PERUSTALOSTA PASSIIVITALOKSI Puutalokympin projekti

Transkriptio

1 Eija Mäntymäki PERUSTALOSTA PASSIIVITALOKSI Puutalokympin projekti Opinnäytetyö Ympäristöteknologian koulutusohjelma Huhtikuu 2009

2 Opinnäytetyön päivämäärä Tekijä Eija Mäntymäki Koulutusohjelma ja suuntautuminen Ympäristöteknologian koulutusohjelma (ylempi AMK), kestävä energiatalous Nimeke PERUSTALOSTA PASSIIVITALOON, Puutalokympin projekti Tiivistelmä Suomi on v allekirjoittanut EU:n ympäristösopimukset. Opinnäytetyössä esitellään lyhyesti energianmuutossopimuksia. Tässä työssä käytettiin Motivan lämmityskustannusten vertailulaskuria, jonka avulla tehtiin taulukoita, joista selviää, että sähkölämmitys ja poistoilmapumput ovat nykyisin kokonaistaloudellisesti edullisimpia lämmitysjärjestelmiä Tässä tutkimuksessa selvitetään mitä vaatimuksia aiheutuu edellä mainituista sopimuksista ja määräyksistä passiivitalojen rakentamiselle Suomessa. Mikä on passiivitalo ja millaisilla rakenneratkaisuilla siihen voi päästä? Mitä lämmitysmuotoja on yleisesti käytössä ja miten niitä toteutetaan passiivitaloissa? Mitä kokonaiskustannuksia lämmittämisestä aiheutuu? Minkälaisella seinäratkaisulla Puutalokymppi Oy vastaa edellä esitettyihin vaatimuksiin? Miten suoritetaan ilmapitävyysmittaus ja lämpökamerakuvaaminen rakenteilla olevaan passiivitaloon ja tavalliseen pientaloon? Millä ikkunavalinnoilla saadaan parannettua talojen energiaratkaisuja ja mitkä ovat VTT:n tekemän energiaikkunoiden suorituskykytestin tulokset? Mitä kaikkea pitää huomioon passiivitalon suunnittelussa ja rakentamisessa? Edellä mainittuihin kysymyksiin etsitään tässä työssä ratkaisua. Suomessa käytettävästä energiasta rakentamiseen kuluu 40 %, josta 70 % kuluu asuinrakennuksiin. Sähkön hinta on noussut viimeisen 20 vuoden aikana n. 85 %. Energiankulutuksen vuoksi on tärkeää rakentaa vähemmän energiaa kuluttavia rakennuksia, tähän vaatimukseen vastaa passiivitalo. Taustaselvitysten mukaan passiivitalo kuluttaa energiaa kuudesosan tavallisen talon energiamäärästä. Se riittää passiivitalon lämmitykseen. Ikkunoiden vertailututkimus niiden suorituskyvystä osoittaa, että parhaat energiaikkunat päästävät lämpöä läpi alle vaatimustason. Ilmantiiveysmittaukset osoittavat, että Valkeakosken passiivitalo on lämpöarvoiltaan parempi kuin Kauhajoen perinteinen talo. Rakenteilla oleva passiivitalo ei vielä täyttänyt vaatimuksia, keskeneräisyydestä johtuen. Tutkimusten mukaan Puutalokympin passiivi 10 -rakenne täyttää passiivitalojen seinävaatimukset. Asiasanat (avainsanat) rakentaminen, passiivitalo, energia, ympäristö, lämpökamerakuvaus, energiatodistus, energiatehokkuus sivuja 52 Kieli suomi URN:fi:mamk-opin Huomautus Liitteitä 20 sivua Ohjaavan opettajan nimi Opinnäytetyön toimeksiantaja Erkki Karjalainen Harri Nokso, Puutalokymppi Oy

3 Date of the bachelor's thesis Author Eija Mäntymäki Name of the bachelor's thesis Degree programme and option Master of Engineering environmental technology FROM A BASIC HOUSE TO A PASSIVE HOUSE A project of Puutalokymppi Oy Abstract Finland has signed the EU environmental treaties in year This thesis briefly presents the energy treaties. Motiva s calculator for comparing costs of heating systems was used in this thesis. The resulting tables reveal that electric heating and exhaust air heat pumps are nowadays the most cost effective heating systems in terms of total costs. This thesis examines the requirements of the above mentioned treaties and regulations for building passive houses in Finland. What is a passive house, and what are the required building solutions to accomplish it? What kind of heating systems are generally in use, and how can they be implemented in passive houses? What are the total costs of heating? What kind of wall structures Puutalokymppi Oy utilises in order to meet the above mentioned requirements? How is airtightness measurement and thermal camera imaging carried out in a passive house and in an ordinary house at the time of building? What kinds of windows improve the energy effectiveness of buildings, and what are the results of VTT s test for energy windows performance? What kind of things should be taken into account when planning and building a passive house? This thesis attempts to answer these questions. Heating of buildings accounts for about 40 per cent of total energy consumption in Finland, and 70 per cent of this is used in residential buildings. The price of electricity has risen about 85 per cent in the last 20 years. Because of the energy consumption it is important to build energy effective buildings. Passive house meets this requirement. According to a background study, a passive house consumes one sixth of the energy consumed in a normal house. This suffice for the heating of a passive house. A comparative study on windows performance shows that the best energy windows transfer through less heat than what is the minimum requirement. Measurement of airtightness show that a Valkeakoski passive house is more energy effective than a Kauhajoki traditional house. A passive house in process of being built failed to meet the requirements due to its unfinished state. Research shows that the Passive 10 structure of Puutalokymppi meets the wall requirements for passive houses. Subject headings, (keywords) building, passive house, energy, environment, (infrared) thermal camera, energy certificate, energy effectiveness Pages 52 Language NBN:fi:mamk-opin Remarks, notes on appendices 20 pages Finnish Tutor Erkki Karjalainen Bachelor s thesis assigned by Harri Nokso of Puutalokymppi Oy

4 ESIPUHE Kiitän teitä kaikkia, jotka olette opinnäytetyöni tekemisessä minua avustaneet! Suurin kiitos kuuluu opponentilleni Mari Häliselle, koska hän on antanut minulle paljon aikaansa ja uskon vahvistusta opinnäytetyöni suorittamiseen ja jaksamiseeni. Opinnäytetyön tekemisen aikana olemme keskustelleet opponenttini kanssa lähes päivittäin. Mari tekee omaa opinnäytetyötään Lamellihirsitalon energiankulutuksesta. Opinnäytetyötäni ohjaavina opettajina ovat olleet Erkki Karjalainen ja Mauno Keto sekä lopputyön aikana myös Eeva Hallivuori ja Marianna Luoma. Puutalokymppi Oy Kauhajoelta on opinnäytetyöni tilaaja, toimitusjohtaja Harri Nokson kanssa on sovittu opinnäytetyöni aiheesta. Puutalokympin rakennusmestareilta Pentti Rouvalilta ja Väinö Latvaselta olen saanut paljon tietoa suunnittelun taustoista. He ovat olleet suurena apuna työni tekemisessä. Marketta Noksolle kiitokset neuvoista opinnäytetyöhöni liittyvissä asioissa. Tampereen Teknillisen Yliopiston tutkijat Anu Aaltonen, Minna Korpi ja Elina Manelius ovat suorittaneet ilmanpitävyysmittaukset Puutalokympille vertailtavista taloista, joita tietoja on hyödynnetty tässä opinnäytetyössä. Jalasjärvellä

5 SISÄLTÖ 1 JOHDANTO Kioton sopimus EU-direktiivit Kansalliset energiasopimukset Energiatehokkuussopimukset Energiatehokkuutta parantavat määräykset PIENTALOJEN LÄMMITYS Vaatimukset Lämmönlähteet Kustannukset Energian kokonaiskäyttö Suomessa Energiakustannusten jakaantuminen Energiankulutuksen vähentäminen rakenneratkaisuilla ENERGIARAKENTAMISEN TUTKIMUKSIA JA OHJEITA SUOMESSA VTT:n tutkimuksia Rakenteiden energiatehokkuuden parantaminen Energiaikkunoiden suorituskyvyn mittaus Ikkunoiden energiavertailua Energiarakentamisen ohjeita Energiasäästöön mahdollisuus TTY:n tutkimuksia energiamääräysten kiristämiselle PASSIIVITALO Kansainväliset vaatimukset Suomalaiset vaatimukset passiivitaloille Perustalon ja passiivitalon kustannusvertailu OPINNÄYTETYÖN TILAAJA PUUTALOKYMPPI OY Puutalokympin käyttämät rakenneratkaisut Puutalokympin vertailutalot Perinteinen Neliapila C Passiivitalo Neliapila C... 35

6 6.2.3 Puutalokympin talopakettitoimitukset PERUSTALON JA PASSIIVITALON VERTAILUA Rakenne vertailua Kustannusvertailua LÄMPÖKAMERAKUVAUS Lämpökamerakuvaamisesta yleistä Lämpökamerakuvaaminen Lämpökamerakuvien käsittely ja tulokset ILMANPITÄVYYS Ilmanpitävyysmittausten suorittaminen Ilmanpitävyysmittauksen - 50 suorittaminen Kauhajoella Ilmanpitävyysmittauksen - 50 suorittaminen Valkeakoskella Mittausten tulokset ja niiden tarkastelu JOHTOPÄÄTÖKSET LÄHTEET... 1 LIITTEET... 1

7 KÄSITTEITÄ ET- luku (ET -luku, kwh/brm2/vuosi) Energiatehokkuusluvun lyhenteenä käytetään termiä ETluku. ET- luku kertoo, kuinka monta kilowattituntia energiaa rakennus kuluttaa vuodessa neliömetrillä. Energialuokka Energiatehokkuusluku A ET 150 B 151 ET 170 C 171 ET 190 D 191 ET 230 E 231 ET 270 F 271 ET 320 G ET 321 U- arvo [W/m 2 K] Lämpöominaisuutta mitataan lämmönläpäisykertoimella, se ilmoittaa lämpövirran tiheyden, joka läpäisee rakennuksen osan jatkuvuustilassa, kun lämpötilaero rakennuksen ympäristöjen välillä on yksikön suuruinen. Tiiveysluku [ 50 ] Ilmanvuotoluku, joka ilmoittaa vuotoilmavirran määrän 50 pascalin (Pa) koepaineella / 1 m 3 Matalaenergiatalo Matalaenergiatalo kuluttaa lämmitysenergiaa suunnilleen 60 kwh/m 2 /vuosi, joka on noin puolet nykyvaatimuksin tehdystä normitalosta Passiivitalo Rakennus, jonka lähes kaikki kokonaisenergia saadaan rakennuksen käyttöä tai aurinkoenergiaa hyödyntämällä. Nollaenergiatalo Rakennus tuottaa uusiutuvaa energiaa saman verran kuin se kuluttaa muuta energiaa. Plusenergiatalo Rakennus tuottaa uusiutuvaa energiaa enemmän kuin se itse kuluttaa muuta energiaa.

8 1 1 JOHDANTO Suomessa maan hallitus on päättänyt noudattaa Euroopan Unionin asettamia energiarajoituksia sekä mm. Kioton sopimusta, joka määrää energiansäästötavoitteista ja kasvihuonepäästömäärien pienentämisestä. Tässä työssä esitellään myös muita energiansäätelyä koskevia direktiivejä ja sopimuksia. Opinnäytetyössä selvitetään talojen lämmitystarvetta sekä uusia mahdollisia lämmitystapoja käyttämällä Motivan lämmityskustannusten vertailulaskuria. Erilaisten pientalojen lämmitysmuotojen energiakustannuksia verrataan keskenään sekä lasketaan eri energiaratkaisuilla saatavia mahdollisia kustannussäästöjä. Opinnäytetyössä tarkastellaan energian hinnan nousua. Passiivitalojen tarvitseman pienemmän energiatarpeen vuoksi työssä pohditaan myös vanhojen lämmitysjärjestelmien muuttamista uusiin. Tässä opinnäytetyössä esitellään sitä, minkälaisia ikkunoita Suomessa käytetään sekä VTT:n tekemän energiaikkunavertailun tuloksia. Tarkastelun kohteeksi tässä opinnäytetyössä on valittu suurelementtirakenteinen tavanomainen talo sekä passiivitalo. Valintojen perusteena on tavanomaisten talojen yleisyys sekä nykyaikaisen passiivitaloratkaisun tuomat mahdollisuudet energiataloutta parantaviin ratkaisuihin. Esimerkkitaloiksi on valittu Puutalokympin talot, koska sieltä tarjottiin mahdollisuutta opinnäytetyön tekemiseen ja mittaamiseen heidän tuotteillaan. Samalla perehdytään yrityksen passiivitaloon ja sen rakenteisiin tarkemmin. Puutalokymppi valmistaa talopaketteja suurelementeistä. Opinnäytetyön aikana tehdään ilmanpitävyysmittaukset ja lämpökamerakuvaukset perustalona valmistuneeseen Neliapila C-mallin taloon Kauhajoella sekä samat mittaukset passiivitalona Valkeakoskelle rakennettavaan Neliapila C-mallin taloon. Näitä tutkimustuloksia verrataan muiden tahojen tekemiin tutkimuksiin.

9 2 2 ENERGIASOPIMUSTEN ESITTELYÄ 2.1 Kioton sopimus Kioton sopimus on tehty vuonna 1994 tehdyn YK:n puitesopimuksen pohjalta. Kioton sopimus astui voimaan vuoden 2005 helmikuussa, jolloin 55 sopimusvaltiota oli allekirjoittanut sen. Nykyisin mukana on liki kaksisataa sopimusvaltiota. /1./ Sopimuksen tarkoituksena on vähentää ihmisten aiheuttamia vaarallisia muutoksia ilmakehässä. Sopimuksen aikana vuosina ilmaston lämpötilan nousu pitää pysyä alle 2 o C ja kasvihuonekaasu päästöjä pitää vähentää 5 % verrattuna vuoteen EU:n sisäinen päästökauppa tulee vaikuttamaan kasvihuonekaasujen määriin tulevina vuosina. /1./ Kioton kansainvälinen ilmastosopimus, mikäli se astuu voimaan vuonna 2013, tiukentaa vielä vaatimuksia. Kaikkien maiden kasvihuonepäästöjen leikkauksen osuus nousee 30 %:iin. Kioton sopimuksen mukaan maille on annettu keskinäinen taakanjakoohjeistus. Siinä Suomen ja Ranskan osuudet ovat 0 %, aiemmin tehtyjen toimien vuoksi. /1./ Suomessa on sovittu, että kasvihuonepäästöjen määrää seurataan vuosittain ja seurannan tekee tilastokeskus. / EU-direktiivit Direktiivi energian loppukäytön tehokkuudesta ja energiapalveluista Energiapalveludirektiivin asettama tavoite kansalliseksi energiansäästöksi on 9 % päästökauppaan kuulumattomilla aloilla, laskettuna keskimääräisestä energiankulutuksesta vuosina Energiatehokkuussopimukset ja niiden toimeenpano ja seuranta ovat keskeisessä asemassa kansallisessa toimeenpanossa energiansäästötavoitteiden saamiseksi 9 %:iin vuosina /2./

10 3 Rakennustuotedirektiivi EU-komission ehdotus rakennusten energiatehokkuusdirektiivin uudistamiseksi tehtiin Ensimmäiseksi direktiivissä vaaditaan tuottaa sellaisia rakennuksia, jotka ovat joko hiilidioksidipäästöiltään tai primääri-energiankulutukseltaan vähäisiä tai niin sanottuja nollaenergiataloja. Se koskee uusia tai korjattavia asuinrakennuksia, muita uusia tai korjattavia rakennuksia sekä julkisia rakennuksia. /3./ Toinen vaatimus on riippumattomien energiatodistusten ja lämmitys- sekä ilmastointijärjestelmien tarkastusraporttien valvontajärjestelmä. Energiatodistukset vaaditaan jatkossa kaikilta uusilta rakennuksilta ja korjattavilta rakennuksilta, myös julkisilta rakennuksilta, jotka ovat yli 250 m 2 :n suuruisia. /3./ Yhtenä tavoitteena on saada menetelmä, jolla saadaan laskettua rakennuksen koko energiankulutus. Lisäksi siinä tulee olla ekostandardien mukaisesti hiilidioksidipäästöjen ja primäärienergiankulutuksen arvot. Komissiolta on tulossa vuoden 2010 loppuun mennessä laskentamenetelmä, jolla saadaan laskettua kustannustehokkain vaatimustaso rakennuksille ja sen osille koko sen elinkaaren ajan. /3./ Kunkin EU:n jäsenmaan on asetettava minimitehokkuusvaatimukset lämmitysjärjestelmille, vedenlämmittimille, ilmanvaihtolaitteille, ja jäähdytysjärjestelmän laitteille. Vaatimukset koskevat uusia ja korjattavia rakennuksia. Vaatimusta sovelletaan, mikäli korjauksen arvo on yli 25 % rakennuksen arvosta tai yli 25 % rakennuksen vaipasta. Vaatimuksista poistuu niissä nykyisin oleva pinta-alaraja, ja siten se koskee myös omakotitaloja. /3./ Vaatimuksiin tulee määräys, jossa rakennushankkeeseen ryhtyvän on tehtävä vaihtoehtoisten energiajärjestelmien vertailu ennen rakentamisen alkua. Tämä vaatimus koskee kaikkia uusia ja korjattavia rakennuksia ilman kokorajoitusta. Vertailulaskelma esitetään rakennusluvan haun yhteydessä. Vaatimukset eivät koske kirkkoja tai historiallisia rakennuksia tai alle neljän kuukauden käyttöikäisiä asuinrakennuksia tai alle 50 m 2 :n kokoisia rakennuksia. /3./

11 4 Nämä ohjeet astuvat voimaan portaittain seuraavasti: lait ja määräykset tähän direktiiviin pitää julkaista vuoden 2010 aikana ja se astuu voimaan julkisilla rakennuksilla vuoden 2012 alusta. Vuoden 2014 alun jälkeen EU:n jäsenmaat eivät voi tukea sellaisia rakennuksia, jotka eivät täytä edellä mainittuja määräyksiä. Vuoteen 2017 mennessä on maiden uudistettava minimivaatimuksensa. Direktiivi velvoittaa jäsenmaat seuraamaan miten energiatehokkuus on lisääntynyt. /3./ EU-maiden ilmasto- ja energiasopimus Suomi on muiden EU-maiden kanssa vuonna 2007 sopinut, että kaikki maat pienentävät kasvihuonepäästöjään 20 % verrattuna vuoden 1990 tasoon, vuoteen 2020 mennessä. Sopimuksessa on annettu uusi päästökauppadirektiivi ja uudet maakohtaiset direktiivit, joilla jaetaan vastuuta kokonaisvastuusta ja uusiutuvien energialähteiden käytön edistämisestä. Ilmastopaketissa on myös ohjeet hiilidioksidin talteenotosta ja varastoinnista sekä lainsäädäntöehdotuksia liikennettä varten. /4./ Uusiutuvien energioiden osuutta Suomessa pitää lisätä vielä 28 %:sta 38 %:iin, sekä vähentää päästökaupan ulkopuolisia päästöjä 16 % vuoden 2005 tasosta. /4./ 2.3 Kansalliset energiasopimukset Sopimuksen asuinkiinteistöjen energiansäästön edistämiseksi solmivat ympäristöministeriö, kauppa- ja teollisuusministeriö yhdessä asuntokiinteistö- ja rakennuttajaliitto Asunto- ja rakennusliitto ry:n kanssa (Asra ry). Asra ry liittyi vuoden 2006 marraskuussa Suomen toimitila- ja rakennuttajaliitto Rakli ry:hyn, (tässä opinnäyteyössä käytetään jatkossa nimeä Rakli), jolle sopimus siirtyi. /5./ Energiansäästösopimus on suunnattu yleishyödyllisille ja kunnallisille jäsenyhteisöille ja sen tavoitteena on, että mahdollisimman suuri osuus Raklin jäsenistön omistamista asunnoista kuuluu sopimuksen piirin. Yhdistyksen tavoite oli asuntokannan lämmityksen ja veden lämmityksen ominaiskulutuksen alentaminen vuoteen 2008 mennessä 10 % ja edelleen vuoteen 2012 mennessä 15 %. Kiinteistösähkön ja muun rakennuk-

12 5 sen sähkön kulutuksen kasvu piti saada päättymään ja kääntymään laskuun vuoteen 2008 mennessä. Tavoitteena oli myös, että energiankulutuksen katselmoinnin piiriin piti kuulua 50 % Raklin jäsenkiinteistöistä vuoden 2006 loppuun mennessä. Ja vuoden 2010 loppuun mennessä sen piiriin pitää kuulua 80 % Raklin jäsenkiinteistöistä. /5./ Energian käytön tehostaminen vähentää hiilidioksidipäästöjä ja edistää kansallisen ilmastostrategian ja kansainvälisen ilmastosopimuksen toteutumista. Sitä ohjaa kiinteistö- ja rakennusalan energiansäästösopimus Kress. /5./ 2.4 Energiatehokkuussopimukset Työ- ja elinkeinoministeriö, ympäristöministeriö, öljy- ja kaasualan keskusliitto sekä öljy- ja kaasulämmitysyhdistys ovat allekirjoittaneet Höylä III -sopimuksen. Sopimus on ollut voimassa yli 2,5 vuotta, se on jatkoa Höylä II -energiansäästösopimukselle, ja sen tavoitteena on pienentää öljylämmitysjärjestelmien ominaiskulutusta. Tavoitteena on hyötysuhteen parantuminen 10 %:lla vuosina Sopimuksen aikana on tarkoitus kunnostaa öljylämmitysjärjestelmää. Kunnostamisen avulla pitää päästä %:n säästöön. Vuoden 2003 jälkeen kattiloiden vaatimustaso on EUdirektiivin mukaisesti vähintään kolme tähteä. /6./ Sopimuksen toimenpiteet kohdistuvat vanhojen öljylämmitysjärjestelmien kunnostamiseen ja uusiutuvien energioiden käytön edistämiseen. Uusiutuvia energioita ovat auringon ja puun käyttö sekä niiden käytön liittäminen öljylämmitykseen. Kiinteistöjen omistajille annetaan tietoa siitä, miten talon energiankulutukseen vaikuttaa muukin kuin lämmitys, kuten ilmanvaihto ja rakennuksen lämmöneristys. Myös asennusliikkeitä ja alan oppilaitoksia koulutetaan tietotaidon kasvattamiseen. Lisäksi kuluttajille tiedotetaan energiansäästömahdollisuuksista. Motiva toimii tiedottajana. /6./ Suomi on allekirjoittanut uudet energiantehokkuussopimukset, jotka koskevat elinkeinoelämää ja kunta-alaa. Samalla allekirjoitettiin lämmitys- ja liikennepolttonesteiden jakelutoiminnan energiatehokkuussopimus HÖYLÄ III. Se koskee öljylämmityskiinteistöjä ja liikennepolttoaineiden jakelua. Teollisuutta, palveluita ja

13 6 energia-alaa koskee elinkeinoelämän energiatehokkuussopimus. Kuntasektorin energiatehokkuussopimus ja energiaohjelma koskee kaupunkeja, kuntia ja kuntayhtymiä. /6./ 2.5 Energiatehokkuutta parantavat määräykset Ympäristöministeriön tiedotteessa on annettu uudet energiatehokkuutta parantavat rakentamismääräykset, niiden tiukentava määräys on 30 % nykyisestä C3/2007 tasosta. Hirsirakentamisen määräyksiä on tiukennettu 20 %. Ympäristöministeriö on päätöksessään huomioinut TTY:n ja VTT:n lausunnot. /7./ Määräykset tulevat voimaan ja niiden avulla toteutetaan EU:n ilmasto- ja energiapolitiikan sopimusta päästöjen vähentämiseen ja energiatehokkuuden parantamiseen. Suomi sitoutui sopimukseen marraskuussa /7./ 3 PIENTALOJEN LÄMMITYS 3.1 Vaatimukset Yleensä asuintalossa tarvitaan lämpöenergiaa asuin- ja märkätilojen sekä puolilämpimien tilojen lämpimänä pitämiseen, ilmastointilaitteiden tuloilman lämmittämiseen ja lämpimän käyttöveden lämmittämiseen. Suosituslämpötilat pientaloille ovat seuraavat: oleskelutiloille o C, makuuhuoneille o C ja autotalleille ja varastoille <15 o C. Lämmöntarpeeksi lasketaan normaalilla nykyaikaisella lämpöeristetyllä pientalolla 120 kwh/m 2, matalaenergiatalolla 60 kwh/m 2, passiivitalolla < 20 kwh/m 2 ja käyttövedelle: kwh/asukas/vuosi. Lämmintä vettä kuluu pientaloissa l/asukas/vrk. Määrään vaikuttaa perheenjäsenten lukumäärä, käyttötottumukset ja varustetaso. Käyttövedelle

14 7 on määritetty lämpötilavaatimus o C, jotta pystytään turvaamaan käyttöveden hygienia ja turvallisuus. /8./ Rakennettaviin taloihin on lisätty raittiin ilman ja mukavuuden vuoksi säätö- ja hoitolaitteita, kuten ilmanvaihtokoneita ja lämpöpumppuja. Laitteiden tarvitsema taloon tulevan ilman lämpötila pitäisi olla n. 15 o C, minkä vuoksi talvella tulevaa ilmaa pitää lämmittää. Tuloilmalaitteiden lämmityslaitteissa kiertävällä vedellä on erilaiset ominaisuusvaatimukset kuin muilla vesikierroilla, joten se suositellaan laitettavaksi omaksi lämpöpiirikseen. /8./ 3.2 Lämmönlähteet Osa tarvittavasta lämmitysenergiasta voidaan tuottaa käyttämällä muita järjestelmiä kuin perinteisen lämmitysjärjestelmän energian tuottamiseen tarvittavia lämmitysmuotoja. Tulisijat ja ilmalämpöpumput pystyvät pitämään sisälämpötilaa riittävän lämpimänä osan vuotta. Lisälämmönlähteen valinnassa pitää huomioida uusiutuvien energioiden mahdollisuudet; aurinko, tuuli ja lämpöpumput ovat vaihtoehtoina ympäristöystävällisiä ja tuottavat vähän kasvihuonekaasupäästöjä. /9./ Tulisijat ja kamiinat Lisälämmönlähteitä suunniteltaessa selvitetään polttopuun ja pellettien saanti ja raakaaineen varastointimahdollisuudet. Pitää myös selvittää, onko aikaa työllistävään puutyöurakkaan. Tulisijan valintaan vaikuttaa käyttötarve ja mihin muuhun sitä aiotaan käyttää kuin lämmittämiseen, kuten esimerkiksi ruuanlaittoon ja leipomiseen. Tulisijan sijoituspaikka on perinteisesti keskellä rakennusta, jotta siitä saatava lämpö on käytettävissä ympäri taloa. Tulisijoja on monenlaisia, kuten kevyet tai varaavat takat ja kamiinat, leivinuunilla ja ilman. Tulisijat voidaan kytkeä toimimaan yhdessä lämpöpumppujen, poistoilmalämpöpumppujen, varaajien ja ilmastointilaitteiden kanssa. /9./

15 8 Kevytrakenteiset tulisijat luovuttavat suuren määrän lämpöä nopeasti ja varaavat tulisijat luovuttavat lämpöä tasaisemmin ja pitempään. Uusimpana tulokkaana ovat perinteisten tulisijojen rinnalle tulleet pellettitakat ja -kamiinat. Tulisijan kokoon vaikuttaa rakennuksen koko. Tulisijat auttavat pienentämään lämmitysenergiaan tarvittavan sähköenergian kustannuksia ja takaavat lämmityksen myös sähkökatkojen aikaan. Varaavan tulisijan hyötysuhde on %. Kerralla poltetaan 1 3 pientä pesällistä polttopuita hitaasti palaen, silloin palamisen kesto on 1,5 2 tuntia. /9./ Suomessa kaikkiin uusiin pitää rakentaa pientaloihin jonkinlainen tulisija tai joku muu varaenergianlähde, koska pitempiaikaisen sähkökatkon mahdollisuus on talvikuukausien aikana olemassa. Puupolttoaineet luokitellaan ympäristöystävällisiksi polttoaineiksi, koska ne eivät aiheuta kasvihuonekaasu- tai rikkipäästöjä. Kattilan säädöistä ja puhdistuksista huolehtiminen pienentää myös hiukkas- ja muita päästöjä. Puupolttoaineiden kuiva-ainepitoisuuden pitää olla > 60 %, koska kuiva puu saastuttaa palaessaan ympäristöä vähemmän. /9.) Tulisijan suunnittelu ja oikea käyttö vähentää talon lämmityskustannuksia %. Tulisijan hyvä suunnittelu vähentää ympäristöhaittojen syntymistä, koska siinä palaminen tapahtuu puhtaasti ja siinä syntyy vähän kasvihuonekaasupäästöjä. Huonosti suunnitellut ja rakennetut tulisijat palavat huonosti ja aiheuttavat edellistä enemmän hiukkas- ja muita haitallisia päästöjä. /9./ Lisätietoja saa Puuenergianeuvojilta: Työtehoseuralta TTS ry:ltä: VTT Prosessilta: Suora sähkölämmitys Sähkön käyttö on Suomessa yleistä asuntojen lämmittämiseen, koska se on vaivaton lämmitysmuoto. Suomessa sähköllä lämmitetään 5 % uusista pientaloista, siitä 90 % tuotetaan yösähköllä. Sähkön hinta on ollut suhteellisen alhainen, verrattuna muihin polttoaineisiin (kuva 1) ja muiden EU-maiden sähköenergian hintoihin. /10./

16 9 KUVA 1. Todellinen sähkön hinnan kehitys vuosina /11/. Vesikiertoinen patterilämmitys Yleisesti käytetään vesivaraajaa pientalojen lämmityksen tasaajana. Varaajan vesi lämmitetään puupolttoaineilla, öljyllä tai sähköllä ja kuuma vesi pumpataan varaajasta kiertovesipumpun avulla patteriverkostoon. Suomessa pientalojen lämmityksestä n. 15 % toimii tällaisella lämmitysjärjestelmällä. /13./ Lisätietoja saa seuraavilta tahoilta: Puuenergianeuvojat: Työtehoseura TTS, ry: Etelä-Savon Energiatoimisto: Lämpöpumput Ilmalämpöpumpussa on ulkoyksikkö ja muutamia sisäyksiköitä. Ulkoyksikössä kiertää ulkoilma, joka jäähdytetään ja josta kompressorin avulla otetaan ulkoilman sisältämä lämpöenergia talteen. Talteen otettu lämpö siirtyy sisäyksikköön, josta lämpöä luovutetaan lämmitykseen tai käyttöveden lämmittämiseen. Ilmalämpöpumppu voi toimia huonekohtaisena lämmitysjärjestelmänä./14./ Yhdellä ilmalämpöpumpulla voi lämmittää n. 100 m 2 :n huonetilan, ja sisäilmayksikön suodattimineen teho on m 3 /h. Talon ilma vaihtuu kerran tunnissa. Ilmalämpöpumppu toimii parhaiten yli 20 o C:n lämpötilaerolla ja se toimii vielä 15 o C:n pakkasellakin. Kompressorin käyttöikä on 15 vuotta. Ilmalämpöpumppua on alettu käyt-

17 10 tää pääosin vanhojen, suoralla sähkölämmityksellä toimivien talojen energiakustannusten pienentämiseksi./11./ Ilmalämpöpumpun avulla voidaan säästää sähkönkulutuksessa n. 40 %, jolloin sen alentaa myös sähkölämmityksen aiheuttamia ympäristöpäästöjä yhtä paljon. Eri ilmalämpöpumpuilla on erilaiset laitesähkönkulutukset, jolloin voi vielä valita vähän virtaa kuluttavan laitteen sekä käyttää Suomen Luonnonsuojeluliiton ekoenergiamerkinnän vaatimukset täyttävää sähköä. /11./ Perinteisen pientalon lämmityksessä poistoilmalämpöpumput, jotka ovat kehittyneet voimakkaasti, nousevat edullisimmaksi lämmitysmuodoksi sähkölämmityksen kanssa. Varsinkin öljylämmityssysteemeihin hintaero on todella huomattava, lähes puolet. Perinteisten lämmityskattiloiden hankintahinnat ovat jo huomattavasti suurempia kuin uusien viime aikoina kehitettyjen lämpöpumppujen tai sähkölämmityslaitteistojen hankintahinnat. Poistoilmalämpöpumppujen korjaus on kalliimpaa kuin sähkölämmityslaitteiden, mutta huomattavasti edullisempaa kuin perinteisten öljylämmityskattiloiden ja -laitteiden. Kokonaiskäyttökulujen vertailu osoittaa todellisen pitkäaikaisen vaikutuksen. /11./ Matalaenergiatalon lämmitysmuotoina kilpailevat keskenään erilaiset sähkölämmityksen muodot sekä samassa sarjassa poistoilmalämpöpumput, jotka riittävät hyvin pienentyneeseen kokonaisenergian tarpeeseen. Uusien tiiviimpien perustalojen lämmitysjärjestelmäksi voi valita vaihtoehtoisesti sähkölämmitysjärjestelmän ja varaavan takan. /11./ Lisätietoja saa Suomen lämpöpumppuyhdistys SULPU ry:stä: ja Ilmalämpöpumppujen energiamerkintä: Aurinkolämmitys Aurinkolämmitystä tapahtuu aurinkokerääjien avulla aktiivisesti tai passiivisesti. Aktiivisessa aurinkolämmitysjärjestelmässä perusosat ovat aurinkokeräin, varaaja, pumppu ja ohjausyksikkö. Kerääjän alle on sijoitettu musta absorbtiopinta, joka lämpenee auringonsäteiden vaikutuksesta ja lämmittää kerääjässä kiertävän lämmönsiir-

18 11 tonesteen. Lämmönkiertoneste johdetaan lämmönvaihtimelle, josta lämpö siirtyy varaajaan ja varaajasta joko lämmityskiertoon tai käyttöveden lämmitykseen. /10./ Aurinkokeräin, jonka koko on 1 m 2, tuottaa kwh vuodessa. Pientalon käyttöveden aurinkolämmitysjärjestelmään tarvitaan keräimiä 5 10 m 2 ja vähintään 300 l:n lämminvesivaraaja. Huonetilojen lämmitysjärjestelmän tarvitaan m 2 keräimiä. Aurinkokeräimien ikä on vuotta. Vuosittain lämmitysjärjestelmiä pientalojen lämmittämiseen asennetaan n. 100 pientaloon. Järjestelmien hinnat ovat tulleet nopeasti alaspäin./10./ Aurinkolämpö ei aiheuta päästöjä, joten se on ympäristöystävällinen lämmitysmuoto. Aurinkolämmön hyväksikäyttäminen on ekologista. Nykyaikaisissa aurinkokeräimissä ei nykyään ole myrkyllisiä lämmönsiirtoliuoksia. Järjestelmän vaatimat apulaitteet kuluttavat vähän sähköä. /10./ Lisätietoja saa Aurinkoteknillisestä yhdistys ry:stä: ja Satakunnan energiatoimistosta: Kustannukset Eri lämmitysjärjestelmien kokonaiskustannukset muodostuvat rakentamisvaiheen kiinteistä investointikustannuksista, joita ovat järjestelmän suunnittelu, laitehankinnat ja asennuskustannukset, yhdyskunnan energiaverkostojen liittymismaksut ja järjestelmien tilantarpeen aiheuttamat kustannukset. Lisäksi tulee kiinteitä vuotuisia perusmaksuja sekä muuttuvia käyttökustannuksia sekä huolto- ja korjauskustannuksia. /10./ Keskimääräisessä pientalossa on huoneistosähkön vuosikulutus kwh. Käyttöveden lämmitykseen kuluu kwh/asukas/vuosi. Huoneistosähkönkulutuksessa tyypillinen vuosikulutus on kwh/m 2. Kiinteistön kokonaissähkönkulutus koneellisella ilmanvaihdolla varustetuissa vesikeskuslämmitteisissä pientaloissa on tavallisesti 4 8 kwh/m 2. Edellä mainittujen kustannusten lisäksi tulevat korjaus- ja huoltokustannukset. /10./

19 12 Lämmitysenergian kokonaiskulutus lasketaan jakamalla lämmitysenergian tarve lämmitysjärjestelmän hyötysuhteella tai lämpökertoimella. /10./ Energian hinnat ovat nousseet viimeisten 20 vuoden kuluessa kuvassa 18 näkyvällä tavalla. Huomattavaa on, että hintoihin tulee vielä päälle arvonlisävero. Seuraavassa kuvassa olevasta polttoaineiden hintakäyrästä näkee, kuinka polttoaineiden hinta on kehittynyt viimeisen kahdenkymmenen vuoden aikana. Käyrä 1. kuvaa kevytpolttoöljyä, jonka hinta oli 1/2008 7,68 c/kwh Käyrä 2. kuvaa kaukolämpöä, jonka hinta oli 1/2008 5,49 c/kwh Käyrä 3. kuvaa varaavaa sähkölämmitystä, jonka hinta oli 1/2008 8,35 c/kwh Käyrä 4. kuvaa suoraa sähkölämmitystä, jonka hinta oli 1/2008 9,10 c/kwh Huom! Kevyt polttoöljyn hinta oli 5,51 c/kwh KUVA 2. Lämmitysenergian hinnannousu /11/. Kuvan (kuva 2) perusteella on tehty arvio energian hinnannoususta seuraavan 30 vuoden aikana (kuva 3). Mikäli energioiden hinnat nousevat kuten edellisten 30 vuoden aikana, kuvaa öljynhinnan nousua punainen käyrä. Jos öljynhinnan kehitys on viimeisten viiden vuoden mukainen, nousua kuvaa vihreä käyrä. Sähkön hinta nousee jyrkästi vuoden 2003 kohdalla, kun siihen lisättiin siirtomaksu. Sähkön hintaan ennustetaan jyrkempää nousua. Sähkön hinnan nousua kuvaa turkoosi ja ruskea käyrä, ja kaukolämmön nousua violetti käyrä.

20 13 KUVA 3. Arvio energioiden hinnannoususta seuraavan 30 vuoden aikana. Energiamuotojen hintavertailu Öljyn hinta vuonna 1986 oli 2,5 s/kwh ja vuonna 2006 se oli 6,9 s/kwh, nousua 4,4 s/kwh (176 %). Kaukolämmön hinta vuonna 1986 oli 3,7 s/kwh ja 4,9 s/kwh vuonna 2006, nousua oli 1,2 s/kwh (32,4 %). Varaavassa sähkölämmityksessä (yösähkö) hinta vuonna 1986 oli 3,7 s/kwh ja 7 s/kwh vuonna 2006 nousua 3,3 s/kwh (89 %). Suorassa sähkölämmityksessä hinta vuonna 1986 oli 4,3 s/kwh ja 7,8 s/kwh vuonna 2006, nousua 3,5 s/kwh (81 %). /11./ Polttoöljyn hinnannousu oli 20 vuodessa 176 %, keskimäärin 8,8 % vuodessa. Vuoden 2008 huippuhinta oli syksyllä, jolloin se oli 9,1 s/kwh. Siihen laskettuna nousua vuodesta 2006 oli 2,2 s/kwh eli 32 %. Vuosikorotusta oli siten 16 %. Nyt hinta on hieman pudonnut maailmanmarkkinatilanteen vuoksi, vuoden 2009 alun hinta on 5,51 s/kwh. /11./ Sähköenergian hinnan nousu oli keskimäärin 85 %. Sähkön hinnan siirtokustannukset ovat nousseet vuodesta 2003, jolloin eriytettiin sähkönkulutus ja sähkönsiirto kustannuserinä. Sähkönsiirtokustannukset v.2003 olivat 3,63 s/kwh ja vuoden 2008 lopulla 5,85 s/kwh, siis 61 % korotus viidessä vuodessa. Sähkössä energianhinta on noussut keskimäärin 4,25 % vuodessa ja siirtokustannusten nousu on ollut 12 % vuodessa. Sähkön hintaan on odotettavissa lisää hinnan nousua, kun sähköverkko tulee korjausikään.

21 14 Kaukolämmön hinnankehitys on ollut vakaampaa. Vuonna 1986 hinta oli 3,8 s/kwh ja vuonna 2006 hinta oli 4,9 s/kwh, joten korotusta on ollut 29 %. Keskimäärin korotus on ollut 1,4 % vuodessa, mikä on kohtuullista. /11./ 3.4 Energian kokonaiskäyttö Suomessa Suomessa on energian käyttö 308 TWh/vuosi, josta rakennusten energiankulutuksen osuus on 40 % ja siitä on asuinrakennusten osuus noin 70 %. Asuinrakennusten osuus on materiaalivirroista 40 % ja kasvihuonekaasuista 30 % sekä jätteistä 40 %. /11./ Kuva (kuva 4) kertoo havainnollisesti sen, mihin Suomessa kuluu energiaa. Erilaiset asumiseen ja rakentamiseen liittyvät osat ovat yhteensä 44 %. Se on suurempi kuin Suomen teollisuuden käyttämän energian määrä. Tämä tieto ohjaa sitä mihin tulevat energian säästötoimenpiteet tullaan kohdistamaan. /11./ KUVA 4. Energian loppukäyttö Suomessa v /11/.

22 Energiakustannusten jakaantuminen Normaalin kerrostalon energiakustannukset jakaantuvat kuten kuvassa (kuva 5) näkyy. Suurimmat kustannuserät aiheutuvat ilmanvaihdosta sekä ikkunoiden ja ulkoseinien lämmittämisestä. Energiakorjaukset pitäisi aloittaa näistä kohteista. /11./ KUVA 5. Normikerrostalon lämmitys /11/. 3.6 Energiankulutuksen vähentäminen rakenneratkaisuilla Matalaenergiarakennetun näkyy miten kerrostalon Mera-kerrostalon energiankulutus jakaantuu kuvassa (kuva 6). Ilmanvaihto on edelleen suurin kustannustekijä, mutta sen määrä on pudonnut kolmanteen osaan, kuten myös ikkunoiden ja seinien osuudet. Kokonaissäästöä on saatu aikaan 69 %. /11./ KUVA 6. Mera-kerrostalon energian säästäminen/11/.

23 16 4 ENERGIARAKENTAMISEN TUTKIMUKSIA JA OHJEITA SUOMESSA Ympäristöministeriön antaman tiedotteen mukaan VTT:n lausunnon perusteella rakenteiden kosteustekninen toiminta ei aseta rajoituksia lämmöneristystason parantamiseen %. Samalla päivämäärällä ympäristöministeriö muutti asetusta energiatodistuksesta ja siinä käytettävien pinta-alojen laskemisperusteista. Asetusmuutoksen mukaan rakennuksen pinta-alana käytetään rakennuksen bruttoalaa, josta on vähennetty lämmittämättömien tilojen osuus (kylmät ullakot, kylmät varastot ja kylmät autosuojat), silloin kun niissä ei ole lämmitysjärjestelmää. /15./ 4.1 VTT:n tutkimuksia Ympäristöministeriö teettää VTT:llä selvitystä, jossa kehitetään määritelmät matalaja passiivienergiarakentamiselle. Nykyään on ongelmallista, että eri tahoilla esitetään asiasta erilaisia totuuksia, sen mukaan kuka esittäjä on. Tähän asiaan on kiinnittänyt asuntoministeri Jan Vapaavuorikin huomiota: Nyt käytössä oleva terminologia matala-, passiivi-, nolla- tai plusenergiataloineen on kuluttajan kannalta liian sekava ja moniselitteinen. Termien sisältökään ei aina ole sama, vaan saattaa vaihdella esittäjästä riippuen. "/16./ Rakenteiden energiatehokkuuden parantaminen Valtion teknisessä tutkimuskeskuksessa VTT:ssä on tehty pitkään tutkimuksia matalaenergia- ja passiivitalojen rakentamisesta Suomessa. VTT:n tekemän selvityksen perusteella rakenteiden kosteustekninen toimivuus ei aseta rajoituksia lämmöneristystason parantamiselle %:lla nykyisiin rakentamismääräyksiin C3/2007 verrattuna. Matalaenergia- ja passiivitalorakentamiseen soveltuvat useat rakenneosat, usein kohtuullisen pienin muutoksin, mutta joidenkin yksittäisten rakenneosien valinta matalaenergiakohteisiin edellyttää erityistä asiantuntemusta ja tarkkaa suunnittelua. /16./ Kosteusteknisiä ongelmia ilmenee jo nykytasolla ja huomio on kiinnitettävä ennen kaikkea huolelliseen rakennustapaan ja toimivien rakennejärjestelmien kehittämiseen.

24 17 Mahdolliset suunnittelun tai toteutuksen virheiden aiheuttamat kosteusriskit ovat matalaenergiarakentamisessa samat kuin nykyisten määräysten mukaan tehdyissä. Energiatehokas rakentaminen ei poista kosteusongelmia, mutta jos suunnittelun ja toteutuksen laatu paranee, energiatehokkaita rakenteita käytettäessä kosteusongelmat voivat tätä kautta vähentyä kerrotaan ympäristöministeriön tiedotteessa. /15./ VTT:llä asiantuntijat käyttävät dynaamista laskenta- ja simulointimallia sekä käytännön tietoa kosteusteknisen toimivuuden mittaamisessa tai rakenteiden toimivuuden vaatimusten määrittämisessä. Mittausolosuhteet ovat todellisia olosuhteita vastaavia ja niillä arvioidaan erilaisten tekijöiden vaatimuksia. /3./ Energiaikkunoiden suorituskyvyn mittaus VTT:llä mitattiin energiaikkunoiden suorituskykyä vuoden 2009 alussa. Tutkimus tehtiin lämmöneristävyysmittauksen osalta ISO 8990-standardin mukaisella laitteistolla (Hot Box-mittauslaite). Siinä ikkuna kiinnitettiin mittauskammion ja kylmän kammion väliseen tiiviiseen väliseinään. Mittaus tehtiin standardin SFS-EN ISO mukaisesti. Ikkunoiden sisä- ja ulkopuolen välinen lämpötilaero piti olla mittauksessa 20 o C. Mittauksen avulla tutkittiin mittauskammion lämpötilan ylläpitämiseen tarvittavan tehon määrää. Vallitsevien ympäristöolosuhteiden ja tehon määrän avulla määritettiin ikkunan lämmönläpäisykerroin. /6./ Ilmaääneneristävyys määritettiin SFS-EN ISO ja SFS-EN ISO standardien mukaisella tavalla. Siinä testi-ikkuna asennettiin tiiviisti betonisten kaiuntahuoneiden väliseen 0,25 m:n paksuisessa seinämässä olevaan mittausaukkoon. Mittaushuoneet ovat kallioluolassa ilmatyynyjen varassa. /6./ Vesitiiviys- ja ilmanläpäisymittauksia sekä tuulenpaine- ja turvatestiä varten ikkuna kiinnitettiin karmistaan tarkasti suoraan ja tiiviisti tutkimuskasettiin. Ikkunoiden ilmanläpäisevyys mitattiin standardin EN 1026 mukaisesti. Ikkunalle annetaan ensin kolme 660 Pa:n paineiskua, jonka jälkeen painetasoa nostettiin portaattomasti 50 Pa:n paineesta 600 Pa:n paineeseen. /6./

25 18 Vesitiiviys määritettiin standardin EN 1027 A mukaisesti. Mittauksessa ikkunaan kohdistettiin vesirasitus 15 cm:n päässä karmin yläpuolella ja 25 cm:n päässä ikkunapinnasta olevilla suuttimilla. Veden suihkutusnopeus on 2 l/min suutinta kohden, aluksi 15 minuuttia normaalipaineessa ja sitten painetta nostettiin 5 minuutin välein 50 Pa:sta 300 Pa:n paineeseen. Sen jälkeen paineen nosto tapahtui 150 Pa:n askelin 750 Pa:n tasolle asti. /6./ Ikkunoille tehtiin lisäksi monivaiheinen tuulenpaineen kestävyystesti, jonka avulla mitattiin 1200 Pa:n yli- ja alipaineessa ikkunoiden taipumaa. Ikkunoiden turvatestaus suoritettiin 1800 Pa:n ali- ja ylipaineessa. /6./ VTT:n energiaikkunatestintulokset Skaalan Alfa-ikkunoista Ikkunoiden lämmönläpäisykykyä mitataan U-arvolla, tulos oli 0,81 W/m 2 K. Mitä pienempi on U-arvo, sitä parempi lämmön eristävyys. Ikkuna sai kouluarvosanaksi 9 lämmönläpäisykykytestissä. /6./ Ikkuna arvosteltiin ilmanpitävyysluokkaan 4. Ilmanpitävyys paranee luokan kasvaessa. Kouluarvosanaksi tuli 9 ilmanpitävyydestä. /6./ Ikkunan vesitiiviysluokaksi saatiin mittauksissa 8A. Luokka ilmoittaa sen, että ikkuna kestää 600 Pa:n ulkoisen paineen. Kouluarvosanaksi tuli 8 vesitiiviys-luokkatestissä. /6./ Ääneneristävyyttä mitataan desibelimittauksella (db). Äänieristävyysmittauksessa suurempi desibelilukema tarkoittaa parempaa eristävyyttä. Mittaus suoritettiin ensin siten, että ikkuna oli teippaamatta. Tulokseksi saatiin 45 db. Sitten ikkuna teipattiin ja tulokseksi tuli 45 db. Kouluarvosanaksi saatiin 10 äänieristävyystestissä. /6./ Tuulenpaineen kestossa ikkuna sai arvosanan eh, joka tarkoittaa, että tuulenpaineen kestossa ei ole huomautettavaa. Skaalan Alfa-ikkuna sai kokonaisarvosanaksi 9. /6/.

26 19 Skaalan Alfa-ikkuna pärjäsi VTT:n testeissä parhaiten, kuten liitteestä (liite 12) voi todeta. Muiden ikkunatoimittajien energiaikkunoiden suorituskyvyn mittaustulokset liitteessä (liite 1). Valmistajasta riippuen on ikkunoilla erilaisia ominaisuuksia. /6./ Ikkunoiden energiavertailua MSEA-ikkuna, jossa on tavalliset lasit, on yleisin ikkunatyyppi suomalaisissa asuinrakennuksissa. Tämä ikkunatyyppi on ollut käytössä suomalaisessa pientalorakentamisessa. /17./ Ikkunat ovat muuttuneet energiatehokkaammiksi ajan myötä. Nykyisten Skaalan ikkunoiden energiankulutuksen vertailu osoittaa, että perusmallisen MSEA-ikkunan energiankulutus on 135 kwh/m 2 /a suurempi kuin nykyaikaisen energiatehokkaan Skaala Alfa-ikkunan (kuva 7). /17./ KUVA 7. Ikkunoiden energiankulutuksen vertailu /17/. Ikkunoiden vaihtamisella voi saada huomattavia energiansäästöjä aikaan vanhemmissakin rakennuksissa. Kun vaihdetaan MSEA-ikkuna Skaala Beeta-ikkunaan, saadaan energia säästöä 115 kwh/m 2 /a. Jos MSEA-ikkuna vaihdetaan Skaala Alfa-ikkunaan, saadaan energiansäästöä noin 135 kwh/m 2 /a. Vaihdettaessa MSEA-ikkunatyypin ikkunat MSEA-selektiivi-ikkunaan saadaan energiansäästöä noin 60 kwh/m 2 /a. /22./

27 20 MSEA-selektiivi-ikkuna on tämän päivän normit täyttävä ikkunatyyppi perusrakentamiseen. Sen vaihtaminen Skaala Beeta-ikkunaan tuo energiansäästöä 55 kwh/m 2 /a ja Skaala Alfa-ikkunaan saadaan energian säästöä 75 kwh/m 2 /a. /17./ Energiarakentamisen ohjeita VTT:n tutkijan Mia Ala-Juuselan antamien ohjeiden mukaan matalaenergia- tai passiivirakentamisen suunnittelussa pitää harkita lämmitystapaa ja miettiä jäähdytystarvetta, sekä valaistuksen pienentämistä tai valaistuksen vaihtamista led-valaisimiksi. Aurinkoenergian ja muiden lähiympäristössä olevien lämmön- ja kylmänlähteiden käyttömahdollisuus, kuten tuulienergia, koskienergia tai kaukolämpö, jos sitä on lähialueella. Energiajärjestelmien käytön ohjauksella voidaan säätää kulutusta. /11./ Koko energia asia vaatii ajatusmaailman muutosta, rakennusten kokonaisvaltainen suunnittelua sekä huomion kiinnittämistä rakennuksen muotoon, suuntaukseen ja sijoitteluun jo suunnitteluvaiheessa. Myös yhdyskuntarakenne pitää suunnitella siten, että liikkumisen tarve moottorikäyttöisillä kulkuneuvoilla vähenee ja kevyen liikenteen käyttöä suositaan. /11./ Normipientalossa (140 m 2 ) sisälämpötilan alentamisella voi säästää satoja euroja vuodessa, mutta normipientalon lämmittäminen kuluttaa monta kertaa enemmän rahaa verrattuna matalaenergia- ja passiivitaloon (kuva 8). Passiivitalon käyrä on arvioitu ja piirretty kuvaan turkoosilla. /11./ KUVA 8. Sisälämpötilakustannukset /11/.

28 21 Normipientalossa (140 m 2 ) ilmanvaihtoa pienentämällä voi säästää satoja euroja vuodessa, mutta silti kuluttaa lämmitykseen monta kertaa suurempi rahamäärä verrattuna matalaenergia- tai passiivitalon lämmitykseen. Passiivitalon kulutus on arvioitu ja piirretty turkoosilla (kuva 9). /11./ KUVA 9. Ilmanvaihto/ kustannukset /11/ Energiasäästöön mahdollisuus VTT:llä on selvitetty energiansäästön kustannuksia pientaloille, joiden lämmitystarve on % pienempi kuin määräysten mukaisen perinteisen pientalon lämmitys. On todettu, että matalaenergiatalo on hankintakustannuksiltaan 0 5 % perustaloa kalliimpi ja passiivitalon rakentamiskustannukset ovat noin 5 20 % suuremmat kuin pelkät perinteisen talon rakentamiskustannukset. Elinkaarikustannuksiltaan passiivitalo kuitenkin on % edullisempi ja elinkaaritaloudeltaan % parempi. /11./ Talon lämmitysjärjestelmän valinnalla pystytään vaikuttamaan paljon rakennuksen kokonaiskustannuksiin ja siten koko rakennuksesta saatavaan energiatehokkuuteen. Suomen hallitus on asettanut työryhmän vuoden 2009 alussa selvittämään mahdollisuutta alentaa energiatehokkaiden rakennusten kiinteistöveroa. Energiarakentaminen parantaa talon jälleenmyyntiarvoa. Normitalon energiankulutus

29 22 Normitalon energiankulutuksesta tehdystä pylväskuvasta näkee hyvin milloin Suomessa pitää lämmittää perinteistä asuintaloa. Lämmitystarvetta on jopa kesäkuukausien aikana (kuva 10). Vastaavasta samanlaisesta kuvasta (kuva 11) näkyy selkeästi passiivitalon lämmityksen tarve. Se ajoittuu pääosin marraskuun ja maaliskuun välille. /11./ KUVA 10. Normitalon enegiankulutus v /11/. Passiivitalon energian kulutus Energiatehokkuuteen ja energiarakentamisen valintaan vaikuttavat energioiden hinnat, rakennusten suunnittelu, rakennuspaikan valinta ja ympäristön suomat mahdollisuudet sekä se, onko talo esim. kaukolämpöalueella. /11./

30 23 KUVA 11. Passiivitalon energian kulutus v /11./ Pohdintaa Mikäli energian hinta nousee tulevaisuudessa yhtä paljon kuin mitä se on noussut viimeisen kahdenkymmenen vuoden aikana, tulee kannattavaksi valita energiatehokas rakentaminen jo nyt. Samalla pystyy itse vaikuttamaan Suomen energiansäästötavoitteiden toteuttamiseen ja kasvihuonepäästöjen vähentämiseen. 4.2 TTY:n tutkimuksia energiamääräysten kiristämiselle Tampereen teknillisen yliopiston (josta käytetään tässä opinnäytetyössä lyhennettä TTY) tutkimuksessa on tuotu esiin rakennusfysikaalisten riskien mahdollisuus rakentamisessa. TTY:n mukaan rakennusvirheiden esiintyminen lisääntyy, kun %:n energiamääräysten kiristäminen annettujen määräysten mukaisesti toteutetaan. /18./ Ympäristöministeriön tilaamassa matalaenergiarakennetutkimuksessa päätutkijana toimivan tekniikan tohtori Juha Vinhan mielestä U-arvojen kiristämistä ei tulisi suorittaa tässä vaiheessa, vaan asiassa tulisi edetä maltillisemmin. Vaipparakenteiden kosteustekninen toiminta heikkenee lisäeristämisen seurauksena, eikä meillä ole olemassa riittävästi tietoa siitä, miten suuria nämä vaikutukset ovat, varsinkin, kun mukaan otetaan vielä ilmastonmuutoksen vaikutukset. Meiltä puuttuvat myös rakenteiden yksityiskohtaisemmat toteutusohjeet, joilla näitä vaikutuksia voitaisiin eliminoida.

31 24 Ennen seuraavia suunniteltuja kiristyksiä tulee tehdä paljon perusteellisemmat rakenteiden tarkastelut rakenteiden rakennusfysikaalisten toimintojen osalta, mutta myös rakennustekniikan, talouden ja ympäristövaikutusten osalta, jotta voidaan arvioida onko näitä kiristyksiä mahdollista tai järkevää toteuttaa. /18./ TTY:n asiantuntijaryhmä pitää vaatimuksia epärealistisina ja ryhmän mielestä kokonaiskiristyksen maksimitaso on % nykyisiin rakentamismääräyksiin verrattuna, ja mikäli vielä tarvitaan lisäkiristyksiä, niiden riskit pitää selvittää tekniseltä ja taloudelliselta kannalta. /18./ TTY:n raportin mukaan hyvät suunnitteluohjeet ovat tärkeitä, kun energiamääräyksiä kiristetään. Kosteusvaurioiden riski kasvaa, kun rakennusosien lämmöneristystä ja energiavahvuutta lisätään. Korjausrakentamisessa riski kasvaa vielä enemmän, koska siinä on huomioitava se, että silloin pitää lisätä myös yläpohjarakenteiden ja ryömintätilaisten alapohjien tuuletusta. /18./ Lämpöeristeiden parantaminen viilentää rakenteiden ulko-osia, jolloin kosteuden kondensoituminen ja homeiden kasvumahdollisuus lisääntyy. Samalla se heikentää auringon lämpösäteilyn varastoitumista tai lämmön poistumista rakennuksesta, mikä saattaa lisätä lämmityksen tai jäähdytyksen tarvetta. /18./ 5 PASSIIVITALO Passiivitalon suunnittelussa kiinnitetään huomiota siihen, että rakennus on kokonaisuus ja kaikkien ratkaisujen pitää sopia siihen. Ratkaisujen valintaan vaikuttaa suuruusjärjestyksessä: Energian säästämistavoite ja lämpöhäviöiden pienentäminen, ilmaisten energioiden hyödyntäminen, energian hallittavuus ja tarpeenmukainen käyttö ja sen ohjaus sekä energiaratkaisu. Ne vaikuttavat energian tarpeeseen tai tuottoon ja valintojen tekemiseen /11./ Käytettävien materiaalien valinnassa pitää kiinnittää huomiota höyrynsulun ja tuulensulun ilmanpitävyyteen. Märkätilojen ja vedeneristysten tekemiseen käytetään sertifi-

32 25 oitua asentajaa, ja ne tehdään C2-ohjeen mukaisesti. Talotekniikan reitityksiä tehdessä pitää huomata, että sähköjohtojen vetojen ja ilmanvaihtokanavien pitää olla ilmansulun sisäpuolella. Tulo/poistoilmanvaihtokoneen hyötysuhteen pitää olla n.70 %. /16./ Passiivitalo on rakennus, jossa hyödynnetään lähes kaikki kokonaisenergia rakennuksen käytöstä tai auringosta saatavasta energiasta. Passiivitalon rakentamisen energiatehokkuus on huomioitu talon rakennusmateriaaleissa ja käytössä. Lämmityksessä käytetään uusiutuvia energioita ja tulisijaa, joka on varaava. /18./ Kuvassa (kuva 12) esitetty lämmitysenergian kulutus on suuntaa antava, koska lähteessä ei ole kerrottu, minkälaisten talojen lämmitystä on verrattu keskenään. KUVA 12. Lämmitysenergian kulutus kwh/vuosi /19/. Passiivitalon hyvällä lämmöneristyksellä on se vaikutus, että talvella tarvitaan vähän lämmitystä ja kesällä on vähän jäähdytystarvetta. Massiivisella rakenteella saadaan erinomainen eristys ja tehokas auringonsuojaus sekä hyvä ilma kertoo Eilola joka on rakentanut passiivitaloja. /19./ Passiivitalo ei tarvitse perinteistä lämmitysjärjestelmää, vaan passiivitaloissa voidaan käyttää ilmaisenergiaa hyödyntämällä talon sisäisiä lämpökuormia ja aurinkoenergiaa ja hyödyntää asukkaiden, valaisimien, sähkölaitteiden ja tulisijan tuottamaa lämpöenergiaa. Passiivitaloihin tehdään hyvä lämmöneristäminen, ulkovaipan ilmanpitä-

33 26 vyys. Suomessa tarvitaan kylmimpänä aikana lisälämmitystä ja siihen riittää vaikkapa ilmanvaihtokoneen tuloilman lisälämmitysvastus. /16./ 5.1 Kansainväliset vaatimukset Koko Euroopan alueella on määritelty passiivitalon vaatimukset samoin perustein. Kansainvälisessä standardissa passiivitalojen primäärienergiantarve on laskennallisesti 120 kwh/m 2. Siitä on lämmitysenergiantarve 15 kwh/m 2 ja lämmitystehon tarve 10 W/m 2 (EU:ssa). Suomessa on kokonaisenergian tarve kwh/m 2, koska täällä on pienempi jäähdytystarve kuin Keski-Euroopassa. ja Suomessa on lämmitysenergian tarve kwh/m 2. Nämä vaatimukset ovat kovia, joten se asettaa kovat vaatimukset talojen rakenteillekin. /16./ Passiivienergiatalossa tulee lämmitysenergian kulutus olla yli 80 % pienempi kuin tavallisessa talossa. Kansainvälisen standardin mukaan Etelä-Suomessa passiivitalon lämmitykseen voidaan käyttää enintään 20 kwh/m 2 ja rakennuksen kokonaisenergian tarve pitää olla alle 130 kwh/m 2. Pohjois-Suomessa vastaavasti lämmitysenergia saa olla 30 kwh/m 2 ja kokonaisenergia 140 kwh/m 2. Ulkovaipan ilmanpitävyysluku 50- luku pitää olla < 0,6 sopimusten mukaan. Leveysasteen 60 pohjoispuolella on annettu mahdollisuus soveltaa vaatimuksia./16./ 5.2 Suomalaiset vaatimukset passiivitaloille Passiivitaloiksi luokiteltujen talojen vaatimuksenmukaisuus tulee osoittaa passiivitalojen suunnittelutyökalujen avulla tai muulla soveltuvalla menettelyllä energian tarpeen osalta. Lisäksi niille pitää tehdä ilmanpitävyysmittaus ennen käyttöönottoa. /16./ Passiivitaloissa pitää käyttää Alfa-vaatimustason energiaikkunoita ja ovia sekä lämmön talteenottoa ja ilmanvaihtimia, joiden talteenoton vaatimustasoksi on määrätty 70 %. Ne ovat tärkeitä osia kokonaisuudesta. Niille on asetettu seuraavia rajoja, joihin pitäisi päästä: Ikkunoiden pinta-alaa pitää pienentää, niiden U-arvo po. 0,80 W/m 2 K ja g-arvo 50 %, ovien 0,40 W/m 2 K. Ympäristöministeriö on vahvistanut rakennusmää-

34 27 räyksissään passiivitaloille seuraavat vaatimukset, jotka on kirjattu VTT:n raportista taulukkoon (taulukko1). /16./ TAULUKKO 1. Perustalon ja passiivitalon rakenteiden vaatimukset v /16/. Perusmääräykset, C3/2007 Passiivitalon vaatimukset 2008 Kohde U-arvo Eristepaksuus U-arvo W/m 2 K mm W/m 2 K Yläpohja 0, ,08 Maavarainen alapohja 0, ,15 Rossirakenteinen alapohja 0, ,1 Seinä eriste 0, ,15 Ikkunat 1,4 0,8 Ulko-ovet 1,4 0,4 Vaipan ilmatiiveysluku 4 0,6 Yläpohja 0, ,08 Ilmanvaihto, lämmön talteen otto 30 % 70 % 5.3 Perustalon ja passiivitalon kustannusvertailu Motiva Oy on valtion omistama yhtiö, joka tuottaa puolueettomia ja luotettavia asiantuntijapalveluita energian ja materiaalien käytön tehostamiseksi sekä uusiutuvan energian käytön lisäämiseksi (jatkossa tässä opinnäytetyössä käytetään nimeä Motiva). Motiva neuvottelee Euroopan passiivitaloyhdistyksen kanssa Suomea koskevista määräyksistä ja niiden toteuttamisesta. Ympäristöministeriö vahvistaa Suomen passiivitalojen vaatimukset, kuten muutkin rakentamista koskevat ohjeet ja määräykset (taulukko 1). Motiva tekee energiakatselmusten ja energia-analyysitoimintojen edistämistä sekä vauhdittaa uusiutuvan energian käytön lisäämistä vaikuttamalla asenteisiin ja

35 28 käyttötottumuksiin. Motiva on tunnustettu yhteiskunnallinen energia- ja materiaalitehokkuuden edistäjä. Motiva toteuttaa kansallista ilmasto- ja energiastrategiaa, jonka valmistelu, koordinointi ja seuranta on sille annettu valtiovallan taholta tehtäväksi. /20./ Lämmityskustannusten hintavertailu Taulukossa (taulukko 2) ovat passiivitalon laskelmat sinisellä siksi, että niitä voidaan verrata matalaenergiatalon lämmittämisen kustannuksiin, jotka ovat mustalla kirjoitettuja. Passiivitalon lämmitykseen sopivat lähes samat laitteet kuin matalaenergiapientalojen lämmitysjärjestelmissä. Säästöä saadaan vielä lisää käyttökustannusten pienenemisellä kolmanteen osaan, koska passiivitalossa on vielä pienempi lämmityksen tarve kuin matala energiatalossa. Motivan lämmityskustannusten hintavertailulaskurilla voi jokainen itse tehdä vertailua perinteisen pientalon (liite 2) ja matalaenergiapientalon välillä (liite 3) ja matalaenergiatalojen ja passiivitalojen lämmityskustannusten välillä (taulukko 2). Taulukoissa on käytetty polttoaineiden tämän päivän hintoja (liite 4). Tässä opinnäytetyössä on käytetty matalaenergiapientalojen laskuria, koska passiivitaloille ei vielä ole vastaavaa. Passiivitalon arvot on laskettu 1/3 matalaenergiatalon kulutuksista. /21./ Lämmitysenergian vertailuun laskuri löytyy Internet sivuilta /21/. Lämmitysmuotojenkustannuslaskuriin on syötetty tiedot investointikustannuksista, korjaus- ja uusimiskustannuksista sekä energiakustannuksista vuodessa ja 30 vuodessa. Laskurissa on käytetty 3 %:n pääomakorkoa, joka on deflatoitu tämän päivän hintaan. Laskurin avulla voi siten laskea 30 vuoden kokonaiskustannukset tämän päivän hinnoilla. /21./

36 29 Kustannusvertailua matalaenergiapientaloille ja passiivitaloille Lämmitysmuotojenkustannuslaskurilla on tehty matalaenergiapientaloille vertailutaulukko, jonka mukaan (liite 3) on niille edullisin lämmitysmuoto suora sähkölämmitys ja kallein öljylämmitys + aurinko + tulisija Lämmitysmuodon valinnalla myös matalaenergiataloissa on suuri merkitys, hinta eroa on TAULUKKO 2. Matalaenergia- ja passiivitalojen lämmitys vertailua Öljylämmitys/lattia + takka 1-2 /vko Maalämpö(vaaka)/latt (huom! ei sisällä keräysputkistoa) ia + takka 1-2 /vko Kaukolämpö/lattia + takka 1-2 /vko Suora sähkölämmitys /lattia + takka 1-2 /vko Poistoilmalämpöpump./ lattia + takka 1-2 /vko Investointi kustannus Korjaus ja uusimiskustannus 30 vuodessa Energiakustannus vuodessa Energiakustannus 30 vuodessa Kokonais kustannus 30 vuodessa Kun matalaenergiatalon edullisinta lämmitysmuotoa (liite 3) verrataan perinteisen pientalon halvimpaan lämmitysmuotoon (liite 2), niin saadaan säästöä Lämmitysmuotoa suunniteltaessa voidaan valita edullinen poistoilmalämpöpumppu yhdessä varaavan takan kanssa, kuten Puutalokympin passiivitaloratkaisuun onkin valittu. Kun valitaan poistoilmalämpöpumppu jää vielä ilmanvaihtokoneen kustannus pois, koska se on jo mukana poistoilmalämpöpumpussa. Poistoilmalämpöpumpulla lämmittäminen on yhtä edullista kuin suora sähkölämmitys, jossa on sähkökaapelein varustettu lattialämmitys ja varaava takka. Poistoilma-

37 30 lämpöpumpun käyttämä laitesähkömäärä on pienempi kuin suorassa sähkölämmityksessä kuluva sähköenergian määrä. Suora sähkölämmitys on tässä vaihtoehdossa vielä halvempi kuin poistoilmalämpöpumppu, eroa on vuodessa. Vuosikulutuksessa on poistoilmalämpöpumppu 115 edullisempi vuotta kohti. Sähkön kulutus on suorassa sähkölämmityksessä suurempi kuin poistoilmalämpöpumpulla. Verrattaessa perustalon edullisinta lämmityskustannusta (liite 2) passiivitalon 30 vuoden kustannukseen (liite 3) on passiivitalo halvempi. Kun tuosta erotuksesta vähennetään l. passiivitalon korkeammat rakennuskustannukset, jäävät passiivitalon kustannukset vieläkin n edullisemmaksi. Matalaenergiatalon edullisimman lämmitysmuodon laskennallinen hinta on poistoilmalämpöpumpulla ja passiivitalon edullisin hinta on sähkölämmityksellä. Passiivitalo on edullisempi, kuin matalaenergiatalon edullisin ratkaisu. Kun passiivitalon kalliimmat rakennuskustannukset, vähennetään tuosta erotuksesta , jää passiivitalo vielä edullisemmaksi. 6 OPINNÄYTETYÖN TILAAJA PUUTALOKYMPPI OY Kauhajokelainen Puutalokymppi rakentaa pientaloja, autotalleja ja kesäasuntoja suurtaloelementeistä. Yrityksessä toimii henkilöä. Yrityksen myyntipisteitä on ympäri Suomea ja nykyisin myyntiä tapahtuu myös Keski-Eurooppaan. Elementit rakennetaan sisätiloissa ja sateelta suojassa, jolloin voidaan turvata niiden rakentaminen hyvissä olosuhteissa ja sään aiheuttamat haitat saadaan minimoitua sekä rakennuksia voidaan toimittaa ympäri vuoden. Laadun valvontaa on helppo toteuttaa, kun seinän rakentaminen, sekä ikkunoiden ja ovien laittaminen tapahtuu yhdessä tilassa koulutetun henkilökunnan toimesta. Asiakas voi valita talomallinsa perinteisistä pientalomallistoista. Puutalokympin suunnittelijat huomioivat asiakkaan omat toivomukset ja tekevät heille yksilöllisen suunnitelman. /22./

38 Puutalokympin käyttämät rakenneratkaisut Puutalokympin erilaisista seinäratkaisuista voi asiakas valita itselleen sopivan vaihtoehdon, joita ovat talo10 -rakenne, puutalo 10 -rakenne ja passiivi 10 -rakenne. /22./ Talo 10 -rakenne Tavallisin perustalon seinäratkaisu on talo 10 -rakenne (kuva 13). Niissä talomalleissa, joissa on talo10 -rakenne, käytetään eristeenä seinissä Paroc-vuorivillaa, puhallusvillaa tai isolevyjä välikatossa ja yläpohjassa. /22./ Paroc-vuorivillan hyviä ominaisuuksia ovat palontorjunta- ja äänieristysominaisuudet. Se ei läpäise haitallisia aineita, vaan suodattaa niitä, joten se sopii myös allergisille ja sellaisten ihmisten rakennuksiin, joilla on hengityselinsairauksia. Vuorivilla eristeenä ei kerää kosteutta, sen raaka-aine on palamatonta kiveä, minkä takia sitä kutsutaan myös kivivillaksi. Kivivilla luokitetaan A-1-paloluokkaan ja M1-päästöluokkaan. Kotimaista paroc-vuorivillaa saa helposti käsiteltävinä levyinä tai rulla- tai irtotavarana. /23./ Puutalo 10 -rakenne Puutalo 10 -rakenne (kuva 13), on hengittävä seinäratkaisurakenne, jossa muovi on korvattu ilmansulku- tai tervapaperilla. Tämä muoviton seinäratkaisu on joillekin asiakkaille sopiva ratkaisu, koska he haluavat, että kaikki rakenteet heidän valitsemassaan talossa ovat ilmaa ja vesihöyryjä läpäiseviä. Puutalo 10 -rakenteessa käytetään kivivillan sijaan Vital-puukuitueristettä (siitä käytetään jatkossa nimeä vital-eriste). /21./ Vital-eriste on turvallinen, terveellinen, puhdas ja ympäristöystävällinen tuote, joka soveltuu käytettäväksi myös allergisille. Vital-eriste sitoo ja luovuttaa hyvin kosteutta, läpäisee hiilidioksidia, happea sekä mahdollistaa höyrynsuluttoman rakentamisen. Vital-eristeen raaka-aineena käytetään happivalkaistua, bakteerivapaata selluloosaa. Vi-

39 32 tal-eristeellä on hyvä lämmön eristyskyky D = 0,037 W/mK ja pieni ilmanläpäisykyky 45 x 10-6m 3 /(mspa) ja esimerkiksi 200 mm:n eristeellä on U-arvo 0,17 W/m 2 K. Vital-eriste kuuluu paloluokkaan C (EN ISO ). Päästöjen osalta tuote kuuluu M1-luokkaan ja se on saanut SFS-merkin käyttöoikeuden. /24./ KUVA 13. Puutalokympin seinärakenteet /22./ Passiivi 10 -rakenne Passiivi 10 -rakennetta (kuva 13) käytetään Puutalokympin passiivitalossa. Siinä on eristeenä käytetty Paroc-isolevyä ja SPU-eristeen pontattua polyuretaanilevyä yhdessä. SPU-eristeen omilla esitesivuilla on seuraavia teknisiä tietoja, joita on lupa käyttää. /22./

40 33 Lämmönjohtavuus eli D-arvo on 0,024 W/mK (EN ISO tai EN 13165) < 80 mm:n paksuudella ja sen palokäyttäytyminen on luokitettu euronormien (EN) mukaisesti (EN , EN ja EN ISO ). Levyrakenteessa ovat kipsilevy, eristelevy ja alumiinilaminoitupaperi tai paperi toisella puolen. /25./ SPU-eristeessä solurakenne on 90 % umpisoluinen. SPU-eristeellä on hyvä puristuslujuus ja se ei ime vettä. SPU-eristeiden avulla voidaan ohentaa rakennettavan seinän paksuutta, mutta silti lämpöominaisuudet säilyvät. SPU-eristeiden U-arvo on 0,12 W/m 2 K normaalilla seinäpaksuudella 200 mm. /25./ KUVA 14. ET- luokitus Passiivi 10 -rakenteelle /22/.. SPU-eristettä voidaan käyttää myös ilmanvaihtokanaviin ja erilaisiin putkistoihin. SPU-eristeen heikompi äänieristävyys pitää huomioida, mutta Passiivi 10 -rakenteessa eristeet yhdessä kivivillan kanssa käytettynä antavat hyvän äänieristyksen. SPU-eristelevyt ovat reunoistaan pontattuja, mikä parantaa mahdollisuutta rakentamisvaiheessa eristelevyjen asentamisen tiiviimmäksi. Lisäksi eristelevyjen saumat tiivistetään alumiininauhalla. /25./ Puutalokympin passiivi 10 -rakenneseinä on hyväksytty laskennallisesti A+ luokkaan. VTT on vahvistanut mittaukset, joissa seinän luokitus on hyväksytty passiivitaloluokan rakenteeksi. Tarkempi selvitys liitteessä (liite 5). Puutalokympin käyttämän pas-

41 34 siiviseinärakenteen leikkauskuvamalli (kuva 13) ja uuden Passiivi 10-rakenne seinän ET- luokitus ovat nähtävillä (kuva 14). /26./ 6.2 Puutalokympin vertailutalot Perinteinen Neliapila C Opinnäytetyössä tehtiin vertailevia mittauksia perinteisesti rakennetussa Puutalokympin Neliapila C - talossa Kauhajoella (jatkossa tässä opinnäytetyössä puhutaan Kauhajoen talosta). Talon pohjapiirustukset, julkisivukuvat ja leikkauskuva ovat liitteissä (liite 6). /27./ Kauhajoen talo on tehty talo10 -rakenteella, joka on rakenteeltaan tavallinen seinäratkaisu. Seinissä on 200 mm:n kivivilla, 0,2 mm:n SFS-höyrynsulkumuovi ja 13 mm:n EK-kipsilevy, 200 mm:n lämpörungolla, jolloin U-arvot ovat 0,202 W/m 2 K. /28./ KUVA 15. Skaalan Beeta-luokan ikkuna /17/. Kauhajoen talossa on Skaalan Beeta-ikkunat, jonka rakenteesta on kuva vieressä (kuva 15). Ikkunoiden arvot ovat seuraavat: E-arvo 93, U-arvo 1,08 Wm 2 K, g-arvo 0,42 50-arvo 0,19m 3 / m 3 /h. Kauhajoen talon ovet ovat Skaalan Beeta-mallistoa. /17./

42 Passiivitalo Neliapila C Opinnäytetyössä toinen vertailutalo on rakennettu Puutalokympin passiivitalona. Vertailukohteen talo on malliltaan sama kuin edellä kuvattu perustalo Neliapila C. Tämä talo on Valkeakoskella (jatkossa tässä opinnäytetyössä puhutaan Valkeakosken talosta). Talon pohjapiirustukset (liite 6), julkisivukuvat ja leikkauskuva ovat samat kuin Kauhajoen talossa. /29./ Valkeakosken talossa on seinäeristeenä 150 mm:n passiivi 10-eriste, 100 mm:n paroceriste ja 13 mm:n EK-kipsilevy. Seinien laskennallinen U-arvo 0,11 W/m 2 K. Valkeakosken taloon on valittu Skaalan Alfa-ikkunalasit, koska passiivitalossa pitää olla alfa-luokan ikkunat. Skaala Alfa-ikkunan rakennekuva kuvassa (kuva 16). /17./ Valkeakosken talon ikkunoiden arvot ovat seuraavat: E-arvo 60, U-arvo 0,77 W/m 2 K, g-arvo 0,34 ja 50-arvo 0,15 m 3 / m 3 /h. Valkeakosken talon ovet ovat Skaala Alfa mallistoa. /17./ KUVA 16. Skaalan Alfa-luokan ikkuna /17/. Puutalokymppi käyttää Futura FF , poistoilmalämpöpumppua passiivitalopaketissaan, joten siinä on ilmanvaihtokone ja lämmityslaite samassa. Pumpun teho riittää m2:n tiloihin ja sen energiantuotto on 170 m2:n asuntoon kwh/vuosi, kun perustalon vaatimustaso on kwh/vuosi /30./

43 Puutalokympin talopakettitoimitukset Puutalokymppi toimittaa yleensä talot perustoimituksella, joka oli saadussa tarjouksessa seuraava: Talon mitat ovat 8,26 x 11,26 + kuisti /parveke, seinän U-arvo Sisäkorkeus 1 krs mm ja 2 krs mm Suurelementtitoimitus säältä suojaan asennettuna (aluskate ja rima) + päätyräystäselementit asennettuna ja kattoruoteet asennettuna Sähkörasioiden pohjat ja putkitukset ovat asennettuna seinäelementeissä Elementit toimitetaan pohjamaalattuna, pysty tai vaakalaudoituksella Alaohjauspuut ja bitumikaistale sekä tiivistekaistat ovat asennettuna paikoilleen Elementtitoimitukset asennettuna; ulkoseinäelementit, kantavat väliseinä- runkoelementit, lämpimät päätykolmiot, päätyräystäselementit, yläpohja, välipohja, ikkunat, ovet ja parveke-elementit Tarviketoimituksena; vesipellit, vaakalistat, kevyet väliseinät, sivuseinien yläosat, elementtien asennustarvikkeet /28./ ja /29./ 7 PERUSTALON JA PASSIIVITALON VERTAILUA 7.1 Rakenne vertailua Perustalon ja passiivitalopaketin hintaan vaikuttaa edellisten lisäksi suunnittelu ja laadun valvonta. Määräysten mukainen ilmanvuotomittaus tehdään Puutalokympin toimesta passiivitaloihin. Toimituspaketin perusteella eroavaisuudet ovat seuraavat /28./ ja /29./ a) Erot ulkoseinien eristeissä on seuraavasti Perustalossa on eristeenä Parocin Isolevy 200 mm, muovi kalvo 0,2 SFS, seinän U-arvo on 0,202 W/m 2 K Passiivitalon eristeenä Parocin Isolevy 100 mm + SPU-eristeen uretaanilevy 150 mm, ei muovia. Passiivitalon seinän U-arvo on 0,11 W/m 2 K. Seinärakenne on VTT:n tarkastama ja saanut A+ statuksen.

44 37 b) Erot ikkunoissa Perustalon ikkunat ovat mallia Skaalan MSEA valkoinen, beeta- tai gammamallistoa, joiden karmileveys on 175 mm ja niiden U-arvot ovat 1,2 W/m 2 K. Passiivitalon ikkunat ovat mallia Skaalan Alfa-MSEA valkoinen, joiden karmileveys on 200 mm ja niiden U-arvot ovat 0,80 W/m 2 K. c) Erot ulko-ovissa Perustalon ulko-ovi on Skaalan maalattu valkoinen UO 307F Passiivitalon ulko-ovi on Skaalan maalattu valkoinen Alfa UO 201 T, jonka U- arvo on 0,8 W/m 2 K d) Erot välipohjien eristeissä Perustalon ja passiivitalon välipohjassa on molemmissa eristepaksuus 100 mm kivivillaa e) Erot yläpohjan eristeissä Perustalon katon eristeenä on 350 mm kivivillaa Passiivitalon katossa on 300 mm kivivillaa ja 170 mm SPU-eristelevyä 7.2 Kustannusvertailua Edellä esitellyillä vaihtoehdoilla on perusmallisten talopakettien rakentamisen hintaero Perustalopaketin hinta (sis.alv) Passiivitalopaketin hinta (sis.alv), Rakenteiden hintaero on Asukkaiden käyttämän lämpimän veden lämmitykseen kuluu 4 hlö x 750 kwh = kwh ja muu sähkön kulutus 35 kwh/m2, josta ilmastointilaitteen kulutus on noin 4 kwh/m2, siis 35 kwh/m 2 x 149 m 2 = kwh. Muu sähkön käyttö ja veden lämmitys tekevät yhteensä kwh kwh = kwh.

45 38 Perinteisen Neliapila C:n laskennallinen kokonaisenergian tarve on 149 m 2 x 120 kwh/m 2 = kwh. Kauhajoen vertailutalona olevan tavallisen talon mittarilukeman mukainen vuoden sähkön kulutus kwh). Passiivitalo Neliapila C:n laskennallinen lämmön tarve on siten 149 m 2 x 20 kwh/ m 2 = kwh. Yhteensä kwh kwh = kwh Energiansäästöä passiivitalon lämmittämisessä tavalliseen taloon verrattuna tulee kwh kwh = kwh. Passiivitalon säästämä energiankulutus on vuodessa kwh, joka on lähes 40 % perinteisen talon kokonaisenergian kulutuksesta. Energiatehokkaisiin ratkaisuihin siirtyminen rakentamisessa tulee kannattavaksi, kun kiinnittää huomiota lämmitysmuodon valintaan. Ne lämmitysratkaisut, jotka ovat olleet hyviä vuosikymmenten ajan perinteisessä rakentamisessa, jäävät matalaenergiaja passiivitaloissa vanhanaikaisiksi ja kannattamattomiksi. Kesäaikana pitää käyttövesi myös lämmittää. Silloin siihen voisi käyttää esimerkiksi aurinkoenergiaa, vaikka aurinkoenergian käytössä usein laitteiden hintataso nousee sen esteeksi. Aurinkoenergia sen sijaan on ilmaista. 8 LÄMPÖKAMERAKUVAUS 8.1 Lämpökamerakuvaamisesta yleistä Pinnat lähettävät eli emitoivat lämpösäteilyä, jonka voimakkuus riippuu pintalämpötilasta ja pinnan lämpökertoimesta. Lämpökameralla mitataan infrapuna-alueen kokonaissäteilyä, joka sisältää pinnasta läpi tulleen säteilyn ja heijastuneen säteilyn. Materiaalista johtuen emissiokerroin on 0 1. Kiiltävillä ja heijastavilla pinnoilla on emissiokerroin 0 0,5 ja mustilla pinnoilla 1. Emissiokertoimeen vaikuttaa säteilyn aallon pituus, pintalämpötila, materiaali ja kuvauskulma. Kuvauskulman muutos vaikuttaa emissioon siten, että jyrkässä kulmassa otetun kuvan emissio laskee. Kuvauksen suo-

46 39 rituksen valmistelussa huomioidaan kuvattava materiaali ja sen emissiokertoimet (liite 7). /31./ Lämpökameraksi suositellaan ns. pitkäaaltokameraa, jonka toiminta-alue on infrapuna-alueella 8 12 m. Sellaista kameraa voidaan käyttää myös pakkasella. Kamerassa on mahdollisuus tallentaa kuvia kameraan tai muistikortille, jotta niitä voidaan analysoida ja käsitellä jälkeenpäin tarvittaessa. Lämpökameran mittaustarkkuus on +/- 1 o C,+ 20 o C. Lämpökameran lämpötilaresoluutio l. lämpötilan erotuskyky kertoo sen, miten pieniä lämpötilaeroja pystytään mittaamaan, kun säädöt ovat oikein. Lämpökameran kuvauskulma pyritään saamaan kohtisuoraan kuvattavaa kohdetta kohti. Kovin jyrkkä kuvauskulma pienentää emissiota. /31./ Lämpökameralla voidaan tutkia rakennuksia ja rakenteita pintoja rikkomatta. Kuvauksen avulla etsitään lämpövuotokohtia. Lämpövuotokohdat ovat eristevikoja, kylmäsiltoja tai kosteusvaurioita. Rakenteiden kuvausta voidaan tehdä ulkona tai sisällä. Ulkoa päin kuvattaessa voidaan kuvata ikkunoiden toimivuutta tai yläpohjan lämpövuotoja. Rakenteiden kylmäsillat ulkonurkissa tai lattioiden liitoskohdissa voivat näkyä kuvauksissa muuta ulkopuolista pintaa lämpimämpänä./31./ Ulkokuvauksissa vaikuttavat erilaiset sääolosuhteet, auringonpaiste, tuuli ja lämpötilojen muutokset. Sisäpuolelta kuvattaessa nurkat, lattian ja katon liitokset ja erilaiset läpiviennit ovat yleensä ympäristöä kylmempiä. Rakenteelliset virheet ja eristevirheet näkyvät lämpötilojen laskuna, kuten myös kastuneet rakenteet, jotka havaitaan kuvissa erivärisinä kuin muut rakenneosat. /31./ Rakenteiden lämpökuvauksessa etsitään eristevikoja, jolloin lukemaa verrataan ympäröivään tasoon ja poikkeamat ovat pieniä 2 6 o C. Lukemiin vaikuttaa myös seinän U- arvo, rakenteen geometrisyys ja lämpöfysiikka. Kosteusvaurioita kuvattaessa verrataan ympäröivään rakenteeseen, jolloin poikkeamat ovat pieniä. Kosteusviat eroavat eristevioista epäsäännöllisinä kuvioina. Ilmavuodot ovat piste- tai viivamaisia ja niissä poikkeamat ovat suuria. Ilmavuotoja esiintyy liittymissä ja läpivienneissä. Muita tutkittavia rakennevikoja ovat betonirakenteiden vauriot ja ansaat, rappauspintojen vauriot ja ansaat, raudoitteiden korroosiot, rakenteiden ja putkien paikat. /31./

47 40 Lämpökamerakuvauksella rakennuksissa voidaan todeta myös termostaattien toiminta, järjestelmien tukkeutumiset, lämmityslaitteiden pintalämpötilat, sähkörasioiden tiiviys, keskusten ja sulakkeiden lämpötilat ja ylikuormitukset sekä liitokset. Tulisijojen tutkimuksissa voidaan todeta halkeamat ja rapautuminen. Ilmastointia tarkasteltaessa voidaan todeta toimiiko vapaa ilmanpoisto oikeinpäin ja mistä korvausilma tulee. Poistoilmalaitteissa voidaan todeta mistä korvausilma tulee. Tulo- ja poistolaitteissa voidaan tutkia putkien eristykset, ilman talteenoton ja esilämmityksen toimivuus sekä ilmanvirtausten suunnat. /31./ Lämpökameralla kuvaamista käytetään kappaleesta luonnostaan lähtevän lämpösäteilyn mittaamiseksi. Lämpökamerakuvausta voidaan käyttää apuvälineenä laadun mittauksessa. Lämpökamerakuvauksen avulla saadaan paikannettua rakenteellisia vikoja, kuten kosteusongelmia, IV-ongelmia, kylmäsiltoja tai talon eristeiden oikein asettelua. Lämpökamerakuvaus perustuu infrapuna-alueella tapahtuvan lämpösäteilyn mittaukseen. Infrapunasäteily tapahtuu aallonpituus alueella 0,35 m 0,7 m. /31./ Lämpökameraa voidaan käyttää yhdessä painemittauslaitteiston kanssa, jolloin saadaan tarkennettua ilmanvuotokohdat. Lämpökamera havaitsee kosteuden vuotokohdat, koska rakennusmateriaalien lämmönjohtavuus muuttuu kosteuspitoisuuden vaihtuessa. Niitä löytyy yleensä rakennusten nurkista, ikkunoiden ja ovien liitoskohdista, pistorasioiden tai elementtien liitoskohdista. Lämpökameran kuvasta näkyy, onko elementtien yhdistämisessä tai nurkkien teossa onnistuttu. Kameralla voi saada kuvaan huomautuksen kastepisteestä tai eristeviasta, jos haluaa niitä erityisesti tutkia./31./ Lämpökameran mittausalue on o C, kameran herkkyys on 0,1 (30 o C) ja mittaustarkkuus +/ _ 2 o C, +/ _ 2 %, Spektrialueena on 8 12 m (pitkäaaltoalue). Lämpökamerat ovat nykyisin kevyitä, n. 700 g akun kanssa. Lämpökameroita on erilaisia ja niillä voi ottaa joko vain infrapunakuvia tai myös valokuvia, kamerasta riippuen. Kuvien käsittelyyn on tietokoneohjelmia. /31./

48 Lämpökamerakuvaaminen Kauhajoella ja Valkeakoskella lämpökamerakuvaukset suoritettiin FLIR- Thermacam -B2 kameralla (kuva 17) ja tavallisella digitaalisella kameralla samoista kohteista. Lämpökamera kuvaus tehdään standardin SFS-EN ja RT- kortin mukaisesti. /32./ KUVA 17. Lämpökamera Flir B2. Digitaalikäyttöisen infrapunalämpökameran käytössä pystyi käyttämään kameran automaattisia asetuksia. Kameran infrapunakohdistimella osoitettiin jotakin rakennuksen kohtaa. Kun kameran kuvaruudulla näkyi kohteen lämpötila ja lämpökuva. Halutut kohteet tallennettiin kameralla tarkempaa kuvan käsittelyä varten. /32./ Lämpökameraan asennettiin haluttu emissiokerroin ja valittiin kuvaustapa värillisenä. Valintoja pystyi tekemään manuaalisesti tai käyttämään kameran automaattisäätöä. /31./ Sateenkaarivärivalinnassa kuvat näkyivät mittauksen aikana monivärisinä. Värillinen kuva valittiin, koska se helpotti kuvan käsittelyä. Ennen painekoetta näkyivät kuvauksessa selkeästi ne kohdat, joissa on ns. kylmäsiltavaikutusta, esimerkiksi runkotolppien kohdalta, ne näkyivät vihreinä raitoina. Kynttilät, spottivalot ja sähkölaitteiden muuntajat sekä sähköjohdot näkyivät kuvissa valkoisina pisteinä ja raitoina. Tasalämpöiset vuotamattomat kohdat näkyivät punertavina ja lämpöä vuotavat kohteet erisävyisinä sinisinä. Jos kuvaukseen tuli selkeitä mustia aukkoja, oli siinä kohdassa vuotokohta eli huomattavasti kylmempi kohta kuin ympäristössä.

49 42 Kauhajoella painekokeen jälkeen, kun olosuhteet olivat vakiintuneet 15 min, talo kuvattiin uudelleen tavallisella ja lämpökameralla. Löytyi joitakin selkeitä ilmanvuotokohtia, jotka näkyivät selkeämmin painekokeen jälkeen. Selkeämmin vuotokohtia näkyi yläkerran katon ja seinän liitoskohdissa. Valkeakosken talon eteisen rakennusvirheet näkyivät ennen painekoetta (kuva 24) ja vielä selkeämmin painekokeen jälkeen (kuva25). Kuvan käsittelyssä hiirtä liikuttamalla löytyvät lämpötilaltaan kylmimmät pisteet mustina. Näissä kohdin on rakennusvirheen aiheuttama vuoto. 8.3 Lämpökamerakuvien käsittely ja tulokset Kuvaamisen jälkeen lämpökamera yhdistettiin tietokoneelle, jolla oli kuvien käsittelyohjelma. Kutakin kuvaa tarkasteltiin yksittäin Flir Q12-ohjelmalla. Siinä kuva avattiin ja tarkistettiin pintojen emissiokerroin ja säädettiin heijastuslämpötila kuvattujen pintojen mukaisesti. Hiirtä liikuttamalla kuvasta löytyivät alimmat ja ylimmät lämpötilat. Ne merkittiin ja jätettiin kuvasta tehtävään dokumenttiin, jolloin kuvaa pystyy myöhemmin vielä tutkimaan. Kuvasta (kuva18) näkyy selkeästi seinän ja lattian rajapinnan kylmemmät kohdat. KUVA 18. Eteisen ja keittiön välinen nurkka ennen painekoetta.

50 43 KUVA 19. Eteisen ja keittiön välinen nurkka painekokeen jälkeen. Keittiön nurkkakuvissa näkyy sama ilmiö. Keittiön nurkkakuvista toinen (kuva 20) otettiin ennen alipainekoetta ja toinen (kuva 21) painekokeen jälkeen. KUVA 20. Keittiön ulkonurkka ennen painekoetta. KUVA 21. Keittiön ulkonurkka painekokeen jälkeen.

51 44 Pohdintaa Kauhajoella perustaloa mitattaessa oli hyvin samanlaisia havaintoja kuin Valkeakosken talon kuvauksissa. Lämpötilamittausten kaikki lämpökuvat Kauhajoelta ovat liitteessä (liite 8). Valkeakosken lämpökuvia on liitteenä (liite 9). Mitä tarkemmin pystyi kuvan ottamaan juuri samasta paikasta, sitä paremmin ne ovat vertailtavia keskenään. Kuvauksen aikana merkittiin kuvauskohteet ja tehtiin muistiinpanoja mittauskohteista. Lämpötilalukemien vertailu onnistui paremmin lämpökuvien käsittelyohjelmaan avatussa kuvassa. Valkeakosken mittaus osoittaa, että jo rakennusvaiheessa voi olla kannattavaa mitata tai ainakin kuvata kohde lämpökameran avulla, koska siinä vaiheessa voi vielä korjata mahdolliset virheet. 9 ILMANPITÄVYYS Ilmanpitävyysmittaus on määrätty tehtäväksi kaikkiin taloihin, jotka on rakennettu passiivitaloiksi, jos niille aiotaan hakea passiivitalon statusta. Painekoelaitteiston ominaisuudet ovat seuraavat: ilmanvirtauksen mittausalue m 3 /h, voidaan asentaa oviaukkoon, jonka leveys on 0,7 1,14 m ja korkeus 1,14 2,41 m, laitteiston mittaustarkkuus +/ _ 5 %. Puhaltimen säätö tapahtuu tietokoneella. Rakennuksen ilmanvuotoluku ( 50-luku) lasketaan seuraavasta yhtälöstä: 50- luku = q 50 :V kun q 50 on rakennuksen vaipan läpi virtaava ilmamäärä 50 Pa:n ylitai alipaineessa ja V = tilavuus. /34./ Tietokoneen ohjelmoituna kone luo regressiokäyrän, jolta saadaan 50 Pa:n paine-eroa vastaava ilmavirtaus. Ilmanvuotoluku 50 lasketaan jakamalla saatu ilmavirtaus rakennuksen sisätilavuudella. Ilmanpitävyyden vertailuarvo q 50 -luku lasketaan jakamalla ilmanvirtaus rakennuksen ulkovaipan pinta-alalla. Mittausohjelma laskee rakennuk-

52 45 sen ilmanvuotoluvun ( 50-luvun) automaattisesti, kun tiedetään rakennuksen sisätilavuus. Painekoelaitteistoa voidaan käyttää rakennusten ilmanpitävyyden mittaamiseen, ilmavuotokohtien etsimiseen ja rakennusten painesuhteiden mittaamiseen. 9.1 Ilmanpitävyysmittausten suorittaminen Molemmat ilmanpitävyysmittaukset tehtiin Minneapolis Blower Door incl. APT 8 - menetelmän avulla, johon mittalaitteisto oli kalibroitu Menetelmä on standardin SFS-EN 13829:2000 mukainen. Ilmanpitävyysmittauksen suorittamiseen käytettiin TTY:n painekoelaitteistoa. /33./ Varsinainen ensimmäinen koemittaus tehtiin Kauhajoella olevaan Neliapila C- perustaloon Kauhajoen talo on rakennettu aukealle tasaiselle pellolle, jossa on rakennuskaava pientaloille. Toinen koemittaus tehtiin Valkeakoskella olevaan Neliapila C-passiivitaloon Valkeakosken talo on rakennettu asuntomessualueen laidalle metsän reunaan. Alue on kaavoitettu pientaloalueeksi Ilmanpitävyysmittauksen - 50 suorittaminen Kauhajoella Kauhajoen talossa TTY:n tutkijat tekivät esivalmistelutöitä tiiveysmittauksen suorittamiseen. Muovien avulla teipattiin ilmanvaihdon IV-kone, tulisija, liesituuletin, keskuspölyimurin aukot ja takan aukot umpeen (kuva 23). KUVA 22. Takan tiivistäminen.

53 46 Alakerran kodinhoitohuoneen oveen asennettiin muovinen kehikko (kuva 23), jossa oli muovitettu seuranta-aukko sekä suuri tukiaukko puhallinta varten (kuva 24). Sen jälkeen kytkettiin puhallin ja säätölaitteisto tietokoneeseen (kuva 25), jolla mittauksen avulla automaattisesti säädetään puhallusta. Tietokoneeseen syötettiin pohjatiedot rakennuksesta ja vallitsevasta sisäilmasta sekä tiedot ulkoilmasta.. KUVA 23. Kehikon asennus. KUVA 24. Puhaltimen tuen asennus.

54 47 KUVA 25. Tiiveysmittauslaite valmiina. Puutalokympin talo on valmistunut Kauhajoelle vuonna 2007, joka on Puutalokympin Neliapila C mallistoon kuuluva 1½-kerroksinen elementtirakenteinen talo. Siinä ulkoseinät ja yläpohja ovat elementtirakenteisia ja alapohjassa on maavarainen betonilaatta. Talossa ei ole kellarikerrosta. Talon Skaala Beeta-ikkunat ja ovet on asennettu paikalleen seinäelementteihin tehtaalla. Talon rakennuttaja on rakentanut valmiiksi sen väliseinät ja yläkerran eristyksen sekä takan. Kauhajoen talon ilmanvaihtokoneessa on lämmön talteenotto. Mittauksen aikana oli käytössä normaali sähkölattialämmitys ja talossa oli pidetty mittausta edeltävänä päivänä tulta takassa. Mittauksen tietoja varten laskettiin talon piirustuksista tilavuus ulkoseinien sisämittojen mukaan, sisältäen väliseinät, mutta ei välipohjaa. Yläkerran tiloista osa mitattiin paikan päällä. Kauhajoen rakennuksen sisätilavuus oli 357,8 m 3 ja vaipan ala 280 m 2. Ylistaro-Pelman mittausaseman (FMI) mukaan säätiedot olivat seuraavat; tuulen voimakkuus oli etelästä n. 5,0 m/s, tuulen voimakkuus vaihteli kovin tyynestä koviin puuskiin ja ilmanpaine 987,5 hpa. Tuulen nopeus mitattiin, koska se oli huomattava ja vaikeutti mittausta. /34./

55 Ilmanpitävyysmittauksen - 50 suorittaminen Valkeakoskella Valkeakosken taloa, joka on Puutalokympin Neliapila C mallistoon kuuluva 1½kerroksinen elementtirakenteinen talo, jossa ulkoseinät ja yläpohja ovat elementtirakenteisia ja alapohjassa on maavarainen betonilaatta, taloa rakentaa omistaja, jonka pitää tehdä rakennusta passiivitalomääräysten mukaan. Tiiveysmittauksen tekohetkellä talo oli keskeneräinen. Ulkovaipan tiivistykset olivat lähes valmiina. Sisäpinnat olivat alakerrassa kipsilevypintaisia ja yläkerrassa näkyvä pinta on alumiini-pintaista polyuretaanieristelevyä. Eristelevyjen saumoihin on vedetty alumiiniteippi. Osa ulkoseinäeristeestä oli pois paikaltaan. Vesijohto-, viemäri- ja ilmanvaihtoputkitukset oli pääosin tehty, mutta esim. savupiipun läpivienti puuttui vielä. Valkeakosken mittauspäivä oli Sää oli pilvinen ja tuuli heikkoa. Ulkolämpötila oli -0,4 o C. Mittausta ennen tiivistettiin läpivientejä. Samoin lämpökameralla kuvattiin ennen painekoetta ja etsittiin mahdollisia pahimpia vuotokohtia. Valkeakoskella ei tuulta mitattu, koska oli lähes tyyntä. Valkeakosken rakennuksen sisätilavuus 360,2 m 3 ja vaipan ala 279,2 m 2. Sisätilassa on mukana välipohjan ja väliseinien sekä alle 1600 mm korkeiden (laskenta poikkeaa tältä osin standardista, mutta kuvaa paremmin tutkittavan rakennuksen sisätilavuutta) tilojen osuus, molemmissa taloissa. /34./ Valkeakoskella ensimmäinen mittaus osoitti, että vielä ennen uuden mittauksen suorittamista piti etsiä vuotokohtia, koska mittaustuloksena saatiin ilmanvuotoluvuksi 2,2. Alakerran avoimet viemäriputket vielä tiivistettiin ja mittaus suoritettiin uudelleen. Nyt tulokseksi saatiin 1,7. Mittaustulosten suunta oli oikea, mutta ei vielä riittävä passiivitaloa ajatellen.

56 Mittausten tulokset ja niiden tarkastelu Tulokset ilmoitetaan ali- ja ylipainekokeen keskiarvotuloksina. Painekokeen lopullinen tarkkuus on arviolta +/- 10 < +/- 15 %. TTY:n tekemissä mittauksissa on 100 uudehkon (keski-ikä 5 v, meridiaani 3 v) puurunkoisen pientalon 50- lukujen keskiarvo 3,9 1/h ja ilmavirtauksen suhde rakennuksen vaipan alaan 50 Pa:n paine-erolla 1,1 l/sm 2, joka vastaa q 50 -lukua 4,0 (hm) 2. /33./ Ilmanpitävyysmittaus suoritettiin kummassakin talossa, yhdestä pisteestä paineeropuhaltimella. Paine-eron mittausta ohjattiin automaattisesti tietokoneohjelman avulla. Ensin mitattiin talo ohjatussa ylipaineessa siten, että puhaltimen puhallusta nostettiin 20 Pa:n paineeseen, jolloin kone suoritti automaattisesti 100 mittausta, sitten sama toistettiin 30 Pa:n, 40 Pa:n ja 50 Pa:n paineella. /33./ Ilmanpitävyysmittausten tulosten vertailu TTY:n mittauksiin yleensä Tulokset ilmoitetaan ali- ja ylipainekokeen keskiarvotuloksina. Painekokeen lopullinen tarkkuus on arviolta +/- 10 < +/- 15 %. TTY:n tekemissä mittauksissa on 100 uudehkon (keski-ikä 5 v, meridiaani 3 v) puurunkoisen pientalon 50- lukujen keskiarvo 3,9 1/h ja ilmavirtauksen suhde rakennuksen vaipan alaan 50 Pa:n paine-erolla 1,1 l/sm 2, joka vastaa q 50 -lukua 4,0 (hm) 2. /34./ Taulukossa (taulukko 3) on tähän opinnäytetyöhön tulevien mittausten tulokset. Valkeakosken talon mittaukset uusitaan, kun talo valmistuu. TTY:n mittausraportti on liitteessä (liite 10). Pohdintaa ilmanpitävyysmittauksista Valkeakosken talossa saatiin mittausten mukaan paremmat arvot ilman virtaus mittauslukemaan, ilmanpitävyyslukuun ja ilmanpitävyyden vertailuarvoon kuin Kauhajoen talossa. Todettavissa on, että suunta on oikea. Valkeakosken talo pitää tehdä valmiiksi ja vuotokohtiin, jotka todennettiin lämpökameralla, kiinnittää vielä huomiota. Talo

57 50 pitää mitata uudelleen kun kaikki on valmiina. Vasta sitten nähdään onko tavoitteessa onnistuttu ja saatu talo vaatimuksia vastaavaksi. TAULUKKO 3. Kauhajoen ja Valkeakosken tiiveysmittauksen tulokset /34/. Sähkön hinta on noussut n. 85 % viimeisten 20 vuoden aikana kuten kuva osoittaa (kuva 1 s. 8) ja muiden energioiden hintojen nousu myös suuri (kuva 2 s. 12). Suomessa käytetään energiaa yhteensä 308 TWh, siitä on rakennuksiin liittyvää 40 %, josta asuinrakennusten osuus on 70 % (kuva 4 s. 14). Energian kulutuksen määrä on nou- Talo/ mittaus Alipainekopainekoe Yli- Keskiarvo Kauhajoen talo Ilman virtaus 50 Pa paineerossa [m 3 /h] 50-luku [1/h] 4,1 4,4 4,3 q 50 -luku [m 3 /hm 2 ] 5,2 5,6 5,4 Valkeakosken talo Ilman virtaus 50 Pa paineerossa [m 3 /h] 50-luku [1/h] 1,7 1,7 1,7 q 50 -luku [m 3 /hm 2 ] 2,2 2,2 2,2 Kauhajoella tehtyjen mittausten aikana huomattiin, kuinka paljon huono sää aiheutti ongelmia tietokoneen tehdessä mittausta. Kauhajoen talon mittaukset todentavat Puutalokympin tavallisen talon olevan siinä tasossa, mitä vaatimuksetkin ovat. Passiivitalon pitää olla ehdottomasti tiivis, että tavoiteltu energiansäästö on mahdollinen. Ilmanvaihto hoidetaan ilmastointilaitteen tai poistoilma-lämpöpumpun avulla. 10 JOHTOPÄÄTÖKSET

58 51 susuunnassa, joten asiaan pitää kiinnittää huomiota ja tiedossa on, että energioiden hinnat tulevat vielä nousemaan (kuva 3 s. 13). Kaikkien rakennusten energiankulutuksesta on ilmanvaihdon osuus 48 %, ikkunoiden osuus 20 %, ulkoseinien osuus 16 %, ilmavuotojen osuus 11 % ja loppu ylä- ja alapohjien osuutta (kuva 5 s. 15). Energiarakennetulla talolla voi saada säästöjä jopa 69 %, kuten kuva (kuva 6 s. 16) osoittaa. Tällainen energian säästö todella on huomattava ja auttaa kokonaisuudessa Suomen energian säästötavoitteeseen pääsemisessä. Normaalitaloissa voi itse kukin saada rahallista säästöä aikaan useita satoja euroja vuodessa, pienentämällä lämmitystä (kuva 14 s. 30) tai pienentämällä ilmanvaihtoa (kuva 15 s. 31), jota ei saa kuitenkaan tehdä asumisolosuhteista tinkimällä. Vieläkin enemmän rahallista säästöä saa vaihtamalla aiotun perustalopaketin passiivitalopakettiin. Mikäli energian hinta nousee tulevaisuudessa yhtä paljon kuin mitä se on noussut viimeisen kahdenkymmenen vuoden aikana, tulee kannattavaksi valita energiatehokas rakentaminen jo nyt. Samalla pystyy itse vaikuttamaan Suomen energiansäästötavoitteiden toteuttamiseen ja kasvihuonepäästöjen vähentämiseen. Passiivitaloa tarvitsee lämmittää marraskuusta maaliskuulle, kun perustaloa pitää lämmittää syyskuulta toukokuulle (kuva 11). Siten perinteisten lämmitysmuotojen tilalle kannattaa valita uusia ympäristöystävällisiä lämmitysmuotoja, kuten erilaiset lämpöpumput (taulukko 2 s.42 sekä liite 2 ja liite 3). Passiivitalon rakentaminen vastaa Suomen hallituksen asettamiin energiansäästämisen tavoitteisiin. Vaadittu 30 %:n leikkaustavoite täyttyy tämän päivän passiivitalon vaatimuksissa. Kun seinän U-arvoa pienennetään 0,24 W/m 2 K:sta 30 %, saadaan U- arvoksi 0,168 W/m 2 K, joten voidaan todeta, että tämän päivän passiivitalon seinän U- arvovaatimus on jo sen alle eli 0,15 W/m 2 K (taulukko 1 s. 12). Laskelmien mukaan passiivitalo säästää perinteiseen taloon verrattuna energiaa lähes 7000 kwh, jolloin energiankulutus alenee jopa 40 %, kun vaatimus on 30 %. (s.39). Puutalokymppi vastaa omalta osaltaan energiahaasteisiin energiatehokkaalla valmistalopaketilla, jonka seinärakenteena on passiivi 10-rakenne. Seinärakenne on laskennallisesti energiaa säästävä ja, kuten VTT tutkimus osoittaa, Puutalokympin passiivi

59 52 10-rakenne on toimiva seinärakenne. Tässä työssä on VTT:n tutkimus esiteltynä paremmin liitteessä (liite5). Energiaikkunoiden vertailutesti, joka valmistui VTT:ltä 01/2009 (liite 1), antaa ikkunoille erialaisia ominaisuuksia ja arvostelee ne kouluarvosteluasteikolla. Toinen ikkuna on parempi toisessa ominaisuudessa ja toinen toisessa. Kokonaisuudessa pärjäsi Skaalan Alfa vähän paremmin kuin muut (s.19). Motivan lämmityskustannustenvertailulaskurilla tehdyn laskelman mukaan passiivitalon rakentaminen tuo talonrakentajalle pitkällä aikavälillä säästöä n verrattuna perustaloon 30 vuodessa (s. 31). Passiivitalo tulee n edullisempi kuin matalaenergiatalo (s.31). Tulokset tehdyistä Kauhajoen ja Valkeakosken mittauksista osoittavat, että Valkeakosken talo on ilmantiiveydeltään parempi kuin Kauhajoen talo. TTY:n Tiiveysmittaus tulokset osoittivat Kauhajoen talon olevan keskimäärin tavallisen pientalon mittausarvojen tasolla (liite 13). Valkeakosken talo ei vielä keskeneräisenä ole passiivitalo, mutta talon valmistuessa se on mahdollista (liitteessä 13). Valkeakosken talosta ei saatu vielä passiivitalovaatimusta täyttäviä mittaustuloksia, koska talon rakennustyöt olivat pahoin kesken (liite 14) ja rakentamisessa ei ole oltu riittävän huolellisia. Rakentaja oli tehnyt omanlaisiaan ratkaisuja rakentamisessa eikä ole toteuttanut annettuja rakennusohjeita. Opinnäytetyössä saatiin siitä huolimatta tarvittavaa materiaalia Puutalokympin passiivitalon markkinointia varten. Lämpökamerakuvaamisen käyttäminen lämpöhäviöiden paikantamiseen tehdään SFS- EN ja RT- kortin mukaisesti (kohta s.49). Pelkästään lämpökameralla kuvaaminen rakennusvaiheessa mahdollistaa virheiden havaitsemisen ajoissa ja virheet ovat vielä korjattavissa ennen lopullisten pintojen tekemistä. Ilmanpitävyysmittauksen tekeminen ja lämpökamerakuvaaminen yhdessä tehtävänä tutkimuksena antavat hyvää tietoa rakennuksen lämpöhäviöistä ja ilmanvuodosta. Lämpövuotojen etsiminen lämpökameran avulla ja talojen ilmanpitävyyden mittaaminen olivat tärkeä lisä tähän työhön. Tutkimuksesta ja mittausten suorittamisesta on

60 53 paljon hyötyä myös perustettaviin yrityksiin, jotka ovat tässä vaiheessa suunnittelu- ja laskentavaiheessa. Opinnäytetyössä päästiin asetettuihin tavoitteisiin ja onnistuttiin todentamaan passiivitalon edullisuutta verrattuna tavanomaiseen rakentamiseen. Passiivitalon avulla voidaan säästää energiaa.

61 LÄHTEET 1. Valtionhallinnon ympäristöhallinnon verkkopalvelu Kioton pöytäkirja ja EU:n sisäinen taakanjako. WWW-dokumentti. Päivitetty Luettu Motivan tiedotus Energiatehokkuus sopimus WWW-dokumentti. Päivitetty Luettu Virtanen, Martti, J Rakennusten energiatehokkuusdirektiivi uudistuu ja tiukkenee. Rakennuslehti.38/2008.s.19. Luettu Valtion ympäristöhallinnon verkkopalvelu EU-maiden ilmasto- ja energiapaketti. WWW-dokumentti. Päivitetty Luettu Motivan tiedotus Asuinkiinteistöalan energiansäästösopimus. WWWdokumentti. energiansäästöohjelma. Päivitetty Luettu Motivan tiedotus Höylä II- ja III öljynlämmityskiinteistöjen energiansäästöohjelmat. WWW- dokumentti. Päivitetty Luettu Valtion ympäristöhallinnon verkkopalvelu Energiatehokkuutta parantavat rakentamismääräykset annettu WWW-dokumentti. Luettu Motivan tiedote Rakentaminen ja lämmöntarve. WWWdokumentti. Päivitetty Luettu Motivan tiedote Tulisijat ja kamiinat.www-dokumentti. Päivitetty Luettu

62 10. Motivan tiedote WWWdokumentti. Päivitetty Luettu Ala-Juusela, Mia Aurinkoista energiaa. Koulutusmoniste. VTT. Luettu Ojanen, Tuomo SPU-eristeellä ja mineraalivillalla eristetyn seinärakenteeen kosteustekninen toimivuus. Tutkimusraportti. VTT-S VTT. Luettu Motivan tiedotus Vesikiertoinen lämmitys. WWW-dokumentti. Päivitetty Luettu Motivan tiedotus Poistoilmalämpöpumput. WWW-dokumentti. Päivitetty Luettu Valtion ympäristöhallinnon verkkopalvelu Lausunto. Rakennusten kosteus tekninen toiminta. WWW-dokumentti. Päivitetty Luettu Nieminen, Jyrki Mikä on passiivitalo. VTT. Koulutusluento. Luettu Skaalan tiedote Skaalan ikkunat. WWW-dokumentti. Päivitetty Luettu Mölsä, Seppo Energiamääräysten kiristyminen lisää kosteusongelmia. Rakennuslehti 38/2008.s.18. Lehtiartikkeli. Luettu Eilola, Jussi Passiivitalon rakentaja. WWW-dokumentti. Päivitetty Luettu Motivan tiedotus Mikä on Motiva. WWW-dokumentti. Päivitetty Luettu

63 21. Motivan tiedotus WWW- dokumentti. Päivitetty Luettu Puutalokympin tiedote Mikä on Puutalokymppi. WWW-dokumentti. Päivitetty Luettu Parocin tiedote Miksi vuorivilla. WWW-dokumentti. Päivitetty Luettu Vital Finlandin tiedote Miksi Vital-eriste. WWW-dokumentti. Päivitetty Luettu SPU-eristeen tiedote Rakennustyypit. WWW-dokumentti. Päivitetty Luettu Ojanen, Tuomo SPU-eristeellä ja mineraalivillalla eristetyn seinärakenteen kosteustekninen toimivuus. Tutkimusraportti. VTT-S VTT. Luettu Puutalokympin sähköposti /Latvanen Neliapila C-talojen piirustukset. Luettu Puutalokympin sähköposti /Latvanen Neliapila C-talomallien tarjoukset. Luettu Suomen Puhdasilman tiedote WWW-dokumentti. Päivitetty Luettu Infradexin tiedote.2008.flir-50/b50 käyttöohjeet.wwwdokumentti. Päivitetty Luettu TTY:n ohjekirja Lämpökamera. Rakennustekniikanlaitos. TTY. Luettu

64 32. TTY:n julkaisu Painekoelaitteisto. Rakennustekniikanlaitos. Luettu Aaltonen, Anu; Korpi, Minna; Manelius, Elina Puuelementtirakenteisten pientalojen ilmanpitävyys. Tutkimusraportti. TRT/1743/2009. TTY. Luettu Paloniitty, Sauli; Kauppinen, Timo Rakennusten lämpökuvaus. Rakennusteollisuuden kustannus RTK Oy. Luettu RT ohjetiedosto Rakenteiden lämpötekninen toimivuus. RT Luettu Motivan tiedote.2008.wwwdokumentti. Päivitetty Luettu

65 LIITE 1 LIITTEET Energiaikkunoiden suorituskyvyn mittaus VTT:llä. /7/ Domus 0,98 4 7A lv Fenestra 0,90 4 E750* lv Karvia 1, lv/yv Ikkunamerkki Lämmönläpäisykyky Ilmanpitävyysluokka Vesitiiveysluokka Ääneneristävyys teippaam. Ääneneristävyys teipat- Tuulenpaineen kesto (W/m 2 K) (db) tudb) Alavus 0,93 4 E750* eh Hit- 0,89 4 E eh Nordic Iiikkunat 0,95 4 E eh Jiiri 1,05 3 8A yv Lasivuorimaa 1,14 4 6A eh Pihla 0,97 4 E eh Ruutukaari 1,02 4 5A yv Skaala 0,81 4 8A eh Tiivi 1,37 4 E eh

66 LIITE 2 Taulukko perinteisesti rakennetulle tyyppitaloille, johon on käytetty Motivan lämmityskustannustenvertailulaskuria. /14/ Lämmitysmuoto Osittain var. sähköl. os.var.tiheä lattialäm. tulisija 1 2 /vko Suora sähkölämmitys sähkölämmittimet tulisija 1 2/vko Poistoilma lämpöp. lattialämmitys tulisija 1 2 /vko Poistoilmalämpöp. patterilämmitys tulisija 1 2 /vko Öljy + aurinkoläm. lattialäm./ aur.öljy tulisija 1 2 /vko Öljy + aurinkoläm. patterit / aur.öljy tulisija 1 2 /vko invest. kust. uusimis kust. läm.kust. vuodessa läm.kust. 30 v:ssa kokonaisk. 30 vuodessa

67 LIITE 3 Taulukko matalaenergia rakennetulle tyyppitaloille, johon on käytetty Motivan lämmityskustannusten vertailulaskuria. Lämmitysmuoto Osittain var.sähköl. ja os.var.tiheä lattialämmitys tulisija 1 2 /vko invest. kust. uusimis kust. lämmitys vuosi kustannus lämmitys kust. 30 v:ssa kokonais. kust. 30 v:ssa Suora sähkölämmitys ja sähkölämmittimet tulisija 1 2/vko Poistoilma- lämpöpumppu lattialämmitys tulisija 1 2 /vko Poistoilmalämpöp.patterilämmitys tulisija 1 2 /vk Öljy + aurinkoläm. lattialäm./ aur.öljy tulisija 1 2 /vko Öljy + aurinkoläm. patterit / aur.öljy tulisija 1 2 /vko

68 LIITE 4 Tyyppitalojen lämmityskustannusvertailussa käytetyt polttoaineiden hinnat. /14/ Järjestelmä Maalämpö sähkö (jatkuvatoiminen lämmitys) Primäärinen energiamuoto Yksikköhinta Primäärisen käytetyn energian kulutus Sähkön kulutus yhteensä 0, kwh 6816 kwh Kaukolämpö (lattialämmitys) Suora sähkölämmi-tys kaukolämpö 0, kwh 6816 kwh 0, kwh 6156 kwh Öljylämmitys öljy 0, kwh 8136 kwh Poistoilmalämpöpumppu sähkö(jatkuvatoiminen lämmitys) sähkö(jatkuvatoiminen lämmitys) 0, kwh 8568 kwh

69 VTT:n tutkimusraportti sivut kopioitu tulossivuista /26/. LIITE 5 (1/2)

70 Passiivi 10-rakenne LIITE 5 (2/2)

71 NELIAPILA C RAKENNUSMALLIEN PIIRUSTUKSET LIITE 6 (1/5) Perustalo Neliapila C pohjapiirustus

72 Neliapila C julkisivukuvat, sisääntulo LIITE 6 (2/5)

73 Neliapila C julkisivukuvat pääty LIITE 6 (3/5)

74 Neliapila C leikkauskuva LIITE 6 (4/5)

75 Passiivi Neliapila C pohjapiirustus LIITE 6 (5/5)

76 LIITE 7 Emissiotaulukko Materiaali Emissio 2 m 5 m Min Max Alumiini 0,04 0,97 Betoni 0,95 0,97 Kuitulevy huokoinen 0,85 Kuitulevy kovalevy 0,75 Lastulevy 0,90 Laasti 0,87 0,94 Lakkapinta 0,93 Maalipinta 0,88 0,96 Maaperä 0,92 Muovimatto 0,94 Muovilaminaatti 0,94 Paperi 0,70 0,90 Puu 0,70 0,98 Puuvaneri 0,82 Kipsilevy, käsittelemätön 0,90 Rappauspinta 0,85 0,95 Tapetti 0,90 Tervapaperi 0,93 0,95 Tiilimuuraus 0,94

77 LIITE 8 Kauhajoen talosta lämpökuvia Vasemman puolen kuvat ovat ennen painekoetta ja oikean puolen kuvat painekokeen jälkeen otettuja kuvia Kauhajoelta Alla olevat kuvat ovat molemmat painekokeen jälkeen otettua, paikoista, joissa ei ennen painekoetta näkynyt mitään erityistä. Alla oleva kuva on Kauhajoen talosta ulkoapäin otettu, siinä näkyy ikkunat lämpimämpinä kuin seinärakenteet