskennallinen tarkastelu jo suunnitteluvaiheessa.

Kuumeneeko pieni vai suuri asunto enemmän?
Toinen yleinen hypoteesi liittyy asuntojen kokoon. Sanotaan, että isot asunnot lämpenevät vähemmän kuin pienet asunnot. Tämä oletus pitää osittain paikkansa, mutta taustalla on myös rakenteellinen muutos asuntotuotannossa.
– Isoja asuntoja ei ole tehty kovin paljoa viime aikoina. Eli ne ovat suhteellisen vanhoja asuntoja, joissa on isot ikkunat ja huonot aurinkosuojaukset. Ja niissä voi asua vähemmän ihmisiä suhteessa lattiapinta-alaan kuin pienemmissä asunnoissa, kertoo Kosonen.
Pienemmissä asunnoissa sisäisiä lämpökuormia syntyy enemmän suhteessa pinta-alaan, mutta toisaalta aurinkosuojaukseen on viime vuosina alettu kiinnittää enemmän huomiota.
Trooppiset yöt muuttavat tilannetta
Hellejaksojen yhteydessä esiin nousee erityisesti lämpimien öiden vaikutus.
– Kun mennään hellejaksoihin, joissa lähestytään trooppisia öitä, niin yötuuletuksella ei enää saavuteta juurikaan hyötyä, Kosonen sanoo.
Kun ulkolämpötila ei laske riittävästi yön aikana, rakennuksen rakenteet eivät pääse jäähtymään.
Tehokkaita keinoja on useita
Eri torjuntakeinojen vaikutuksia on tarkasteltu laskennallisesti. Keinoja on useita: sälekaihtimet, aurinkosuojat, ilmanvaihdon tehostaminen, ikkunoiden vaihtaminen. Osa ratkaisuista on kuitenkin kalliita toteuttaa. Astetuntilukuja on laskettu eri vaihtoehdoilla, ja niiden avulla voidaan arvioida, kuinka paljon eri ratkaisut vaikuttavat lähtötilanteeseen.
Lämpökuormaa syntyy kahdesta suunnasta: Ulkoa tuleva aurinkosäteily on merkittävä tekijä. Sisäisiä lämpökuormia syntyy asumisesta ja laitteista, esimerkiksi uunin käytöstä, saunomisesta ja sähkölaitteista.
– Tuuletusta voi käyttää, jos ulkona on viileämpää kuin sisällä. Aurinkosäteily on tietysti iso juttu sekin.
Rakenteiden massa pystyy pidättelemään lämpöä tietyn ajan.
– Kun lämpötila ulkona heilahtaa ylös, niin massalla on pieni pidättelykyky. Tilanteesta riippuen 3–5 päivää se pystyy pidättelemään hieman sitä lämpöä.
Tämä toimii hetken aikaa puskurina, mutta vastaavasti lämmenneeltä massalta kestää oman aikansa viilentyä. Pitkittyneissä hellejaksoissa tämä tarkoittaa, että rakennus varastoi lämpöä ja luovuttaa sitä pitkään.
Aurinkosuojaus on keskeisessä roolissa, ja paremmat ikkunat ja kalvot ovat tehokkaita. Ulkopuolinen varjostus on tehokkaampi kuin sisäpuolinen. Yötuuletus toimii vain silloin, kun ulkolämpötila todella laskee riittävästi. Trooppisten öiden yleistyessä tästä keinosta saatava hyöty pienenee merkittävästi.
Kun lämpötila nousee sisällä, vaikutukset eivät näy vain mukavuudessa.
– Nukkuminen ja unenlaatu on heikkoa ja se vaikuttaa ihmisen kaikkeen jaksamiseen seuraavana päivänä.

Mikroilmastokin vaikuttaa
Aalto-yliopistossa on tarkasteltu Helsingin mikroilmastoa laajan aineiston avulla. 6000 asunnon tietokannasta tarkasteltiin kolmea tekijää: etäisyyttä merestä, naapurirakennusten varjostusta ja viherindeksiä eli puiden tuomaa varjostusta.
– Aineiston mukaan ulkoisen mikroilmaston vaikutus sisälämpötilaan on vajaa aste. Se ei kuulosta suurelta, mutta kriittisellä rajalla yksikin aste astekin voi olla huono juttu.
Mikroilmasto ratkaisevampia tekijöitä ovat aurinkokuorma ja ulkolämpötila, sanoo Kosonen.
– Tietysti Sydneyn tai New Yorkin kaltaisissa kaupungeissa lämpösaareke-efekti on paljon suurempi kuin meillä Helsingissä, jossa me elämme vielä suhteellisen maaseutumaisessa ympäristössä.
Voiko viilennys mennä liian pitkälle?
Kun keskustelu siirtyy jäähdytykseen, nousee esiin myös vastakkainen riski: voiko asuntoa viilentää liikaa?
Kososen mukaan tämä on teoriassa mahdollista. Jos sisälämpötila lasketaan hyvin alas suhteessa ulkoilmaan, voi syntyä kondensoitumista eli kosteuden tiivistymistä rakenteisiin. Tällöin kyse ei ole enää asumismukavuudesta, vaan rakenteiden vaurioitumisriskistä.
Käytännössä kyse olisi tilanteesta, jossa sisällä tavoitellaan hyvin viileää lämpötilaa samaan aikaan, kun ulkona on 25–30 astetta. Se, kuinka kylmässä kukin haluaa oleskella, on osittain myös makuasia.
Ilmaston muutos haastaa koko rakennuskannan
Kososen viesti on selkeä: ilmastonmuutos näkyy jo rakennusten sisäolosuhteissa.
Helteet voimistuvat ja pitkittyvät. Lämpimät yöt vähentävät rakenteiden mahdollisuutta jäähtyä. Energiasää perustuu menneisyyteen, joka oli nykyistä viileämpi eikä ääri-ilmiöitä huomioida riittävästi mitoituksessa.
Rakennusten suunnittelun, mitoitussään ja todellisten kesäolosuhteiden välinen jännite näkyy konkreettisesti siinä, että rakennus voi olla säädösten mukainen, mutta silti kuuma.
Rakennusten kesäaikainen toimivuus nousee yhä tärkeämmäksi osaksi asumisen laatua muuttuvassa ilmastossa.
Kun ilmasto lämpenee – nämä asiat jokaisen kannattaa tietää
Helteet voimistuvat ja pitkittyvät. Lämpimät yöt yleistyvät, mikä vaikeuttaa rakennusten jäähtymistä.
Rakennusten mitoitus perustuu viileämpään menneisyyteen. Uusien rakennusten suunnittelussa käytetään 30 vuoden energiasäätä, joka ei kuvaa nykyisiä lämpöpiikkejä.
Rakennus voi olla säädösten mukainen – ja silti kuuma.
Trooppiset yöt muuttavat tilanteen. Yötuuletus ei enää auta, jos ulkolämpötila ei laske riittävästi.
Suuri lämpökuorma tulee auringosta. Aurinkosuojaus ja varjostus ovat keskeisiä keinoja.
Rakenteiden massa tasaa lämpöä – mutta vain hetken. Pitkittyneissä hellejaksoissa rakennus varastoi lämpöä ja luovuttaa sitä pitkään.
Mikroilmasto vaikuttaa, mutta ei ratkaise. Meri, varjostus ja vihreys voivat muuttaa sisälämpötilaa noin asteen verran.
Jäähdytyksessäkin on rajansa. Liiallinen viilennys voi aiheuttaa kosteuden tiivistymistä rakenteisiin.
Lue lisää aiheesta:
Rakennusten kosteusvauriot ja ylilämpeneminen muuttuvassa ilmastossa – RAIL
Adapting Nordic Buildings for Enhanced Summertime Resilience in the Face of Climate Change
0 kommenttia