Auringonsuojakalvoja voi käyttää jäähdytystarpeen vähentämiseen

Ilmastonmuutoksen edetessä ja ilmaston lämmetessä yritysten jäähdytystarpeet ovat lisääntyneet. Pohjoismaissa jäähdytys tapahtuu usein ilmalämpöpumppujen ja Keski- ja Etelä-Euroopassa puolestaan erillisten jäähdytyslaitteiden avulla. Myös auringonsuojakalvot ovat tehokas tapa vähentää auringon säteilyn lämmittävää vaikutusta.

Kirjoittaja: Mika Keski-Luopa

Kaakkois-Suomen ELY- keskuksen rahoittaman, 1,5 vuotta kestävän Maaseudun mikroyritysten vähähiiliset energiaratkaisut (METE) -hankkeen tavoitteena on edistää Kaakkois-Suomen maaseudun mikro- ja pienyritysten elinvoimaisuutta ja energiansäästöä. Se tapahtuu tuottamalla tietoa uusituvista energiaratkaisuista ja energiatehokkuutta edistävistä toimenpiteistä sekä teknologioista. LAB- ammattikorkeakoulun yhteistyökumppanina hankkeessa toimii JS Enviro. (LAB 2021)

Hankkeeseen valittiin mukaan 11 pien- ja mikroyritystä Kymenlaakson ja Etelä – Karjalan maaseudulta. Ensimmäisessä vaiheessa tehtiin analyysi tapausyritysten tuntikohtaisten sähkönkulutusten ja yritysten ilmoittamien tietojen perusteella. Analyysien perusteella huomattiin yritysten aurinkosähkön potentiaali ja tehtiin aurinkosähkön kannattavuuden analysoinnit. Tämä artikkeli kuuluu sarjaan artikkeleita, joissa tapausyrityksistä saatujen tietojen avulla kerrotaan geneeristä keinoista säästää energiaa yrityksissä.

Auringon säteilyn lämmittävä vaikutus Suomessa

Auringon säteilyn määrä tiettyyn maantieteelliseen paikkaan riippuu vuodenajasta, vuorokauden ajasta ja kyseessä olevan pinnan asennosta. Ilmatieteen laitos julkaisee testivuosiin perustuvia, rakennusten energialaskentaan liittyviä raportteja. Testivuoden 2020 mukaan esimerkiksi ilmastovyöhykkeellä 2 auringon kokonaissäteilyn määrä oli etelään suuntautuvalla pystysuoralla pinnalle 877,5 kWh/m2 vuodessa (Ilmatieteen laitos 2021). Kuvassa 1 on testivuosiaineiston mukaan luotu grafiikka, joka kertoo kuukausittaisen kokonaissäteilyn määrän. Grafiikasta huomaa, että maaliskuussa auringon säteily on suurimmillaan ja säteily pysyy korkealla tasolla syys-lokakuulle saakka.

Kuva 1. Auringon kuukausikohtainen kokonaissäteilyn määrä etelään suuntautuvalla pystysuoralla pinnalla ilmastovyöhykkeellä 2 (kuva: Mika Keski-Luopa).

Auringonsäteilyn kokonaisläpäisykerroin (g-arvo) on suhdeluku. Suhdeluku kertoo, kuinka suuri osuus ulkopintaan tulevasta auringonsäteilystä pääsee ikkunoiden läpi huonetilaa lämmittämään. Yksinkertaisen lasituksen g-arvo on 0,85, kaksinkertaisen 0,75, yksipuitteisen kolmilasisen ikkunan 0,7, eristyslasin lisättynä erillislasilla 0,65 ja eristyslasin matalaemissiiviteettipinnoittteella sekä erillislasilla 0,55 (Ympäristöministeriö 2018, 33).

Ulkoikkunoihin asennetut auringonsuojakalvot voivat vähentää jopa 77 prosenttia auringon lämpösäteilystä (3M). Auringonsuojakalvot eivät tarvitse toimiakseen energiaa ja huoltoa. Ne ovat energiaa säästävä keino vähentää jäähdytyksen tarvetta.

Jäähdytystarpeen vähentäminen METE-hankkeen tapausyrityksessä

Artikkelikuvassa esitellyn kuntosalin ikkunat suuntautuvat etelään. Niihin ei kohdistu ympäristön esteistä varjostusvaikutuksia, jotka estäisivät auringonsäteilyn pääsyn ikkunoihin. Kaikkien ikkunoiden ikkunapinta-ala on yhteensä 16 m2 ja huoneen ikkunoihin kohdistuu vuoden aikana ilman auringonsäteilyn estämistä auringosta aiheutuvaa lämpösäteilyä noin 14 000 kWh/vuosi. Jotta kuntohuoneessa voisi oleskella, niin tilaa jäähdytetään ilmalämpöpumpulla maaliskuusta lokakuuhun.

Kohteen ikkunat ovat 1980-luvulta. Laskennassa käytettiin kaksinkertaisen lasituksen g-arvoa 0,75. Auringonsuojakalvojen lämpösäteilyä vähentävänä vaikutuksena käytettiin 70 prosenttia. Kuvassa 2 on ilmaistu kuukausikohtainen auringon säteilyn huonetilan lämmitysvaikutus esimerkkihuoneessa ilman aurinkosuojakalvoja ja niiden kanssa.

Kuva 2. Auringon säteilyn lämmitysvaikutus esimerkkihuoneessa (kuva: Mika Keski-Luopa)

Auringonsuojakalvojen vaikutus energiankulutukseen ja hiilidioksidipäästöihin

Laskennassa käytettiin ilmalämpöpumpun kylmäkertoimena (SEER) ja lämmityksen hyötysuhteina (COP) lukua 4. Aurinkokalvojen lisääminen vähentäisi esimerkkihuoneen sähkönkulutusta noin 1 000 kWh/vuosi. Luvussa on otettu huomioon auringonsuojakalvojen auringonsäteilyn vähentämisen aiheuttama pieni lämmityksen tarpeen lisäys marraskuun ja helmikuun välisenä aikana.

Säästölaskennassa käytettiin sähkön energiahintana 10 snt/kWh ja siirtohintana 4 snt/kWh. Kustannusten säästöjen arvioitiin olevan noin 140 €/vuosi. Hiilidioksidipäästöjen vähentämisen arvioinnissa käytettiin Suomen sähköntuotannon keskimääräistä CO2- päästökerrointa 89 kg CO2/MWh (Motiva 2022). Esimerkkihuoneen jäähdytykseen käytettävän energian säästöjen avulla saavutetaan vuosittain noin 89 kg hiilidioksidipäästöjen vähenemä. 10 vuoden ajanjaksolla säästöt olisivat noin 10 000 kWh, 1 400 € ja 890 kg.

Verkkokaupoissa auringonsäteilykalvot maksavat laadusta riippuen noin 7–30 €/m2 (sis. alv 24 %). Lisäksi tulevat asennuskustannukset. Artikkelin tilassa on neljä ikkunaa yhteensä 16 m2. Esimerkkikohteen aurinkokalvoinvestoinnin voi arvioida maksavan itsensä energiansäästöinä noin 4-6 vuodessa. Investointi vähentää myös rakennuksen käytön hiilidioksidipäästöjä ja auttaa näin ilmastonmuutoksen torjunnassa.

Lähteet

Ilmatieteen laitos. 2021. Energialaskennan testivuodet 2020. Viitattu 10.5.2022. Saatavissa https://www.ilmatieteenlaitos.fi/energialaskenta-try2020

LAB. 2021. Maaseudun mikroyritysten vähähiiliset energiaratkaisut METE. Viitattu 10.5.2022. Saatavissa https://lab.fi/fi/projekti/maaseudun-mikroyritysten-vahahiiliset-energiaratkaisut-mete

Motiva. 2021. CO2-päästökertoimet. Viitattu 17.5.2022. Saatavissa https://www.motiva.fi/ratkaisut/energiankaytto_suomessa/co2-paastokertoimet

Ympäristöministeriö. 2018. Energiatehokkuus. Rakennuksen energiankulutuksen ja lämmitystehontarpeen laskenta. Helsinki: Ympäristöministeriö. Suomen rakentamismääräyskokoelma. Viitattu 10.5.2022. Saatavissa https://www.edilex.fi/data/rakentamismaaraykset/Ohje_Rakennuksen_energiankulutuksen_ja_lammitystehontarpeen_laskenta_20122017_vain_korostukset.pdf

3M. Auringonsuojakalvot – Liiketilat, toimistot, teollisuus ja asunnot. Viitattu 10.5.2022. Saatavissa https://ikkunakalvot3m.fi/auringonsuojakalvot/

Kirjoittaja

Mika Keski-Luopa toimii TKI-asiantuntijana LAB-ammattikorkeakoulussa METE- ja SÄHÄKKÄ- hankkeissa. Lisäksi kirjoittaja toimii LAB-ammattikorkeakoulun ja Heinolan kaupungin välisen BioHub -yhteistyön koordinaattorina.

Artikkelikuva: Mika Keski-Luopa

Julkaistu 2.6.2022