Maalämpö ja pyykinkuivatus lämmittävät hallintorakennusta

Sitowise suunnitteli Kårkulla kuntayhtymän keskushallintorakennuksen uudelle laajennusosalle luovan lämmitysratkaisun. Jopa pesulan kuivausrumpujen lämpö hyödynnetään.

Kohtalaisen uuden rakennuksen kylkeen rakennettavan laajennusosan energiatehokkaiden taloteknisten ratkaisujen suunnittelu on usein tavanomaistakin kinkkisempää puuhaa – varsinkin, kun kyseessä on todellinen monitoimirakennus.

Sitowisen Lounais-Suomen Talo-liiketoiminta-alueen ammattilaisille lankesi kunnia päästä näyttämään osaamistaan vastaamalla Paraisten Kirjalassa sijaitsevan Kårkulla samkommun -kuntayhtymän keskushallintorakennuksen laajennusosan taloteknisestä suunnittelusta. Tiloihin on tulossa kriisi-, tutkimus- ja kuntoutusyksikkö.

Kohteen LVIA-suunnittelusta vastaava projektipäällikkö Konsta Sappinen sanookin, että haastavuudessaan ja mielenkiintoisuudessaan kohde oli poikkeuksellinen. Suunnitteluun tarvittiin monenlaista erikoisasiantuntemista.

Mielenkiintoinen monitoimirakennus

Parhaillaan rakenteilla olevaan, kaksikerrokseen 1845 m2:n laajennukseen on mahdutettu hyvin monenlaisia toimintoja. Laajennuksen kellarikerrokseen sijoittuu autotallin lisäksi myös pesula, arkisto ja keskusvarasto.

–Useat 50 m2:n kokoiset savunpoistolohkot tekivät savunpoiston suunnittelusta haastavaa, Konsta Sappinen myöntää. Jokainen seinä on osastoiva ja tilaan tarvittiin koneellinen savunpoisto. Myös arkiston ilmanvaihdolle on omat määräyksensä.

Laajennuksen ensimmäisessä kerroksessa on mm. kriisiosasto, lääkärin vastaanottohuoneita sekä käyttöaikaan hyvinkin meluisa musiikkiterapiahuone. Sen äänieristys ja akustiset ominaisuudet edellyttivät omaa huolellista suunnitteluaan.

Laajennusosalla on oma ilmanvaihtojärjestelmänsä ja siinä myös energiakentän avulla toteutettu passiivijäähdytys.

Energiakenttä simuloitiin

Tulevaisuudessa rakennettava laajennusosa otettiin huomioon jo vuonna 2013 valmistunutta keskushallintorakennusta suunniteltaessa, vaikkakaan sen tarkkaa käyttötarkoitusta eikä siten laajuuttakaan vielä tiedetty. Kiinteistön maalämpöjärjestelmä mitoitettiin kuitenkin jo hieman tarvetta suuremmaksi ja tekniseen tilaankin jätettiin tilaa uusille lämpöpumpuille ja varaajille.

Hallintorakennuksen maalämpöjärjestelmä koostuu 24:stä n. 200 metriä syvästä energiakaivoa ja kolmesta, yhteisteholtaan 249 kW:n maalämpöpumpusta. Niitä voidaan pieneltä osin käyttää myös laajennuksen lämmitykseen ja jäähdytykseen, mutta järjestelmää on laajennettava uusilla lämpöpumpuilla sekä energiakaivoilla. Lisäksi lämmityksessä hyödynnetään pesulan kuivausrummuista talteen otettua energiaa.

Hallintorakennuksen ja laajennuksen yhteenlaskettu energiatarve on n. 750 MWh. Uutta energiakenttää varten alueelle porattiin kolme noin 320 metriä syvää energiakaivoa, joille tehtiin TRT-mittaus (terminen vastetesti). Energiakenttä simuloitiin siten, että uusi ja jo olemassa oleva energiakenttä yhdistettiin. Simuloinnin perusteella aktiiviporausmetrejä tarvitaan yhteensä 6334 metriä.

Konsta Sappinen painottaakin, että simulointi on tällaisissa suurissa energiakentissä erittäin tärkeä, jotta kaikki tieto on varmasti käytettävissä.

Tässä kohteessa uuden ja vanhan energiakentän vesivirrat yhdistetään teknisessä tilassa. Koko kentän energiaa käytetään tasaisesti ja energiaa myös kesällä palautetaan tasaisesti koko kenttään.

Kohteeseen valittiin yhteisteholtaan 178 kW:n invertteriohjatut lämpöpumput, jotta ne pystyisivät reagoimaan mahdollisimman hyvin vaihtuviin olosuhteisiin, kuten pesulan lämmöntalteenoton tuomaan lisäenergiamäärään.

Pyykinkuivauksen lämpö talteen

Maalämmön lisäksi laajennusta lämmitetään pesulan kuivausrummuista talteen otettavalla lämpöenergialla. Yhden kuivausrummun patteri on mitoitettu 58 kW:n teholle ja menetelmä on Konsta Sappisen itse kehittämä, sillä vaikka hän soitteli useampaankin pesulaan maassamme, vastaavaa ratkaisua ei kopioitavaksi löytynyt.

Kuivausrummun LTO:n korkealämpöinen vesi johdetaan ensin sellaisenaan esilämmittämään pesulan käyttövettä ja sen jälkeen ohjataan lämpöpumpulle. Kaikki sähkövastuksilla kulutettu lämpöenergia otetaan talteen.

–Vuositasolla talteen saadaan mittava määrä energiaa. Yksi kuivausrumpu kuluttaa 15kWh energiaa joka 23 minuutti, eli vuosi tasolla se tarkoittaa yli 100 MWh, rahana taas yli 10000 €.

Konsta Sappinen sanoo, että kuivausrumpu on sinänsä loistava energian lähde, mutta ihan helppoa sen hyödyntäminen ei kuitenkaan ole. Jokainen nukkasihtiä omasta kuivausrummustaan tyhjentänyt voi arvata, miten tärkeässä roolissa lämmön talteenottoyksikön suodatus on. Energiaa saattaa tulla myös hetkellisesti todella paljon kuuman vesihöyryn määrästä johtuen.

Automaation suunnittelu ratkaisee

Jotta kiinteistön montaa energialähdettä hyödyntävä lämmitysjärjestelmä saadaan toimimaan suunnitellulla tavalla, koko prosessia on pohdittava automaation näkökulmasta.

Konsta Sappinen kertookin käyttäneensä monen monta tuntia kohteen lämpöpumppulaitoksen suunnittelusta vastanneen projektipäällikkö ja LVIA-suunnittelija Marko Ewartin kanssa tussitaulun edessä pohtimassa erilaisia vaihtoehtoja.

–Päädyimme lopulta piirtämään koko järjestelmän yhdelle lakanalle, josta tulikin karvan verran alle kolme metriä pitkä. Perinpohjaisessa järjestelmäkaaviossa esitettiin kaikki kytkennät, ilmanvaihtokoneet, kuivausrumpujen LTO:t ja varaajat lämpöpumppuineen.

Työmaapalavereissa on kyllä kaikilla hymy herkässä, kun esittelen kytkentöjä lakanasta, Konsta Sappinen nauraa.  

Konsta Sappinen painottaa, että rakentamisen ja taloteknisten laitteiden energiatehokkuuden parannuttua viime vuosina merkittävästi ainut keino kiristää kiinteistön energiatehokkuutta ennestään on turvautua älykkäisiin automaatioratkaisuihin.  –Väylätekniikkaa ja IoT:ta on käytettävä mahdollisimman paljon hyödyksi. 

Kohde

KÅRKULLA SAMKOMMUN/ Kriisi-, tutkimus- ja kuntoutusyksikkö (Laajennusosa)

Pääsuunnittelija: Elina Saarisalo, Leo Osara Oy,
LVIA: Konsta Sappinen, Sitowise Oy, LVIA-suunnittelija ja projektipäällikkö
Sähkö: Samuel Öhman, Sitowise Oy, Sähkö-suunnittelija ja projektipäällikkö

Pääurakoitsija: Rak.Tsto Lainio & Laivoranta
Putkiurakka: Isokouvola Oy IV-urakka: Airon Oy
Automaatiourakoitsija: Trentec Team Oy
Maalämpöurakka: Västanfjärds Mekaniska Verkstad AB