Pientalojen energiankulutuksen vertailulaskelmia

Transkriptio

1 ESPOO 2005 TUTKIMUSRAPORTTI RTE627/05 Lämmityskustannus, 50 vuodessa Ilmavuodot Ilmanvaihto Ulko-ovet Ikkunat Katto Lattia Ulkoseinät Matalaenergiaharkkotalo Harkkotalo Puutalo Matalaenergiaharkkotalo Pientalojen energiankulutuksen vertailulaskelmia VTT RAKENNUS- JA YHDYSKUNTATEKNIIKKA

2

3 TUTKIMUSRAPORTTI NRO RTE627/05 Matalaenergiaharkkotalo Pientalojen energiankulutuksen vertailulaskelmia Juhani Laine ja Mikko Saari VTT Rakennus- ja yhdyskuntatekniikka

4 Copyright VTT 2005 JULKAISIJA VTT Rakennus- ja yhdyskuntatekniikka, Kivimiehentie 4, PL 1803, VTT puh. vaihde , faksi RAPORTIN JAKELU Suomen Betonitieto Oy PL 11, (Unioninkatu 14), HELSINKI puh. (09) faksi (09) Espoo 2005

5 Tiivistelmä Tässä raportissa esitetään pientalojen energiankulutuksen vertailulaskelmia. Lähtökohtana oli verrata eri matalaenergiaharkkotaloratkaisuja voimassa olevien rakentamismääräysten mukaisiin taloratkaisuihin. Vertailutalojen ulkoseinien runkorakenteet olivat kevytsoraharkkoa, kevytbetonia ja puuta. Matalaenergiaharkkotalon lämmittämiseen kuluu kwh energiaa neliömetriä kohti vuodessa ratkaisumallista riippuen. Kulutus on % pienempi kuin rakentamismääräysten minimivaatimusten eli normitason mukaisen harkkotalon. Puurakenteisen pientalon lämmönkulutus on % suurempi ja hirsitalon 40 % suurempi kuin määräysten mukaisen harkkotalon. Ero johtuu harkkotaloa huonommasta rakenteiden ilmanpitävyydestä. Normitason mukaisten pientalojen lämmittämiseen kuluu kolmin-, nelinkertainen määrä energiaa verrattuna matalaenergiaharkkotaloon. Matalaenergiaharkkotalon lämmittämiseen tarvittava lämmitysteho on talvipakkasillakin vain noin 1000 W, mikä vastaa tukankuivaajan tehoa. Pieni lämmitystehontarve mahdollistaa lämmitysjärjestelmän yksinkertaistamisen ja kustannussäästöjä. Energiakustannusten laskelmissa energian hintana käytettiin Espoon (EON Finland) normaalia kaksiaikasähkötariffia Sähkön perusmaksu on 83 vuodessa. Päiväenergiamaksu on 9,12 c/kwh ja yöenergiamaksu on 6,00 c/kwh. Maksut ovat verollisia kokonaishintoja. Päiväenergiamaksu on voimassa maanantaista perjantaihin klo Yöenergiamaksu on voimassa muina aikoina. Sähkölämmitteisten matalaenergiaharkkotalojen lämmittämiseen kuluu noin 350 vuodessa eli vain 30 kuukaudessa. Matalaenergiaharkkotalo säästää 50 vuoden aikana energialaskussa vertailun kohteena olevasta normitaloratkaisusta riippuen, jos energian hinta nousee 3 % joka vuosi. 5

6 Alkusanat Tutkimuksen tilaaja oli Suomen Betonitieto Oy. Tutkimuksen tavoitteena on ollut selvittää eri tekniikoilla ja eri materiaaleista tehtyjen pientalojen energiankulutusta laskennallisesti 50 vuoden tarkastelujaksolla. Laskelmissa on pyritty ottamaan huomioon ulkovaipan lämmöneristyskyvyn, ilmatiiviyden ja rakenteiden lämmönvarauskyvyn vaikutus energiankulutukseen. Kaikissa tarkasteltavissa taloratkaisuissa on lähtökohtana ollut sama pientalo. Kaikki tarkastelussa mukana olevat vaihtoehdot täyttävät nykyiset lämmöneristysvaatimukset sekä vaatimukset ilmanvaihdon osalta. Eräissä tapauksissa ylä- ja alapohjien sekä ikkunoiden lämmöneristystä on jouduttu parantamaan, jotta rakentamismääräysten vaatimukset täytettäisiin. Matalaenergiatalovaihtoehdoissa on tarkoituksella valittu normitasoa paremmat ratkaisut. Taloratkaisujen väliset erot rakennuskustannuksissa on jätetty tutkimuksen ulkopuolelle. Aikaisempien tutkimusten mukaan kustannusero on pieni, muutama prosentti (mm. Savolainen et al. 2001). Tavoitteena on ollut osoittaa erot eri taloratkaisujen välillä ja antaa lähtötietoja teknis-taloudellisten tarkastelujen teolle. Tutkimusta on valvonut ja ohjannut Betonikeskus ry:n harkkovaliokunta. Tutkimus on osa matalaenergiaharkkotalon kehitystyötä. Raportin ovat laatineet Juhani Laine ja Mikko Saari VTT:stä. 6

7 Sisällysluettelo Tiivistelmä...5 Alkusanat Tehtävä Laskentamenetelmä Lähtötiedot Perustukset ja alapohja Ulkoseinät Yläpohja Ikkunat ja ulko-ovet Ilmanvaihdon lämmöntalteenotto Rakennusten ulkovaipan ilmanpitävyys Tehollinen lämpökapasiteetti Muut energialaskelmien lähtötiedot ja oletukset Tulokset Energiankulutus Energiakustannukset Yhteenveto...20 Lähdekirjallisuus...21 Liite 1 Eri taloratkaisujen määräysten mukaisuuden osoittaminen tasauslaskelmilla Liite 2 Puurakenteisten seinien runkorakenteiden vaikutus seinän lämmönläpäisykertoimeen - laskennallinen arvio 7

8 1 Tehtävä Tutkimuksessa laskettiin erilaisten pientalojen energiankulutukset ja energiakustannukset 50 vuoden ajanjaksolta. Laskelmien kohteena olevan pientalon mittoina käytettiin kuvan 1 mukaista RET-tutkimusprojektissa käytetyn yksikerroksisen pientalon (mallitalo) mittoja (RET = Rakennusten energiatehokkuuden laskenta, energiatehokkuusdirektiivin soveltaminen Suomessa). Laskettuja pientaloratkaisuja olivat: Matalaenergiaharkkotalo (kaksi vaihtoehtoista kevytsoraharkkotaloratkaisua) Normitaloratkaisut: - Harkkotalo (nykyiset normit täyttävällä eristeharkolla ja vanhalla harkolla) - Sipore-talo (kevytbetoniharkoista tehty talo) - Hirsitalo - Puutalo pitkästä tavarasta ja elementeistä "Paras" matalaenergiatalo (matalaenergiaharkkoseinän lisäksi "parhaat" olemassa olevat kustannustehokkaat tekniset ratkaisut) RET-PIENTALO: Rakennustilavuus 466 m³ Ilmatilavuus 347 m³ Huoneistoala 142 m² Bruttoala 163 m² Kuva 1. RET-pientalon pohjaratkaisu ja laajuustiedot (Shemeikka et al. 2005). 8

9 2 Laskentamenetelmä Energiankulutukset laskettiin EN 832 standardin menetelmällä kuukausittain. Laskelmissa käytettiin Helsingin säätietoja. Lämmityskausi oli kaikissa laskentatapauksissa syyskuusta toukokuuhun. 3 Lähtötiedot Rakenneratkaisut pyydettiin talotoimittajilta tarjouskyselyllä. Tavoitteena oli käyttää eniten myytyjä rakenneratkaisuja laskelmien pohjana. Saatu aineisto oli hyvin vaihtelevaa. Joiltakin valmistajilta saadut tekniset tiedot olivat hyvinkin yksityiskohtaisia, mutta toisilta saatiin lähinnä myyntiesitteitä. Saatuja tietoja käytettiin hyväksi soveltuvin osin. Puuttuvat tiedot määritettiin saadun aineiston ja muun olemassa olevan tiedon ja asiantuntija-arvioiden perusteella. Kaikista lasketuista taloratkaisuista tehtiin lämpöhäviöiden tasauslaskelma (liite 1), jolla ratkaisun rakentamismääräysten mukaisuus osoitettiin. Kaikki taloratkaisut siis täyttivät määräykset. Rakentamismääräysten osat C3, C4, D2, D3 ja D5 ovat lähdeluettelossa. Laskelmien lähtötiedot ja päätulokset esitetään taulukossa Perustukset ja alapohja Kaikki talot on perustettu maanvastaisina hyvälle maapohjalle. Kevytsoraharkkoperustus on asennettu betonianturan päälle. Alapohjana on betonilaatta. Tavanomaisissa taloratkaisuissa alapohjan U-arvo on määräysten minimivaatimuksen mukainen (U-arvo = 0,25 W/m²K). Hirsitalossa käytettiin vaatimusta parempaa U-arvoa (U-arvo = 0,21 W/m²K). Parempaa U-arvoa hyödynnettiin lämpöhäviöiden tasauslaskelmissa. Matalaenergiaharkkotalon alapohjarakenteen U-arvo on 0,15 W/m²K, joka vastaa noin 250 mm:n paksuista EPS-lämmöneristyskerrosta (EPS = epanded polystyrene, tuotenimiä mm. styro). Kun rakenteen U-arvoon lisätään maan lämmönvastus, saadaan alapohjan U-arvoksi 0,12 W/m²K. 3.2 Ulkoseinät Tavanomaisissa taloratkaisuissa ulkoseinän U-arvo on määräysten minimivaatimuksen mukainen (U-arvo = 0,25 W/m²K). Hirsi- ja Sipore-talossa sekä vanhassa harkkotalossa U-arvo ei täytä määräystasoa. Määräystenmukaisuus edellytti näissä ratkaisuissa 9

10 muiden rakenteiden tai ilmanvaihdon lämpöhäviöiden pienentämistä. Laskelmissa pienennettiin vaipan lämpöhäviöitä. Hirsitalon seinäratkaisu on 204 mm massiivihirsiseinä, jonka U-arvo oli 0,53 W/m²K. Puun lämmönjohtavuus oli laskelmissa 0,12 W/mK. Vallitsevan käytännön mukaan kiintokaappien taustat, pesutilat ja muut vastaavat seinän osat lisäeristettiin niin, että ulkoseinän keskimääräiseksi U-arvoksi saatiin 0,40 W/m²K. Sipore-talon ulkoseinänä on ohutsaumamuurattu 375 mm:n kevytbetoniharkkoseinä. Kevytbetoniseinän lämmönjohtavuudelle esitetään useita arvoja (λ = 0, ,14 W/mK). Laskelmissa käytettiin lämmönjohtavuutena arvoa 0,125 W/mK, joka esitetään rakentamismääräyskokoelman osassa C4 (Lämmöneristys. Ohjeet 2003). Kyseisen lämmönjohtavuuden käyttö edellyttää, että seinä ei joudu alttiiksi viistosateelle. RETpientalossa viistosateelta ovat suojassa ainoastaan terassin seinät. Vanhat lämmöneristysmääräykset (Osa C3. Lämmöneristys. Määräykset 1985) täyttävällä eristeharkolla toteutetun talon ulkoseinän U-arvo on 0,26 W/m²K (noin 100 mm EPS-eristettä). Puurakenteisissa taloissa otettiin laskelmissa huomion puusta johtuvat kylmäsillat, joita ovat muun muassa ylä- ja alaohjauspuut sekä aukkojen ylityspalkit ja ylimääräiset ikkunoiden ja ovien kiinnitykseen tarvittavat koolaukset (jos ja kun ikkunajako ja koolausväli eivät osu kohdalleen). Määräystenmukaisuuden osoittamisessa riittää, että U-arvon määrittämisessä otetaan huomioon ehyen seinärakenteen koolaukset (k600). Energialaskelmissa kylmäsillat otettiin huomioon tarkemmin. Laskelmissa oletettiin, että kylmäsillat lisäsivät seinän U-arvoa 0,02 W/m²K. Oletus perustuu kylmäsiltalaskelmaan, joka esitetään liitteessä 2. Matalaenergiaharkkotalojen ulkoseinien U-arvot olivat 0,15 W/m²K (noin 200 mm EPS-eristettä) ja 0,19 W/m²K (noin 170 mm EPS-eristettä). Eristeharkkoseinien U-arvoon ja tarvittavaan eristyspaksuuteen vaikuttavat muun muassa eristeen lämmönjohtavuus, mahdolliset lohenpyrstöt, muuraussaumat ja eristevillan käyttö harkkojen välissä. 3.3 Yläpohja Tavanomaisissa taloratkaisuissa yläpohjan U-arvo oli määräysten minimivaatimuksen mukainen (U-arvo = 0,16 W/m²K). Sipore- ja hirsitalossa U-arvo oli hieman parempi, koska yläpohjaa parannettiin lämpöhäviöiden tasauslaskelmissa. 10

11 Matalaenergiaharkkotalojen yläpohjan U-arvo oli 0,08 W/m²K (esimerkiksi mm mineraalivillaa). 3.4 Ikkunat ja ulko-ovet Tavanomaisissa taloratkaisuissa ikkunoiden U-arvo on määräysten minimivaatimuksen mukainen (U-arvo = 1,4 W/m²K). Vanhalla harkolla tehdyssä talossa sekä Sipore- ja hirsitalossa U-arvo oli hieman parempi, koska ikkunaa parannettiin lämpöhäviöiden tasauslaskelmissa. Näiden ikkunoiden auringon säteilyn kokonaisläpäisykerroin (garvo) oli 0,68. Matalaenergiaharkkotalon ikkunat valittiin uuden ikkunoiden energialuokituksen perusteella (A-luokka). Ikkunoiden U-arvo oli 1,0 W/m²K ja g-arvo 0,60. Tavanomaisissa taloratkaisuissa ovien U-arvo on 1,4 W/m²K. Matalaenergiaharkkotalojen ovien U-arvo on noin 0,7 W/m²K. 3.5 Ilmanvaihdon lämmöntalteenotto Kaikissa taloratkaisuissa laskelmissa käytetty poistoilmavirta on 50 dm³/s ja tällöin ilmanvaihtokerroin on 0,5 1/h. Ilmanvaihto vastaa rakentamismääräysten osan D2 minimiohjearvoja. Tavanomaisissa taloratkaisuissa ilmanvaihto on toteutettu tavanomaisilla ilmanvaihtokoneilla, joissa lämmöntalteenoton lämpötilahyötysuhde on 50 %. Tällöin lämmöntalteenoton vuosihyötysuhteena voidaan laskelmissa käyttää 30 %:a. Ilmanvaihdon ominaissähköteho on 2,5 kw/(m³/s), mikä vastaa määräystasoa. Matalaenergiaharkkotaloissa ilmanvaihto on toteutettu energiatehokkaalla ilmanvaihtokoneella, jossa lämmöntalteenoton vuosihyötysuhde on 65 %. Lämmöntalteenottoratkaisu on vastavirtalevylämmönsiirrin, jonka jäätymisen esto on toteutettu energiatehokkaalla tavalla. Ilmanvaihdon ominaissähköteho on 1,9 kw/(m³/s). 3.6 Rakennusten ulkovaipan ilmanpitävyys Laskelmissa käytettiin kirjallisuudesta saatuja mittaustuloksia (Kauppinen et al. 1999, Korpi et al. 2004). Sipore- ja harkkotalojen ilmanpitävyys on hyvä. Niille käytettiin 11

12 laskelmissa hyvää ilmanpitävyyttä eli ilmanvuotoluku n 50 = 1,0 1/h. Hirsitalolle käytettiin laskelmissa huonoa ilmanpitävyyttä eli ilmanvuotoluku n 50 = 10,0 1/h. Elementeistä rakennetulle puutalolle käytettiin hieman keskimääräistä parempaa ilmanpitävyyttä eli ilmanvuotoluku n 50 = 3,0 1/h. Paikalla rakennetulle puutalolle käytettiin laskelmissa hieman keskimääräistä huonompaa ilmanpitävyyttä eli ilmanvuotoluku n 50 = 5,0 1/h. Kirjallisuuden mukaan pientalojen keskimääräinen ilmanvuotoluku n 50 = 4,0 1/h. 3.7 Tehollinen lämpökapasiteetti Laskelmissa käytetään standardien mukaista laskennallista lämpökapasiteettia kuvaamaan rakenteiden lämmönvarauskykyä. Taloratkaisut on jaettu kolmeen massaluokkaan RET-laskentamenetelmän mukaisesti. Kivirakenteisissa taloratkaisuissa tehollinen lämpökapasiteetti on 40 Wh/(m³K), hirsitalossa 30 Wh/(m³K) ja puurakenteisissa taloissa 20 Wh/(m³K). Betonilaatta-alapohja tosin lisää lämpökapasiteettia merkittävästi seinärakenteesta riippumatta. Kivirakenteisissa taloissa kivirakenteiset väliseinät ja yläpohja lisäävät lämpökapasiteettia. 3.8 Muut energialaskelmien lähtötiedot ja oletukset Muut energiankulutukseen vaikuttavat tekijät ovat samat kaikissa taloratkaisuissa. Mallitalon geometria on sama kaikilla rakenneratkaisuilla. Sisälämpötila on 21 C. Käyttövedenkulutus ja lämpimän käyttöveden lämmitysenergiankulutus ovat samoja kaikissa taloissa. Samoin sisäiset lämpökuormat eli ihmisistä, valaistuksesta ja muista sähkölaitteista sisälle vapautuva lämpö. Ikkunoiden auringon säteilyn läpäisyominaisuudet poikkesivat eri ikkunatyypeillä hieman toisistaan ja vaikuttivat hieman ulkoa tuleviin lämpökuormiin. Talossa asuu neljä henkeä. Käyttövedenkulutus on 120 dm³ vuorokaudessa henkeä kohti. Lämpimän käyttöveden osuus vedenkulutuksesta on 40 %. Energiakustannusten laskelmissa energian hintana käytettiin Espoon (EON Finland) normaalia kaksiaikasähkötariffia Sähkön perusmaksu on 83 vuodessa. Päiväenergiamaksu on 9,12 c/kwh ja yöenergiamaksu on 6,00 c/kwh. Maksut ovat verollisia kokonaishintoja. Päiväenergiamaksu on voimassa maanantaista perjantaihin klo Yöenergiamaksu on voimassa muina aikoina. 12

13 Taulukko 1. Yhteenveto eri taloratkaisujen lähtötiedoista ja tuloksista. Rakennustilavuus rak-m³ 466 Kerrosala krs-m² 163 Lämmin huoneala m² 142 Lämmityskausi syyskuu - toukokuu "Paras" matamatalaenematalaener Normitason h Normitason h Sipore-talHirsitalo Kevytsoraharkoista tehdyt taloratkaisut Muut taloratkaisut "Paras" matalaenergiatalo Matalaenergiatalo 1 Matalaenergiatalo 2 Normitason harkkotalo 2000 Puutalo eleme Puutalo pitk Puutalo pitkästä tavarasta Rakennusosien U-arvot, W/(m²K) Pinta-ala, m² Normitason harkkotalo Siporetalo Puutalo Hirsitalo elementeistä - ulkoseinät 130 0,15 0,15 0,19 0,25 0,26 0,31 0,40 0,27 0,27 3) 0,53 4) 0,25 5) 0,25 5) - maanvastaiset ulkoseinät 1) tuuletetut alapohjat 2) maanvastaiset alapohjat 1) ,15 0,15 0,15 0,38 0,38 0,38 0,28 0,38 0,38 (kun maan vastus on mukana) (0,12) (0,12) (0,12) (0,25) (0,25) (0,25) (0,20) (0,25) (0,25) - yläpohjat 153 0,08 0,08 0,08 0,16 0,16 0,12 0,10 0,16 0,16 - ikkunat (P:36% I:5,4% E:45,4% L:13,2%) 18,7 0,70 1,00 1,00 1,40 1,33 1,31 1,25 1,40 1,40 - ulko-ovet 7,9 0,40 0,70 0,70 1,40 1,40 1,40 1,40 1,40 1,40 Ikkunoiden aur.sät.läpäisy (g-arvo) 0,50 0,60 0,60 0,68 0,68 0,68 0,68 0,68 0,68 Ilmavuodot - n50-luku, 1/h 0,50 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 10,00 3,00 5,00 - vuotoilmanvaihtokerroin, 1/h 0,025 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 0,50 0,15 0,25 Terminen massa (REL/RET/D5) - massaluokka, kg/m² > 600 > 600 > 600 > 600 > 600 > tehollinen lämpökapasiteetti, Wh/(m³K) tehollinen lämpökapasiteetti, kj/(krs-m²k) aikavakio, h Ilmanvaihdon lämmöntalteenotto - poistoilmavirta, m³/s 0,050 0,050 0,050 0,050 0,050 0,050 0,050 0,050 0,050 - LTO:n vuosihyötysuhde, % 70 % 65 % 65 % 30 % 30 % 30 % 30 % 30 % 30 % - puhaltimien ominaissähkö, kw/(m³/s) 1,6 1,9 1,9 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 Lämmitysenergiankulutus - tilojen lämmitys, kwh/a mitoituslämmitysteho, W mitoituslämmitysteho huoneessa, W mitoituslämmitysteho huoneessa, W/m² 18,7 22,3 24,0 37,9 37,9 38,0 56,8 42,7 46,6 - käyttöveden lämmitys, kwh/a Sähköenergiankulutus - koko sähkö, kwh/a taloussähkö, kwh/a kiinteistösähkö, kwh/a ) lasketaan maan vastalämpötilaan, maapohja soraa 2) lasketaan ryömintätilan vastalämpötilaan 3) Siporein lambda/u-arvo eri lähteistä: 0,14 0,35 (Lindberg 1998) 0,125 0,31 (osa C4 2003) 0,11 0,28 ( 4) massiivihirsiseinän (lamellihirsi 204 mm) U-arvo on 0,53 (lambda 0,12) Keskimääräinen U-arvo on noin 0,40, kun mm. kiintokaappien taustat, pesutilat, ym. on osittain lämpöeristetty 5) Lisäkoolausten lämpöhäviöt mukana suuremmassa U-arvossa. 13

14 4 Tulokset 4.1 Energiankulutus Kuvassa 2 esitetään tilojen lämmittämiseen vuodessa kuluva energia eri taloratkaisuilla. Matalaenergiaharkkotalojen kulutus on noin 60 % pienempi kuin määräystenmukaisen normitason harkkotalon. Kuvassa 3 esitetään tilojen lämmitysenergiankulutuksen jakautuminen eri rakennusosien ja ilmanvaihdon lämpöhäviöiden suhteessa. Ulkoseinät, ilmanvaihto ja ilmavuodot aiheuttavat suurimmat lämpöhäviöt. Myös rakenteiden lämpökapasiteetti vaikuttaa lämmitysenergiankulutukseen. Jos matalaenergiaharkkotalon tehollinen lämpökapasiteetti olisi sama kuin kevytrakenteisen talon (myös kevytrakenteinen alapohja), tilojen lämmittämiseen kuluisi laskelmien mukaan 19 % enemmän energiaa. Kuvassa 4 esitetään energian kokonaiskulutukset vuodessa eri taloratkaisuilla. Vuotuinen tilojen lämmitysenergiankulutus (ostoenergiaa) Tilojen lämmitysenergiankulutus, kwh vuodessa "Paras" matalaenergiatalo Matalaenergiaharkkotalo 1 Matalaenergiaharkkotalo 2 Normitason harkkotalo Normitason harkkotalo 2000 Sipore-talo Taloratkaisu Hirsitalo Puutalo elementeistä Puutalo pitkästä tavarasta Tilojen lämmitysenergiankulutus, kwh/m² vuodessa Kuva 2. Tilojen laskettu lämmitysenergiankulutus vuodessa. 14

15 Lämmitysenergia jaettuna eri rakennusosien häviöihin Lämmitysenergiankulutus, kwh/m² vuodessa "Paras" matalaenergiatalo Matalaenergiaharkkotalo 1 Ilmavuodot Ilmanvaihto Ulko-ovet Ikkunat Katto Lattia Ulkoseinät Matalaenergiaharkkotalo 2 Normitason harkkotalo Normitason harkkotalo 2000 Taloratkaisu Sipore-talo Hirsitalo Puutalo elementeistä Puutalo pitkästä tavarasta Kuva 3. Ostetun lämmitysenergian kulutus jaettuna eri rakennusosien ja ilmanvaihdon häviöiden suhteessa. Energiankulutus, kwh vuodessa Tilojen lämmitys Taloussähkö Lämmin käyttövesi Sähkölämmitystalon energiankulutus yhteensä 0 "Paras" matalaenergiatalo Matalaenergiaharkkotalo 1 Matalaenergiaharkkotalo 2 Normitason harkkotalo Normitason harkkotalo 2000 Taloratkaisu Sipore-talo Hirsitalo Puutalo elementeistä Puutalo pitkästä tavarasta Kuva 4. Laskettu kokonaisenergiankulutus vuodessa. 15

16 4.2 Energiakustannukset Kuvassa 5 ja taulukossa 2 esitetään tilojen lämmitysenergiakustannuksen jakautuminen eri rakennusosien ja ilmanvaihdon lämpöhäviöiden suhteessa sähkölämmitystalossa. Matalaenergiaharkkotalojen lämmittämiseen kuluu noin 350 vuodessa eli vain 30 kuukaudessa. Kuvassa 6 ja taulukossa 3 esitetään energian kokonaiskustannukset vuodessa. Kuvissa 7 ja 8 esitetään vastaavat kustannukset 50 vuoden jaksolta, jos energian hinta nousee 3 % joka vuosi. Korkoa ei ole laskelmissa otettu huomioon. Matalaenergiaharkkotalo säästää jakson aikana energiakustannuksia vertailun kohteena olevasta taloratkaisusta riippuen. Tilojen lämmitysenergiakustannukset jaettuna eri rakennusosille Lämmitysenergiankustannus, vuodessa "Paras" matalaenergiatalo Matalaenergiaharkkotalo 1 Ilmavuodot Ilmanvaihto Ulko-ovet Ikkunat Katto Lattia Ulkoseinät Matalaenergiaharkkotalo 2 Normitason harkkotalo Normitason harkkotalo 2000 Taloratkaisu Sipore-talo Hirsitalo Puutalo elementeistä Puutalo pitkästä tavarasta Kuva 5. Sähkölämmitteisen talon tilojen lämmitysenergiakustannus vuodessa. Energian hintana on käytetty Espoon (EON Finland) normaalia kaksiaikasähkötariffia

17 Sähkölämmitystalon energiakustannukset yhteensä Energiakustannus, vuodessa Tilojen lämmitys Taloussähkö Lämmin käyttövesi Perusmaksut 0 "Paras" matalaenergiatalo Matalaenergiaharkkotalo 1 Matalaenergiaharkkotalo 2 Normitason harkkotalo Normitason harkkotalo 2000 Taloratkaisu Sipore-talo Hirsitalo Puutalo elementeistä Puutalo pitkästä tavarasta Kuva 6. Sähkölämmitteisen talon vuotuiset energiakustannukset. Lämmitysenergiankustannus, 50 vuodessa "Paras" matalaenergiatalo Sähkölämmitystalon tilojen lämmitysenergiakustannukset 50 vuoden ajalta jaettuna eri rakennusosille, kun energian hinta nousee 3 % vuodessa Ilmavuodot Ilmanvaihto Ulko-ovet Ikkunat Katto Lattia Ulkoseinät Matalaenergiaharkkotalo 1 Matalaenergiaharkkotalo 2 Normitason harkkotalo Normitason harkkotalo 2000 Taloratkaisu Sipore-talo Hirsitalo Puutalo elementeistä Puutalo pitkästä tavarasta Kuva 7. Sähkölämmitteisen talon tilojen lämmitysenergiakustannukset 50 vuodessa. Laskelmassa on oletettu, että energian hinta nousee 3 % vuodessa. 17

18 Energiakustannus, 50 vuodessa Sähkölämmitystalon energiakustannukset 50 vuoden ajalta, kun energian hinta nousee 3 % vuodessa Tilojen lämmitys Taloussähkö Lämmin käyttövesi Perusmaksut 0 "Paras" matalaenergiatalo Matalaenergiaharkkotalo 1 Matalaenergiaharkkotalo 2 Normitason harkkotalo Normitason harkkotalo 2000 Taloratkaisu Sipore-talo Hirsitalo Puutalo elementeistä Puutalo pitkästä tavarasta Kuva 8. Sähkölämmitteisen talon energiakustannukset 50 vuodessa. Laskelmassa on oletettu, että energian hinta perusmaksuineen nousee 3 % vuodessa. 18

19 Taulukko 2. Sähkölämmitteisen talon tilojen lämmitysenergiakustannukset vuodessa ( /vuosi) (kuva 4). Energian hintana on käytetty Espoon (EON Finland) normaalia kaksiaikasähkötariffia Ulkoseinät Lattia Katto Ikkunat Ulko-ovet Ilmanvaihto Ilmavuodot Yhteensä "Paras" matalaenergiatalo Matalaenergiaharkkotalo Matalaenergiaharkkotalo Normitason harkkotalo Normitason harkkotalo Sipore-talo Hirsitalo Puutalo elementeistä Puutalo pitkästä tavarasta Taulukko 3. Sähkölämmitteisen talon vuotuiset energiakustannukset ( /vuosi) (kuva 5). Tilojen lämmitys Lämmin käyttövesi Taloussähkö Perusmaksut Yhteensä "Paras" matalaenergiatalo Matalaenergiaharkkotalo Matalaenergiaharkkotalo Normitason harkkotalo Normitason harkkotalo Sipore-talo Hirsitalo Puutalo elementeistä Puutalo pitkästä tavarasta

20 5 Yhteenveto Tutkimuksen tavoitteena on ollut selvittää eri tekniikoilla ja eri materiaaleista tehtyjen pientalojen energiankulutusta laskennallisesti 50 vuoden tarkastelujaksolla. Laskelmissa on pyritty ottamaan huomioon ulkovaipan lämmöneristyskyvyn, ilmatiiviyden ja rakenteiden lämmönvarauskyvyn vaikutus energiankulutukseen. Eri matalaenergiaharkkotaloratkaisuja verrattiin voimassa olevien rakentamismääräysten mukaisiin taloratkaisuihin. Vertailutalojen ulkoseinien runkorakenteet olivat kevytsoraharkkoa, kevytbetonia ja puuta. Tavoitteena on ollut osoittaa erot eri taloratkaisujen välillä ja antaa lähtötietoja teknis-taloudellisten tarkastelujen teolle. Matalaenergiaharkkotalojen kulutus on noin 60 % pienempi kuin määräystenmukaisen normitason harkkotalon. Ulkoseinät, ilmanvaihto ja ilmavuodot aiheuttavat suurimmat lämpöhäviöt. Matalaenergiaharkkotalon lämmittämiseen kuluu kwh energiaa neliömetriä kohti vuodessa ratkaisumallista riippuen. Puurakenteisen pientalon lämmönkulutus on % suurempi ja hirsitalon 40 % suurempi kuin määräysten mukaisen harkkotalon. Ero johtuu harkkotaloa huonommasta rakenteiden ilmanpitävyydestä. Myös rakenteiden lämpökapasiteetti vaikuttaa talon lämmittämiseen kuluvaan energiamäärään. Jos matalaenergiaharkkotalon tehollinen lämpökapasiteetti olisi sama kuin kevytrakenteisen talon (myös kevytrakenteinen alapohja), tilojen lämmittämiseen kuluisi laskelmien mukaan 19 % enemmän energiaa. Sähkölämmitteisten matalaenergiaharkkotalojen lämmittämiseen kuluu noin 350 vuodessa eli vain 30 kuukaudessa. Matalaenergiaharkkotalo säästää 50 vuoden aikana energialaskussa vertailun kohteena olevasta normitaloratkaisusta riippuen, jos energian hinta nousee 3 % joka vuosi. 20

21 Lähdekirjallisuus Direktiivi Euroopan parlamentin ja neuvoston direktiivi rakennusten energiatehokkuudesta. Bryssel, KOM(2001) 225 lopullinen. 2001/0098 (COD). RET Rakennusten energiatehokkuuden laskenta. Energiatehokkuusdirektiivin soveltaminen Suomessa. Projektissa luodaan uudet pelisäännöt rakennuksiin liittyvään energian käyttöön ja tausta-aineistoa uusien rakentamismääräysten valmisteluun. Suomen talotekniikan kehityskeskus Oy (TAKE). Helsinki. ( Shemeikka, J. & Laitinen, A RET-pientalon määrittely. Versio 1.8 ( ). VTT Rakennus- ja yhdyskuntatekniikka. Espoo. 24 s. (Moniste) EN 832:1998. Thermal performance of buildings - Calculation of energy use for heating. Residential buildings. 46 s. Suomen rakentamismääräyskokoelma. Osa C3. Rakennuksen lämmöneristys. Määräykset Ympäristöministeriö, asunto- ja rakennusosasto. Helsinki. 7 s. Suomen rakentamismääräyskokoelma. Osa C3. Lämmöneristys. Määräykset Ympäristöministeriö. Helsinki. 3 s. (voimassa saakka) Suomen rakentamismääräyskokoelma. Osa C4. Lämmöneristys. Ohjeet Ympäristöministeriö, asunto- ja rakennusosasto. Helsinki. 24 s. Suomen rakentamismääräyskokoelma. Osa C4. Lämmöneristys. Ohjeet Sisäasiainministeriö. Helsinki. 9 s. (voimassa saakka) Suomen rakentamismääräyskokoelma. Osa D2. Rakennusten sisäilmasto ja ilmanvaihto. Määräykset ja ohjeet Ympäristöministeriö, asunto- ja rakennusosasto. Helsinki. 30 s. Suomen rakentamismääräyskokoelma. Osa D2. Rakennusten sisäilmasto ja ilmanvaihto. Määräykset ja ohjeet Ympäristöministeriö. Helsinki. 21 s. (voimassa saakka) Suomen rakentamismääräyskokoelma. Osa D3. Rakennusten energiatalous. Määräykset ja ohjeet Sisäasiainministeriö. Helsinki. 4 s. Suomen rakentamismääräyskokoelma. Osa D5. Rakennusten lämmityksen tehon- ja energiantarpeen laskenta. Ohjeet Ympäristöministeriö. Helsinki. 14 s. Savolainen, I., Tuhkanen, S. & Lehtilä, A. (toim.) Teknologia ja kasvihuonekaasujen päästöjen rajoittaminen. Taustatyö kansallista ilmasto-ohjelmaa varten. Helsinki, Kauppa- ja teollisuusministeriö, s. (Kauppa- ja teollisuusministeriön julkaisuja; 1/2001) ISBN X 21

22 Kauppinen, T. & Rantamäki, J Suomalaisten pientalojen ilmanpitävyys mittausten perusteella. Teoksessa: Säteri, J. & Hahkala, H. (toim.) Sisäilmastoseminaari Espoo: Sisäilmayhdistys ry ja Teknillinen korkeakoulu, LVI-tekniikan laboratorio. S (SIY raportti 13). ISBN X Korpi, M., Vinha, J., Valovirta, I. & Kurnitski, J Puurunkoisten pientalojen ilmatiiviys. Teoksessa: Säteri, J. & Backman, H. (toim.) Sisäilmastoseminaari 2004, Espoo: Sisäilmayhdistys ry ja Teknillinen korkeakoulu, LVI-tekniikan laboratorio. S (SIY raportti 22). ISBN Kouhia, I., Heimonen, I., Ojanen, T. & Nieminen, J Massiivinen matalaenergiatalo. Koerakentamisvaiheen loppuraportti. Espoo: Valtion teknillinen tutkimuskeskus. VTT Rakennustekniikan moniste. 24 s. + liitt. 2 s. Lindberg, R., Keränen, H. & Teikari, M Ulkoseinän vaikutus rakennuksen energiankulutukseen. Tampere: Tampereen teknillinen korkeakoulu. 33 s. + liitt. 25 s. ISBN Laine, J. & Saari, M ESPI-matalaenergiapientalot. Espoo: Valtion teknillinen tutkimuskeskus. 76 s. + liitt. 44 s. (VTT Tiedotteita 1924). ISBN ( Laine, J. & Saari, M Matalaenergiateknologialla laadukas sisäilmasto ilmaiseksi. Rakennustekniikka., vol. 57 (2001) 5, s Laine, J. & Saari, M Pientalon kivirakenteet toimivat edullisena lämpövarastona. Betoni, kivirakenteiset pientalot. Suomen Betonitieto Oy, vol. 71 (2001) 3, s (lehtiartikkeli) ISSN Laine, J., Salonvaara, M. & Saari, M Matalaenergiaharkkotalo - Ratkaisumallit. Tilaaja: Suomen Betonitieto Oy. VTT Rakennus- ja yhdyskuntatekniikka, Espoo. 51 s. (Tutkimusraportti nro RTE2183/02) ( Laine, J. & Saari, M Matalaenergiaharkkotalo - Yleissuunnitteluohje. Tilaaja: Suomen Betonitieto Oy. VTT Rakennus- ja yhdyskuntatekniikka, Espoo. 38 s. (Tutkimusraportti nro RTE3785/02) ( Laine, J. & Saari, M Matalaenergiaharkkotalo - LVIS-suunnitteluohje. Tilaaja: Suomen Betonitieto Oy. VTT Rakennus- ja yhdyskuntatekniikka, Espoo. 23 s. (Tutkimusraportti nro RTE4396/02) ( 22

23

24 Eri taloratkaisujen määräysten mukaisuuden osoittaminen tasauslaskelmilla LIITE 1 Kohde Talotyyppi Lämpöhäviöiden tasaus Matalaenergiaharkkotalo 1 1-kerroksinen RET-tyyppipientalo Matalaenergiaharkkotalo, harkkoseinän U-arvo on 0,15 W/(m²K) Tulos: TÄYTTÄÄ VAATIMUKSET Yleistiedot Rakennustilavuus 466 rak-m³ Mitoittava huonelämpötila 21 C Kerrosala 163 krs-m² Mitoittava huonelämpötila (puolilämmin) 16 C Lämmin huoneala 142 m² Mitoittava ulkolämpötila -26 C Kerroskorkeus 3,0 m Huonekorkeus 2,5 m Lämmin huonetilavuus 355 m³ Puolilämmin huonetilavuus m³ 1. Perusvaatimukset Pinta-alat, m² [A] U-arvot, W/(m² K) [U] 2. Vaipan lämpöhäviöiden tasaus Ominaislämpöhäviöt, W/K [A U] ILMANVAIHTO Hallittu ilmanvaihto Lämpimät tilat 0, ,0 21,0 Lämpimät toissijaiset tilat (ei LTO:a) Puolilämpimät tilat Vuotoilmanvaihto Lämpimät tilat 0,005 5,9 5,9 Puolilämpimät tilat - - RAKENNUSOSAT Perusratkaisratkaisratkaisratkaisratkaisratkaisu Perus- Perus- Min Ma Lämpimät tilat Ulkoseinä ,25 0,60 0,15 32,5 19,5 Yläpohja ,16 0,60 0,08 24,5 12,2 Alapohja (ulkoilmaan rajoittuva) 0,16 0, Alapohja (ryömintätilaan rajoittuva) 0,20 0,60-1) - 1) Alapohja (maanvastainen, matalaper.) ,25 0,15 0,60 0,15 38,3 23,0 Muu maanvastainen rakennusosa 0,25 0, Ikkunat 18,7 18,7 1,40 1,80 1,00 26,2 18,7 Ulko-ovet 7,9 7,9 1,40-0,70 11,1 5,5 Kattoikkunat 1,50 1, Puolilämpimät tilat Ulkoseinä 0,40 0, Yläpohja 0,30 0, Alapohja 0,30 0, Alapohja (maanvastainen, matalaper.) 0,36 0,25 0, Muu maanvastainen rakennusosa 0,36 0, Ikkunat 1,80 2, Ulko-ovet 1, Lämpimän ja puolilämpimän tilan väliset rakenteet (eivät kuulu rakennuksen vaippaan) Väliseinä ja välipohja 0,45 0,45 Ikkunat ja ovet 2,80 2,80 Lämpimät tilat yhteensä Puolilämpimät tilat yhteensä Rakennustietosäätiö RTS, 2004 Ilmavirta, m³/s [q v ] Ominaislämpöhäviöt, W/K [1, q v (1-η a )] 3. Laajennettu lämpöhäviöiden tasaus LTO:n vuosihyötysuhde, % [η a ] Lämpimien tilojen rakennusosien ja ilmanvaihdon ominaislämpöhäviöt yhteensä Puolilämpimien tilojen rakennusosien ja ilmanvaihdon ominaislämpöhäviöt yhteensä - - 1) Lämpimissä tiloissa ryömintätilaan rajoittuvan alapohjan lämpöhäviö kerrotaan luvulla 0,8 RakMK osan D5 ohjeiden mukaisesti. Tällä tavalla otetaan huomioon ryömintätilan ilman ulkoilmaa korkeampi vuotuinen keskilämpötila. 24

25 Eri taloratkaisujen määräysten mukaisuuden osoittaminen tasauslaskelmilla LIITE 1 Kohde Matalaenergiaharkkotalo 1 Määräystenmukaisuuden tarkistuslista 1. Perusvaatimukset Täyttyykö? Vaatimus- Pinta-alavaatimukset kyllä ei arvo arvo Ikkunapinta-ala saa olla enintään 15 % kerrosalasta 15 % 11 % Ikkunapinta-ala saa olla enintään 50 % ulkoseinien bruttoalasta 50 % 12 % n ikkunapinta-ala ei saa olla perusratkaisua pienempi 19 m² 19 m² G1 : Valoaukon pinta-ala on asuinhuoneissa vähintään 10 % lattiapinta-alasta. (suunnittelijan ilmoitus) Rakennusosien yhteenlaskettu pinta-ala sama molemmissa ratkaisuissa. - lämpimissä tiloissa 463 m² 463 m² Rakennusosien U-arvojen vaatimukset U-arvot eivät ylitä määräysten perusvaatimusta Ilmanvaihdon lämmöntalteenoton (LTO) hyötysuhteen vaatimukset Vaatimus- LTO:n vuosihyötysuhde on vähintään 30 % arvo arvo - lämpimissä tiloissa 30 % 65 % Täyttääkö suunnitteluratkaisu perusvaatimukset? Mikäli kaikki perusvaatimukset täyttyivät, suunnitteluratkaisu on määräysten mukainen eikä eikä lisäselvityksiä tai laskelmia tarvita. TÄYTTÄÄ VAATIMUKSET Mikäli perusvaatimukset eivät täyttyneet, tarvitaan vaipan lämpöhäviöiden tasausta. Siinä sallittua suuremmat vaipan lämpöhäviöt tasataan muuta vaippaa parantamalla. 2. Vaatimukset vaipan lämpöhäviöiden tasaukseen Täyttyykö? Rakennusosien U-arvojen vaatimukset kyllä ei U-arvot eivät ylitä suurimpia sallittuja arvoja (Ma) Matalaperusteisen alapohjan U-arvot eivät alita pienimpiä sallittuja arvoja (Min) Rakennusosien lämpöhäviöiden vaatimukset Vaatimus- n ominaislämpöhäviö on enintään perusratkaisun suuruinen arvo arvo - lämpimissä tiloissa 132 W/K 79 W/K Ilmanvaihdon lämmöntalteenoton (LTO) hyötysuhteen vaatimukset LTO:n vuosihyötysuhde on vähintään 30 % Täyttääkö suunnitteluratkaisu vaipan lämpöhäviövaatimukset? Mikäli kaikki vaipan lämpöhäviöiden vaatimukset mukaan lukien LTO:n perusvaatimus täyttyivät, suunnitteluratkaisu on määräysten mukainen eikä lisäselvityksiä tai laskelmia tarvita. TÄYTTÄÄ VAATIMUKSET Mikäli vaipan vaatimukset eivät täyttyneet, tarvitaan laajennettua lämpöhäviöiden tasausta. Siinä sallittua suuremmat lämpöhäviöt tasataan joko vaippaa parantamalla tai jäteilman LTO:a parantamalla. Rakennustietosäätiö RTS, Vaatimukset laajennettuun lämpöhäviöiden tasaukseen Täyttyykö? n rakennusosien lämpöhäviöiden vaatimukset kyllä ei Vaatimus- Vaipan ominaislämpöhäviö on enintään 10 % perusratkaisua suurempi arvo arvo - lämpimissä tiloissa 110 % 60 % Rakennusosien ja ilmanvaihdon kokonaislämpöhäviön vaatimukset Vaatimus- n ominaislämpöhäviö on enintään perusratkaisun suuruinen arvo arvo - lämpimissä tiloissa 180 W/K 106 W/K Täyttääkö suunnitteluratkaisu laajennetut lämpöhäviövaatimukset? Mikäli kaikki laajennetut lämpöhäviövaatimukset täyttyivät, suunnitteluratkaisu on määräysten mukainen. Mikäli vaatimukset eivät täyttyneet, tulee määräystenmukaisuuden osoittamismenettely aloittaa alusta. Yksinkertaisimmin hyväksyttävään lopputulokseen pääsee kaikki TÄYTTÄÄ VAATIMUKSET perusvaatimukset erikseen täyttämällä. Koska ilmanvaihdon lämmöntalteenoton (LTO) vuosihyötysuhde on suurempi kuin 30 %, siitä tarvitaan lisäselvitys. 25

26 Eri taloratkaisujen määräysten mukaisuuden osoittaminen tasauslaskelmilla LIITE 1 Kohde Talotyyppi Lämpöhäviöiden tasaus Matalaenergiaharkkotalo 2 1-kerroksinen RET-tyyppipientalo Matalaenergiaharkkotalo, harkkoseinän U-arvo on 0,19 W/(m²K) Tulos: TÄYTTÄÄ VAATIMUKSET Yleistiedot Rakennustilavuus 466 rak-m³ Mitoittava huonelämpötila 21 C Kerrosala 163 krs-m² Mitoittava huonelämpötila (puolilämmin) 16 C Lämmin huoneala 142 m² Mitoittava ulkolämpötila -26 C Kerroskorkeus 3,0 m Huonekorkeus 2,5 m Lämmin huonetilavuus 355 m³ Puolilämmin huonetilavuus m³ 1. Perusvaatimukset Pinta-alat, m² [A] U-arvot, W/(m² K) [U] 2. Vaipan lämpöhäviöiden tasaus Ominaislämpöhäviöt, W/K [A U] Rakennustietosäätiö RTS, 2004 Ilmavirta, m³/s [q v ] RAKENNUSOSAT Perusratkaisratkaisratkaisratkaisratkaisratkaisu Perus- Perus- Min Ma Lämpimät tilat Ulkoseinä ,25 0,60 0,19 32,5 24,7 Yläpohja ,16 0,60 0,08 24,5 12,2 Alapohja (ulkoilmaan rajoittuva) 0,16 0, Alapohja (ryömintätilaan rajoittuva) 0,20 0,60-1) - 1) Alapohja (maanvastainen, matalaper.) ,25 0,15 0,60 0,15 38,3 23,0 Muu maanvastainen rakennusosa 0,25 0, Ikkunat 18,7 18,7 1,40 1,80 1,00 26,2 18,7 Ulko-ovet 7,9 7,9 1,40-0,70 11,1 5,5 Kattoikkunat 1,50 1, Puolilämpimät tilat Ulkoseinä 0,40 0, Yläpohja 0,30 0, Alapohja 0,30 0, Alapohja (maanvastainen, matalaper.) 0,36 0,25 0, Muu maanvastainen rakennusosa 0,36 0, Ikkunat 1,80 2, Ulko-ovet 1, Lämpimän ja puolilämpimän tilan väliset rakenteet (eivät kuulu rakennuksen vaippaan) Väliseinä ja välipohja 0,45 0,45 Ikkunat ja ovet 2,80 2,80 Lämpimät tilat yhteensä Puolilämpimät tilat yhteensä ILMANVAIHTO Hallittu ilmanvaihto Lämpimät tilat 0, ,0 21,0 Lämpimät toissijaiset tilat (ei LTO:a) Puolilämpimät tilat Vuotoilmanvaihto Lämpimät tilat 0,005 5,9 5,9 Puolilämpimät tilat Laajennettu lämpöhäviöiden tasaus LTO:n vuosihyötysuhde, % [η a ] Ominaislämpöhäviöt, W/K [1, q v (1-η a )] Lämpimien tilojen rakennusosien ja ilmanvaihdon ominaislämpöhäviöt yhteensä Puolilämpimien tilojen rakennusosien ja ilmanvaihdon ominaislämpöhäviöt yhteensä - - 1) Lämpimissä tiloissa ryömintätilaan rajoittuvan alapohjan lämpöhäviö kerrotaan luvulla 0,8 RakMK osan D5 ohjeiden mukaisesti. Tällä tavalla otetaan huomioon ryömintätilan ilman ulkoilmaa korkeampi vuotuinen keskilämpötila. 26

27 Eri taloratkaisujen määräysten mukaisuuden osoittaminen tasauslaskelmilla LIITE 1 Kohde Matalaenergiaharkkotalo 2 Määräystenmukaisuuden tarkistuslista 1. Perusvaatimukset Täyttyykö? Vaatimus- Pinta-alavaatimukset kyllä ei arvo arvo Ikkunapinta-ala saa olla enintään 15 % kerrosalasta 15 % 11 % Ikkunapinta-ala saa olla enintään 50 % ulkoseinien bruttoalasta 50 % 12 % n ikkunapinta-ala ei saa olla perusratkaisua pienempi 19 m² 19 m² G1 : Valoaukon pinta-ala on asuinhuoneissa vähintään 10 % lattiapinta-alasta. (suunnittelijan ilmoitus) Rakennusosien yhteenlaskettu pinta-ala sama molemmissa ratkaisuissa. - lämpimissä tiloissa 463 m² 463 m² Rakennusosien U-arvojen vaatimukset U-arvot eivät ylitä määräysten perusvaatimusta Ilmanvaihdon lämmöntalteenoton (LTO) hyötysuhteen vaatimukset Vaatimus- LTO:n vuosihyötysuhde on vähintään 30 % arvo arvo - lämpimissä tiloissa 30 % 65 % Täyttääkö suunnitteluratkaisu perusvaatimukset? Mikäli kaikki perusvaatimukset täyttyivät, suunnitteluratkaisu on määräysten mukainen eikä eikä lisäselvityksiä tai laskelmia tarvita. TÄYTTÄÄ VAATIMUKSET Mikäli perusvaatimukset eivät täyttyneet, tarvitaan vaipan lämpöhäviöiden tasausta. Siinä sallittua suuremmat vaipan lämpöhäviöt tasataan muuta vaippaa parantamalla. 2. Vaatimukset vaipan lämpöhäviöiden tasaukseen Täyttyykö? Rakennusosien U-arvojen vaatimukset kyllä ei U-arvot eivät ylitä suurimpia sallittuja arvoja (Ma) Matalaperusteisen alapohjan U-arvot eivät alita pienimpiä sallittuja arvoja (Min) Rakennusosien lämpöhäviöiden vaatimukset Vaatimus- n ominaislämpöhäviö on enintään perusratkaisun suuruinen arvo arvo - lämpimissä tiloissa 132 W/K 84 W/K Ilmanvaihdon lämmöntalteenoton (LTO) hyötysuhteen vaatimukset LTO:n vuosihyötysuhde on vähintään 30 % Täyttääkö suunnitteluratkaisu vaipan lämpöhäviövaatimukset? Mikäli kaikki vaipan lämpöhäviöiden vaatimukset mukaan lukien LTO:n perusvaatimus täyttyivät, suunnitteluratkaisu on määräysten mukainen eikä lisäselvityksiä tai laskelmia tarvita. TÄYTTÄÄ VAATIMUKSET Mikäli vaipan vaatimukset eivät täyttyneet, tarvitaan laajennettua lämpöhäviöiden tasausta. Siinä sallittua suuremmat lämpöhäviöt tasataan joko vaippaa parantamalla tai jäteilman LTO:a parantamalla. Rakennustietosäätiö RTS, Vaatimukset laajennettuun lämpöhäviöiden tasaukseen Täyttyykö? n rakennusosien lämpöhäviöiden vaatimukset kyllä ei Vaatimus- Vaipan ominaislämpöhäviö on enintään 10 % perusratkaisua suurempi arvo arvo - lämpimissä tiloissa 110 % 64 % Rakennusosien ja ilmanvaihdon kokonaislämpöhäviön vaatimukset Vaatimus- n ominaislämpöhäviö on enintään perusratkaisun suuruinen arvo arvo - lämpimissä tiloissa 180 W/K 111 W/K Täyttääkö suunnitteluratkaisu laajennetut lämpöhäviövaatimukset? Mikäli kaikki laajennetut lämpöhäviövaatimukset täyttyivät, suunnitteluratkaisu on määräysten mukainen. Mikäli vaatimukset eivät täyttyneet, tulee määräystenmukaisuuden osoittamismenettely aloittaa alusta. Yksinkertaisimmin hyväksyttävään lopputulokseen pääsee kaikki TÄYTTÄÄ VAATIMUKSET perusvaatimukset erikseen täyttämällä. Koska ilmanvaihdon lämmöntalteenoton (LTO) vuosihyötysuhde on suurempi kuin 30 %, siitä tarvitaan lisäselvitys. 27

28 Eri taloratkaisujen määräysten mukaisuuden osoittaminen tasauslaskelmilla LIITE 1 Kohde Talotyyppi Lämpöhäviöiden tasaus Normitason harkkotalo 1-kerroksinen RET-tyyppipientalo Lämmöneristysmääräykset täyttävä ratkaisu. Tulos: TÄYTTÄÄ VAATIMUKSET Yleistiedot Rakennustilavuus 466 rak-m³ Mitoittava huonelämpötila 21 C Kerrosala 163 krs-m² Mitoittava huonelämpötila (puolilämmin) 16 C Lämmin huoneala 142 m² Mitoittava ulkolämpötila -26 C Kerroskorkeus 3,0 m Huonekorkeus 2,5 m Lämmin huonetilavuus 355 m³ Puolilämmin huonetilavuus m³ 1. Perusvaatimukset Pinta-alat, m² [A] U-arvot, W/(m² K) [U] 2. Vaipan lämpöhäviöiden tasaus Ominaislämpöhäviöt, W/K [A U] Rakennustietosäätiö RTS, 2004 Ilmavirta, m³/s [q v ] RAKENNUSOSAT Perusratkaisratkaisratkaisratkaisratkaisratkaisu Perus- Perus- Min Ma Lämpimät tilat Ulkoseinä ,25 0,60 0,25 32,5 32,5 Yläpohja ,16 0,60 0,16 24,5 24,5 Alapohja (ulkoilmaan rajoittuva) 0,16 0, Alapohja (ryömintätilaan rajoittuva) 0,20 0,60-1) - 1) Alapohja (maanvastainen, matalaper.) ,25 0,15 0,60 0,25 38,3 38,3 Muu maanvastainen rakennusosa 0,25 0, Ikkunat 18,7 18,7 1,40 1,80 1,40 26,2 26,2 Ulko-ovet 7,9 7,9 1,40-1,40 11,1 11,1 Kattoikkunat 1,50 1, Puolilämpimät tilat Ulkoseinä 0,40 0, Yläpohja 0,30 0, Alapohja 0,30 0, Alapohja (maanvastainen, matalaper.) 0,36 0,25 0, Muu maanvastainen rakennusosa 0,36 0, Ikkunat 1,80 2, Ulko-ovet 1, Lämpimän ja puolilämpimän tilan väliset rakenteet (eivät kuulu rakennuksen vaippaan) Väliseinä ja välipohja 0,45 0,45 Ikkunat ja ovet 2,80 2,80 Lämpimät tilat yhteensä Puolilämpimät tilat yhteensä ILMANVAIHTO Hallittu ilmanvaihto Lämpimät tilat 0, ,0 42,0 Lämpimät toissijaiset tilat (ei LTO:a) Puolilämpimät tilat Vuotoilmanvaihto Lämpimät tilat 0,005 5,9 5,9 Puolilämpimät tilat Laajennettu lämpöhäviöiden tasaus LTO:n vuosihyötysuhde, % [η a ] Ominaislämpöhäviöt, W/K [1, q v (1-η a )] Lämpimien tilojen rakennusosien ja ilmanvaihdon ominaislämpöhäviöt yhteensä Puolilämpimien tilojen rakennusosien ja ilmanvaihdon ominaislämpöhäviöt yhteensä - - 1) Lämpimissä tiloissa ryömintätilaan rajoittuvan alapohjan lämpöhäviö kerrotaan luvulla 0,8 RakMK osan D5 ohjeiden mukaisesti. Tällä tavalla otetaan huomioon ryömintätilan ilman ulkoilmaa korkeampi vuotuinen keskilämpötila. 28

29 Eri taloratkaisujen määräysten mukaisuuden osoittaminen tasauslaskelmilla LIITE 1 Kohde Normitason harkkotalo Määräystenmukaisuuden tarkistuslista 1. Perusvaatimukset Täyttyykö? Vaatimus- Pinta-alavaatimukset kyllä ei arvo arvo Ikkunapinta-ala saa olla enintään 15 % kerrosalasta 15 % 11 % Ikkunapinta-ala saa olla enintään 50 % ulkoseinien bruttoalasta 50 % 12 % n ikkunapinta-ala ei saa olla perusratkaisua pienempi 19 m² 19 m² G1 : Valoaukon pinta-ala on asuinhuoneissa vähintään 10 % lattiapinta-alasta. (suunnittelijan ilmoitus) Rakennusosien yhteenlaskettu pinta-ala sama molemmissa ratkaisuissa. - lämpimissä tiloissa 463 m² 463 m² Rakennusosien U-arvojen vaatimukset U-arvot eivät ylitä määräysten perusvaatimusta Ilmanvaihdon lämmöntalteenoton (LTO) hyötysuhteen vaatimukset Vaatimus- LTO:n vuosihyötysuhde on vähintään 30 % arvo arvo - lämpimissä tiloissa 30 % 30 % Täyttääkö suunnitteluratkaisu perusvaatimukset? Mikäli kaikki perusvaatimukset täyttyivät, suunnitteluratkaisu on määräysten mukainen eikä eikä lisäselvityksiä tai laskelmia tarvita. TÄYTTÄÄ VAATIMUKSET Mikäli perusvaatimukset eivät täyttyneet, tarvitaan vaipan lämpöhäviöiden tasausta. Siinä sallittua suuremmat vaipan lämpöhäviöt tasataan muuta vaippaa parantamalla. 2. Vaatimukset vaipan lämpöhäviöiden tasaukseen Täyttyykö? Rakennusosien U-arvojen vaatimukset kyllä ei U-arvot eivät ylitä suurimpia sallittuja arvoja (Ma) Matalaperusteisen alapohjan U-arvot eivät alita pienimpiä sallittuja arvoja (Min) Rakennusosien lämpöhäviöiden vaatimukset Vaatimus- n ominaislämpöhäviö on enintään perusratkaisun suuruinen arvo arvo - lämpimissä tiloissa 132 W/K 132 W/K Ilmanvaihdon lämmöntalteenoton (LTO) hyötysuhteen vaatimukset LTO:n vuosihyötysuhde on vähintään 30 % Täyttääkö suunnitteluratkaisu vaipan lämpöhäviövaatimukset? Mikäli kaikki vaipan lämpöhäviöiden vaatimukset mukaan lukien LTO:n perusvaatimus täyttyivät, suunnitteluratkaisu on määräysten mukainen eikä lisäselvityksiä tai laskelmia tarvita. TÄYTTÄÄ VAATIMUKSET Mikäli vaipan vaatimukset eivät täyttyneet, tarvitaan laajennettua lämpöhäviöiden tasausta. Siinä sallittua suuremmat lämpöhäviöt tasataan joko vaippaa parantamalla tai jäteilman LTO:a parantamalla. Rakennustietosäätiö RTS, Vaatimukset laajennettuun lämpöhäviöiden tasaukseen Täyttyykö? n rakennusosien lämpöhäviöiden vaatimukset kyllä ei Vaatimus- Vaipan ominaislämpöhäviö on enintään 10 % perusratkaisua suurempi arvo arvo - lämpimissä tiloissa 110 % 100 % Rakennusosien ja ilmanvaihdon kokonaislämpöhäviön vaatimukset Vaatimus- n ominaislämpöhäviö on enintään perusratkaisun suuruinen arvo arvo - lämpimissä tiloissa 180 W/K 180 W/K Täyttääkö suunnitteluratkaisu laajennetut lämpöhäviövaatimukset? Mikäli kaikki laajennetut lämpöhäviövaatimukset täyttyivät, suunnitteluratkaisu on määräysten mukainen. Mikäli vaatimukset eivät täyttyneet, tulee määräystenmukaisuuden osoittamismenettely aloittaa alusta. Yksinkertaisimmin hyväksyttävään lopputulokseen pääsee kaikki TÄYTTÄÄ VAATIMUKSET perusvaatimukset erikseen täyttämällä. 29

30 Eri taloratkaisujen määräysten mukaisuuden osoittaminen tasauslaskelmilla LIITE 1 Kohde Normitason harkkotalo vanhalla harkolla Talotyyppi Lämpöhäviöiden tasaus 1-kerroksinen RET-tyyppipientalo Lämmöneristysmääräykset täyttävä (tasausmenettelyllä) ratkaisu vanhalla eristeharkolla. Ulkoseinien lämpöhäviöt on tasattu ikkunoiden lämmöneristystä parantamalla. Tulos: TÄYTTÄÄ VAATIMUKSET Yleistiedot Rakennustilavuus 466 rak-m³ Mitoittava huonelämpötila 21 C Kerrosala 163 krs-m² Mitoittava huonelämpötila (puolilämmin) 16 C Lämmin huoneala 142 m² Mitoittava ulkolämpötila -26 C Kerroskorkeus 3,0 m Huonekorkeus 2,5 m Lämmin huonetilavuus 355 m³ Puolilämmin huonetilavuus m³ 1. Perusvaatimukset Pinta-alat, m² [A] U-arvot, W/(m² K) [U] 2. Vaipan lämpöhäviöiden tasaus Ominaislämpöhäviöt, W/K [A U] Rakennustietosäätiö RTS, 2004 Ilmavirta, m³/s [q v ] RAKENNUSOSAT Perusratkaisratkaisratkaisratkaisratkaisratkaisu Perus- Perus- Min Ma Lämpimät tilat Ulkoseinä ,25 0,60 0,26 32,5 33,8 Yläpohja ,16 0,60 0,16 24,5 24,5 Alapohja (ulkoilmaan rajoittuva) 0,16 0, Alapohja (ryömintätilaan rajoittuva) 0,20 0,60-1) - 1) Alapohja (maanvastainen, matalaper.) ,25 0,15 0,60 0,25 38,3 38,3 Muu maanvastainen rakennusosa 0,25 0, Ikkunat 18,7 18,7 1,40 1,80 1,33 26,2 24,9 Ulko-ovet 7,9 7,9 1,40-1,40 11,1 11,1 Kattoikkunat 1,50 1, Puolilämpimät tilat Ulkoseinä 0,40 0, Yläpohja 0,30 0, Alapohja 0,30 0, Alapohja (maanvastainen, matalaper.) 0,36 0,25 0, Muu maanvastainen rakennusosa 0,36 0, Ikkunat 1,80 2, Ulko-ovet 1, Lämpimän ja puolilämpimän tilan väliset rakenteet (eivät kuulu rakennuksen vaippaan) Väliseinä ja välipohja 0,45 0,45 Ikkunat ja ovet 2,80 2,80 Lämpimät tilat yhteensä Puolilämpimät tilat yhteensä ILMANVAIHTO Hallittu ilmanvaihto Lämpimät tilat 0, ,0 42,0 Lämpimät toissijaiset tilat (ei LTO:a) Puolilämpimät tilat Vuotoilmanvaihto Lämpimät tilat 0,005 5,9 5,9 Puolilämpimät tilat Laajennettu lämpöhäviöiden tasaus LTO:n vuosihyötysuhde, % [η a ] Ominaislämpöhäviöt, W/K [1, q v (1-η a )] Lämpimien tilojen rakennusosien ja ilmanvaihdon ominaislämpöhäviöt yhteensä Puolilämpimien tilojen rakennusosien ja ilmanvaihdon ominaislämpöhäviöt yhteensä - - 1) Lämpimissä tiloissa ryömintätilaan rajoittuvan alapohjan lämpöhäviö kerrotaan luvulla 0,8 RakMK osan D5 ohjeiden mukaisesti. Tällä tavalla otetaan huomioon ryömintätilan ilman ulkoilmaa korkeampi vuotuinen keskilämpötila. 30

31 Eri taloratkaisujen määräysten mukaisuuden osoittaminen tasauslaskelmilla LIITE 1 Kohde Normitason harkkotalo vanhalla harkolla Määräystenmukaisuuden tarkistuslista 1. Perusvaatimukset Täyttyykö? Vaatimus- Pinta-alavaatimukset kyllä ei arvo arvo Ikkunapinta-ala saa olla enintään 15 % kerrosalasta 15 % 11 % Ikkunapinta-ala saa olla enintään 50 % ulkoseinien bruttoalasta 50 % 12 % n ikkunapinta-ala ei saa olla perusratkaisua pienempi 19 m² 19 m² G1 : Valoaukon pinta-ala on asuinhuoneissa vähintään 10 % lattiapinta-alasta. (suunnittelijan ilmoitus) Rakennusosien yhteenlaskettu pinta-ala sama molemmissa ratkaisuissa. - lämpimissä tiloissa 463 m² 463 m² Rakennusosien U-arvojen vaatimukset U-arvot eivät ylitä määräysten perusvaatimusta v Ilmanvaihdon lämmöntalteenoton (LTO) hyötysuhteen vaatimukset Vaatimus- LTO:n vuosihyötysuhde on vähintään 30 % arvo arvo - lämpimissä tiloissa 30 % 30 % Täyttääkö suunnitteluratkaisu perusvaatimukset? v Mikäli kaikki perusvaatimukset täyttyivät, suunnitteluratkaisu on määräysten mukainen eikä eikä lisäselvityksiä tai laskelmia tarvita. Mikäli perusvaatimukset eivät täyttyneet, tarvitaan vaipan lämpöhäviöiden tasausta. Siinä sallittua suuremmat vaipan lämpöhäviöt tasataan muuta vaippaa parantamalla. EI TÄYTÄ VAATIMUKSIA, käytä tapaa 2 tai 3 2. Vaatimukset vaipan lämpöhäviöiden tasaukseen Täyttyykö? Rakennusosien U-arvojen vaatimukset kyllä ei U-arvot eivät ylitä suurimpia sallittuja arvoja (Ma) Matalaperusteisen alapohjan U-arvot eivät alita pienimpiä sallittuja arvoja (Min) Rakennusosien lämpöhäviöiden vaatimukset Vaatimus- n ominaislämpöhäviö on enintään perusratkaisun suuruinen arvo arvo - lämpimissä tiloissa 132 W/K 132 W/K Ilmanvaihdon lämmöntalteenoton (LTO) hyötysuhteen vaatimukset LTO:n vuosihyötysuhde on vähintään 30 % Täyttääkö suunnitteluratkaisu vaipan lämpöhäviövaatimukset? Mikäli kaikki vaipan lämpöhäviöiden vaatimukset mukaan lukien LTO:n perusvaatimus täyttyivät, suunnitteluratkaisu on määräysten mukainen eikä lisäselvityksiä tai laskelmia tarvita. TÄYTTÄÄ VAATIMUKSET Mikäli vaipan vaatimukset eivät täyttyneet, tarvitaan laajennettua lämpöhäviöiden tasausta. Siinä sallittua suuremmat lämpöhäviöt tasataan joko vaippaa parantamalla tai jäteilman LTO:a parantamalla. Rakennustietosäätiö RTS, Vaatimukset laajennettuun lämpöhäviöiden tasaukseen Täyttyykö? n rakennusosien lämpöhäviöiden vaatimukset kyllä ei Vaatimus- Vaipan ominaislämpöhäviö on enintään 10 % perusratkaisua suurempi arvo arvo - lämpimissä tiloissa 110 % 100 % Rakennusosien ja ilmanvaihdon kokonaislämpöhäviön vaatimukset Vaatimus- n ominaislämpöhäviö on enintään perusratkaisun suuruinen arvo arvo - lämpimissä tiloissa 180 W/K 180 W/K Täyttääkö suunnitteluratkaisu laajennetut lämpöhäviövaatimukset? Mikäli kaikki laajennetut lämpöhäviövaatimukset täyttyivät, suunnitteluratkaisu on määräysten mukainen. Mikäli vaatimukset eivät täyttyneet, tulee määräystenmukaisuuden osoittamismenettely aloittaa alusta. Yksinkertaisimmin hyväksyttävään lopputulokseen pääsee kaikki TÄYTTÄÄ VAATIMUKSET perusvaatimukset erikseen täyttämällä. 31