Tutkimus: Maalämpöpumppu ja LED-valaistus pienentävät merkittävästi rakennusten energiankulutusta

VTT:n ja Itä-Suomen yliopiston Enefir-tutkimushanke kehitti ja testasi uusia menetelmiä rakennusten ja prosessiteollisuuden energiantehokkuuden seurantaan. Tutkimus paljasti rakennuksissa merkittäviä energiansäästömahdollisuuksia: sekä maalämpöpumpun että LED-valaistuksen käytön havaittiin parantavan rakennusten energiatehokkuutta selvästi.

Maalämpöpumpuista saatava hyöty etenkin suoraan sähkölämmitykseen verrattuna on huomattava. Tutkimusta varten tehtiin mittauksia kahdessa sähkölämmitteisessä omakotitalossa, ja maalämpöpumppuinvestoinnin jälkeen molempien rakennusten sähkönkulutus oli yli 60 prosenttia pienempi kuin ennen investointia. Laskelmien mukaan toisen koekohteen investointi maksoi itsensä takaisin hieman alle seitsemässä vuodessa.

Maalämpöpumpun tuomat säästöt perustuvat siihen, että sen avulla on mahdollista siirtää samalla sähköenergialla enemmän lämpöenergiaa lämmitettävään rakennukseen. Tutkimuksen mukaan maalämpöpumpun lämmönkeruupiirin asennuspaikka ja pituus vaikuttavat merkittävästi siihen, kuinka paljon säästöjä syntyy. Vesistö on erityisen hyödyllinen hyötysuhteen kasvattamiselle.

Myös valaistusratkaisut ja ilmavuotojen entistä tarkempi paikantaminen osoittautuivat hyödyllisiksi keinoiksi vähentää rakennusten energiankulutusta. Yleisimmin käytettyjen T8-loisteputkien korvaaminen LED-valoputkilla vähensi kokonaisenergiankulutusta, sillä LED-putket kuluttavat yli 50 prosenttia vähemmän sähkövirtaa kuin T8-loisteputket. Lisäksi niiden hukkalämpö on pienempi kuin T8-putkien, mikä säästää esimerkiksi jäähdytyksessä käytettävää sähköenergiaa. T8-loisteputket voidaan korvata LED-putkilla helposti ilman valaisinrunkojen uusimista.

Ilmavuotojen paikantaminen on tärkeää erityisesti rakennusten peruskorjausten suunnittelussa. Tutkimuksessa kehitettiin ilmavuotojen paikantamista lämpökuvauksella useissa koekohteissa Kuopiossa, Pieksämäellä ja Rautavaaralla. Projektissa kehitetyllä menetelmällä ilmatiiviysmittauksia voidaan tehdä rakennusten omilla ilmanvaihtolaitteistoilla, mikä tuo kustannussäästöjä erityisesti suurissa rakennuksissa. Pilottikohteita vertailtaessa kävi ilmi, että ilmatiivis rakennus kuluttaa 40 prosenttia vähemmän lämpöenergiaa rakennuskuutiometriä kohden kuin vastaava rakennus, jossa ilmatiiviys on huono.

Tutkimus kartoitti myös energiansäästömahdollisuuksia Kuopion ja Pieksämäen kaupunkien sekä Rautavaaran kunnan rakennuskannoista. Kartoituksen mukaan julkisten rakennusten energiatehokkuuden seurantaa voisi parantaa saattamalla suurimmat kiinteistöt saman järjestelmän piiriin tai yhden hallintajärjestelmän alle. Tällainen keskusvalvomo on jo käytössä Kuopiossa.

Prosessiteollisuudelle tutkimus kehitti tiedonlouhintamenetelmiä, joiden avulla tehtaiden tuottamasta tietomassasta on mahdollista erottaa energiatehokkuuden parantamisen kannalta oleellinen informaatio. Yksi työvälineistä on sellutehtaan energiatehokkuuden seurantaan luotu ppTool -ohjelmisto, joka on sovellettavissa myös muiden alojen prosesseihin.

Teollisuus on jo pitkään pyrkinyt parantamaan energiatehokkuutta mittaamalla tuotannolle tärkeää dataa, kuten lämpötila-, kosteus- tai painelukemia, ja reagoimalla niiden muutoksiin. Nyt kehitetyillä menetelmillä on mahdollista ennakoida prosessissa tapahtuvat muutokset hyvissä ajoin ja reagoida poikkeustilanteisiin etukäteen. Menetelmät ovat myös aiempaa tehokkaampia ja auttavat hahmottamaan entistä tarkemmin kokonaisuuden, esimerkiksi lämpötila-, kosteus- ja painelukemien välisen suhteen ja niiden vaikutuksia.