dECOnhealth – Tarpeenmukainen ilmanvaihto sairaaloissa

Tutkimme sairaalailmastoinnin energiansäästöpotentiaalia

Projektin kesto

1.4.2018. – 31.3.2022

Rahoituslähde

Business Finland

Kokonaisrahoitus

309 000 €

Rakennussektorin osuus energiankulutuksesta on huomattava ja myös siihen kohdistuvat energiansäästötavoitteet ovat vastaavasti suuret. Terveydenhuollon rakennuksilla on tyypillisesti suuri energiantarve korkean sisäilman laadun ja ympärivuorokautisen toiminnan vuoksi. Tarpeenmukainen ilmanvaihto on yksi varteenotettava menetelmä sairaaloiden energiankulutuksen alentamiseksi. Sitä pidetään yleisesti yhtenä tärkeimmistä tavoista vähentää rakennusten energiankulutusta.

Projektin tavoitteena oli tutkia sairaalailmastoinnin energiansäästöpotentiaalia ja kehittää toteuttamiskelpoisia tarpeenmukaisen ilmanvaihdon menetelmiä ja ohjausstrategioita. Tätä tutkittiin mittauksilla ja rakennussimulaatioilla kahdessa sairaalarakennuksessa: HUS:n Kolmiosairaalassa Helsingissä ja Uniklinikum-sairaalassa Aachenissa. Strategioiden toimivuutta hyvän sisäilman laadun ja lämpöviihtyvyyden ylläpitämisessä testattiin myös laboratoriokokeilla.

Projekti osoitti, että tarpeenmukaisella ilmanvaihdolla voidaan saavuttaa merkittäviä energiansäästöjä sairaalarakennuksissa. Mittauksissa säästöpotentiaalia arvioitiin perustuen eri huonetyyppien käyttöasteeseen, joka määritettiin ilman CO2-pitoisuuden mittauksilla. Käyttöasteiden arvioitiin olevan potilas- ja eristyshuoneissa noin 80 % ja vastaanotto-, toimenpide ja toimistotiloissa noin 30 %. Näitä vastaavan ilmanvaihdon säästöpotentiaalin arvioitiin olevan 10 – 60 % tilatyypistä ja ohjausstrategiasta riippuen.

Rakennussimulaatiot antoivat suuremman säästöpotentiaalin, koska niissä otettiin huomioon myös tilojen lämmitys- ja jäähdytystarve. Lisäksi tilojen ilmavirrat perustuivat simuloinneissa standardien ja ohjeiden suosituksiin, kun taas mittauksissa laskenta perustui rakennuksen olemassa oleviin ilmavirtoihin. LVI-järjestelmien energiansäästöpotentiaaliksi arvioitiin simulaatioiden perusteella 60 – 90 %.

Hanketta rahoittivat Business Finland ja mukana olleet yritykset. Se toteutettiin kansainvälisenä yhteistyönä Turun ammattikorkeakoulun ja Aachenin yliopiston RWTH:n kesken.

Julkaisuja

Hagström K, Grönvall I, Kalliomäki P, Maula H, Sivula A, Comfort evaluation of a dynamic protective airflow system using human test subjects, Proceedings of Clima 2022, REHVA 14th HVAC World Congress, 22nd -25th May, Rotterdam, The Netherland

Heinonen Henri 2021, Ilmanvaihdon energiatehokkuus sairaaloissa – case: yliopistollinen sairaala, opinnäytetyö YAMK, Turun ammattikorkeakoulu 2021, 61 p.

Kalliomäki, Petri; Rätz, Martin; Mathis, Paul; Müller, Dirk; Koskela, Hannu, Potential of Demand-controlled Ventilation in Different Space Types in a University Hospital Building: A Case Study, Proceedings of 15th Roomvent Virtual Conference – Energy Efficient Ventilation for Healthy Future Buildings, Roomvent 2020, 15.-18.2.2021, Turin, Italy, Pages 242-245

Kalliomäki P, Koskela H, Room air distribution strategies in hospital isolation rooms, RenhetsTeknik 2:2021, pages 21-25.

Kalliomäki P, Maula H, Koskela H, Tilojen käyttöaste ja tarpeenmukaisen ilmanvaihdon säästöpotentiaali sairaalatiloissa, Sisäilmastoseminaari 2021, Sisäilmastoyhdistys raportti 39, 2021, p 101-106.

Maula H, Kalliomäki P, Koskela H, Thermal comfort in a hospital isolation room – A laboratory study, Healthy Buildings 2021–Europe. Proceedings of the 17th International Healthy Buildings Conference 21–23 June 2021, SINTEF Academic Press 2021.

Maula H, Kalliomäki P, Koskela H, Lämpöviihtyvyys sairaalan eristystilassa, Sisäilmastoseminaari 2021, Sisäilmastoyhdistys raportti 39, 2021, p 207-212.

Rätz, Martin; Kalliomäki, Petri; Mathis, Paul; Koskela, Hannu; Müller, Dirk, Analyzing the Energy-Saving Potential of Demand-Controlled Ventilation in Hospitals via Dynamic Building Simulations, Proceedings of 16th Conference of the International Society of Indoor Air Quality & Climate, Indoor Air 2020, 2.-4.11.2020, Seoul, South Korea, Pages: 1026-1031

Rätz, Martin; Kalliomäki, Petri; Kremer, Martin; Koskela, Hannu; Müller, Dirk, Real-Time Occupancy Detection in Hospital Patient Rooms Using Sensor Fusion Proceedings of 13th International Industrial Ventilation Conference for Contaminant Control, ASHRAE Ventilation 2022, June 22-24, 2022 Toronto, Canada