Euroopan unioni Vipuvoimaa EU:lta

Euroopan aluekehitysrahaston (EAKR) rahoittaman hankkeen kuvaus

1 Hanke

Hankekoodi: A71853

Hankkeen nimi: Asumisen energiatehokkuuden parantaminen sisäilman hallinnan avulla - InFlow

Toimintalinja: 2. Uusimman tiedon ja osaamisen tuottaminen ja hyödyntäminen

Erityistavoite: 3.2. Uusiutuvan energian ja energiatehokkaiden ratkaisujen kehittäminen

Suunnitelman mukainen toteutusaika: Alkaa 1.5.2016 ja päättyy 28.2.2017

Toiminnan tila: Toiminta päättynyt

Vastuuviranomainen: Etelä-Savon maakuntaliitto

2 Hakijan perustiedot

Hakijan virallinen nimi: Kaakkois-Suomen Ammattikorkeakoulu Oy

Organisaatiotyyppi: Ammattikorkeakoulu

Y-tunnus: 2472908-2

Jakeluosoite: PL 181, Patteristonkatu 3 D

Puhelinnumero: 01535561

Postinumero: 50101

Postitoimipaikka: Mikkeli

WWW-osoite: http://www.mamk.fi

Hankkeen yhteyshenkilön nimi: DUFVA KARI

Yhteyshenkilön asema hakijaorganisaatiossa: Tutkimuspäällikkö

Yhteyshenkilön sähköpostisoite: kari.dufva(at)mamk.fi

Yhteyshenkilön puhelinnumero: 050-312-5122

Hakijoiden lukumäärä tai tuen siirto -menettely: Vain yksi hakija

3 Suunnitelman mukainen tiivistelmä toteutuksesta

Asumisen energiatehokkuuden parantaminen sisäilman hallinnan avulla (InFlow) -hankkeen tavoitteena on parantaa rakennusten sisäilman hallintaa ja mahdollistaa näin energiatehokkaampi asuminen. Hankkeen tulosten avulla rakennusten kuluttamaa energiaa voidaan pienentää ja asumismukavuutta lisätä.

Suomessa rakennusten energiatehokkuutta ohjataan lainsäädännöllä yhä tiukemmin. Euroopan unionin direktiivi rakennusten energiatehokkuudesta asettaa uusia, lähes nollaenergiarakennuksia vuodesta 2018 alkaen koskevia määräyksiä tiukentuvasti vuodelle 2020, jolloin kaikki uudet rakennukset tulee olla lähes nollaenergiarakennuksia. Tämän lisäksi nykyiset ja uudistamisvaiheessa olevat rakennusmääräykset (rakentamismääräyskokoelma, osat D3 ja D5) edellyttävät rakennuksilta energiatehokkuutta.

Rakennusten energiatehokkuusvaatimuksista johtuen rakennuksen vaipan tiiviysvaatimukset ovat kasvaneet. Vaipalla tarkoitetaan rakennuksen osia, jotka erottavat lämmöneristetyt tilat ulkoilmasta, maaperästä tai lämmittämättömästä tilasta. Vaatimukset asettavat paineita talotekniikan ja rakennusten suunnittelun kehittämiselle, jotta asumismukavuus voidaan säilyttää ja kokonaisenergiankulutus ei lisäänny. Vaikka elektroniikan ja kodinkoneiden sähkönkulutus on pienentynyt, vakituisesti asuttujen asuntojen sähkönkäyttö on vuosina 2006–2011 kasvanut lähes 2 TWh. Kulutuksen kasvu muodostuu nimenomaan lämmitykseen liittyvästä sähkönkulutuksesta. Vajaatoimisesta tai huonosti suunnitellusta talotekniikasta voi seurata ongelmia etenkin rakennuksissa, jotka ovat täysin koneellisen ilmanvaihdon varassa. Sähköenergian kulutus voi tällöin kasvaa merkittävästi ja sisäilman laatu heiketä, lisäksi pidemmällä aikavälillä rakenteissa voi esiintyä esimerkiksi homeongelmia.

InFlow-hankkeessa käytetään uusimpia virtauslaskennan menetelmiä kuvaamaan rakennuksessa tapahtuvia ilmavirtauksia, keskittyen asuinrakennusten keittiöilmanvaihtoon. Keittiössä tapahtuva ilmanvaihto, lämmitys ja ihmisten liikkuminen aiheuttavat muutoksia tilan tekniseen toimintaan ja suunnittelulla voidaan merkittävästi vaikuttaa rakennuksen hyvinvointiin. Ilmavirtausten hallinta on tärkeä osa lähes nollaenergiatalon taloteknistä kokonaisuutta, sillä siinä systeemien osaoptimointi ei enää riitä vaan rakennusta on tarkasteltava yhä enemmän kokonaisuutena. Virtauslaskennan avulla rakennuksen ilmanvaihto, lämmitysjärjestelmä ja ihmisten liikkuminen voidaan yhdistää kokonaisuudeksi entistä kvantitatiivisemmin, jolloin koko rakennusprojektin onnistumiselle on hyvät lähtökohdat.

InFlow-hankkeen tuloksena saadaan demonstraatioalustana toimiva simulointimalli ja työkaluja toimivan ilmanvaihdon suunnitteluun. Lisäksi tuloksena saadaan lisätietoa ilman liikkeistä lähes nollaenergiarakennusten järjestelmäkokonaisuuksien yhteensovittamiseen. Näiden avulla muodostetaan uusia energiatehokkaita ratkaisuja, rakennusten ilmanvaihdon sähkökulutusta saadaan pienennettyä ja asumismukavuutta parannettua. Tuloksista julkaistava raportti antaa lisätietoa ilma- ja kaasuvirtausten käyttäytymisestä rakennuksen sisällä, ja sitä voidaan hyödyntää erityisesti keittiötilojen taloteknisen suunnittelun apuvälineenä sekä oppimateriaalina alan oppilaitoksissa.

4 Hankkeen kohderyhmät

4.1 Varsinaiset kohderyhmät

Hankkeen varsinaisena kohderyhmänä ovat talotekniikan suunnittelijat ja talotekniikan laitteita ja komponentteja valmistavat yritykset kuten: Insinööritoimisto HTCC, Rejlers, Iloxair, Fläkt Woods, Halton, Jeven, Franke, Deekax

4.2 Välilliset kohderyhmät

Hankkeen välillisenä kohderyhmänä ovat lainsäädännön valmistelua tekevät tahot, rakennusteollisuus, talotekniikkateollisuus sekä ympäristöministeriö.
Lisäksi välillisenä kohderyhmänä ovat talotekniikan opiskelijat, rakennettu ympäristö sekä ihmisten asumisterveys.

5 Projektin julkinen rahoitus, euroa

Myönnetty EU- ja valtion rahoitus: 47 544

Toteutunut EU- ja valtion rahoitus: 47 544

Suunniteltu julkinen rahoitus yhteensä: 65 920

Toteutunut julkinen rahoitus yhteensä: 65 920

6 Maantieteellinen kohdealue

Maakunnat: Etelä-Savo

Seutukunnat: Mikkelin, Savonlinnan

Kunnat: Mikkeli, Savonlinna

Toteutuspaikan osoite, jos hanke toteutetaan yhdessä paikassa

Jakeluosoite: PL 181, Patteristonkatu 3 D,

Postinumero: 50101

Postitoimipaikka: Mikkeli

7 Hakemusvaiheessa ilmoitettavat arviot hankekohtaisista seurantiedoista

7.1 Uusien työpaikkojen määrä (kysytään vain erityistavoitteisiin 1.1, 2.1 ja 3.1 kuuluvissa hankkeissa)

Suunniteltu: 0, joihin työllistyvät naiset 0

Toteutunut seurantatietojen mukaan: 0, joihin työllistyvät naiset 0

7.2 Uusien yritysten määrä (kysytään vain erityistavoitteeseen 1.1 kuuluvissa hankkeissa)

Suunniteltu: 0, joista naisten perustamia 0

Toteutunut seurantatietojen mukaan: 0, joista naisten perustamia 0

8 Horisontaaliset periaatteet

8.1 Sukupuolten tasa-arvo

Hankkeessa on tehty toimintaympäristön analyysi sukupuolinäkökulmasta: Kyllä
Toimintaympäristön analyysi sukupuolinäkökulmasta on tehty. Tekniikan ala on yhä miesvaltainen,mutta esim. materiaalitekniikassa ja talotekniikassa on myös naisopiskelijoita sekä asiantuntijoita, jolloin hanke kohdistuu tasa-arvoisesti.
Sukupuolinäkökulma on huomioitu hankkeen toiminnassa (valtavirtaistaminen): Kyllä
Toimintoja hankkeessa suunnitellaan sekä naisille että miehille soveltuviksi.
Hankkeen päätavoite on sukupuolten tasa-arvon edistäminen: Ei
Hanke on sukupuolineutraali.

8.2 Kestävä kehitys

VälitönVälillinen
Ekologinen kestävyys
Luonnonvarojen käytön kestävyys 5 8
Hankkeessa tutkitaan ja edistetään energia-ja resurssitehokkuutta sekä uusiutuvien energialähteiden käyttöä sekä samalla edistetään luonnovarojen ja energian kestävää käyttöä.
Ilmastonmuutoksen aiheuttamien riskien vähentäminen 5 10
Hanke edistää energiatehokkuutta ja ympäristön vähähiilisyyttä.
Kasvillisuus, eliöt ja luonnon monimuotoisuus 0 5
Uusiutuvan energian hyödyntämisen näkökohdat taloteknisissä ratkaisuissa edesauttavat monimuotoisuutta
Pinta- ja pohjavedet, maaperä sekä ilma (ja kasvihuonekaasujen väheneminen) 5 10
Hanke edistää energiatehokkuutta ja ympäristön vähähiilisyyttä.
Natura 2000 -ohjelman kohteet 0 0
Taloudellinen kestävyys
Materiaalit ja jätteet 2 5
Hanke edistää materiaalitehokkuutta uusien tuotteiden suunnittelutiedon lisääntyessä.
Uusiutuvien energialähteiden käyttö 0 0
Paikallisen elinkeinorakenteen kestävä kehittäminen 5 8
Hankkeessa tuotetaan osaamista ja tietoa jota voidaan tarjota hyvin monipuolisesti paikallisen elinkeinoelämän, teollisuuden ja suunnittelutoimistojen, hyödynnettäväksi.
Aineettomien tuotteiden ja palvelujen kehittäminen 5 8
Hankkeessa tuotetaan osaamista ja tietoa jota voidaan tarjota hyvin monipuolisesti paikallisen elinkeinoelämän, teollisuuden ja suunnittelutoimistojen, hyödynnettäväksi.
Liikkuminen ja logistiikka 0 0
Sosiaalinen ja kulttuurinen kestävyys sekä yhdenvertaisuus
Hyvinvoinnin edistäminen 5 8
Hankkeella vaikutetaan ihmisten hyvinvointiin ja terveyteen asumisen sisäilman laadulla.
Tasa-arvon edistäminen 0 0
Yhteiskunnallinen ja kulttuurinen yhdenvertaisuus 0 0
Kulttuuriympäristö 0 0
Ympäristöosaaminen 0 0

9 Loppuraportin tiivistelmä

Hankkeen toiminta oli jaettu neljään työkokonaisuuteen, joita toteutettiin hankkeen aikana. Hankkeeseen palkattiin projektipäällikkö ja hän toteutti hankkeen toimenpiteitä suunnitellusti.
Ensimmäisessä osassa kirjallisuuskatsaus ja taustaselvitys toteutettiin CFD –analyysin hyödyntämisestä taloteknisissä ratkaisuissa ja teknisistä simuloinnin reunaehdoista. Lisäksi kartoitettiin talotekniikan suunnittelun reunaehtoja energiakulutuksen näkökulmasta sekä tutkimuksen nykytilaa.

Toisessa vaiheessa toteutettiin mallinnus ja simulointityö. Hankkeessa tehtiin CFD –mallinnus ja simulointityö tyypillisestä keittiötilasta sekä tilan ilmavirroista. Keittiötilasta mallinnetaan ilma ja kaasuvirtaukset. Simulointimallissa keskityttiin eri kaasujakeiden mallinnukseen, joka osoittautui melko työlääksi toimenpiteeksi. Tuloksena saatiin tietoa hiilidioksidin hyödyntämisestä merkkiaineena laboratoriokokeissa.

Kolmannessa vaiheessa tulosten analysointi ja tarkastelu energiansäästöön tähtäävien toimien näkökulmasta toteutettiin laboratoriomittakaavassa. Huuvan poistaman ilmamäärän minimoiminen pienentää huuvan käyttämää sähköenergian tarvetta ja tämä edesauttaa energian säästössä. Toimenpiteen vastapuolena hiilidioksidin (nyt merkkiaineena) määrä lisääntyy ja ilmanvaihdon toiminta ei ole tyydyttävä. Saatua tietoa voidaan hyödyntää myös huuvaryhmien ohjauksessa ja tällöin energiasäästö on vaikuttavampi. Hankkeen tulosten perusteella laitesuunnittelua voidaan kehittää ja tarvittavaa poistoilman määrää tarkastella kriittisesti. Hankkeen tuloksena Xamkin talotekniikan laboratorion tutkimustoimintaa on kehitetty ja saatu lisätietoa kaappaustehon laboratoriomittausten kehitystyöhön. Hanke on edesauttanut uuden tutkimushankkeen muodostumista ja toimii yhtenä osa perustutkimuksena jatkokehitykselle.

Neljäntenä kohtana hankkeesta on kirjoitettu oma julkaisu ammattikorkeakoulun julkaisusarjaan. Julkaisulle ei ole vielä ilmoitettu pysyvää osoitetta, Shah, Dufva, CFD modeling of airflow in a kitchen environment: Towards improving energy efficiency in buildings. Hankeraportoinnin lisäksi hankeen tuloksia on julkaistu artikkelissa Shah, Dufva, CFD simulations with the air and tracer gas co2, Metsä, ympäristö ja energia painoalan vuosijulkaisu 2016, Mamk. Sekä kansainvälisessä konferenssissa NAFEMS world congress 2017 Tukholma, Mixing of air with tracer gas in a ventilated space using cfd, Shah, Dufva.