Mikä on passiivitalo

Transkriptio

1 Mikä on passiivitalo Jyri Nieminen asiakaspäällikkö Copyright VTT

2 Raportteja ja oppaita Uutta tietoa passiivitaloista kootaan passiivitalo verkkosivuille Passiivinen talo (julkaistaan VTT Tiedotteita sarjassa) Yleisesittely Rakennesuunnittelijan opas LVI ja energiasuunnittelijan opas Arkkitehdin opas Kaavasuunnittelijan opas Rakennuttajan opas Seminaariaineisto Materiaalia muilla kielillä 2

3 Mikä on Passiivinen talo? Toimivuuspohjainen määritelmä: Lämmitysenergian tarve 15 kwh/m 2 Primäärienergian kokonaistarve 120 kwh/m 2 Toissijainen tavoite: lämmitystehon tarve 10 W/m 2 Määritelmä koskee koko Eurooppaa, mutta 60 o pohjoispuolella voidaan soveltaa leveysasteen Suunnittelijat päättävät keinoista, joilla toimivuustavoitteet saavutetaan Vaatimustenmukaisuus voidaan osoittaa Energiantarve PHPP suunnittelutyökalulla tai muulla soveltuvalla menettelyllä Rakennuksen ilmanpitävyys mittauksella ennen käyttöönottoa 3

4 Ilmasto Rakennuksen suunnittelussa mitoittava ulkolämpötila on Etelä Suomessa 26 o C ja Lapissa 38 o C Passiivitalon energiatavoitteet on asetettu Keski Euroopan ilmastoa varten 4

5 PHPP laskelma: millainen on pohjoisen ilmaston passiivinen talo Laskennan alkuoletukset: suhteellisen leuto talvi pienet sisäiset kuormat Ilmanvaihto 0,4 1/h Jotta lämmitysenergian tavoitearvo saavutetaan: Talon muoto: kompakti, tilavuus/pinta ala optimoitu Ikkunat: U = 0,65 W/m 2 K, g = 50%, pinta ala pieni Ulkoseinä: U = 0,08 W/m 2 K Yläpohja: U = 0,06 W/m 2 K Päätelmä: energiatavoitteet liian ankarat pohjoiseen ilmastoon => Suomalainen passiivinen talo: Lämmitysenergian tarve kwh/m 2 (Helsinki Sodankylä) Kokonaisenergian tarve kwh/m 2 5

6 Voidaanko energiatavoitteet saavuttaa? Ratkaisut 1. Hyvä lämmöneristys Ulkoseinä Yläpohja Maanvarainen lattia Tuuletettu lattia Ikkuna Ulko ovi Kylmäsillat Ilmanpitävyys Muotokerroin, vaipan pinta ala/tilavuus U < 0,15 W/m 2 K U < 0,08 W/m 2 K 0,1 < U < 0,15 W/m 2 K!!Routasuojaus!! U < 0,10 W/m 2 K U < 0,80 W/m 2 K U < 0,40 W/m 2 K Linearinen konduktanssi < 0,01 W/mK n 50 < 0,6 1/h Perusratkaisut ja menetelmät Usein käytetyt ratkaisut ja menetelmät Muut ratkaisut ja menetelmät 6

7 Ratkaisut ja menetelmät 2. Lämmön talteenotto ja sisäilman laatu Ilmanvaihdon lämmön talteenotto Tuloilman esilämmitys maan lämmöllä Lämpimän veden lämmön talteenotto Sisäilman laatu hyvällä ilmanvaihdolla 3. Tehokas lämmitys Eristetyt lämminvesiputket Pieni lämmöntarve Kevennetty lämmitysjärjestelmä 4. Ilmaisenergioiden hyödyntäminen Ikkunoiden lasiratkaisut Talon suuntaus aurinkoon Aurinkokeräimet Rakennuksen massa Varjostus Vuosihyötysuhde a > 70% Lämpökaivo tai maaputkisto Tilakohtainen mitoitus, keskimäärin 0,5 1/h < 20 W/m 2 a mitoituslämpötilaerolla Esimerkiksi ilmanvaihtolämmitys Auringon energian läpäisy Ikkunoiden sijoittaminen etelän puolelle 7

8 Kosteustekniikka Rakennuksen ilmavuotoluku n 50 on korkeintaan 0,6 1/h. Rakenteiden rakennuskosteuden kuivuminen, kuivana pysyminen ja lämmöneristyksen toimivuus: Tuulensulun ilmanläpäisevyys on pienempi kuin m 3 /m 2 s Pa. Ilmansulun ilmanläpäisevyys on pienempi kuin m 3 /m 2 s Pa => ilmansulkuna käytettävän materiaalin saumakohtien tiivistäminen Höyrynsulun vesihöyrynvastus on vähintään viisinkertainen tuulensulun vastukseen verrattuna Tuulettuva ulkoverhous Märkätilojen vedeneristys Sertifioidut tuotteet, asentajalla henkilösertifikaatti Vedeneristysten läpiviennit C2 ohjeiden mukaan Vesijärjestelmä C2 mukaisena: suojaputket tai pinta asennukset Talotekniikan reititysjärjestelmät Tilantarpeet määritellään alustavasti jo ennen arkkitehtisuunnittelua. Sähkövedot ja ilmanvaihtokanavat ilmansulun sisäpuolelle. 8

9 Passiivisen talon suunnittelu Valintojen tärkeysjärjestys Energiaratkaisu Energian hallinta: tarpeenmukainen käyttö ja ohjaus Ilmaisenergioiden hyödyntäminen Energian säästäminen: lämpöhäviöiden pienentäminen Energian tarve Energian tuotto Valintojen vaikutus Rakennus on kokonaisuus, ja sen kaikkien ratkaisujen on sovittava kokonaisuuteen Energiakolmio kuvaa lämmityksen energian kulutuksen pienentämisen keinoja ja niiden merkitystä 9

10 Pohjoinen platform: passiivisen talon rakenteet 10

11 Suunnittelun näkökohtia: Kylmäsillat I palkkikrakenne U = 0,1 W/m 2 K Kylmäsillat nurkkarakenteessa minimoitu 11

12 Building performance Suunnittelun näkökohtia: Kylmäsillat 12

13 Suunnittelun näkökohtia: Ikkunoiden sijoittaminen Lämmöneristetyn karmin liitos harkkorakenteen päälle Lämmöneristetyn karmin liitos harkkorakenteen ulkopintaan U karmi = 0,74 W/(m²K) Ψ lasi = 0,035 W/(mK) Ψ liitos = 0,14 W/(mK) U W,eff = 1,03 W/(m²K) U karmi = 0,74 W/(m²K) Ψ lasi = 0,035 W/(mK) Ψ asennus = 0,03 W/(mK) U W,eff = 0,85 W/(m²K) 13

14 Suunnittelunäkökohtia: ilmavuotoluku n 50 < 0,6 1/h Avoimen puurakennejärjestelmän ilmanpitävyyden rakentaminen 14

15 15

16 Suunnittelun näkökohtia: Routasuojaus Uudet ohjeet valmisteilla alapohjan U < 0,15 W/m 2 K Freezing effect ( ) + (+) Jäätyneen maan jäähtymisessä vapautuva lämpö Cooling of frozen soil 0 ºC isotherm Lämpövirta Heat flow Jäätymisessä vapautuva lämpö Freezing heat released Maan Coolingjäähtyessä of vapautuva unfrozen soil lämpö 16

17 Suunnittelunäkökohtia: Talon muoto Hyvin eristetyssä talossa muodon vaikutus ei ole enää merkittävä, kun erilaisten rakennedetaljien kylmäsiltavaikutukset on otettu huomioon jo suunnittelussa Omakotitalo, Dalem, NL Franke Architekten BV 17

18 Esimerkkejä rakenteista 18

19 Passiivitalon sertifioituja rakenteita Rappaus 15 mm Lämmöneristys 300 mm Harkkorakenne 175 mm Slammaus 10 mm Rappaus 10 mm Betoniydin 140 mm EPS lämmöneristys 375 mm Rappaus 10 mm Lastulevy 15 mm Puurunko Lämmöneristys 385 mm HS + kipsilevy 13 mm Levytys I palkki lämmöneristys 300 mm OSB levy Lämmöneristys 70 mm OSB levy 19

20 BedZed: painovoimainen lämmön talteenotolla varustettu ilmanvaihto 20

21 Pietarsaaren IEA talo: melkein passiivinen talo 21

22 Einfamilienhaus / Residential House in Bocholt Architekt M. Cuyvers Belgien / Belgium Copyright VTT

23 Kindergarten in Ziersdorf Kieslinger Architekten Österreich / Austria 23

24 Einfamilienhaus / Residential House in Frastanz Architekt Caldonazzi Österreich / Austria 24

25 Deutschland / Germany Einfamilienhaus / Residential House in Neustadt/Rübenberge, Architekt Grobe 25

26 Reihenhäuser / Terraced Houses in Hannover Architekten Rasch&Partner Deutschland / Germany 26

27 Deutschland / Germany Seniorenwohnheim / Nursing Home in Hannover, Architekten Art plan 27

28 Residential House in Wicklow 28

29 Bürogebäude / Office Building in Cölbe, Fa. Wagner Deutschland / Germany 29

30 30

31 Bürogebäude / Office Building in Stadl Paura Architekten Frohnwieser, Böhm Österreich / Austria 31

32 Einfamilienhaus / Residential House in Schellerten Architekt Grobe Deutschland / Germany 32

33 Einfamilienhaus / Residential House in Nuglar Architektur Studio Pierre Müller Schweiz / Suisse 33

34 Bürogebäude / Office Building in Cölbe, Fa. Wagner Deutschland / Germany 34

35 Bürogebäude / Office Building in Stadl Paura Architekten Frohnwieser, Böhm Österreich / Austria 35

36 36

37 Reihenhäuser / Terraced Houses in Batschuns. Architekt Unterrainer Österreich / Austria 37