Järjestelmän radiaattorien koon muuttaminen

Myös talotekniikka, kuten lämmitys-, vesi- ja ilmanvaihtojärjestelmät sekä sähkö- ja televiestintäjärjestelmät, modernisoidaan tehokkaammiksi niin toiminnoiltaan kuin energiankulutukseltaankin. On osoitettu, että vanhojenkin rakennusten vuotuista energiankulutusta voidaan vähentää alle 75 kWh:iin/(m2a).

Vanhojen rakennusten remontoinnin myötä huoneiden lämpötarpeet pienenevät merkittävästi. Tyypillisesti lämmöntarpeen suhde eri huoneiden välillä muuttuu myös esimerkiksi silloin, kun lisälämpöeristystä ei voida aina asentaa yhtä paljon kaikkiin huoneisiin. Ilmanvaihdon lisääminen muuttaa usein myös huoneiden välistä lämmöntarpeen suhdetta. Tästä syystä lämmöntarve on laskettava tarkasti uudelleen, jotta rakennus voidaan remontoida.

Esimerkiksi 50- ja 60-lukujen tyypillisessä matalassa kerrostalossa rakennuksen energiankulutus on yleensä yli 250 kWh/(m2a).
Vertailun kohteena ovat samankokoiset huoneet rakennuksen kolmessa kerroksessa.

Kuva 1. Samanlaiset huoneet kolmessa päällekkäisessä kerroksessa.

Lämmöntarpeen laskenta perustuu Suomen rakentamismääräyskokoelman Energiatehokkuus 2018 -osion ohjeisiin. Vanhan rakennuksen lähtöarvot on otettu ympäristöministeriön julkaiseman Energiatodistusoppaan 2018 liitteestä Tyypillisiä olemassa olevien vanhojen rakennusten alkuperäisiä suunnitteluarvoja.

Huom.! Laskentaesimerkissä on valittu uudeksi ilmanvaihtojärjestelmäksi kaksisuuntainen ilmanvaihtojärjestelmä. Vaihtoehtoisesti ilmanvaihto voidaan toteuttaa yksisuuntaisella ilmanvaihtojärjestelmällä, jossa poistoilman lämpö siirtyy lämmitykseen ja lämpimään käyttöveteen poistoilmalämpöpumpun avulla. Tässä tapauksessa vanhat radiaattorit korvataan tuloilmaradiaattoreilla.

 

Laskenta-arvot Pinta-alat, m2	Lähtötilanne	Tilanne remontin jälkeen
Pinta-ala	20	20
Ulkoseinä	7	7
Ikkuna 2,0 x 1,5	3	3
Ylä-, väli- ja alapohja	20	20
Huoneen korkeus, m	2.5	2.5

 

 

U-arvot, W/(m2K)
Ulkoseinät	0,8	0,17 (+15 cm lisäeristystä)
Ikkunat ja ulko-ovet	3,0	1,0
Yläpohja	0,5	0,1 (+25 cm lisäeristystä)
Alapohja	0,5	0,5 (ei lisäeristystä, maanvastainen)
Ilmanvaihto, 1/h	0,5 (painovoima)	0,5 (lämmön talteenotto η = 80 %)

 

Muut syötetiedot

• Kylmäsillat ja vuotoilma laskentaohjeiden mukaisesti.
• Suunnittelulämpötilat sisätiloissa 21 °C ja ulkona –26 °C
  
  

Lämmöntarve, W	Lähtötilanne	Tilanne remontin jälkeen	Vertailu vanhaan
1. kerros	1304	429	33%
2. kerros	1119	244	22%
3. kerros	1604	353	22%

Yhteenveto

– Jos vanhat radiaattorit säilytetään, 1. kerroksen (pohjakerroksen) huone vaatisi 50 % suuremman suhteellisen tehon (33 %/22 % = 1,50) kuin muissa kerroksissa olevat huoneet. Menolämpötilan säätö, lämpökäyrä, asetetaan korkeimman lämpötilatarpeen mukaan, ts. 1. kerroksen huoneen vaatimusten mukaisesti. Tässä tapauksessa muihin huoneisiin tulee liian kuumaa vettä, minkä vuoksi termostaatit menevät jatkuvasti auki ja kiinni, huoneenlämpötilat vaihtelevat ja lämmitysverkkoon syntyy epätasapaino.

– Energiatehokkuuden kannalta ja erityisesti käytettäessä lämmöntuotantoon lämpöpumppua on suositeltavaa vaihtaa alimitoitettu 1. kerroksen radiaattori 50 % suurempaan ja siten tehokkaampaan, jotta menolämpötilaa voidaan säätää alemmalla lämpökäyrätasolla ja tasaisesti kaikille radiaattoreille.

Suositus

Lämmitysverkko on mitoitettava uudelleen ja järjestelmän venttiilit modernisoitava, kun rakennus remontoidaan tavoitteena saavuttaa lähes nollaenergiatalo. Monet tekijät ovat muuttuneet: lämmöntarve, lämmön jakautuminen, lämpötilatasot ja veden virtaukset sekä mahdollisesti myös lämmöntuotantotapa. Yleensä nousuputket ja siirtoputket huolletaan, staattiset linjanohjausventtiilit korvataan automaattisilla paine-erosäätimillä uuden mitoituksen mukaisesti ja radiaattorit varustetaan uusilla esiasetetuilla termostaattiventtiileillä.

Kuva 2. Oikein mitoitetussa radiaattorissa on suuri lämpöä säteilevä pinta. Radiaattorin vaihto helpottuu, kun nousuputkien ja radiaattoriventtiilien väliset liitosputket uusitaan.

Monissa tapauksissa vanhat radiaattorit vaihdetaan kokonaan uusiin. Näin voidaan valita optimaaliset suunnittelulämpötilat sekä lämmitysjärjestelmälle että lämmöntuotannolle. Kun kaikki rakennuksen lämmönluovuttimet korvataan samanaikaisesti, yksittäisten radiaattorien tulevat vaihtotarpeet vähenevät. Tämä on makrotaloudellinen ratkaisu. Uudet radiaattorit antavat myös huoneiden sisustukselle uuden ilmeen.

Suositellut radiaattoriverkoston suunnittelulämpötilat

• Lämpöpumput 45/35/21 °C
• Polttokattilat 55/45/21 °C
• Kaukolämpö 60/30/21 °C

Joitakin taulukkotietoja radiaattorin tehon vertailuista.

Kuva 3. Radiaattorin tehokertoimen k riippuvuus ylilämpötilasta ΔT. Esimerkiksi vanhan rakennuksen radiaattorin lämpöteho on 1304 W lämpötila-arvoilla Tflow/Trtn/Tin = 80/60/21oC1, jossa ΔT = 48,3 K. Remontin jälkeen lämmöntarve referenssiolosuhteissa on 429 W eli 33 % vanhasta. Esimerkkikuvan kohtien 1–4 mukaan uusi ylilämpötila on ΔT20,5 K, jolla vaadittu 429 W saavutetaan. Sopivia lämpötiloja ovat esimerkiksi 50/35/21 oC (ΔT20,6 K) ja 45/39/21 oC (ΔT20,9 K).
Kaavion viitearvo k = 1,0 / ΔT50 K viittaa radiaattorin standardin EN 442 mukaisesti ilmoitettuun lämpötehokapasiteettiin.

Tyyppi	10	11	20	21	22	30	33
Tehokerroin	1.00	1.59	1.75	2.12	2.64	2.40	3.63

Kuva 4. Paneeliradiaattorien tehokertoimet radiaattorityypin mukaan. Tyyppimerkintä ilmaisee paneelien ja konvektiolamellien lukumäärän. Esimerkiksi tyyppi 21 tarkoittaa, että radiaattorissa on kaksi kiertovesipaneelia ja lisäksi yksi konvektiolamelli. Esimerkiksi tyypin 22 tehokerroin on 2.64 / 1.59 = 1.67 kertaa suurempi kuin tyypin 11 teho samalla leveydellä/korkeudella.

Korkeus:	300	400	450	500	600	900
Tehokerroin	1.00	1.25	1.37	1.45	1.70	2.31

Kuva 5. Paneeliradiaattorien tehokertoimet korkeuden mukaan. Esimerkiksi 600 mm korkean radiaattorin, jonka tyyppi ja leveys ovat samat, lämpötehokerroin on 1.70/1.25 = 1.36 kertaa suurempi kuin 400 mm korkealla radiaattorilla. Paneeliradiaattorien teho on lineaarinen suhteessa niiden leveyteen.

Kuvissa 3, 4 ja 5 esitettyjä arvoja voidaan käyttää alustaviin arviointeihin. On kuitenkin suositeltavaa käyttää esimerkiksi radiaattorien valmistajien julkaisemia, tarkempia tehonlaskentaohjelmia.
_______________________________________________________________________________________
1. Tietoja esimerkiksi lämpökäyrästä ja käyttökokemuksista.