LÄMMÖNERISTYS- JA ENERGIATEHOKKUUSMÄÄRÄYSTEN MUUTOKSET 2012 14.10.2014 Prof. Juha Vinha TTY, Rakennustekniikan laitos Matalaenergia- ja passiivitalojen rakenteiden haasteet, VASEK, Vaasa 14.10.2014
LÄMMÖNERISTYS- JA ENERGIA- TEHOKKUUSMÄÄRÄYSTEN MUUTOKSET 1.7.2012 Nykyiset rakentamismääräyskokoelman osat D2, D3, D5, ja C4 astuivat voimaan 1.7. 2012. Lopullinen RakMK C4 on vielä julkaisematta. RakMK C3:n (lämmöneristysmääräykset) käyttö päättyi toistaiseksi. Sen sisältö on tarvittavilta osilta siirretty uuteen RakMK D3:een. Pelkkien lämpöhäviöiden tarkastelusta (vaipan lämmöneristys, lämmöntalteenotto ja vuotoilmanvaihto) siirryttiin kokonaisenergiatarkasteluun. Kokonaisenergiatarkasteluun siirtyminen lisää energiankulutukseen liittyviä valinnan mahdollisuuksia rakentamisessa. Kokonaisenergiatarkastelussa ei oteta huomioon rakennuksen erilaisen käytön vaikutusta energiankulutukseen, vaan laskenta tapahtuu ns. standardikäyttöoletuksilla. Määräysten rakenne muuttui yleiseurooppalaiseksi ja mahdollistaa rakennuksen energiankulutuksen tarkastelun pääosin EU-direktiivin edellyttämällä tavalla. Nykyisten määräyksien on laskettu alentavan rakennusten energiankulutusta keskimäärin 20 % aikaisempaan tasoon verrattuna. Matalaenergia- ja passiivitalojen rakenteiden haasteet, VASEK, Vaasa 14.10.2014 Juha Vinha 2
KOKONAISENERGIATARKASTELU Kokonaisenergiatarkastelu edellyttää rakennuksen kokonaisenergiankulutuksen laskentaa. Kokonaisenergiatarkastelussa otetaan huomioon myös rakennuksessa käytettyjen energiamuotojen aiheuttamat primäärienergiankulutukset ns. energiamuotokertoimien avulla. Rakennuksen laskennallinen kokonaisenergiankulutus (E-luku, kwh/m 2 ) saadaan kertomalla eri energiamuotojen ostoenergiankulutukset vastaavilla energiamuotokertoimilla ja laskemalla ne sen jälkeen yhteen. Uudet määräykset koskevat myös vapaa-ajanasuntoja, joihin on suunniteltu kokovuotiseen käyttöön tarkoitettu lämmitysjärjestelmä. Uudet määräykset eivät koske: alle 50 m 2 rakennuksia kesäasuttavia mökkejä maatalousrakennuksia, jotka käyttävät vähän energiaa Matalaenergia- ja passiivitalojen rakenteiden haasteet, VASEK, Vaasa 14.10.2014 Juha Vinha 3
LÄMPÖHÄVIÖTARKASTELU JA RAKENNUSOSIEN U-ARVOT MUUTOKSET 2010 2012 Lämpöhäviötarkastelu säilyi edelleen osana rakennuksen määräystenmukaisuuden osoittamista. Vaipan lämmöneristyksen, LTO:n ja vuotoilmanvaihdon välistä kompensoinnin määrää ei enää rajoiteta. Rakennusosien U-arvojen vertailuarvot säilyivät samoina kuin v. 2010 voimaan tulleissa määräyksissä. Nykyiset määräykset eivät edellytä vaipan lämmöneristyksen lisäämistä, jos rakennuksen kokonaisenergiankulutus saadaan alle vaaditun arvon muilla keinoin. Rakennusosien U-arvojen laskentamenetelmät muuttuivat vastaamaan eurooppalaisia laskentamenetelmiä. Uudet laskentamenetelmät edellyttävät eurooppalaisten lämmönjohtavuuden suunnitteluarvojen käyttöä laskennassa. Kansallisten laskentamenetelmien ja lämmönjohtavuuden suunnitteluarvojen käyttö loppui nykyisten määräysten tulleessa voimaan. Matalaenergia- ja passiivitalojen rakenteiden haasteet, VASEK, Vaasa 14.10.2014 Juha Vinha 4
LASKENTATARKASTELUJEN MUUTOKSET Rakennuksen määräystenmukaisuuden osoittaminen edellyttää jatkossa oleellisesti enemmän laskentatarkasteluja: Rakennusosien U-arvojen laskenta muuttui tarkemmaksi ja monimutkaisemmaksi. Rakennuksen energiankulutuksen laskenta muuttui pakolliseksi myös määräystenmukaisuuden osoittamisessa. (Energiankulutuksen laskentaa on tosin edellytetty jo aiemmin alle 6- huoneiston muodostamissa rakennuksissa energiatodistuksen määrittämisen yhteydessä.) Pientaloja lukuun ottamatta rakennuksen jäähdytystarvetarkastelut on tehtävä laskentaohjelmalla, joka ottaa huomioon ulko- ja sisäilman olosuhteiden vuorokautiset vaihtelut. Myös rakennuksen kokonaisenergiankulutus voidaan laskea tarkemmin tällaisella laskentaohjelmalla. Koulutuksen tarve kasvoi. Rakennusvalvonnalle syntyi uusia haasteita rakennusten energiankulutuksen määräystenmukaisuuden varmistamisesta. Matalaenergia- ja passiivitalojen rakenteiden haasteet, VASEK, Vaasa 14.10.2014 Juha Vinha 5
VAIPAN ILMANPITÄVYYS MUUTOKSET 2010 2012 Rakennuksen ilmavuotoluvun yksikkö muuttui n 50 (1/h) q 50 (m 3 /(h m 2 )). Uusi yksikkö kuvaa rakennuksen ilmanpitävyyttä vaipan pinta-alaa kohden. Aiempi n 50 -luku kuvasi ilmanpitävyyttä rakennuksen tilavuutta kohden. Uusi ilmavuotoluku on vertailukelpoinen eri kokoisissa rakennuksissa. Aiempi n 50 -luku pieneni rakennuksen ilmatilavuuden suurentuessa, vaikka vaipan ilmanpitävyys ei paranekaan. Rakennuksen ilmanpitävyyden tulee olla 4,0 m 3 /(h m 2 ). Toisaalta tätä arvoa voi käyttää laskennassa, jos erillistä mittausta ei tehdä. Ilmavuotoluvun vertailuarvo lämpöhäviölaskelmissa on 2,0 m 3 /(h m 2 ). Jos rakennuksen ilmavuotoluku ei täytä tätä arvoa, on erotuksen aiheuttama lisälämpöhäviö kompensoitava joko paremmalla LTO:lla tai vaipan lämmöneristystä parantamalla. Teolliset talovalmistajat voivat joka kohteen mittauksen sijaan käyttää laadunvarmistusmenettelyyn pohjautuvaa ilmoitetun ilmavuotoluvun arvoa. Matalaenergia- ja passiivitalojen rakenteiden haasteet, VASEK, Vaasa 14.10.2014 Juha Vinha 6
RAKENNUKSEN ULKOVAIPAN LÄMMÖNERISTYSMÄÄRÄYSTEN MUUTOKSET 2003 2007 2010 2012 Rakennusosa U-arvojen vertailuarvot (W/(m 2 K)) Lämmin tai jäähdytetty tila rajoittuu ulkoilmaan tai maahan v. 2003 v. 2007 v. 2010 ja 2012 Puolilämmin tila (17 5 C) rajoittuu ulkoilmaan tai maahan v. 2003 v. 2007 v. 2010 ja 2012 Ulkoseinä 0,25 0,24 0,17 0,40 0,38 0,26 Hirsiseinä 0,25 0,24 0,40 0,40 0,38 0,60 Yläpohja ja ulkoilmaan rajoittuva alapohja Ryömintätilainen alapohja Maanvastaiset seinä- ja alapohjarakenteet 0,16 0,15 0,09 0,30 0,28 0,14 0,20 0,19 0,17 0,30 0,28 0,26 0,25 0,24 0,16 0,36 0,34 0,24 Ikkuna ja ovi 1,4 1,4 1,0 1,8 1,8 1,4 Kattoikkuna 1,5 1,5 1,0 1,8 1,8 1,4 Matalaenergia- ja passiivitalojen rakenteiden haasteet, VASEK, Vaasa 14.10.2014 Juha Vinha 7
RAKENNUSOSIEN LÄMMÖNERISTYSMÄÄRÄYSTEN MUUTOKSET 2003 2007 2010 2012 Rakennusosa U-arvojen vertailuarvot (W/(m 2 K)) Lämmin tila rajoittuu puolilämpimään tilaan v. 2003 v. 2007 v. 2010 ja 2012 Lämmin tai puolilämmin tila rajoittuu jäähdytettyyn tilaan v. 2003 (* v. 2007 v. 2010 ja 2012 Väliseinä 0,45 0,60 0,60 0,25 0,38 0,27 Välipohja 0,45 0,60 0,60-0,38 0,27 Ikkuna 2,8 2,8 2,8 1,4 - - Ovi 2,8 2,8 2,8 1,4 1,8 1,4 *) V. 2003 U-arvot koskivat vain lämpimän tilan rajoittumista jäähdytettyyn tilaan. Matalaenergia- ja passiivitalojen rakenteiden haasteet, VASEK, Vaasa 14.10.2014 Juha Vinha 8
LÄMMÖNERISTEPAKSUUKSIEN MUUTOKSET ULKOSEINISSÄ 2007 2010/ 2012 800 700 600 500 400 300 200 100 675 475 475 280 250 225 175 160 RakMK C3 2010 RakMK C3 2007 160 110 40 30 0 Kevytbetoniseinä Hirsiseinä Mineraalivillat ja puukuitueriste Polystyreeni: EPS ja XPS Polyuretaani Tyhjiöeristeet Lämmöneristeen paksuus (mm) Matalaenergia- ja passiivitalojen rakenteiden haasteet, VASEK, Vaasa 14.10.2014 Juha Vinha 9
LÄMMÖNERISTEPAKSUUKSIEN MUUTOKSET YLÄPOHJASSA 2007 2010/ 2012 1200 1000 800 600 400 200 1050 625 450 300 400 250 RakMK C3 2010 RakMK C3 2007 250 150 75 50 0 Kevytsora ja kevytbetonimurske Mineraalivillat ja puukuitueriste Polystyreeni: EPS ja XPS Polyuretaani Tyhjiöeristeet Lämmöneristeen paksuus (mm) Matalaenergia- ja passiivitalojen rakenteiden haasteet, VASEK, Vaasa 14.10.2014 Juha Vinha 10
LÄMMÖNERISTEPAKSUUKSIEN MUUTOKSET RYÖMINTÄTILAISESSA ALAPOHJASSA 2007 2010/ 2012 Lämmöneristeen paksuus (mm) 250 200 150 100 50 225 200 200 180 130 RakMK C3 2010 RakMK C3 2007 115 40 35 0 Mineraalivillat ja puukuitueriste Polystyreeni: EPS ja XPS Polyuretaani Tyhjiöeristeet Ryömintätilaisessa alapohjassa myös maapohjan on suositeltavaa olla lämpöeristetty! Matalaenergia- ja passiivitalojen rakenteiden haasteet, VASEK, Vaasa 14.10.2014 Juha Vinha 11
LÄMMÖNERISTEPAKSUUKSIEN MUUTOKSET MAANVASTAISESSA ALAPOHJASSA 2007 2010/ 2012 Lämmöneristeen paksuus (mm) 800 700 600 500 400 300 200 100 0 675 500 Eristepaksuus reunalla 425 200 250 150 RakMK C3 2007 RakMK C3 2010 125 125 75 75 100 50 Kevytsora ja kevytbetonimurske Kevytsora ja kevytbetonimurske Polystyreeni: EPS ja XPS Polystyreeni: EPS ja XPS Polyuretaani Polyuretaani Maanvastaisen alapohjan lämmöneristyksen lisääminen edellyttää myös routaeristyksen lisäämistä! Matalaenergia- ja passiivitalojen rakenteiden haasteet, VASEK, Vaasa 14.10.2014 Juha Vinha 12
LÄMMÖNERISTEPAKSUUDEN RIIPPUVUUS RAKENTEEN U-ARVOSTA 0,5 l = 0,050 W/(mK) 0,4 0,040 W/(mK) 0,030 W/(mK) U-ARVO, W/(m 2 K) 0,3 0,2 0,1 0,020 W/(mK) RakMK C3 D3 vaatimukset: 2012 vertailuarvot: Ulkoseinä ja ryömintätilainen alapohja (0,17 W/(m (W/mK)) 2 Maata vastaan oleva rakennusosa (0,16 (W/mK)) W/(m 2 Yläpohja (0,09 W/(mK)) 2 0 0 100 200 300 400 500 ERISTYSPAKSUUS, mm Matalaenergia- ja passiivitalojen rakenteiden haasteet, VASEK, Vaasa 14.10.2014 Juha Vinha 13
RakMK D3 2012, KOMPENSAATIOESIMERKKI: Hirsirakenteinen 1-kerroksinen pientalo n. 160 m 2 Vertailuarvojen mukaisessa ratkaisussa rakennuksen lämpöhäviöt ovat yhteensä 160 W/K. Vaikutus rakennuksen lämpöhäviöihin Hirsiseinän paksuutta pienennetään 280 mm:stä 180 mm:iin +22 W/K Kompensointivaihtoehto 1: LTO:n vuosihyötysuhdetta parannetaan 45 % 60 % Vaipan ilmavuotolukua pienennetään 2,0 1/h 1,0 1/h Ikkunoiden U-arvoa parannetaan 1,0 W/(m 2 K) 0,85 W/(m 2 K) Maanvastaisen alapohjan EPS-lämmöneristystä lisätään 50 mm Yläpohjan puhallusvillaeristystä lisätään 100 mm Kompensointivaihtoehto 2: Hirsiseiniä lisäeristetään mineraalivillalla ulkopuolelta 50 mm + lisätään tuulensuoja ja ulkoverhous -10 W/K -5 W/K -3 W/K -4 W/K -2 W/K -24 W/K -31 W/K Matalaenergia- ja passiivitalojen rakenteiden haasteet, VASEK, Vaasa 14.10.2014 Juha Vinha 14
KOKONAISENERGIATARKASTELU Lähde: ympäristöministeriö Matalaenergia- ja passiivitalojen rakenteiden haasteet, VASEK, Vaasa 14.10.2014 Juha Vinha 15
ENERGIAMUODON KERTOIMET Julkaisu: Keto, M. Energiamuotojen kerroin. 2010. 104 s. Lähde: ympäristöministeriö Matalaenergia- ja passiivitalojen rakenteiden haasteet, VASEK, Vaasa 14.10.2014 Juha Vinha 16
E-LUVUN LASKENTAESIMERKKI Kaukolämpötalo Lähde: ympäristöministeriö Matalaenergia- ja passiivitalojen rakenteiden haasteet, VASEK, Vaasa 14.10.2014 Juha Vinha 17
LÄMMITYSTAVAN KOKONAISENERGIATARKASTELU Rakennuksen kokonaisenergiankulutusta ei voi verrata suoraan energiamuotokertoimia vertailemalla. Lähde: ympäristöministeriö Matalaenergia- ja passiivitalojen rakenteiden haasteet, VASEK, Vaasa 14.10.2014 Juha Vinha 18
OSTOENERGIAN (JÄRJESTELMIEN) ENERGIANKULUTUKSEN TASERAJA Lähde: ympäristöministeriö E-luku lasketaan ostoenergian perusteella. Rakennuksen kokonaisenergiankulutus on suurempi kuin ostoenergia. Matalaenergia- ja passiivitalojen rakenteiden haasteet, VASEK, Vaasa 14.10.2014 Juha Vinha 19
E-LUVUN SALLITUT YLÄRAJA-ARVOT Lähde: ympäristöministeriö Matalaenergia- ja passiivitalojen rakenteiden haasteet, VASEK, Vaasa 14.10.2014 Juha Vinha 20
SALLITUN E-LUVUN YLÄRAJA PIENTALOSSA Lähde: ympäristöministeriö Matalaenergia- ja passiivitalojen rakenteiden haasteet, VASEK, Vaasa 14.10.2014 Juha Vinha 21