Muinsuskaitse all oleva hoone rekonstrueerimine ja energiatõhususe analüüs

Tulenevalt muinsuskaitse eritingimustest on miljööväärtusliku hoone rekonstrueerimine ja energiatõhusamaks muutmine üsnagi keeruline, kuid muutuvate normide ja nõuete tõttu tuleb iga hoone puhul vaadata, kuidas neid eesmärke saavutada. Ette antud nõuded piiravad väga palju hoonega tehtavat ja selle juures muudetavat, kuid annab ka kindlad raamid mille järgi tegutseda. Hoonet on võimalik muuta energiatõhusaks erinevate lahendustega, kui see tuleb põhjalikult läbi mõelda enne ehitama hakkamist. Töös seati eesmärgiks leida erinevaid võimalusi muinsuskaitse all oleva hoone rekonstrueerimiseks, et parandada selle energiatõhusust, kuid säilitada miljööväärtuslik väljanägemine. Arvesse tuli võtta muinsuskaitse poolt seatud eritingimusi ja hoone seisukorra poolt seatud piire, et saavutada energiatõhususarvu klass A. Töös leiti hoone hetke olukorra energiatarbimine KEK arvutuse teel milleks oli 117,76 kWh/(m2 ∗ a) ja koostati ETA arvutus, et leida hoone energiatarbimine kui see oleks igapäevaselt kasutuses. Arvutuse tulemuseks saadi 342 kWh/(m2 ∗ a) ning sellise tulemusega kuulub hoone hetkel energiatõhususarvu klassi G ja ei vasta energiatõhususe miinimumnõuetele.. Kui soovitakse hoonet kasutada aastaringselt ja iga päev avaliku hoonena, siis oleks mõistlik teha läbi rekonstrueerimine, et parandada aastast energiatarbimist. Kui lähtuda muinsuskaitse eritingimustest, mis keelab hoone välisgabariitide juurde-, peale- ja ümberehitamise, aga lubab soojustada põrandad ja pööninglae, siis oleks mõistlik paigaldada hoonesse maasoojuspump, soojustada põrandad ja pööninglagi ning krohvida seinad roomattidel lubikrohviga. Lisaks tasuks paigaldada akendele kolmekordsed klaaspaketid sisemistele raamidele, et vähendada soojakadu läbi akende. Eelistada võiks maasoojuspumpa, kuna pelletkatlaga ei ole võimalik saavutada energiatõhususarvu klassi C, isegi kui soojustada hoone täielikult mineraalvillaga. Pelletkatla soojusenergia tarbimine oleks niivõrd suur antud hoone puhul, et sellega on parim võimalik saavutatav energiatõhususarvu klass D. Välja toodud lahendusega, mis on vastavuses muinsuskaitse eritingimustega ja kus kasutatakse maasoojuspumpa on võimalik vähendada aastane energiatarbimine 198 kWh/(m2 ∗ a), mis annaks hoonele energiatõhususarvu klassi C. Aastast energiatarbimist on võimalik vähendada veelgi, kui vahetada välja välisseinte soojustus mineraalvilla vastu. Antud lahenduse puhul väheneks aastane energiatarbimine 192 kWh/(m2 ∗ a). Hoonele oleks võimalik saavutada energiatõhususarvu klass A päikesepaneelidaga, kuid kuna tegemist on muinsuskaitse all oleva hoonega ja ka hoone kinnistu kuulub sinna alla, siis ei ole võimalik päikesepaneele kasutada. Töö teises osas vaadeldi millist mõju avaldaks erinevate materjalide kasutamine hoone rekonstrueerimisel. Soojustades hoone tselluvilla või mineraalvillaga oleks süsinikdioksiid heitgaaside kogus materjalide elukaare ajal samas suurusjärgus, ligikaudu 288 000 kg 50 aastase kasutusperioodi jooksul. Samalaadse hoone ehitamisel täiesti uute materjalidega algusest lõpuni oleks heitgaaside hulk ligikaudu 11% suurem. Suurim heitgaaside kogus mõlema variandi puhul tekiks materjalidest. Täpsemalt nende tootmisest, kasutusest ja utiliseerimisest. Kõige optimaalsem oleks kasutada rekonstrueerimisel tselluvilla soojustusmaterjalina, kuna see on kõige väiksema keskkonnamõjuga materjal ja vastaks ikkagi energiatõhususe miinimumnõuetele. Lõputöö tulemusi vaadates võib öelda, et hoonel on võimalik saavutada energiatõhususarvu klass C, kuid antud tingimustes ja piiranguid arvestades ei ole A klass saavutatav. Väljatoodud lahendusi kasutades saavutaks hoone parema sisekliima ja väiksemad kulud, mis muudaks hoone ülalpidamise lihtsamaks nii rentnikutele kui ka linnale. Linnas säiliks kultuuriliste objektide osakaal, mis aitab säilitada selle ilmet ja omapära.

Due to the special conditions of heritage protection, it is rather difficult to reconstruct a building of cultural and environmental value and make it more energy-efficient. The requirements highly restrict what can be done and how the building can be altered but they also provide a strict operating framework. The aim of the thesis was to find various ways for reconstructing a building under heritage protection to improve its energy efficiency, while maintaining an appearance of cultural and environmental value. To achieve an energy efficiency class A, the special conditions of heritage protection and the limits that the state of the building imposed had to be taken into account. In the project, the current energy consumption of the building was determined via KEK calculation, which is 177,76 kWh/(m2 ∗ a) and an ETA calculation which states the energy consumption of the building when it is in year round use. The outcome of the calculation was 342 kWh/(m2 ∗ a). With this result, the building currently belongs to energy efficiency class G and is not particularly energy-efficient. If the building is designed for public use, daily and year-round, it would be wise to reconstruct it to improve the annual energy consumption. Following the special conditions of heritage protection, which prohibit additions, extensions and alterations to the external gauges of the building, but allow the floors and the attic ceiling to be insulated, it would be reasonable to install a geothermal pump in the building, insulate the floors and the attic ceiling, and plaster the walls with lime plaster over reed mats. In addition, triple-glazed windows should be installed on the interior frames to reduce heat loss through the windows. A geothermal pump is preferred, since it is impossible to achieve the energy efficiency class C with a pellet boiler, even if the building is completely insulated with mineral wool. The heat consumption of a pellet boiler would be so high that at best, energy efficiency class D could be reached. With the aforementioned solution, which complies with the special conditions of heritage protection and includes a geothermal pump, it is possible to reduce the annual energy consumption to 198 kWh/(m2 ∗ a), which would give the building energy efficiency class C. Annual energy consumption can be reduced even more by replacing the insulation of external walls with mineral wool. With this solution, the annual energy consumption would decrease to 192 kWh/(m2 ∗ a). Energy efficiency class A could be achieved with solar panels, but since the building is under heritage protection and this includes the immovable property of the building, it is not possible to use solar panels. The second part of the project focused on the impact that the use of different materials would have when reconstructing the building. By insulating the building with cellulose wool or mineral wool, the carbon dioxide emissions would be roughly the same throughout the life cycle of the materials, approximately 288 000 kg over a 50 year period of use. If a similar building would be built with completely new materials from start to finish, the amount of emissions would be approximately 11% higher. The highest amount of emissions in both versions would be caused by the materials. More precisely, by their production, use and disposal. It would be optimal to use cellulose wool as an insulation material during reconstruction, since it has the smallest environmental impact and would still meet the minimum energy efficiency requirements. Based on the results of the thesis, it can be said that the building can achieve energy efficiency class C, but considering the given conditions and limits, reaching energy efficiency class A is not achievable. By using the outlined solutions, the building would achieve a better indoor climate and lower costs, which would make it easier for the tenants and the city to maintain the building. Also, the proportion of cultural objects would be maintained in the city, helping to preserve its appearance and distinctive characteristics.