Suuren nosto-oven vaikutus rakennuksen energiatehokkuuteen
Energiatehokkuus on helppo tapa leikata energiakustannuksia
Energiatehokkuus on konsepti, jonka suosio on kasvanut viimevuosina huomattavasti. Energiatehokkuudella on monia positiivisia vaikutuksia muun muassa energiakuluihin, ilmastoystävällisyyteen ja yritysten kilpailukykyyn. Se löytyy useiden yritysten kehityslistalta ja varsinkin energian hintojen nousun myötä sen ajankohtaisuus ja suosio ovat kasvaneet entisestään. Energiatehokkuus on laaja kokonaisuus ja sitä voi lähteä kehittämään monella eri tavalla. Tämä on hyvä asia, koska jotain kehitettävää löytyy siis lähes aina. ”Kioton kolmio” havainnollistaa miten energiatehokkuutta voi lähteä kehittämään.
Kuva 1: Kioton kolmio
Esimerkkitapaus telakalta
Tämä artikkeli pohjautuu opinnäytetyöhön, jonka toimeksiantajana toimi Meyer Turku. Vastuullisuus on myös Meyer Turun yksi keskeisistä tavoitteista ja energiatehokkuuden kehittäminen on olennainen osa sitä. Työn aiheena oli selvittää telakan lohkovarusteluhallin energiatehokkuuden kehityskohteita. Lohkot ovat käytännössä rakennuspalikoita, joista laivan runko kootaan. Suuren kokonsa takia lohkovarusteluhallissa täytyy olla myös riittävän suuret ovet lohkojen siirtoa varten.
Työn yhdeksi tärkeimmäksi kehityskohdaksi nousikin tutkimuskohteen suuret kangasnosto-ovet, joita on rakennuksessa yhteensä viisi kappaletta. Ovien yhteenlasketuksi kokonaispinta-alaksi tuli melkein 1800m2, joka on noin neljännes rakennuksen seinien pinta-alasta. Vastaavia suurikokoisia nosto-ovia löytyy telakka-alueelta useita, mutta laivateollisuuden lisäksi suuria hallirakennuksia käytetään myös muilla teollisuuden aloilla niin tuotanto- kuin varastorakennuksinakin ja nosto-ovista aiheutuvat lämpöhäviöt pätevät niihin yhtä lailla.
Miten ja paljonko lämpöä menee harakoille?
Ovien kautta syntyy hukkalämpöä niiden ollessa auki, mutta myös suljetun nosto-oven läpi syntyy johtumislämpöhäviöitä. Lämpöhäviöihin vaikuttaa monta eri tekijää. Oviaukon koon lisäksi, muun muassa rakennuksen tiiveys, sisä- ja ulkolämpötilan ero, ilmanvaihto ja tuuli säätelevät hukkalämmön määrää. Lohkovarusteluhallin tapauksessa sisälämpötila on kylmempinä vuodenaikoina noin 5°C, joten lämpöhäviöt eivät ole yhtä suuria kuin lämpimämmissä vastaavan kokoisissa rakennuksissa. Joka tapauksessa, kun kyseessä on pinta-alaltaan suuri ovi, on syytä panostaa sen eristykseen ja aukiolon minimointiin.
Seuraava kuva havainnollistaa hyvin, miten lämpöhäviöt syntyvät avoimessa oviaukossa käytännössä. Rakennuksen ja ulkoilman välille syntyy lämpötilaeron myötä myös paine-eroja, jotka pyrkivät oven avautuessa tasoittumaan. Lämmin ilma virtaa ulos oviaukon yläosasta ja vastavuoroisesti kylmää ilmaa virtaa alakautta menetetyn lämpimän ilman tilalle. Virtausten väliin jää niin sanottu neutraalitaso, jossa ilma ei liiku. Neutraalitason korkeus vaihtelee muun muassa paine-erojen mukaan ja vaikuttaa sen myötä myös lämpöhäviöihin. Kuvan oikeanpuolen kuvaaja vuorostaan esittää, miten neutraalitason korkeus ja lämpötilaeron suuruus vaikuttavat oviaukon lämpöhäviöihin. (Fenmer Oy n.d.).
Kuva 2: Neutraalitaso oviaukossa
Kuvaajan avulla pystyy myös laskemaan, kuinka paljon lämpöhäviöitä suurin piirtein syntyy oven avautuessa. Esimerkiksi rakennuksessa, jossa on 10×10 metrin ovi, joka avataan ja neutraalitaso on oviaukon keskitasossa ja sisä- ja ulkoilman välinen lämpötilaero on 20°C. Neutraalitason ja lämpötilaeron avulla saatu neliölämpöhäviö on 40 kW/m2, joka kerrottuna pinta-alalla, antaa oviaukon lämpöhäviön avaamishetkellä. Tässä tapauksessa tulokseksi saadaan 4000kW = 4MW ja kun tulos lasketaan oven aukioloajalla, saadaan teoreettinen hukkalämmön määrä. Käytännössä häviöt ovat kuitenkin pienempiä, koska lämpötilaeron laskiessa myös paine-ero ja sen myötä ilmavirrat pienenevät. Esimerkkilasku kuitenkin havainnollistaa kuinka suurista energiamääristä on kyse.
Lähteet
Harmaala K. 2023. P12-lohkovarusteluhallin energiatehokkuuden kehittäminen : Meyer Turku Oy – Theseus, Turun ammattikorkeakoulun opinnäytetyö.
Fenmer Oy. n.d. Avoimen oven energiankulutus. https://fenmer.com/suomi/havio.htm