Äly valtaa talojen julkisivutkin: Aurinkopaneelit tulevat seiniin

Lämpösäteily on ongelma rakennuksissa juuri tähän aikaan vuodesta. Viilennyskustannukset voivat nousta merkittävästi.

Aalto-yliopiston toteuttamassa ja STEK ry:n rahoittamassa hankkeessa selvitetään keinoja, joilla voidaan pienentää lämpösäteilyn pääsyä rakennukseen. Luupin alla on myös se, miten lämmitysjärjestelmä opetetaan reagoimaan ulkopuolelta tulevaan lämpöön. Tästä on hyötyä kylminä vuodenaikoina, jolloin auringon lämpö on hyödyksi.

Mielenkiinnon kohteena hankkeessa on niin älyohjattava dynaaminen rakennusvaippa. Tämä tarkoittaa rakennuksen ulkokuoreen liitettäviä älykkäitä ratkaisuja. Auringon lämpösäteilyn pääsyä rakennuksen sisälle voidaan hallita esimerkiksi aktiivisilla varjostusratkaisuilla kuten kaihtimilla ja markiiseilla sekä sähköisillä ikkuna-avaajilla. Screen-kaihtimet ovat viime vuosina vallanneet alaa markiiseilta.

Listalla ovat myös sähkökromaattiset lasitukset ja kromogeeniset lasit, joita käytetään Suomessa vielä varsin vähän. Valikoimissa on myös väriä vaihtavia lasituksia, joita käytetään etenkin neuvotteluhuoneiden seinissä. Tällöin haetaan kuitenkin enemmän näkösuojaa kuin energiatehokkuutta.

Aalto-yliopiston työelämäprofessori Jaakko Ketomäki mainitsee dynaamisten rakennusvaippojen hiljalleen kasvavana trendinä seiniin integroidut aurinkopaneelit. Ketomäki toimii projektipäällikkönä Motivan ja Aalto-yliopiston yhteishankkeessa.

Yksi ensimmäisistä aurinkoa tuottavista seinistä löytyy Jyväskylän Jyrkkälästä. Kerrostalon seinä oli lajissaan ensimmäinen asuintaloon integroitu ratkaisu Suomessa ja todennäköisesti myös Pohjoismaissa. Kyseisen julkisivun aurinkovoimala tuottaa jatkossa päästötöntä, uusiutuvaa aurinkosähköä Jyrkkälän kiinteistön tarpeisiin.

– Aurinkoenergian paikallinen tuotanto lisääntyy koko ajan. Sanoisin, että seinäasennukset varmasti lisääntyvät, mutta perinteinen kattoasennus pitää edelleen johtajan paikkaa. Tämä jo siksikin, että asennuksia tehdään olemassa oleviin rakennuksiin, ja tuolloin julkisivu on hankalampi tapa toteuttaa asennus. Yleisesti ottaen kattoasennuksesta saadaan ulos suurempi teho, Ketomäki kertoo.

Hänen mukaansa aurinkopaneelien asentaminen pystypinnalle voi joissain tapauksissa soveltua paremmin rakennuksen sähkönkäyttöprofiiliin.

– Kun aurinkopaneelit integroidaan rakennuksen seiniin tai kattorakenteisiin, ne voidaan erityisesti suurissa kiinteistöissä suunnitella visuaalisesti sopivaksi osaksi rakennuksen arkkitehtuuria tai niillä voidaan korvata muita kalliita julkisivumateriaaleja.

Rakennusvaipan dynaamisuus mahdollistaa sen älykkään ohjaamisen. Usein älykkäällä ulkovaipan ohjauksella toivotaan säästöjä lämmityksen tai viilennyksen energiakulutukseen tai parannusta sisäilma- ja valaistusolosuhteisiin.

Rakennusten älyindikaattorilla (Smart Readiness Indicator SRI), arvioidaan rakennusten taloteknisten järjestelmien älyvalmiuksia.

Yhtenä arvioitavana kohtana älyindikaattorin arvoa laskettaessa on dynaaminen rakennusvaippa. Siitä arvioidaan kolmea tekijää: ikkunoiden aurinkosuojausta, avattavien ikkunoiden ohjausta ja järjestelmän toiminnan raportointia.

Motivan ja Aalto-yliopiston yhteishankkeen simuloinnit tehtiin Aalto-yliopiston LVI-laboratoriossa. Simuloinneissa vertailtiin uutta sekä 1960-luvun kerrostaloa sekä vastaavasti uutta ja vanhempaa toimistorakennusta. Eri ikäiset rakennukset varustettiin samanlaisilla aurinkosuojaratkaisuilla.

Kerrostaloissa passiivisten ja aktiivisten ratkaisuvaihtoehtojen välillä ei havaittu suuria eroja energiankäytössä. Vaikutukset lämmitysenergiankulutukseen eivät olleet merkittäviä.

Sen sijaan toimistorakennuksissa kaikilla vaihtoehdoilla voidaan parantaa sisäilman lämpötilatasoa. Tehokkaimmat ratkaisut niin uudessa kuin vanhassa toimistorakennuksessa ovat aurinkosuojatut ikkunat (kaihtimilla tai ilman), sähkökromaattiset ikkunat ja ulkoiset automaattiset kaihtimet.