HARKKOTALON LVI-TEKNIIKAT MATALAENERGIA- JA PASSIIVIENERGIARATKAISUT KIVI- TALO E N E R G I A A

Transkriptio

1 HARKKOTALON LVI-TEKNIIKAT MATALAENERGIA- JA PASSIIVIENERGIARATKAISUT KIVI- TALO SÄÄSTÄÄ E N E R G I A A

2 PASSIIVITALO, MIKSI? Rakennusten rakentamisen ja käytön osuus Euroopan Unionin energiankulutuksesta on yli 40 %. Energiankulutuksesta % on käytönaikaista, kuten lämmitystä, ilmanvaihtoa, lämpimän käyttöveden tuottamista jne. Rakentamisen osuus rakennuksen energiankulutuksesta on alle 10%. Vanhan talon korjaaminen energiatehokkaaksi on kallista, mutta uudisrakentamisessa muutaman prosentin lisäkustannuksella on mahdollista rakentaa talo, joka kuluttaa energiaa murto-osan vanhoihin taloihin verrattuna. Harkkorakenteisen passiivitalon lähtökohtana on turvallinen, terveellinen ja viihtyisä sisäilmasto. LVI-tekniikka suunnitellaan ja rakennetaan vastaamaan tilojen lämmityksen pientä huipputehontarvetta (10 20 W/brm 2 ) sekä hyödyntä mään mahdollisimman tehokkaasti ulkoilmaa viilennyksessä. Passiivitalo tarvitsee var sinaista lämmitystä vasta, kun ulko ilman lämpötila on jatkuvasti alle C. Toisaalta hyvä lämmöneristys pienentää viilennystarvetta kesällä. Vertailun vuoksi: tavanomaisessa mukavuuslattialämmityksessä tehontarve on n. 100 W/m 2. Alkuperäisen, saksalaisen passiivitalon vaatimukset: Tilojen lämmitysenergian - kulutus enintään 15 kwh/m² Primäärienergiankulutus enintään 120 kwh/m² Ilmanvuotoluku enintään 0,6 1/h PASSIIVITALON TALOTEKNIIKAN KUSTANNUS TEHOKAS PERUS RATKAISU Ilmanvaihtolämmitys ilmanvaihto lämmitys viilennys Käyttövesivaraaja käyttöveden lämmitys MILLAINEN ON PASSIIVITALO? 1. Passiivitalossa on kesällä ja talvella miellyttävä lämpötila ilman erillistä lämmitys- ja jäähdytysjärjestelmää. 2. Passiivitalossa yksinkertaisella ilmanvaihtolämmityksellä tuotetaan miellyttävä lämpötila ja puhdas sisäilma. Talon vuotuinen energiankulutus eri ratkaisuvaihtoehdoilla Energiankulutus, kwh/brm 2 vuodessa Tilojen lämmityksen nettoenergiankulutus Lämmitysjärjestelmän lämpöhäviöt Käyttöveden lämmityksen nettoenergiankulutus Laitesähkö RakMk 2008 RakMk 2010 RakMk % Ratkaisuvaihtoehto Passiivitalo

3 PASSIIVITALO puhallin suodatin virtaussäädin lattialämmitys lämmityspatteri U = 0,06 0,08 äänenvaimennus LTO lämmöntalteenotto takka U = 0,6 0,8 OH MH PH WC K U lämmönläpäisykerroin W/m 2 K ulkoilma tuloilma ulkoilma poistoilma siirtoilma jäteilma Passiivitalon vaatimuksia: Ulkovaipan ilmanvuotoluku n 50 on enintään 0,6 1/h. Tiivis yläpohja tehdään kivirakenteisena ja ilmakanavat kulkevat sisäpuolella lävistämättä yläpohjaa. OH MH TH U = 0,10 0,12 Ilmanvaihtolämmityksen pu hal timien ominaissähköteho on enintään 1,5 kw/ (m 3 /s), tehos tuksessa enintään 2,0 kw/(m 3 /s) ja viilennyksessä enintään 2,5 kw/(m 3 /s). ILMANVAIHTOLÄMMITYSKONE LTO U = 0,10 0,13 jäteilma Ilmanvaihdon lämmöntalteenoton vuosihyötysuhde vähintään 65 %. Liesikupu on liitetty lämmöntalteenottoon. Pientalon yksinkertainen ilmakanavisto Tuloilman päätelaite Terassi Makuuhuone 13,2 Makuuhuone 10,6 Olohuone 35,2 Terassi Esilämmitetty tuloilma Vh WC WC Kodinhoito Eteinen Makuuhuone 12,2 Keittiö 25,1 Pesu Löyly Tekn Huonekohtainen ilmanlämmitys Lämmityksen ohjaus Kanavat kulkevat energiatehokkaasti sisätiloissa ei lämpöhäviöitä ulos ei vuotoreikiä yläpohjaan Kylmät ulko- ja jäteilmakanavat ovat mahdollisimman lyhyet pienet lämpöhäviöt helppo eristää

4 KEINOT PASSIIVITALON RAKENTAMISEKSI Passiivitalo suunnitellaan kokonaisuutena, rakennuksen rungon ja talotekniikan tulee toi mia yhdessä. Niinpä tarvitta vat lämmitys- ja viilennystehot minimoidaan ilmanvaihdon lämmön- ja kylmän talteenotolla sekä ra kenteellisin keinoin. Passiivitalon vaippa on ilmatiivis (n 50 0,6 l/h) ja erittäin hyvin lämpöeristetty. Rakennusmassa merkitsee hitaita sisätilan lämpötilamuutoksia silloinkin, kun vuorokautinen ulkoilman lämpö tilavaihtelu on suuri. Niinpä massa antaa mahdollisuuden käyttää tehokkaasti hyödyksi hukkalämpöä ja esimerkiksi aurinkoa keväisin. Tehokkaimmin massa toimii lämpövarastona, kun se on jakautunut laajoille pinnoille rakennuksen sisällä. Edullista on siten rakentaa harkkotalossa myös väliseinät, välipohjat ja yläpohja kivirakenteisena. Arkkitehtisuunnittelun vaikutus talotekniikkaan Passiivitalon lämmitysjärjestelmä pitää suunnitella ja mitoittaa vastaamaan todellista, pientä tehon- ja energiantarvetta. Niinpä suunnittelun on kokonaan irrottauduttava perinteisistä peukalosäännöistä, jotka johtavat välittömästi ylimitoitukseen ja turhan suuriin investointikustannuksiin. Järjestelmien lämpöhäviöt pitää minimoida, koska ne lisäävät merkittävästi lämmitysenergian kulutusta ja toisaalta jäähdytystarvetta. ARKKITEHTI KIINNITTÄÄ JO ESI- SUUNNITTELUVAIHEESSA HUOMIOTA Talotekniikan kannalta toimivaan huonejärjestykseen Talotekniikan tarvitsemiin, toimiviin, helposti huollettaviin tiloihin rakenteissa Siihen, että tulo- ja poistoilmakanavat tulevat aina lämpimiin tiloihin Talotekniikan reititys osaksi arkkitehtisuunnittelua Hyvä arkkitehtisuunnittelu mer kitsee lyhyitä talotekniikan (vesijohdot, viemärit, ilmanvaih to kanavat jne.) reittejä, mistä seu raavat pienet rakennuskus tan nukset ja järjestelmien lämpö häviöt. Märkätilat, keittiö ja eril linen wc sijoitetaan lähekkäin. Ilmanvaihtolämmityskoje sijoitetaan yleensä ulkoseinää vasten, jolloin ulko- ja jäteilmakanavat johdetaan suoraan seinän läpi sisään ja ulos. Tulo- ja poistoilmakanavat sijoitetaan aina kulkemaan lämpimissä tiloissa, ei koskaan kylmällä ulla kolla. Taloteknisten järjestelmien osat ja reititysmallien tulee olla tiedos sa jo arkkitehtisuunnittelun alkaes sa. Näin pystytään tekemään var sin - kin ilmanvaihdon vaativat, to tut - tua suuremmat tilavaraukset raken teisiin. Jotta sisäilmaa pystytään tarpeen mukaan lämmittämään tai jäähdyttämään, hyvin lämpöeristetyt ilmanvaihtokanavat vaativat aiempaa enemmän tilaa. Huolellisen suunnittelun seurauk - sena järjestelmien huolto- ja korjaustoimenpiteet, sekä aikanaan uusiminen, voidaan tehdä helposti ja alhaisin kustannuksin. Rakennusja talotekniikan yhteen sovitus ja niiden yhteis pelin hallinta passiivitalon toteutuksessa auttaa yksinkertaiseen, toimivaan ja edulliseen lopputulokseen pääsemisessä. Suunnittelulla voidaan merkittävästi vaikuttaa rakenteiden ilmanpitävyyteen ja sen kautta talon energiansäästöominaisuuksiin.

5 ILMANVAIHTO LÄMMITYKSEN PERIAATE Energiatehokkaan teknologian avulla lämmitys- ja viilennystarve saadaan niin vähäiseksi, että passiivitalo ja matalaenergiatalo voidaan taloudellisesti lämmittää ja viilentää ilmanvaihtolämmityksellä. Ilmanvaihtolämmitys toteutetaan hallitulla, koneellisella tulo- ja poistoilmanvaihtojärjestelmällä, jossa on tehokas poistoilman lämmön talteenotto ja tuloilman lämmitys. Talosta ulos puhallettavan ilman lämmöllä lämmitetään talon sisään otettavaa, kylmää ulkoilmaa Asuinhuoneisiin puhalletaan huoneen lämmitys- tai viilen nys tarpeen mukaisessa lämpö tilassa olevaa, suodatettua ulkoilmaa vedottomasti ja melut tomasti (tuloilman lämpö tilavaihtelu lämmitystai viilennystarpeen mukaan +10 C ja +50 C välillä Ilmaa poistetaan keittiöstä (liesi kuvulla), pesutiloista, WC:stä ja vaatehuoneesta Keväällä, kesällä ja syksyllä ulkoilman ilmaisen viileyden hyödyntäminen edellyttää lämmitysilmavirtoja suurempia ulkoilmavirtoja, mitoitus kaksin- tai kolmin kertaisille ilmavirroille Rakennusosien ja ilmanvaihdon vaatimukset Pientalojen (rivitalot, paritalot, omakotitalot) rakennusvaipan ja ilmanvaihdon määräävien ominaisuuksien ohjeellisia suunnitteluarvoja Jyväskylän ilmastotiedoilla. Lopulliset arvot määritetään tapauskohtaisilla energiankulutuslaskelmilla. Rakentamis määräysten mukainen talo 2010 (normitalo) Passiivitalo Rakennusosien suoritusarvoja erilaisilla energiankulutus tasoilla U-arvot, W/m 2 K ulkoseinä* 0,17 enintään 0,10-0,13 yläpohja 0,09 enintään 0,06-0,08 alapohja - maanvastainen 0,16 enintään 0,10-0,12 - ryömintätilaan rajoittuva 0,17 enintään 0,08-0,10 - ulkoilmaan rajoittuva 0,09 enintään 0,08-0,10 ikkunat ja ovien valoaukot 1,0 enintään 0,6-0,8 ulko-ovet 1,0 enintään 0,4-0,7 Vaipan ilmanvuotoluku n 50, 1/h enintään 2,0 enintään 0,6 Ilmanvaihdon suoritusarvot Lämmöntalteenoton vuosihyötysuhde Ilmanvaihdon ominaissähkö teho, kw/(m 3 /s) 45 % vähintään 65 % enintään 2,5 enintään 1,5 Lisätietoja ja Tutkimusraportti Nro VTT-R Passiivienergiatalo harkoista LVI-ohje ja Tutkimusraportti VTT-S Passiivienergiatalo harkoista - rakennusosavaihtoehdot. *Haluttuun energiankulutuksen tasoon voidaan päästä usealla eri ulkoseinän U-arvolla edellyttäen, että vastaavasti muutetaan muiden energiankulutukseen vaikuttavien osatekijöiden vaatimusarvoja (+/-).

6 RAKENNUSTEKNIIKKA JA PINTAMATERIAALIT Ulkovaipan lämmöneristys ja tiiveys Passiivitalon lämmitystarvetta pienentäviä rakenteellisia kei noja ovat vaipan, eli ulkoseinien, yläpohjan, alapohjan, ovien ja ikkunoiden erittäin hyvä lämmön eristys sekä rakennuksen ilmanpitävyys eli tiiveys. Lisäksi ilmanvaihdon lämmöntalteenoton on oltava tehokas. ULKOA TULEVA LÄMPÖKUORMAN AIHEUTTAMA VIILENNYSTARVE MINI- MOIDAAN ARKKITEHTISUUNNITTELULLA Kuukauden kesimääräinen sisälämpötila, C Parempi rakennuksen ulkovaipan lämmöneristys ja ilmanpitävyys rakenteisiin varastoituvan lämmön tulo sisälle estetään Suoran auringonpaisteen sisääntuloa ikkunoista rajoitetaan pienempi ikkunakoko - auringonsuojalasit, rakenteelliset auringonsuojat - reilunkokoiset räystäät - ikkunaa varjostavat parvekkeet - sälerakenteet, markiisit, sälekaihtimet Tammikuu Helmikuu Maaliskuu Huhtikuu Toukokuu Kesäkuu Liikaa lämpenemistä ja siten viilennystarvetta pienennetään rajoittamalla sisätiloja lämmittävää auringonpaistetta. Keinoina ovat kohtuullisen kokoiset ikkunat, auringonsäteilyä estävät la sit sekä rakenteellinen auringonsuo jaus, kuten reilunkokoiset räys täät, varjostavat parvekkeet ja lipat sekä sälekaihtimet ja markiisit. Passiivimallitalon auringonsuojauksen ja ilmanvaihtoteknisten viilennyskeinojen vaikutukset sisälämpötilaan Ilman aurinkosuojausta ja ilmanvaihtoteknisiä viilennyskeinoja Aurinkosuojalasit Sälekaihtimet sisäpuolella Sälekaihtimet lasien välissä Ilmanvaihdon lämmöntalteenoton ohitus Kaksinkertaiset ulkoilmavirrat yöllä Heinäkuu Elokuu Syyskuu Lokakuu Marraskuu Joulukuu Sisutusmateriaalit ja lisälämpö Kivipintainen lattia tuntuu viile ältä paljaassa jalkapohjassa, min kä vuoksi kivilattioihin asen netaan lähes aina lämmitys. Passiivitalossa lämmitet tävien lattioiden määrä pitää minimoida, sillä niistä aiheutuva lämpökuorma merkitsee suurta sisätilojen viilennystarvetta. Toisaalta lattialämmitys edistää märkätilojen kuivumista varsin kin kesällä. Lattialämmitystä tulee välttää muualla kuin mär kä tiloissa, ja niissäkin pitäisi läm mityksen tehon olla pienempi kuin 30 W/m 2. Pienellä teholla lämpöä luovuttava tulisija sopii passiivitaloon. Tulisijan teho riittää käy tän nössä kaikkiin lämmitystilanteisiin, eli talon saa pidetyksi lämpimänä vaikka sähkönsyöttöön tulisi häiriö. Tulisijaa raken nettaessa on muistettava, että palamisilma johdetaan tulisijaan suoraan ulkoa ilmanvaihdosta riippumattomasti. Talotekniikka Lämmityksessä hyödynnetään ensisijaisesti sähköä käyttävistä laitteista syntyvää lämpöä, joka on jo kertaalleen käytettyä energiaa. Näin passiivitalo lämpiää suurimman osan vuotta kahteen kertaan käytettävällä sähköllä. Passiivitalossa ilmanvaih don tuloilman lämpötilaa ja ilmavirtoja tulee voida säätää huoneiden lämmitys- ja vii len nys - tarpeiden mukaisesti. Tällaista järjestelmää kutsutaan ilmanvaihtolämmitykseksi.

7 Il man vaih to lämmityksessä huoneiden lämpötilan säätö perustuu lämmön talteenottolaitteella tapahtuvaan tuloilman lämpötilan säätöön. Kovilla pak kasilla tarvittava lisälämpö tuotetaan tuloilmaa lämmittä mällä tai käyttämällä jotakin muuta lisälämmitintä. Tarvittaessa sisä ilman viilennystä järjestelmä käyt tää ensisijaisesti hyödykseen viileää ulkoilmaa. Passiivitalossa käyttöveden ja tilojen lämmittämiseen kuluu saman verran energiaa. Suunnittelussa keskitytään jär jes tel mähäviöiden pienentämiseen. Osa käyttöveden läm mit tämiseen tarvittavasta energiasta voidaan ottaa talteen käytetystä vedestä, tai hyödyntää esimerkiksi aurinko energiaa ja ilmanvaihdon jäteilman lämpöä. Passiivitalon suunnittelussa ja rakentamisessa onkin suositeltavaa varautua tulevaisuuden aurinkoenergiaratkaisuihin, sekä talon sijainnin ollessa suotuisa myös tuulivoiman käyttöön. Sähköjärjestelmän suunnittelun tavoitteena on sähkön kulutuksen minimointi. Järjestelmät ja laitteet valitaan ja sijoitetaan asunnossa niin, että ne toimivat tehokkaasti ja kuluttavat vähän. Valaistuksessa hyödynnetään mahdollisimman paljon luonnonvaloa. Hyvä lämmöneristys ja massiiviset sisärakenteet hidastavat talon viilenemistä lämpökatkon aikana Harkkorakenteinen passiivitalo, jonka tehollinen lämpökapasiteetti on 200 Wh/(K brm 2 ) RakMk 2008 mukainen kevytrakenteinen talo, jonka tehollinen lämpökapasiteetti on 40 Wh/(K brm 2 ) Sisälämpötila C h Aika, vuorokautta 400 h Ulkoilman lämpötila on -20 C

8 HARKKOKIVITALO SÄÄSTÄÄ ENERGIAA Passiivitalo kuluttaa vähän ener - giaa. Hyvän läm mön eris tyk sen ansiosta siihen voidaan rakentaa yksin ker tai nen ja siten edulli nen talotek ni nen järjestel mä. Yksinkertai sen järjestelmän käytön ja yllä pidon pitää myös olla helppoa. Vuoden 2010 RakMk:n mukais ta taloa pitää lämmittää noin puolet vuodesta, mutta suurim man osan ajasta tarvittava lämmitysteho on hyvin pieni. Passiivitalossa lämmitystarvetta on vain noin 5 % ajan vuodesta. Suurimman osan vuodesta taloa pitää viilentää. Massiivinen kivirakenteinen pas siivitalo varaa rakenteisiin runsaasti lämpöenergiaa. Varautuneen energian ja hyvän lämmöneristyksen ansiosta se viilenee hitaasti kovallakin pakkasella, vaikka lämmitys katkeaisi. Talon energiakulutus kuukausittain eri ratkaisuvaihtoehdoissa Energiankulutus, kwh Energiankulutus, kwh Tammikuu Tammikuu RakMk 2008 mukaisen talon energiankulutus Tilojen lämmityksen nettoenergiankulutus Lämmitysjärjestelmän lämpöhäviöt Käyttövesi Sähkö Helmikuu Maaliskuu Huhtikuu Toukokuu Kesäkuu Heinäkuu Elokuu Passiivitalon energiankulutus Helmikuu Maaliskuu Huhtikuu Toukokuu Kesäkuu Heinäkuu Elokuu Syyskuu Lokakuu Marraskuu Joulukuu Syyskuu Lokakuu Marraskuu Joulukuu HARKKOKIVITALO kestää, se on helppohoitoinen ja luja on vedoton ja lämmin, se säästää energiaa tasaa massallaan lämpötilanvaihteluita eristää liikennemelua tehokkaasti OHJEET JA LINKIT OMAKOTIRAKENTAJALLE HB-Betoniteollisuus Oy Kouvolan Betoni Oy Lakka Kivitalot Lammi-Kivitalot Oy Luja-kivitalo maxit Oy Rakennusbetoni- ja Elementti Oy Rudus Betonituote Oy Betoniteollisuus ry