Tämä artikkeli on seitsemäs Aurinkoseinä -hankkeen julkaisuista.
Edellisessä artikkelissa vertailtiin tuloksia siitä, miten lämpötila vaihtelee hirsiseinän rakenteessa eli miten rakenne vastaanottaa auringon lämpöä ja luovuttaa sitä taas ympäristöönsä. Tässä artikkelissa vertaillaan vuorostaan mittaus- ja simulointituloksia koetalon lämmitysenergian tarpeesta. Artikkelissa hirsirakenteen lämpötiloista tutkittiin tuloksia jaksolta 14.4.-24.4.2024 ja energiankulutusta tutkitaan tässä samalta tarkastelujaksolta. Seinärakenteen mitatuissa lämpötiloissa havaittiin eroa simulointimallin antamiin tuloksiin seinärakenteen keskiosan ja terassinpuoleisen rakenteen osalta. Saman tarkastelujakson energiankulutuksia tutkimalla pyritään selvittämään, onko havaituilla poikkeamilla vaikutusta energiankulutuksen laskentaan.
Vertailu tuntitasolla
Käyrästössä Koetalo mitattu ja simuloitu lämmitysenergia 140424-240424 esitetään tulokset tuntitasolla. Vihreät käyrät esittävät vertailtavia lämmitysenergiankulutuksia. Mitattu lämmitysenergiankulutus on keskiarvotettu kolmen tunnin juoksevalla keskiarvolla. Näin on tarpeen tehdä energiankulutuksen analysoinnin helpottamiseksi, koska lämmityslaitteen termostaattiohjaus aiheuttaa tuntitasolla suurta vaihtelua energiankulutukseen. Oranssit käyrät näyttävät sisälämpötilat mittauksista ja simuloinnista. Lisäksi esitetään olosuhteet auringon säteilymäärän ja ulkoilman lämpötilan osalta. Simulointiohjelmistona on IDA ICE versio 5.0.0.1 Standard.
Massiivinen seinärakenne reagoi hitaasti olosuhteiden muutoksiin. Aurinkoisen päivän aiheuttaman lämpöpulssin jälkeen saattaa kulua jopa kolme vuorokautta ennen kuin lämpötila seinän sisällä on taas tasaantunut lämpöpulssia edeltäneelle tasolle. Kun tutkitaan massiivisen seinärakenteen toimintaa, oleellista on tarkastella lämmitystarpeen sijoittumista vuorokauden tunneille. Voidaan myös havainnoida, josko edellisen vuorokauden olosuhteet näyttäisivät vaikuttavan seuraavaan vuorokauteen eri tavalla mittauksissa verrattuna simulointiin. Koetalosta mitattu energiankulutus ja simuloitu energiankulutus näyttäisivät seuraavan toisiaan varsin tarkasti. Lämmitystehontarve näyttäisi jakautuvan vuorokauden tunneille samalla tavalla simuloinnissa ja mitatuissa tuloksissa. Pienimmät ja suurimmat tehontarpeet sijoittuvat samoille tunneille kummassakin tapauksessa.
Vertailu vuorokausittain
Hieman eri tavalla tuloksia hahmottaa, kun tarkastellaan vuorokausittain laskettuja lämmitysenergian tarpeen kokonaismääriä (vuorokausisummat) ja vuorokausikohtaisia ympäristön olosuhteita. Oheisessa käyrästössä on nämä tiedot esitettynä. Vaikuttaisi siltä, että vuorokausina 18.4. ja 19.4. sekä 21.4. ja 22.4. aurinkoisempi sää saa mitatun lämmitysenergian tarpeen vähenemään enemmän kuin mitä simuloitu lämmitysenergiantarve vähenee. Vastaavaa ilmiötä ei kuitenkaan havaita tarkastelujakson ensimmäisiltä vuorokausilta, vaikka auringon säteilyenergiaa on silloinkin melko paljon saatavilla. Tässä ilmiössä voi olla viitteitä siitä, että simulointimalli aliarvioi sitä, miten paljon auringon lämpöä saadaan hyödyksi. Olisi kuitenkin tarkasteltava tuloksia pidemmältä jaksolta ja erilaisista olosuhteista, jotta voitaisiin vetää johtopäätöksiä suuntaan tai toiseen.
Vuorokausisummat ja lämpötila
Päätelmät
Näiden tulosten perusteella vaikuttaisi siltä, että lämmitysenergian kulutuksen osalta simulointitulokset vastaavat varsin hyvin koetalon mittausten tuloksia. Lämmitysenergiantarve sijoittuu ajallisesti samalla tavalla simuloinnissa ja mittaustuloksissa.