Talotekniikka osana energiatehokasta rakentamista Pientalopäivät 2011 Rakennuslehti, Oulu 15.9.2011 Mikko Saari VTT Expert Services Oy
27.9.2011 2 Mitä on rakennusten energiatehokkuus Mitä saadaan (= hyvä talo) Energiatehokkuus = ---------------------------------------------- Paljonko kulutetaan energiaa (=kwh)
27.9.2011 3 Jakoviivan alla on energiankulutus ja siihen liittyvät asiat Mitä saadaan Energiatehokkuus = ---------------------------------------------- Paljonko kulutetaan energiaa Päästöt ympäristöön Käytönaikainen energiankulutus Muut ympäristövaikutukset Voimalaitoskapasiteetti Rakentamisvaiheen energiankulutus Rakennustuotteiden valmistuksen energiankulutus Luonnonvarojen käyttö Purkamisvaiheen energiankulutus
27.9.2011 4 Energiatehokkuus ei ole pelkästään energiansäästöä Hyvä sisäilmasto Turvallinen Toimiva Terveellinen Viihtyisä Tarpeita vastaava Mitä saadaan Energiatehokkuus = ---------------------------------------------- Paljonko kulutetaan energiaa Kaunis, kestävä ja käyttökelpoinen Ympäristömyönteinen Päästöt ympäristöön Käytönaikainen energiankulutus Muut ympäristövaikutukset Voimalaitoskapasiteetti Rakentamisvaiheen energiankulutus Rakennustuotteiden valmistuksen energiankulutus Luonnonvarojen käyttö Purkamisvaiheen energiankulutus
27.9.2011 5 Energiatehokkuuden parantaminen energialähteestä riippumatta 25 C Normaali talo 20 C 15 C Energiatehokas talo 10 C 5 C
27.9.2011 6 Marssijärjestys energiatehokkaiden talojen toteutukseen Energiamuoto Kulutuksen ohjaus ja näyttö Ilmaisenergioiden hyödyntäminen Sähkönkäytön tehostaminen Lämpöhäviöiden pienentäminen Kioto-pyramidi Energiatehokkaan rakentamisen portaat HALLITAAN KOKONAISUUUDEN SUUNNITTELU Pienennetään energian tarve mahdollisimman pieneksi lämmitys, käyttövesi, sähkö ja viilennys tekniset ja taloudelliset rajoitukset Pientä energiantarvetta vastaava talotekniikka pyritään monitoimijärjestelmiin talotekniikan sähkönkulutuksen hallinta Tarpeenmukainen käyttö ja kulutuksen näyttö Pientä lämmitystarvetta vastaava lämmöntuottoratkaisu lisäksi mahdollinen paikallinen energian tuotanto ja ulosmyynti mahdollistaa nettonolla- ja nettoplusenergiatalot, joiden perustana on passiivienergiatasoinen talo
27.9.2011 7 Energiankulutustasoja Rakentamismääräyskokoelman (RakMk) mukainen talo kyseisenä vuonna voimassa olevien rakentamismääräysten minimivaatimusten mukaan rakennettu talo Matalaenergiatalo tilojen lämmitysenergiankulutus on 50 kwh/brm² vuodessa (Jyväskylä) talon lämpöhäviö on alle 85 % RakMk 2010 mukaisen talon vertailulämpöhäviöstä Passiivienergiatalo tilojen lämmitysenergiankulutus on 25 kwh/brm² vuodessa (Jyväskylä) talon lämpöhäviö on alle 65 % RakMk 2010 mukaisen talon vertailulämpöhäviöstä kokonaisenergiankulutus on enintään 120 kwh/brm² vuodessa Passiivitalo (alkuperäinen saksalainen Passivhaus Instituutin määritelmä) lämmitys- ja jäähdytysenergian tarve 15 kwh/lattia-m² primäärienergian tarve 120 kwh/lattia-m²
27.9.2011 8 Muita energiankulutustasojen kuvauksia Nolla- ja plusenergiatalo nolla- tai plusenergiatalo on passiivitason talo, jossa tuotetaan energiaa yli oman tarpeen niin, että tuotetusta energiasta hyödynnetty määrä vastaa omaa vuotuista energiankulutusta (nolla) tai ylittää sen (plus) VTT:n sertifioima passiivitalo (vaatimukset on muunnettu pohjoisen ilmastoon sopiviksi, Promotion of European Passive Houses) tilojen lämmitys- ja jäähdytysenergian tarve 20-30 kwh/brm² vuodessa primäärienergian tarve 130-140 kwh/brm² vuodessa (D3/2012 muotokertoimet) rakennuksen vaipan ilmanvuotoluku n 50 on enintään 0,6 1/h Lähes nollaenergiatalo (EU:n direktiivi) lähes nollaenergiatalo on myös passiivitasoinen talo, jonka tarkka kansallinen määritelmä vielä puuttuu
27.9.2011 9 Lähes nollaenergiarakennuksen kuvaus direktiivissä Lähes nollaenergiarakennus EUROOPAN PARLAMENTIN JA NEUVOSTON DIREKTIIVI 2010/31/EU, annettu 19 päivänä toukokuuta 2010, rakennusten energiatehokkuudesta (uudelleenlaadittu) lähes nollaenergiarakennuksella tarkoitetaan rakennusta, jolla on erittäin korkea energiatehokkuus, sellaisena kuin se on määritettynä liitteen I mukaisesti. Tarvittava lähes olematon tai erittäin vähäinen energian määrä olisi hyvin laajalti katettava uusiutuvista lähteistä peräisin olevalla energialla, mukaan lukien paikan päällä tai rakennuksen lähellä tuotettava uusiutuvista lähteistä peräisin oleva energia; 31 päivään joulukuuta 2020 mennessä kaikki uudet rakennukset ovat lähes nollaenergiarakennuksia
27.9.2011 10 Tilojen lämmitysenergiankulutus, kwh/brm² vuodessa 140 120 100 80 60 40 20 Energiankulutustasot Ilmanvaihto Vuotoilma Ulko-ovet Ikkunat Alapohja Yläpohja Ulkoseinä 0 Normitalo 2000 Normitalo 2003 Normitalo 2008 Normitalo 2010 Matalaenergiatalo Passiivienergiatalo
27.9.2011 11 Energiankulutus, kwh/brm² vuodessa 350 300 250 200 150 100 50 Energiankulutustasot Lämmityksessä hyödynnetyt lämpökuormat Tilojen lämmityksen nettoenergiankulutus Lämmitysjärjestelmän lämpöhäviöt Käyttövesi Sähkö 0 Normitalo 2000 Normitalo 2003 Normitalo 2008 Normitalo 2010 Matalaenergiatalo Passiivienergiatalo
12 3 8 000 2 7 000 1 6 000 5 000 0 4 000 3 000 2 000 1 000 0 Passiivienergiatalon energiankulutus 27.9.2011 12 Joulukuu Joulukuu RakMk 2008 mukaisen talon energiankulutus Tilojen lämmityksen nettoenergiankulutus Lämmitysjärjestelmän lämpöhäviöt Käyttövesi Sähkö Maaliskuu Huhtikuu Toukokuu Kesäkuu Heinäkuu Elokuu Syyskuu Lokakuu Marraskuu Helmikuu 8 000 7 000 6 000 5 000 4 000 Tilojen lämmityksen nettoenergiankulutus Lämmitysjärjestelmän lämpöhäviöt Käyttövesi Sähkö Maaliskuu Huhtikuu Toukokuu Kesäkuu Heinäkuu Elokuu Syyskuu Lokakuu Marraskuu Passiivienergiatalon energiankulutus Helmikuu Tammikuu Tammikuu Energiankulutus, kwh Energiankulutus, kwh
27.9.2011 13 100 % 90 % Tulevaisuuden talo toimii uusiutuvalla energialla Suhteellinen energiankulutus, % 80 % 70 % 60 % 50 % 40 % 30 % 20 % Uusiutuva Uusiutumaton Energian tarpeen pienentäminen on tehokas keino uusiutuvien energialähteiden osuuden lisäämiseen. Kun energiatarve pienenee murtoosaan nykyisestä, niin se on helpompi kattaa uusiutuvalla energialla. 10 % 0 % Normitalo 2008 Passiivienergiatalo
27.9.2011 14 Energiakriisien jälkeen uskottiin monimutkaiseen talotekniikkaan rakennusten energiansäästössä Vuosi 1978 Vuosi 1982
27.9.2011 15 Suomalainen passiivienergiatalo ja ilmanvaihtolämmitys U=0,06...0,08 Passiivienergiatalo Yhdistämällä tilojen lämmitys ilmanvaihtoon, saadaan yksinkertainen ja tehokkaasti säädettävissä oleva ilmanvaihtolämmitysratkaisu passiivienergiataloon. Ilmanvaihtolämmityksessä tilat lämmitetään tai viilennetään huoneisiin puhallettavalla tuloilmalla. Passiivienergiatalon vaatimuksia: U=0,6...0,8 Ulkovaipan ilmanvuotoluku n 50 on enintään 0,6 1/h. Tiivis yläpohja ja ilmakanavat kulkevat energiatehokkaasti sisäpuolella lävistämättä yläpohjaa. U=0,10...0,12 U=0,10...0,13 Ilmanvaihdon lämmöntalteenoton vuosihyötysuhde vähintään 65 %. Liesikupu on liitetty lämmöntalteenottoon. Ilmanvaihtolämmityksen puhaltimien ominaissähköteho on enintään 1,5 kw/(m³/s), tehostuksessa enintään 2,0 kw/(m³/s) ja viilennyksessä enintään 2,5 kw/(m³/s).
MEPI v. 1993 27.9.2011 16
MEPI v. 1993 27.9.2011 17
ESPI, v. 1995 27.9.2011 18
Marjalan ekotalo Liperi, v. 1996 27.9.2011 19
27.9.2011 20 Matalaenergiaharkkotalo Sarastus, Laukaa, 2003 Sarastus oli harkkoteollisuuden ja VTT:n kehittämän matalaenergiateknologian ensimmäinen rakennuskohde. Kehitystyön tuloksena harkkovalmistajat ovat tuoneet markkinoille matalaenergiaharkkotuotteita.
27.9.2011 21 Energiatehokkaan talon ohjeellisia suunnitteluarvoja Sisäilmaston suoritusarvot Rakentamismääräysten mukainen talo, RakMk 2010 Matalaenergiatalo Passiivienergiatalo Sisäilmaston tavoitetaso RakMk osa D2 S1, S2 ja S3 /1/ S1, S2 ja S3 /1/ Rakennusmateriaalien päästöluokka RakMk osa D2 M1 /1/ M1 /1/ Rakennustöiden puhtausluokka RakMk osa D2 P1 /1/ P1 /1/ Rakennusosien suoritusarvot Lämmönläpäisykertoimet, W/m 2 K - ulkoseinä 0,17 0,13 0,17 0,05 0,13 - yläpohja 0,09 0,09 0,05 0,08 - alapohja maanvastainen ryömintätilaan rajoittuva ulkoilmaan rajoittuva 0,16 0,17 0,09 0,13 0,11 0,09 0,05 0,12 0,05 0,10 0,05 0,09 - ikkunat ja ovien valoaukot 1,0 0,9 0,6 0,8 - ulko-ovet 1,0 0,7 0,4 0,7 Vaipan ilmanvuotoluku n 50, 1/h enintään 2,0 enintään 1,0 enintään 0,6 Lämpöhäviövaatimus RakMk 2010 vertailutasosta 100 % 85 % 65 % /1/ Sisäilmastoluokitus 2008. Helsinki, Sisäilmayhdistys ry. Rakennustieto Oy. 22 s. (LVI-ohjekortti LVI 05-10440, RT-kortti 07-10946)
27.9.2011 22 Energiatehokkaan talon ohjeellisia suunnitteluarvoja Lämmityksen suoritusarvot Rakentamismääräysten mukainen talo, RakMk 2010 Matalaenergiatalo Passiivienergiatalo Huoneiden lämmityksen tehontarve, W/m² 30 40 20 30 enintään 20 Tilojen lämmityksen ja jäähdytyksen energiankulutus, kwh/brm² vuodessa 60 100 40-60 20 30 Lämmin käyttövesi, kwh/brm² vuodessa 25 25 25 Lämmitysjärjestelmän lämpöhäviöenergia, kwh/brm² vuodessa Energiankulutus Lämmitysenergiankulutus, kwh/brm² vuodessa 10 50 10 25 enintään 10 95 175 75 110 50 65 Laitesähköenergia, kwh/brm² vuodessa 50 50 50 Kokonaisenergia, kwh/brm² vuodessa 145 225 125 160 100 115 Ilmanvaihdon suoritusarvot Lämmöntalteenoton vuosihyötysuhde 45 % vähintään 55 % vähintään 65 % Ilmanvaihdon ominaissähköteho, kw/(m 3 /s) enintään 2,5 enintään 2,0 enintään 1,5
27.9.2011 23 Perustusten lämpötekninen toimivuus voi vaikuttaa merkittävästi lämmitysjärjestelmän valintaan Huono ratkaisu, nurkka kylmä Parempi ratkaisu, nurkka lämmin
27.9.2011 24 Energiatehokkaassa talossa ei ole pakkasillakaan kylmiä pintoja - ikkunan alla ei tarvita lämmityspatteria kylmäsiltoja peittämässä A1 ka: 17,9 C A2 ka: 17,9 C 22,9 C 22 20 P1: 18,4 C 18 16 P2: 19,5 C 14 12,9 C
27.9.2011 25 RakMk 2008: talossa on lämmitystarvetta 70 %:n ajan vuodesta -20 60-10 Ulkoilman lämpötila, C -5 0 +5 +10 +15 +20 Lämmitysteho, W/brm² 50 40 30 20 10 RakMk 2008 mukaisen talon lämmitystarve RakMk 2008 mukaisen talon lisäviilennystarve Lämpökuorma Viilennys ulkoilmalla 25 0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Aika vuodesta, %
27.9.2011 26 Passiivienergiatalossa on lämmitystarvetta 5 %:n ajan vuodesta, suuren osan aikaa viilennetään ulkoilmalla -20 60-10 Ulkoilman lämpötila, C -5 0 +5 +10 +15 +20 Lämmitysteho, W/brm² 50 40 30 20 10 Passiivienergiatalon lämmitystarve Lämpökuorma Passiivienergiatalon lisäviilennystarve Viilennys ulkoilmalla 26 0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Aika vuodesta, %
27.9.2011 27 Lattialämmityksen toimintalämpötilat muuttuvat Ulkoilman lämpötila, C Lämpötila, C -20 30 25 20-10 -5 0 +5 +10 +15 +20 Lattian pintalämpötilat Huonelämpötila Normitalo 2000 Normitalo 2008 Matalaenergiatalo Passiivienergiatalo Huonelämpötila Passiivienergiatalon lattialämmityksessä lattian pintalämpötila on talvella noin 0,5 C huoneilmaa lämpimämpi, kovillakin pakkasilla vain 1,5 C. 15 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Aika vuodesta, %
27.9.2011 28 Energiatehokkaan teknologian avulla lämmitys- ja viilennystarpeet saadaan niin pieniksi, että passiivienergiatalo voidaan taloudellisesti lämmittää ja viilentää ilmanvaihtolämmityksellä 10 000 50 9 000 RakMk 2008 8 000 RakMk 2010 40 Lämmitysteho, W 7 000 6 000 5 000 4 000 3 000 Matalaenergiatalo Passiivienergiatalo Lämmitystehoa vastaava ilmanvaihto 0,5 1/h 30 20 Lämmitysteho, W/m² 2 000 10 1 000 0 Keskimääräinen lämpökuorma talvella -40-30 -20-10 0 10 20 Ulkoilman lämpötila, C 0
27.9.2011 29 Energiatehokkaan pientalon ilmanvaihtolämmityksen mitattu toiminta talvella 35 30 25 20 Lämpötila, C 15 10 5 Tuloilman lämpötila Huonelämpötila Auringon säteilyteho, 100 W/m² Ulkoilman lämpötila 0-5 -10-15 24.3. 0h 25.3. 0h 26.3. 0h 27.3. 0h 28.3. 0h 29.3. 0h 30.3. 0h 31.3. 0h Aika, pv.kk. klo
27.9.2011 30 Ilmanvaihto energiatehokkaassa talossa Koneellinen tulo- ja poistoilmanvaihtojärjestelmä Tehokas lämmöntalteenotto Pieni puhallinsähkön kulutus Ilmanvaihdon päätelaitteet Tuloilma puhtaisiin tiloihin Poistoilma likaisista tiloista Päätelaitteiden sijoittelu Mahdolliset virtausesteet Päätelaitteiden tyyppi Ääni, sekoittavuus, heittopituus, paine-ero Ilmakanavistot
27.9.2011 31 Keittiön ilmanvaihto Keittiön käryjen poisto liesikuvulla Design Käryjen poiston tehokkuus huuvatilan puuttuminen ilmavirta kasvaa
27.9.2011 32 Ulkoa tulevan lämpökuorman aiheuttaman viilennystarpeen minimointi Passiivienergiatalon viilennystarve on minimoitu rakenteellisin keinoin tavanomaista parempi rakennuksen ulkovaipan lämmöneristys ja ilmanpitävyys estetään rakenteisiin varastoituvan lämmön tulo sisälle Suoran auringonpaisteen sisääntuloa ikkunoista on rajoitettu ikkunoiden kohtuullisella koolla auringonsuojalaseilla sekä rakenteellisella auringonsuojauksella ensisijaisia keinoja ovat reilunkokoiset räystäät ikkunaa varjostavat parvekkeet usein tarvitaan myös ulkopuolisia sälerakenteita, lippoja, markiiseja ja sälekaihtimia
27.9.2011 33 Energiatehokkaan rakennuksen auringonsuojaus ja viilennys Wienerberger passiivienergiatiilitalo 40 Ilman aurinkosuojausta ja lämmöntalteenoton ohitusta Otetaan käyttöön lämmöntalteenoton ohitus Kuukauden keskimääräinen sisälämpötila, C 35 30 25 Lisäksi käytetään auringonsuojalaseja Lisäksi sälekaihtimet 20 Tammikuu Helmikuu Maaliskuu Huhtikuu Toukokuu Kesäkuu Heinäkuu Elokuu Syyskuu Lokakuu Marraskuu Joulukuu Kuukausi
27.9.2011 34 Myös kesällä tarvitaan hyvää lämmöneristystä, jotta viilennystarve voidaan hallita 50 45 40 Ulkoilman lämpötila eteläseinällä Ulkoilman lämpötila varjossa Operatiivinen sisälämpötila Lämpötila, C 35 30 25 20 15 0 6 12 18 24 Kellonaika, tuntia
27.9.2011 35 Ulkoilma Ulkoilman maalämpöpatteri, GC-ValloFlex GEO Maalämpöpatterin kytkentäesimerkki. Kesällä maa viilentää ja talvella lämmittää ulkoilmapatterin maaputkistossa kiertävää lämmönsiirtonestettä. Ulkoilmapatteri siirtää maan viileyden tai lämmön ilmanvaihtolämmityksen tuloilmaan. GC-ValloFlex GEO Maalämpöpatteri Esilämmitetty tai viilennetty ulkoilma Pumppuryhmä Maaputkisto Lähde: Heinemann GmbH ja Vallox Oy
27.9.2011 36 Ulkoilmakanava maalämmönsiirtimenä, Rehau Awadukt Kesällä maa viilentää sisään otettavaa lämmintä ulkoilmaa Talvella maa lämmittää sisään otettavaa kylmää ulkoilmaa Lähde: Rehau
27.9.2011 37 Termisen massan hyödyntäminen lämpövarastona ja lämpötilan hallinnassa Passiivinen hyödyntäminen lämpöä varaava rakenne toimii itsenäisesti lämmitys- ja jäähdytysjärjestelmä eivät ota huomioon massan vaikutusta Aktiivinen hyödyntäminen ilman rakenteisiin integroitua talotekniikkaa säätöjärjestelmä ottaa massan vaikutuksen huomioon esim. liukuvat asetusarvot rakenteisiin on integroitu talotekniikkaa rakenteiden sisällä on lämmitys/jäähdytysputkisto rakenteen lämpötilaa ja lämmönluovutusta/varastointia ohjataan aktiivisesti
27.9.2011 38 Esimerkki rakennusrungon termisen massan aktiivisesta hyödyntämisestä talotekniikalla (Concretcool-system, Kiefer)
27.9.2011 39 Tulisijalämmitys energiatehokkaassa talossa Lämmitysteho, kw 3 2,5 2 1,5 1 0,5 0 0 10 20 30 40 Aika, h 380 kg 1125 kg 2050 kg Massiivinen varaava tulisija luovuttaa matalaenergiataloon lämpöä tasaisesti usean päivän ajan yhdellä poltolla Kevyt tulisija voi antaa matalaenergiataloon liian suuren hetkellisen lämpötehon, joka nostaa sisälämpötilan tarpeettoman korkeaksi ja lämpö on tuuletettava ulos
27.9.2011 40 Tulisijan ja ilmanvaihdon yhteistoiminta energiatehokkaassa talossa Talon sisälle suuren alipaineen aiheuttavien ilmanvaihtolaitteiden kuten liesituulettimien tai huippuimureiden käyttö on merkittävä syy tulisijojen savupiipun huonoon vetoon ja suureen lämpöhukkaan Ilmanvaihdon vaikutus tulisijan vetoon ilmanpitävässä talossa, n 50 = 1 h -1 Tulisijan ja huoneilman välinen paine-ero, Pa 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0-10 -20 Tulisija ei vedä Tulisija vetää Liesituuletin Koneellinen poistoilmanvaihto Koneellinen tulo- ja poistoilmanvaihto liesikuvulla -40-30 -20-10 0 10 20 Ulkoilman lämpötila, C
27.9.2011 41 Palamisilma tulipesään ilmanvaihdosta riippumattomasti Tulisijan ja ilmanvaihdon moitteettoman yhteistoiminnan varmistamiseksi palamisilma tulisi johtaa tulisijaan ulkoa pienipainehäviöisellä ja lämpöeristetyllä ilmakanavalla suuluukkuun ja siitä tulipesään
27.9.2011 42 Käyttöveden lämmityksen perusratkaisu Varaus aurinkolämpövaraajan liittämiseksi
Esimerkki matalaenergiapientaloon jälkeenpäin asennetusta aurinkolämmitysjärjestelmästä, Kauklahti, Espoo 27.9.2011 43
27.9.2011 44 Käyttövesivaraajan lämpöhäviövaatimus 250 Varaajan veden keskilämpötila 70 C, ympäröivä tila 21 C 2 000 Lämpöhäviöteho, W 200 150 100 50 D1/2007 Passiivienergiataso 1 600 1 200 800 400 Lämpöhäviöenergia, kwh vuodessa 0 0 100 200 300 400 500 Varaajatilavuus, dm³ 0
27.9.2011 45 Esimerkkejä lämmöneristetyistä putkistovarusteista, joiden avulla putkistojen lämpöhäviöt minimoidaan ja kondenssiongelmat vältetään Easytop-vinoistukkaventtiili, sulkuventtiili, lämmöneristyskuoret ja eristetyt putket. Lähde: Viega Wilo-Stratos ECO lämmöneristetty kiertovesipumppu. Lähde: WILO Lämmöneristetty kannatin. Lähde: KAIMANN
27.9.2011 46 Käyttöveden esilämmitys jätevedestä otetulla lämmöllä Lämpimän käyttöveden varaaja Jäteveden lämmöntalteenoton lämmönsiirrin RECOH-VERT Kylmävesiliitäntä Viemäriliitäntä Recoh-vertin poikkileikkaus Ilmaväli Ulkoputki Väliputki Sisäputki Kylmä vesi Suihkun jätevesi Ilmatila Jätevesivirran pyörteittäjä Kylmävesi- Lämmenliitäntneen veden liitäntä Esimerkki lämmöntalteenottamisesta viemäriin menevästä suihkuvedestä. Kylmä käyttövesi esilämpenee lähes 20 C viemäriin virtaavan lämpimän suihkuveden avulla. Kylmän veden lämpötilahyötysuhde on valmistajan mukaan yli 60 % Lähde: Hei-Tech b.v.
27.9.2011 47 Asunnon ilmanvaihtokoneen energiatehokkuuden luokitus tuotesertifikaatissa Tuotesertifikaatilla voidaan osoittaa energiatehokkuus ja määräystenmukaisuus Energiatehokkuuden laskenta perustuu ilmanvaihtokoneen mitattuihin suoritusarvoihin Luokitus 9 luokkaan (A - I) Lämpö ja sähkö luokitetaan erikseen Lämmöntalteenoton vuosihyötysuhde, A-luokassa yli 70 % Ilmanvaihtokoneen ominaissähköteho, A-luokassa alle 1,0 kw/(m³/s)
27.9.2011 48 Ulkoilmalämpöpumpun toiminta kylmissä oloissa -esimerkkinä laatupumppu (säästö 10 30 %) Laskelmissa käytetyt ulkoilmalämpöpumpun (UILP) suoritusarvot 4.5 4.0 3.5 UILP:n lämpöteho, kw Lämpökerroin UILP:n sähköteho, kw Teho, kw ja lämpökerroin 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0 0.5 0.0-30 -25-20 -15-10 -5 0 5 10 15 20 Ulkoilman lämpötila, C
27.9.2011 49 Passiivitalon kompaktin talotekniikkayksikön periaate Lähde: Passivhaus Institut
27.9.2011 50 Esimerkki passiivitalon kompaktista talotekniikkayksiköstä Poistoilmasta lämpöä otetaan talteen vastavirtalevylämmönsiirtimellä, jolla lämmitetään tuloilmaa. Jäteilmasta otetaan lämpöä talteen lämpöpumpulla tuloilman ja lämpimän käyttöveden varaajan lämmittämiseen. Varaajassa on valmiina sähkölämmitysvastus ja lämmönsiirrin aurinkolämmön liittämistä varten. Lähde: Genvex 1. Jäteilma 2. Tuloilma 3. Sähkökytkennät 4. Kondenssiveden poisto 5. Kompressori 6. 185 l varaaja 7. 3/4 anodi 8. 1 kw sähkövastus 9. Lauhduttimen lämmönsiirrin 10. Pressostaatti 11. Kylmävesiliitäntä 12. Lämpimän veden liitäntä 13. Aurinkolämmön tuloliitäntä 14. Aurinkolämmön lähtöliitäntä 15. Lämminvesikierron liitäntä 16. Ulkoilma 17. Poistoilma 18. Poistoilmansuodatin 19. Ulkoilmansuodatin 20. Tuloilmapuhallin 21. Poistoilmapuhallin 22. Ilmanvaihdon lämmöntalteenoton vastavirtalevylämmönsiirrin 23. Höyrystin 24. Lauhdutin tuloilmassa HUOM. Keski-Euroopan ilmastoon suunnitellun talotekniikkayksikön toimivuudesta kylmässä ilmastossa ei varmuutta. Myöskään varmennettua lämmöntalteenoton vuosihyötysuhdetta ei ole esitetty.
27.9.2011 51 Lämmitys ja viilennys energiatehokkaassa talossa Lämmitys ja viilennys osana ilmanvaihtoa Lämmityspatterit puuttuvat ikkunoiden alta Mukavuuslattialämmitys Lattian pintamateriaali ratkaisee puu, korkki, muovimatto laminaatti kivilaatta, tiililaatta, betoni Synnyttää lämpökuormaa Matalalämpötilainen lattialämmitys tai viilennys Matalalämpötilainen kattoviilennys Massiivisten rakenteiden lämmönvarauskyvyn hyödyntäminen Yksittäisiä lämmityspattereita huippupakkasia varten Voidaan sijoittaa vapaasti, myös design on vapaa
27.9.2011 52 Talotekniikan reitityssuunnittelu on osa kokonaisuuden suunnittelua Arkkitehti suunnittelee jo esisuunnitteluvaiheessa talotekniikan kannalta edullisen huonejärjestyksen sekä talotekniikan tarvitsemat tilat ja reititykset talotekniikan huolto- ja korjaustoimenpiteet sekä uusiminen voidaan tehdä helposti ja kustannustehokkaasti talotekniikan reitit tulevat mahdollisimman lyhyiksi näin minimoidaan talotekniikkajärjestelmien lämpöhäviöt ja niiden aiheuttamat jäähdytystarvetta aiheuttavat lämpökuormat Yleensä ilmanvaihtolämmityskone sijoitetaan ulkoseinää vasten ja ulko- ja jäteilma kanavoidaan suoraan seinän läpi ulos. Tulo- ja poistoilmakanavat sijoitetaan kulkemaan lämpimissä tiloissa, ei koskaan kylmällä ullakolla
27.9.2011 53 Energiatehokkaan talon rakentamisen yksinkertaiset ja kustannustehokkaat keinot talon ulkovaipan lämpöhäviön pienentäminen (ulkoseinät, katto, lattia, ikkunat ja ovet) ilmanvaihdon hallinta ja tehokas poistoilman lämmön talteenotto (terveellinen sisäilma) lämmityksen ja ilmanvaihdon tarpeenmukainen käyttö ja ohjaus sisäisten ja ulkoisten lämpökuormien (ilmaisenergioiden) tehokas hyödyntäminen lämmityksessä ja torjunta viilennyksessä termisen massan, ulkoilman ja maan kylmyyden hyödyntäminen viilennyksessä rakennusautomaation tehokas hyödyntäminen vedenkulutuksen hallinta energiatehokkaat sähkölaitteet huolellinen rakentaminen (talon ulkovaipasta tulee tuulenpitävä ja kylmäsillaton) kaiken tekniikan yksinkertaistaminen, talon osien vähentäminen ja toistuvien ratkaisujen käyttäminen talotekniikan toiminnallinen hajauttaminen, sillä varmistetaan toimintaedellytykset muuttuvissa olosuhteissa yhteistyö entistäkin tärkeämpää rakennuttajien, suunnittelijoiden ja hankkeen muiden osapuolien välillä jo suunnittelun alkuvaiheessa energiatehokkuusratkaisut tehdään silloin varaudutaan muun muassa talotekniikan uusimiseen entistä energiatehokkaammaksi tulevaisuudessa
27.9.2011 54 Energiatehokkaan talon talotekniikan kehitystarpeita Yksinkertaisten yhdistettyjen lämmitys- ja ilmanvaihtojärjestelmien kehittäminen Talotekniikan reititysjärjestelmien kehittäminen Muuttuvailmavirtaisen ilmanvaihdon päätelaitteiden kehittäminen Ilmanvaihdon ja muun talotekniikan laitteiden lämpöhäviöiden vähentäminen ja näiden lämmöneristystuotteiden kehittäminen LTO:n huurtumisen ja jäätymisen hallinnan kehittäminen Energiatehokkaat liesikuvut, joilla on hyvä kärynsieppauskyky Ilmanvaihtojärjestelmän ominaissähkötehon pienentäminen Pienitehoisten lämmitys- ja viilennysjärjestelmien ja lämmönluovuttimien kehittäminen Yksinkertaisten säätöjärjestelmien kehittäminen
Palveluja huomisen menestykseen 27.9.2011 55