Comissioning building systems in low-energy buildings

Abstract

The objective of this thesis was to develop commissioning tools and guidelines to assist the construction process of low-energy buildings. The purpose of the tools is to contribute positively on the building performance, so that the desired targets for energy efficiency and indoor climate are met. This study confines itself to dealing with residential block houses that are equipped with district heating, although the results can be applied to other building types as well.

The literary review discusses topics that were relevant for the thesis, such as buildings and environment, indoor climate and building systems. The concept of building commissioning is introduced as well as the potential benefits that are associated with it. In addition to the literary review, research material was gathered by conducting interviews and employing software used in energy calculations. The interviews provided a quantitative outlook on the subject, whereas sensitivity analyses performed with the software produced useful quantitative data. Considering the scope of the study, the research material provided ample amounts of reliable data to form the basis of this study.

The tools and guidelines were developed primarily for the start-up, functional testing and operating phases of a building, because it is not possible to analyse the design principles of various building systems in detail within the scope of this study. Results of the study contain a functional testing procedure and templates for recording measurements. In addition, this thesis gives guidelines for the buildings' design phase as well as for the selection and responsibilities of the maintenance organisation. The tools developed will be introduced in the clients' actual building process. The study also discovered some potential improvements in the current process, which can assist overall process development in the future.

Using the results of the study it's possible to improve the implementation of specific construction phases. This is a prerequisite for the development of the process as a whole and in achieving continuous commissioning. By utilising the commissioning methodology more extensively both the owner and the developer can achieve significant monetary as well as non-financial benefits.

Tämän työn tavoitteena oli kehittää matalaenergiarakennusten toimivuuden varmistamista helpottavia työkaluja ja ohjeistuksia rakennusprosessin eri vaiheisiin. Työkalujen tarkoituksena on myötävaikuttaa rakennuksen energiatehokkuuteen ja sisäilmastoon siten, että niille asetetut tavoitteet saavutetaan mahdollisimman kattavasti. Työ rajoittuu tarkastelemaan kaukolämmitteisiä asuinkerrostaloja, mutta sen tuloksia voidaan hyödyntää myös muuntyyppisissä kiinteistöissä.

Tutkimuksen taustaa kartoitettiin kirjallisuustutkimuksella, joka käsitteli ympäristöä, rakentamista, talotekniikkaa ja sisäilmastoa. Lisäksi kirjallisuusosassa esitellään toimivuuden varmistamisen (ToVa) käsite sekä menettelyllä saavutettavia hyötyjä rakentamisessa. Kirjallisuustutkimuksen lisäksi tutkimusaineistoa kerättiin asiantuntijahaastatteluiden kautta sekä hyödyntämällä energialaskentaan kehitettyä laskentaohjelmistoa. Haastatteluissa saatuja kvalitatiivisia näkemyksiä pyrittiin tukemaan ohjelmistolla suoritetuilla herkkyystarkasteluilla, josta saatiin kvantitatiivista aineistoa tutkimukseen. Tutkimusaineisto kokonaisuudessaan antaa laajan ja luotettavan lähtökohdan tutkimukselle sen rajaus huomioon ottaen.

Työkalut ja ohjeistukset pyrittiin kohdentamaan kiinteistön käyttöönotto- ja seurantavaiheisiin, sillä tämän työn laajuudessa ei ollut mahdollista analysoida kattavasti eri taloteknisten järjestelmien suunnitteluperiaatteita. Työn tuloksina esitetään toimintakoeohjelma asuinrakennusten käyttöönottovaiheeseen sekä vakioidut mittauspöytäkirjamallit. Lisäksi työ sisältää ohjeistuksia suunnitteluvaiheeseen sekä huoltoyhtiön kilpailutukseen ja toimintaan liittyen. Kehitetyt työkalut otetaan käyttöön tilaajan tulevissa rakennushankkeissa. Lisäksi tutkimus nosti esiin puutteita ja kehitysmahdollisuuksia nykyisessä rakennusprosessissa, mikä auttaa prosessin kehittämisessä tulevaisuudessa.

Tutkimuksen tuloksia hyödyntämällä voidaan kohdennetusti tehostaa rakennusprosessin yksittäisten vaiheiden läpivientiä. Tämä on edellytyksenä prosessin kehittämiselle kokonaisuutena ja jatkuvuuden saavuttamiseksi toimivuuden varmistamisessa. Hyödyntämällä ToVa-menettelyä aiempaa laajemmin, sekä tilaaja että toimittaja voivat saavuttaa merkittävää hyötyä niin rahallisesti kuin laadullisesti.