Tavoitteena talotekniikan muuntojousto ja energiatehokkuus
Swegon air academy 31.1.2007Aimo Hämäläinen
HELSINGIN YLIOPISTO
KESKEISET TUNNUSLUVUT
OPISKELIJOITA N. 40 000OPETUS-, TUTKIMUS- JA MUU HENKILÖKUNTA N. 9000AIKUISOPISKELIJOITA N. 20 000TILAMÄÄRÄ 650 000 M2HELSINGISSÄ 4 KAMPUSALUETTATOIMINTAA 30 PAIKKAKUNNALLA SUOMESSA11 TIEDEKUNTAA
Rakennuksen muunneltavuusAdaptability
TILOJEN JA TILAKOKONAISUUKSIEN KÄYTÖN MUUTOKSET
TEKNISET TILAT
TILAVARAUKSET LISÄASENNUKSILLE - KONEHUONEET - PYSTYKUILUT - TILA-ALUEIDEN REITITYS
PYSTYKUILUJEN LUKUMÄÄRÄ
JÄRJESTELMÄT
VARAUTUMINEN MUUTOKSIIN JÄRJESTELMIEN MITOITUKSESSA
VARAUTUMINEN MUUTOKSIIN JÄRJESTELMIEN ASENNUSVAIHEESSA
ENERGIOIDEN YMS. MITTAUSMAHDOLLISUUDET
Tila-alue- ja tilajoustoFlexibility
TILAMUUTOKSET
TEKNIIKAN RAKENTAMISTAPA
VÄLISEINIEN SIIRRETTÄVYYS
MODULAARISUUS
LAAJENNETTAVUUS
TEKNIIKAN SIJOITUS JA VARAUKSET
KUORMITUSMUUTOKSET
JÄRJESTELMIEN MITOITUS
SUKE-SYSTEMATIIKKAVESIKATTORAKENTEETIV-KONEHUONEET
JULKISIVU
MAARAKENNUS
PERUSTUKSETALAPOHJARAKENTEET
YLEISSUUNNITTELUSUUNNI. KOORD.PAKETTI TILAT TILA-ALUEET TALOJÄRJESTELMÄT KESKUSLAITTEET ALUEJÄRJESTELMÄT
TILAVARAUKSET RAKENNUKSEN SYSTEMAATTINEN REITITYS TILA-ALUEIDEN REITTIVARAUKSET TILA-ALUEIDEN KORKEUSTOTEUTUSSUUNNITTELU,RUNKO TOTEUTUSSUUNNITTELU,SISÄVALM.VAIHELIITTYMÄT ALUEPUTKISTOT KESKUSLAITTEET TALOJÄRJESTELMÄT LOHKOITTAIN TILA-ALUEJÄRJ. TILALAITTEET
ALUE-JÄRJESTELMÄT,KAUKOLÄMPÖ, TALOUSVESI, SPR, VESI, JÄTEVESI- JA SADEVESIVIEMÄRI, SÄHKÖ
RAKENNUSLOHKO1 LOHKO2 LOHKO3 LOHKO4
TUOTANTOLAITTEISTOT, LJK, SPR, MUUNTAMOT, SÄHKÖPK
PYSTYJALELU
PYSTYJAKELU
PYSTYJAKELU
PYSTYJAKELU
RAKENNUKSEN PÄÄJÄRJESTELMIEN VAAKAJAKELU
IV-KONEHUONE IV-KOHEHUONE IV-KONEHUONE IV-KONEHUONE
POHJAVIEMÄRIT
TILA-ALUE 1
TILA-ALUE 2
TILA-ALUE 3
TILA-ALUE 4
TILA-ALUE 5
TILA X TILA Xn
KELA
P
P
TILA
KELA
T
TONTTIALUE, LIITTYMÄT, ULKOALUEET
RUNKO
SADEVESIVIEMÄRÖINTILÄMMITYSPALOTEKNIIKKASAVUNPOISTO
EHDOTUSSUUNNITTELUYLEISSUUNNITTELUKIINTEÄ RAKENNUSOSAMUUTTUVA TILAOSATILAT
TILA-ALUEEN KONSEPTOINTIJOUSTAVA TILAOHJELMATILA-ALUEEN REITITYS
TALOJÄRJESTELMÄT
KESKUSLAITTEET
ALUEJÄRJESTELMÄTTILAVARAUKSET
RAKENNUKSEN SYSTEMAATTINEN REITITYSTILA-ALUEIDEN REITTIVARAUKSET
TILA-ALUEIDEN KORKEUS
TOTEUTUSSUUNNITTELU,RUNKO TOTEUTUSSUUNNITTELU,SISÄVALM.VAIHE
LIITTYM ALUEPUTKISTOTKESKUSLAITTEET
TALOJÄRJESTELMÄT LOHKOITTAINTILAJÄRJESTELMÄT
TILALAITTEET
JÄRJESTELMÄANALYYSI
SUUNNITTELUN ETENEMINEN / SUKE
SUUNNITTELUSYSTEMATIIKKA
Lähtötiedot ja yleistavoitteetJako kiinteä rak. osa / muuttuva rak. osa / ehd. suun. vaiheTilan joustotavoitteetTila-alueen konseptointiJoustavan tilaohj.TATE-järj.vaatimuksetTila-alueen reittivaihtoehdotRakennuksen jaettavuus ja nousutilojen sijoitusTATE-perusjärjestelmien nousujen mitoitusKiinteän rakennusosan pystykuilujen mitoitusKeskuslaitetilojen sijoitusTATE-järj. KELA mitoitus (sovittu yhtäaikaisuus)Kunnallisteknisten liityntätehojen määrittelyKELA-tilojen mitoitusReitityskaaviotReitityksen tilavarauspiir.Leikkauspiir.
FLEXIBUILDOPEN BUILDING BASICS
• Buildings should be divided into two parts:– Permanent base building and– Modifiable spaces
• This division should apply throughout the building’s entire life cycle, starting from the beginning of the construction project
PERMANENT BASE BUILDING
• The permanent base building incorporates the physical partsof the building that do not needto be replaced or changed
FLEXIBILE PROGRAMMING
• Buildings are not programmed for a single known use but for a selected range of variation for users’requirements
FLEXIBILE PROGRAMMING
Modifiable spaces– The building’s divisibility for
different users• Quantity, size and independence of
each unit– Flexible room program– Interior environment (room)
requirements
A local modifiable thematic zone
AN OVERALL DESIGN OF PERMANENT BASE BUILDINGS OF CASE PROJECT
Biomedicum 2, Helsinki
Permanent space zone
A permanent technical zone
Lähtötiedot ja yleistavoitteetJako kiinteä rak. osa / muuttuva rak. osa / ehd. suun. vaiheTilan joustotavoitteetTila-alueen konseptointiJoustavan tilaohj.TATE-järj.vaatimuksetTila-alueen reittivaihtoehdotRakennuksen jaettavuus ja nousutilojen sijoitusTATE-perusjärjestelmien nousujen mitoitusKiinteän rakennusosan pystykuilujen mitoitusKeskuslaitetilojen sijoitusTATE-järj. KELA mitoitus (sovittu yhtäaikaisuus)Kunnallisteknisten liityntätehojen määrittelyKELA-tilojen mitoitusReitityskaaviotReitityksen tilavarauspiir.Leikkauspiir.
Tila-alueen konseptointi ja tilan jousto
• Yleissuunnittelu kohdistuu kiinteän perusosan ja tilakonseptien suunnitteluun.
• Yleissuunnitelmassa esitetään kiinteät tilat ja eritystilat.
• Muuntuvista osista laaditaan tilakonsepteja, joilla osoitetaan, että tyydytetään joustava tilaohjelman vaatimukset.
• Tilasuunnitelmat ovat myöhemmin muokattavissa hankesuunnitelmassa asetetuissa rajoissa.
Löyhistä luonnoksista toteutuskelpoiseen yleissuunnitelmaan
TELU/Ohj.ryhmä
Myös TATEen vaihtoehtoja
Ensikäyttö
Laaja käyttö MaksimiMaksimi mitoitus:1,6 % lisäys koko hankkeeseen1.6 % muuntuvalle osalle 100 € /m2
Perusmitoitus:0,5 % lisäys koko hankkeeseen1.7 % muuntuvalle osalle 33 € /m2 (5491m2 ala)
Kohdennettu mitoitus:0,8 % lisäys koko hankkeeseen2.7 % muuntuvalle osalle 50 € /m2 (5491m2 ala)
Kaikki elinkaarikustannuksiltaan kannattavia jos käyttötarkoitus muuttuu 20 a aikana
MUUNNELTAVUUDEN KUSTANNUSVAIKUTUS
ILMANVAIHDON MITOITTAMISEN KUSTANNUSVAIKUTUS
KOULUSIIPI, OPETUSTILOJA 12 KPL, a' 60 m2, LIIEKENNETILAT JA IV-KONEHUONE3/L/SM2 4,5/L/SM2 6/L/SM2
MITOITUS ENSIKÄYTÖN MUKAAN IV 2,3 M3/S 3,1 M3/S 4,5 M3/S
PERUSTAVOITEHINTA 3/L/SM2 1484000 1484000 1484000
LISÄKUSTANNUS1000 2400
IV-KUILUT, HORMIEN TILANTARVE (M2) 4,5 > 6 > 8 13000 35000IV-KONEHUONEET, PINTA-ALA (M2) 41 > 48 > 60 1500 3000IV-NOUSUSKANAVAT 5500 20000IV-KONEET 5100 10000IV-VAAKARUNKOKANAVAT 750 1500IV-JAKOKANAVAT
VAIHTOEHDOT Lisä % Lisä %
A. PERUSTH+ISOMMAT KUILUT&NOUSUT 0,2 0,4
B1. PERUSTH+ISOMMAT KUILUT, NOUSUT& RUNKOKANAVAT 0,5 1
B2. PERUSTH+ISOMMAT KUILUT, NOUSUT & KONEHUONEET 1 2,7
C. PERUSTH+ISOMMAT KUILUT, NOUSUT, KONEHUONEET & KONEET 1,4 4,1
D. PERUSTH+ISOMMAT KUILUT, NOUSUT, KONEHUONEET, KONEET & RUNKOKAN 1,8 4,7
D. PERUSTH+ISOMMAT KUILUT, NOUSUT, KONEHUONEET, KONEET, RUNKOKANA 1,8 4,8
Tila-alueen reittivaihtoehdot
Lähtötiedot ja yleistavoitteetJako kiinteä rak. osa / muuttuva rak. osa / ehd. suun. vaiheTilan joustotavoitteetTila-alueen konseptointiJoustavan tilaohj.TATE-järj.vaatimuksetTila-alueen reittivaihtoehdotRakennuksen jaettavuus ja nousutilojen sijoitusTATE-perusjärjestelmien nousujen mitoitusKiinteän rakennusosan pystykuilujen mitoitusKeskuslaitetilojen sijoitusTATE-järj. KELA mitoitus (sovittu yhtäaikaisuus)Kunnallisteknisten liityntätehojen määrittelyKELA-tilojen mitoitusReitityskaaviotReitityksen tilavarauspiir.Leikkauspiir.
PorthaniaIkkunapenkkikotelo TATE-reitititykseen
Tuloilma + sähkö
PorthaniaJäähdytyksen passiivipalkki
Poisto käytävän kautta keskitetysti
PorthaniaKäytävämiljöö
IV-KANAVIEN REITITYSBIOMEDICUM 2, KESKIAULA
JAETTAVUUS
Lähtötiedot ja yleistavoitteetJako kiinteä rak. osa / muuttuva rak. osa / ehd. suun. vaiheTilan joustotavoitteetTila-alueen konseptointiJoustavan tilaohj.TATE-järj.vaatimuksetTila-alueen reittivaihtoehdotRakennuksen jaettavuus ja nousutilojen sijoitusTATE-perusjärjestelmien nousujen mitoitusKiinteän rakennusosan pystykuilujen mitoitusKeskuslaitetilojen sijoitusTATE-järj. KELA mitoitus (sovittu yhtäaikaisuus)Kunnallisteknisten liityntätehojen määrittelyKELA-tilojen mitoitusReitityskaaviotReitityksen tilavarauspiir.Leikkauspiir.
DIVISIBILITY OF FLOOR SPACE AREA
POSSIBLE LOCATION OF DIFFERENT SPACE TYPE OF ONE FLOOR
Tulevaisuuden työympäristö• Työpaikka korvataan työpisteellä
• Paperittomuus
• Langattomuus tai sijainti vain ATK-verkkoriippuvainen
• Ryhmätyöskentely
• Joustavuus muutoksille
• Työryhmien/projektiryhmien vapaa sijoitus
Avainkysymykset tulevaisuudessa• Lämpökuormien kehittyminen
– valaistus– tietotekniikka– aurinkokuormien eliminointi
• Ikkunoiden merkitys työympäristölle– kuuluvatko maisemat työpaikkaan– ikkunan avattavuus ja työtilan
tuuletusmahdollisuus• sähkö- ja lämpöenergian hinnankehitys
Rakentamisen tulevaisuuden suunta
• Rakentamisprosessi muuttuu• Esivalmistusastetta lisätään• Rakentamisaikatauluja kehitetään• PerusTalotekniikka• TilaTalotekniikka• Systemaattinen reititys• Integroimisaste lisääntyy
– Pääte-elin ilmastointiin, jäähdytykseen, lämmitykseen ja valaistukseen
– TATE ja rakennejärjestelmä
Ilmastoinnin tulevaisuuden suunta
• Terveellisyys• Talojen tiiveys ja kokonaisenergiatalous• Tuloilma jaetaan ja kohdennetaan työympäristöön (työhuoneet
ja neuvottelutilat), poistoilma keskitetymmin• Ilmanlaatuvyöhykkeet / lämpöolosuhdevyöhykkeet• Työpisteilmastoinnit, tuloilmasta 2 % hengitysilmaksi• Ohjattavuus• Jäähdytyksestä pääosa vedellä/joustavuus kuormituksille• Säädettävyys • Laajennettavuus ja lisättävyys• Ilmanvaihdon lisäksi materiaalit ja siivous• Sisäilmaluokituksien mitattavuus (yksinkertaistaminen) • Käytettävyys
RAKENNUSTEN HYVÄN ENERGIATALOUDEN JA SISÄILMASTON PERUSTEET
• RAKENNUKSEN TIIVEYS• AURINKOSUOJAUS• SISÄISTEN KUORMITUKSIEN HALLINTA• ILMASTOINTIJÄRJESTELMÄN
SÄHKÖTEHOKKUUS• ILMASTOINTIJÄRJESTELMÄN
LÄMMÖNTALTEENOTTO• ILMASTOINNIN OHJATTAVUUS• VEDENJÄÄHDYTYKSEN VAPAAJÄÄHDYTYS JA
SÄHKÖTEHOKKUUS
Ilmastoinnin järjestelmätekniikka
Painovoimainen ilmanvaihto Koneellinen poistoilmanvaihto Koneellinen tulo-poistoilmanvaihto Ilmastointi (tuloilma tarpeen vaatiessa jäähdytetty) Ilmastointi ( tuloilma lisäksi kostutettu) Vakioilmamäärä Vyöhykesäätö Ilmamääräsäätöinen järjestelmä, CO2 tai lämpötilaohjattu (yksilöllinen säätö) Jäähdytetyn tuloilman lisäksi passiiviset jäähdytyspalkit (yksilöllinen säätö) Jäähdytetyn tuloilman lisäksi aktiivipalkit (yksilöllinen tai modulikoht. säätö) Konvektorit (tuloilman sisäänpuhallus jäähdytystoiminnon sisältävän yksikön kautta, joskus myös lämmitystoiminto mukana. tällöin kyse 4-putkijärj.)
ILMASTOINTIJÄRJESTELMÄN ENERGIATALOUS
JÄRJESTELMÄN VALINTA
• KESKITETTY• HAJAUTETTU• VAKIOILMAMÄÄRÄ• MUUTTUVA ILMAMÄÄRÄ TARPEEN MUKAAN• JÄÄHDYTYS OSAKSI VEDELLÄ
– PALKIT– PUHALLINKONVEKTORIT
• SÄHKÖTEHOKKUUS• LÄMMÖNTALTEENOTTO• OHJATTAVUUS
SFP-LUKURakentamismääräyskokoelman osa D2 (2003)
• ”Koneellisen tulo- ja poistoilmanvaihtojärjestelmänominaissähköteho saa olla yleensä enintään 2,5 kW/(m3/s).
• Koneellisen poistoilmanvaihtojärjestelmänominaissähköteho saa olla enintään 1,0 kW/( m3/s).
• Ilmanvaihtojärjestelmän ominaissähköteho voiolla suurempi kuin 2,5 kW/( m3/s), jos esimerkiksirakennuksen sisäilmaston hallinta edellyttäätavanomaisesta poikkeavaa ilmastointia.”
SFP-LUKULASKENNASSA OTETTAVA HUOMIOON
PUHALTIMEN HYÖTYSUHDE
MOOTTORIN HYÖTYSUHDE
HIHNAKÄYTÖN HYÖTYSUHDESUORAKÄYTTÖ
TAAJUUSMUUTTAJAN HYÖTYSUHDE
PUHALLINKÄYTÖN KOKONAISHYÖTYSUDE
PUHALTIMEN KOKONAISPAINEENKOROTUS
TULO- JA POISTOPUOLI
LIITÄNTÄHÄVIÖIDEN VAIKUTUS
ILMANVAIHTOKONE
KauhuskenaarioYksilöllinen ilmastointi
Kiitos