Viikin Ympäristötalo

Viikin yliopistokaupunginosa sijaitsee noin kahdeksan kilometrin päässä Helsingin keskustasta. Rakennettu ympäristö muodostaa nauhamaisen vyöhykkeen Lahdenväylän varteen.

Luonnonsuojelu- ja virkistysalueet, sekä yliopiston viljelyksessä oleva peltoalue muodostavat yli tuhat hehtaaria Viikin alueesta. Ympäristötalo täydentää kampusta niin toimintansa kuin arkkitehtuurinsakin puolesta: rakennuksen suunnittelusta vastasi arkkitehtitoimisto Ab CASE Ltd.

Ympäristökeskus saman katon alle

Helsingin kaupungin ympäristökeskuksen hallintopäällikkö, varatuomari Jorma Nurro kertoo, että viraston laboratorio muutti jo aiemmin Viikkiin.

– Ympäristöviraston laboratoriosta muodostettiin Helsingin, Espoon ja Vantaan yhteinen liikelaitos, MetropoliLab, joka muutti Viikinkaari 4:ään, EU:n elintarvikevirastoa varten suunniteltuun uudisrakennukseen.

MetropoliLabin ja ympäristökeskuksen välinen etäisyys aiheutti kuitenkin toiminnallisia ongelmia tiiviiseen yhteistyöhön, ja vuonna 2006 ryhdyttiin selvittämään ympäristökeskuksen siirtymistä samalle alueelle.

Viikkiin sijoittuu MetropoliLabin ohella muitakin yrityksiä ja sektoritutkimuslaitoksia, jotka tekevät läheistä yhteistyötä ympäristökeskuksen kanssa, kuten Yliopistollinen eläinsairaala, Löytöeläintalo, Gardenia sekä Evira.

Fyysinen läheisyys syventänee entisestään yhteistyötä ympäristökeskuksen ja sen kumppaneiden välillä, mutta muutto herätti myös epäilyksiä, joita hallintopäällikkö haluaa hälventää.

– Kun viraston toiminta ei enää ole hajallaan kolmessa pisteessä, pääsemme purkamaan toiminnallisia raja-aitoja. Voimme kehittää toimintaamme virastona; ei vain yksittäisten toimipisteiden tai yksiköiden näkökulmasta.

– Muualla sijaitseviin kaupungin yksiköihin pidämme yhteyttä muun muassa etäneuvottelulaitteiden kautta. Kentällä liikkuvien tarkastajien työtä tulevat helpottamaan erilaiset mobiiliratkaisut, vakuuttaa Jorma Nurro Helsingin kaupungin ympäristökeskuksesta.

Arkkitehti Pirkko Varila Helsingin yliopiston tila- ja kiinteistökeskuksesta vahvistaa yliopiston ja kaupungin vuosia kestäneen yhteistyön Viikin kampuksen kehittämisessä.

– Viikin kampuksen alueella on useita kiinteistöyhtiöitä, joissa sekä yliopisto että kaupunki ovat mukana. Ympäristötalon kohdalla Helsingin yliopiston osuus on noin neljännes. Viikissä sijaitsevan bio- ja ympäristötieteellisen tiedekunnan ympäristötieteilijät olivat uusien tilojen tarpeessa, ja Ympäristötalo on sekä toiminnallisesti että sijainniltaan sopiva paikka ympäristötieteilijöille.

Kokemuksia ja tietoa

Uusi Ympäristötalo luo lisäedellytyksiä synergialle ympäristöasioiden tutkimus- ja kehitystarpeita ajatellen, uskoo rakennuttajan projektinjohtaja Markku Katainen.

– Helsingin kaupungin periaatepäätös soveltaa matalaenergiarakentamista rakennuskohteissaan yhdessä ympäristötavoitteiden huomioimisen kanssa, soveltui erityisen hyvin tähän rakennukseen. Myös käyttäjät ovat sitoutuneet kaluste- ja laitehankinnoissaan toteuttamaan samaa periaatetta.

Kahden eri käyttäjän tarpeiden, toiveiden, ja rakennuksen muotoon liittyvien ajatusten yhteensovittaminen ei ollut vaivatonta.

– Perusratkaisun löytäminen teetti työtä, ja vei aikaa. Luonnonvaloa haluttiin hyödyntää työskentelytiloissa mahdollisimman paljon. Auringon hyödyntämistä talviaikaan, ja passiivista varjostusta kesällä tutkittiin simulaation avulla, kertoo projektinjohtaja Katainen.

– Rakennuksen laskennallinen energiankulutuksen tavoite on haastava. Toimintaansa kehittämällä käyttäjä pyrkii osaltaan tavoitteeseen. Kokemuksia aurinkopaneeleista ja kaksoisjulkisivun toiminnasta, sekä maaperän tarjoamasta jäähdytysenergiasta seurataan tiiviisti ja mielenkiinnolla, Katainen toteaa.

Osana kaupunkikuvaa

Ympäristötalo sijoittuu pienen katuaukion laitaan kulmatontille. Rakennukseen mahtuu noin 240 hengen työtilojen lisäksi kokous-, näyttely- ja kahvilatiloja.

Viisikerroksisen Ympäristötalon eteläisen kaksoisjulkisivun uloin pinta rakentuu aurinkopaneeleista. Itäkeskuksesta päin lähestyttäessä rakennus on hyvinkin näkyvä, ja sen julkisivuihin on haettu yhtymäkohtia ympäröivään rakennuskantaan.

Arkkitehtisuunnittelusta vastanneen arkkitehti Kimmo Kuismasen mukaan Ab CASE Ltd pyrki suunnittelemaan Ympäristötalosta kokonaisteoksen.

– Halusimme tehdä yhtenäisen rakennuksen, jossa tekniikka ja arkkitehtuuri tukevat toisiaan. Jokainen julkisivu on erilainen, ja jokainen ilmansuunta on analysoitu auringon ja tuulen suhteen. Rakennus suunniteltiin valmiiseen infrastruktuuriin, ja halusimme sen kiinnittyvän suoraan katutilaan.

Ympäristötalon sisääntulokerrokseen sijoitettiin pieniä neuvottelutiloja, sekä toimistoista esimerkiksi eläinlääkärin huone, jossa ulkopuoliset asiakkaat voivat vierailla. Toinen, kolmas ja neljäs kerros sisältävät tyypillisiä toimistohuoneita valopihojen ympärille ryhmiteltyinä.

Ylimmässä, viidennessä kerroksessa on kokoushuoneisto, ja henkilökunnan taukotilat. Arkkitehdin ajatuksena on ollut maksimoida luonnonmateriaalien käyttö, joten näkyvissä pinnoissa on paljon puuta ja kiveä.

Kiintokalusteet suunniteltiin Arkkitehtitoimisto Ab Case Consult Ltd:ssä.

Tuttua ja erikoista

Ympäristötalon rakennesuunnittelija, diplomi-insinööri Stefan Forstén Talonrakennus WSP Finland Oy:stä kertoo, miksi rakennuksen rungoksi valittiin paikallavalettu pilarilaatta.

– Massiivibetonirunko sitoo lämpöenergiaa, ja tasoittaa sitä kautta lämpötilaeroja. Toinen syy oli se, että paikalla valetun betonirungon CO²-päästöt ovat suhteellisen alhaiset.

Alapohja tehtiin kuitenkin ontelolaattatasona muottiteknisistä syistä. Koska ontelolaattatason kuivumisjakso on paljon lyhyempi kuin paikallavaletun tason, tehtiin yläpohjakin ontelolaatasta. Näin päästiin nopeammin laittamaan vesikattoon bitumihuovat.

Termorankaisen ulkoseinäratkaisun ansiosta talon ulkovaippa saatiin asennettua nopeasti runkovaiheen jälkeen.

– Termorankarungolla voidaan lisäksi saavuttaa suhteellisen hyvä tiiveys huolellisella detaljisuunnittelulla. Tämä oli erittäin tärkeää, kun otetaan huomioon talon kovat energia- (<70 kWh/a) ja tiiveystavoitteet (n50<0.7), muistuttaa Forstén.

Ympäristöominaisuuksien, kuten CO²-päästöjen vuoksi, aulojen kattorakenne tehtiin liima- ja kertopuupalkeista. Samoista syistä talossa käytettiin mahdollisimman laajalti mineraalivillaeristeitä.

Talon ehkä erikoisin rakennetekninen ratkaisu liittyy poistumisportaisiin, jotka sijoitettiin ulkotilaan, kaksoisjulkisivun taakse.

– Palonkestävien, teräsrunkoisten poistumisportaiden ympärille rakennettiin palonkestävät lasiseinät. Näiden lasiseinien yhteensovittaminen kaksoisjulkisivun teräsrungon kanssa aiheutti rakenne- ja paloteknisiä haasteita.

– Detaljisuunnittelu on aina jonkinlainen haaste matalaenergiataloissa. Viikin Ympäristötalon eteläsivun kaksoisjulkisivu, joka on ripustettu kattotasosta, aiheutti tässä projektissa lisähaasteita detaljointiin, hahmottelee työtään rakennesuunnittelija Stefan Forstén.

Venytettyä talotekniikkaa

– Viikin Ympäristötalon toteuttamisessa pyrittiin soveltamaan hyväksi havaittua ja toimivaa tekniikkaa, venyttäen sen mahdollisuuksia äärimmilleen, muotoilee Climaconsult Finland Oy:n toimitusjohtaja Juha Pentikäinen.

Sen sijaan rakennuksen jäähdytyksen toteuttaminen kokonaisuudessaan porakaivoista saatavalla geoenergialla, ilman kompressoreita, oli haastavaa; kaukojäähdytystä alueella ei ole tarjolla:

– Tarvittavan jäähdytysenergian määrittelyä varten laadimme rakennuksesta simulointimallin. Porakaivojen sijoittelua, sekä maaperän lämpötilakäyttäytymistä selvitettiin yhdessä VTT:n kanssa.

– Ympäristötalon vuosittaisessa energiankulutuksessa alitamme selvästi A-luokan rajan, joka on 90 kWh/brm²/a. Projekti onkin hyvä esimerkki siitä, mitä voidaan saavuttaa, kun kaikki suunnittelijat sitoutuvat lopputulokseen, ja toimivat tiiviissä yhteistyössä toistensa kanssa, vahvistaa Pentikäinen.

Aurinkopaneeleja sijoitettiin julkisivun lisäksi rakennuksen katolle. Julkisivussa paneelit toimivat tarvittaessa varjostajina. Auringon valon ja lämmön kulun optimoinnilla saadaan lämpöenergian hyödyntämisen lisäksi vähennettyä jäähdytysenergian tarvetta, ja lisättyä luonnonvaloa sisätiloissa.

Katolle asennettiin myös neljä äänetöntä Windside-tuuliturbiinia. Pystyakselista, purjehdustekniikkaan perustuvaa roottoria pyörittää kaksi spiraalinmuotoista siipeä. Roottorit kestävät jopa 40 sekuntimetrin jatkuvaa tuulta, ja niiden teholla valaistaan Ympäristötalon turvavalot.

Ympäristötalon energiatehokkuutta parantavat myös tehokas lämmön talteenottojärjestelmä, tiivis vaippa, ja sähkönkulutuksen minimointi.

Sähkösuunnittelusta vastannut Projectus Team Oy:n suunnittelija Erkki Hakanen muistuttaa, että kohteessa tutkitaan eri vaihtoehtoja, mutta uusiin järjestelmiin tottuminen vie aikaa: osan Ympäristötalon energiansäästöpäätöksistä tekee automatiikka.

Ympäristötalon energiatehokkuustavoite on 70 kWh/m²/vuosi, kun tavanomaisissa toimistorakennuksissa energiatehokkuusluku on noin 150 kWh/m²/vuosi.

Haasteita työmaalla

Ympäristötalon rakennusurakoinnista huolehti Lemminkäinen Talo Oy. Kylmä, pitkä ja luminen talvi 2010 2011 oli paikallavalukohteelle erittäin haastava.

Työpäällikkönä toimineen Kim Bonon mukaan energiatehokkuus pääasiallisena ratkaisujen valintaperusteena synnytti paikoitellen ongelmia rakennettavuudelle.

– Sivu-urakoiden yhteensovittaminen oli tavanomaista suurempi haaste uudenlaisten tekniikkojen takia. Hankintojen kohdalla energiavaatimukset olivat joissakin rakennusosissa niin kovia, että suurin osa potentiaalisista tarjoajista ei niihin pystynyt.

– Kaikessa ulkovaippaan liittyvässä käytännön työ, ja erityisesti sen dokumentointi, poikkesivat tavanomaisesta. Ripustetun kaksoisjulkisivun elementtien läpimenot tiivistettiin, ja dokumentoitiin valokuvin, yksi kerrallaan.

Yllätykseksi osoittautui myös maaperä, joka ei ollut tutkimusten mukainen.

– Kallion rikkonaisuus, ja pehmytkerroksen rakenne tekivät rakennuspaikan maaperästä huomattavasti odotettua haasteellisemman. Energiakaivojen porauksissa jouduttiin erityisjärjestelyihin: porauksessa käytettiin vedenpaineella toimivaa uppovasaraa. Näissä olosuhteissa poraaminen oli huomattavasti ennakoitua hitaampaa, ja aiheutti aikataulupainetta, kertoo Kim Bono.

Rakennuksen energiatehokkuuden vaikutuksista työmaakäytäntöihin tehtiin työmaalla myös diplomityö. Tekniikan opiskelija Jarkko Lahden aiheena olivat ekotehokkaan rakentamisen vaikutukset työmaakäytäntöihin.

Energiatehokkuuden täsmäisku

Juha Pentikäinen, Climaconsult Finland Oy

Helsingin Viikkiin valmistunut Helsingin Ympäristökeskuksen ja Helsingin Yliopiston toimistotalo edustaa tämän hetken state of the artia mitä tulee energiatehokkuuteen. Energiatodistuksen mukainen vuotuinen energiankulutus on hieman yli 70 kWh/brm², jolloin rakennus sijoittuu kirkkaasti parhaaseen A-luokkaan. Ostoenergian tarvetta vähentävät muun muassa 25 pihalle porattua porakaivoa sekä 572 m² (n. 60 kW) katolle ja julkisivuun asennettua aurinkopaneelia. Ja onhan katolla vielä muutama tuuliturbiinikin.

Pihalle poratuilla porakaivoilla on pituutta yhteensä noin 6000 m ja niillä katetaan koko rakennuksen jäähdytysenergian tarve. Kompressorikoneita rakennuksessa ei ole sen enempää kuin kaukojäähdytystäkään. Integroidulla suunnittelulla, lähtien rakennuksen massoittelusta tilojen valaistuksen ohjaukseen, on toimistotyyppisten tilojen jäähdytysenergian tarve saatu puristettua arvoon noin 40 W/m². Jäähdytystehon tarvetta minimoitiin myös toimistotilojen sijoitteluilla ja nk. sisävalopihojen käytöllä. Sisävalopihojen ansiosta suoraan etelään suunnattujen toimistohuoneiden osuus kaikista toimistohuoneista on vain noin 10 prosenttia, vaikka rakennuksen pääjulkisivu on etelään. Jäähdytysenergian tarvetta on lisäksi pienennetty kaksoisjulkisivulla, jossa on käytetty aurinkopaneeleita varjostavina elementteinä. Kaksoisjulkisivun varjostusvaikutusta eli aurinkopaneeleiden sijoittamista julkisivuun simuloitiin pääsuunnittelijana toimineen arkkitehti Kimmo Kuismasen toimesta.

Rakennuksen lämmitysenergian tarvetta on pienennetty vaipan nykymääräyksiä paremmilla U-arvoilla sekä vaipan hyvällä tiiveydellä. Vaipan tiiveys todennettiin tiiveysmittauksin, n50-luvuksi mitattiin 0,56. Ilmanvaihdon lämmitysenergian tarpeeseen on vaikutettu varustamalla kaikki ilmanvaihtokoneet, wc-tiloja myöten, tehokkaalla lämmöntalteenotolla. Järjestelmäratkaisut tehtiin siten, että voitiin käyttää nk. pyörivää lämmöntalteenottoa. Ilmanvaihdossa käytetään lisäksi tarpeenmukaista ilmanvaihtoa kaikissa tiloissa, joissa henkilöperusteinen kuormitus vaihtelee. Ilmanvaihdon vaikutusalueet on myös palasteltu siten, että normaalin toimistoajan ulkopuolelle sijoittuva käyttö kuluttaisi mahdollisimman vähän energiaa.

Ympäristötalon osalta tilanne on monen muun toimistorakennushankkeen osalta erilainen siinä mielessä, että rakentamisvaihetta seuraa seurantavaihe, jonka aikana mitataan rakennuksen todellista energian kulutusta. Lähtökohtana on ollut kulutuksen riittävän tarkka kohdentaminen. Tämän vuoksi rakennus on varustettu päämittausten lisäksi lukuisilla alamittauksilla, joiden avulla energian kulutus voidaan yksilöidä tarkemmin. Mitataan esimerkiksi, kuinka paljon ilmanvaihtokoneet, konekohtaisesti, kuluttavat sähköä. Samoin voidaan eritellä ilmanvaihdon tai huonelaitteiden käyttämä jäähdytysenergia tai ilmanvaihdon ja patteriverkoston lämmitysenergian kulutus jne. Saatuja mittaustuloksia onkin mielenkiintoista verrata tehtyihin simulointilaskelmiin.

Sanomattakin on selvää, että rakennuksen käytöllä on suuri merkitys toteutuneeseen energiankulutukseen. Tältäkin osin voidaan tosin olla turvallisin mielin. Helsingin Ympäristökeskus samoin kuin Helsingin Yliopisto ovat molemmat erittäin valveutuneita käyttäjiä, jotka hyvin ymmärtävät rakennuksen käytön vaikutukset energian kulutukseen. Jotta rakennuksen luonne ei unohtuisi, on käyttäjiä ja talossa vierailijoita varten sisääntuloaulassa infotaulu, jossa näytetään reaaliaikaista mittaustietoa energiankulutuksista.