ENERGIATEHOKAAN TALON LÄMMITYSRATKAISUT PEP Promotion of European Passive Houses Intelligent Energy Europe seminaari 23.11.

ENERGIATEHOKAAN TALON LÄMMITYSRATKAISUT PEP Promotion of European Passive Houses Intelligent Energy Europe seminaari 23.11.26 Espoo Mikko Saari, VTT 24.11.26 1

Energiatehokas kerrostalo kuluttaa 7 % vähemmän tilojen lämmitysenergiaa kuin tavanomainen kerrostalo Mera Tilojen lämmitysenergiankulutus, kwh/krs m² 14 12 1 8 6 4 2 Normitalo 2, laskettu Normitalo 25, laskettu Normitalo 25, mitattu MERAtalo 1, laskettu MERA asunto A19, mitattu MERAtalo 2, laskettu Taloratkaisu 24.11.26 2

Energiatehokkaan talon lämmitysenergian säästökohteet Normikerrostalo 25:n lämmitys 1 % MERA kerrostalon lämmitys 31 % Alapohja 1 % Ulkoseinät 16 % Yläpohja 4 % Yläpohja 1 % Ilmanvaihto 16 % Ilmavuodot 2 % Ikkunat 6 % Ikkunat 2 % Ilmanvaihto 48 % Ulkoseinät 6 % Ilmavuodot 11 % Säästö 69 % Alapohja % 24.11.26 3

Energiatehokkaassa talossa ei ole pakkasillakaan kylmiä pintoja A2 ka: 17,9 C 22,9 C A1 ka: 17,9 C 22 2 P1: 18,4 C 18 16 P2: 19,5 C 14 12,9 C 24.11.26 4

Ilmaiset lämpökuormat hyödynnetään tehokkaasti > lämmityskausi lyhenee, jopa vain 3 kuukauteen Lämpöenergia, kwh/krs m² 35 3 25 2 15 1 5 1 5 Ostettava lämpöenergia Hyödynnetyt lämpökuormat Normitalo 2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 11 12 Matalaenergiatalo 25 % 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 11 12 Kuukausi 24.11.26 5

Energiatehokas talo lämpenee lähes kokonaan lämpökuormilla 25 Matalaenergiatalon lämmityksessä hyödynnettävien lämpökuormien osuus voi olla jopa 8 % lämmöntarpeesta Hyödyntämättömät lämpökuormat Lämpöenergia, kwh vuodessa 2 15 1 5 Hyödynnetyt lämpökuormat Ostettu lämmitysenergia Sisääntuleva energia Lämmön tarve Sisääntuleva energia Lämmön tarve Normitalo Matalaenergiatalo 24.11.26 6

Energiakriisien jälkeen uskottiin monimutkaiseen tekniikkaan rakennusten energiansäästössä Vuosi 1978 Vuosi 1982 24.11.26 7

Energiatehokkaan talon suunnittelun ja toteutuksen periaatteet Viihtyisä, terveellinen ja turvallinen sisäilmasto ja halutut toiminnot vaaditut ominaisuudet täyttävillä ja toimivilla ratkaisuilla mahdollisimman yksinkertaisilla ratkaisuilla energiankulutus ja kustannusvaatimukset täyttävillä ratkaisuilla Energiatavoitteet tilojen lämmitysenergiankulutus on vähintään 5 % pienempi kuin vastaavan normien mukaan rakennetun rakennuksen kulutus myös talotekniikan ja muiden sähkölaitteiden energiatehokkuutta parannetaan Rakennus suunnitellaan kokonaisuutena rakenne ja talotekniikka suunnitellaan yhdessä ei osaoptimointia tai härveliteknologiaa

Yksinkertainen energiatehokas talo Yhdistämällä tilojen lämmitys ilmanvaihtoon, saadaan yksinkertainen ja tehokkaasti säädettävissä oleva lämmitysratkaisu. Ilmanvaihtolämmityksessä tilat lämmitetään tai viilennetään huoneisiin puhallettavalla tuloilmalla. Ulkovaipan ilmanvuotoluku, n 5 < 1 h 1 Ilmanvaihdon lämmöntalteenoton vuosihyötysuhde 5 65 % Ilmanvaihdon puhaltimien ominaissähköteho on tehokkaimmillaan alle 1,6 kw/(m³/s), vähintään alle 2 kw/(m³/s) 24.11.26 9

Lämmitysteho, W Ilmanvaihdossa tarvittava tuloilma riittää lämmön jakamiseen energiatehokkaassa talossa 13 12 11 1 9 8 7 6 5 4 3 2 1 Keskimääräinen lämpökuorma talvella Normitalo 2 Normitalo 23 Matalaenergiatalo 25 % Vastaa ilmanvaihdon tarvetta 3 2 1 1 2 Ulkoilman lämpötila, C 35 3 25 2 15 1 5 Tuloilmavirta, dm³/s 24.11.26 1

Ilmanvaihtolämmityksen toiminta todellisissa olosuhteissa 5 MERA kerrostalo, ilmanvaihtolämmityksen mitattu toiminta Tuloilman lämpötila Makuuhuoneen sisälämpötila Olohuoneen sisälämpötila Ulkoilman lämpötila 4 3 Lämpötila, C 2 1 1 2 1.3.26 : 3.3.26 : 5.3.26 : 7.3.26 : 9.3.26 : 11.3.26 : 13.3.26 : 15.3.26 : Aika 24.11.26 11

Energiatehokkaassa MERA asunnossa lämpöolosuhteet täyttävät parhaan sisäilmastoluokan vaatimukset Talvella ei esiinny vetoa aiheuttavia ilmavirtauksia tai kylmän tunnetta, vaikka matalaenergiaikkunan edessä ei ole lämmityspatteria Ilman virtausnopeudet ovat pienet Ilman lämpötilajakauma on tasainen Olohuone ikkunan edessä, perusilmanvaihto Olohuone ikkunan edessä, perusilmanvaihto 18 S1 S2 S3 18 16 16 14 14 12 12 S1 S2 S3 Korkeus, cm 1 8 Korkeus, cm 1 8 6 6 4 4 2 2,,5,1,15,2,25,3,35,4 22, 22,5 23, 23,5 24, 24,5 25, 25,5 26, 26,5 27, 27,5 28, Ilman virtausnopeus, m/s Ilman lämpötila, C 24.11.26 12

Ilmanvaihtolämmitys on hiljainen Ilmanvaihdon äänet eivät häiritse asuintiloissa. Äänitasot täyttävät rakentamismääräysten vaatimukset sekä parhaimman sisäilmastoluokan S1 vaatimukset. Makuuhuoneesta mitattu äänitaso 22 db(a) täyttää herkänkin asukkaan vaatimukset. MERA malliasunto Mitattu D2 ohjearvot Sisäilmastoluokka käyttöajan C1 määräys S1 Äänitaso L A, eq (db) ilmanvaihdolla Makuuhuone, 8 m² 22 28 25 Olohuone, 15 m² 24 28 25 Keittiö 24 33 3 Eteinen 26 Pesuhuone 38 38 Sauna, 2 m² 28 33 24.11.26 13

Lattialämmityksen toimintalämpötilat muuttuvat Lämpötila, C 3 25 2 2 1 5 +5 +1 +15 +2 Matalaenergiatalon lattian lämpötila Ulkoilman lämpötila, C Sisälämpötila Normitalon lattian lämpötila Matalaenergiatalon lattialämmityksessä lattian pintalämpötila on talvella vain noin 1 C huoneilmaa lämpimämpi, kovillakin pakkasilla vain 2 3 C. 15 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 Aika vuodesta, % 24.11.26 14

Tulisijalämmitys energiatehokkaassa talossa Lämmitysteho [kw] 3 2,5 2 1,5 1,5 38 kg 1125 kg 25 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 1 2 3 4 Aika [h] 24.11.26 15

13 Energiatehokkaassa talossa pitää hallita ilmanvaihdon lämmöntalteenotto ja ulkovaipan ilmanpitävyys Lämmitysenergiankulutus, kwh/m² vuodessa 12 11 1 9 8 7 6 5 4 3 2 Vuotoilmanvaihto =.5 h ¹ Vuotoilmanvaihto =.2 h ¹ Vuotoilmanvaihto =.1 h ¹ Vuotoilmanvaihto =.5 h ¹ 1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 Lämmöntalteenoton hyötysuhde, % 24.11.26 16

Lämmöntalteenotolla varustettu ilmanvaihtokone säästää enemmän kuin lämpöpumppu Nykyaikainen lämpöpumppu lämpökerroin on 2,5 1 kwh sähköenergiaa tuottaa 2,5 kwh lämpöenergiaa Lämmöntalteenotolla varustettu ilmanvaihtokone Etelä Suomessa lämpökerroin on 5 tuottaa vuodessa talteenotettua lämpöenergiaa viisinkertaisen määrän sen kuluttamaan sähköenergiaan verrattuna Lapissa lämpökerroin on 8 11 vaikka ilmanvaihdon päätehtävä on taata viihtyisä ja puhdas sisäilma

Energiatehokkaassa talossa pitää huolehti myös kesäajan sisälämpötilan hallinnasta Korkein sisälämpötila helleviikolla MERA kerrostalojärjestelmä Sisälämpötilan hallinta kesällä 35 34. 3 29.2 27.5 26.2 25 24.2 DIN 1946 2 Perusratkaisu Ikkunassa tehokas auringonsuoja + ilmanvaihdossa tehostettu yötuuletus + tuloilman viilennys + ulkopuolinen aurinkosuoja 24.11.26 18

VTT Energiatehokkaan talon ikkunat eristävät hyvin lämpöä ja suojaavat liialliselta auringon säteilyltä MERA kerrostalo, ikkunan auringonsäteilyn mitattu läpäisy 9 8 7 Auringon säteilyteho pystytasolle ulkoseinälle, luode, W/m² Ikkunan läpi sisään tuleva auringon säteilyteho, luode, W/m² Auringon säteilyn läpäisy, % 45 % 4 % 35 % 6 3 % Säteilyteho, W/m² 5 4 3 2 25 % 2 % 15 % 1 % Säteilyn läpäisy, % 1 5 % % 1 5 % 3.7.25 : 3.7.25 6: 3.7.25 12: 3.7.25 18: 4.7.25 : 4.7.25 6: 4.7.25 12: 4.7.25 18: 5.7.25 : Aika

Oikein toteutettu energiatehokas talo pysyy viileänä kesähelteilläkin 24.11.26 2

Kuormien hallita, vesi ja yöaikainen ulkoilma viilennys Lämpötila, C 3 29 28 27 26 25 24 23 22 21 2 19 18 17 16 15 METOP matalaenergiatoimistotalon epäsuoran kostustusjäähdytyksen toiminta Tuloilman viilennys LTO laitteella Toimistohuoneen sisälämpötila Ulkoilman lämpötila varjossa Tuloilman lämpötila 6 12 18 24 Aika, tuntia (hellepäivä 8. heinäkuuta) 24.11.26 21

Energiatehokkaan talon talotekniikan kehitystarpeita lämmittävien ja jäähdyttävien matalalämpötilaisten/pienitehoisten rakenteiden kehittäminen rakennuksen lämpökapasiteetin vaikutus huonelämpötilan itsesäätyvyyteen matalaenergiatalossa pienitehoisten lämmitys ja jäähdytysjärjestelmien ja lämmönluovuttimien kehittäminen yksinkertaisten lämmönsäätöjärjestelmien kehittäminen yksinkertaisten yhdistettyjen lämmitys ja ilmanvaihtojärjestelmien kehittäminen talotekniikan reititysjärjestelmien kehittäminen rakenteiden yhteyteen lämmönjakojärjestelmien ja laitteiden lämpöhäviöiden vähentäminen ja näiden lämmöneristystuotteiden kehittäminen hitaan lämmönluovutuksen ja pienen lämmönluovutustehon omaavien varaavien tulisijojen kehittäminen

ENERGIATEHOKAS TALO EDELLYTTÄÄ MUUTOKSIA NYKYISIIN LÄMMITYSJÄRJESTELMIIN JA NIIDEN SUUUNNITTELU JA TOTEUTUSKÄYTÄNTÖIHIN. ENERGIATEHOKAS RAKENTAMINEN ON KUSTANNUSTEHOKASTA JA ELINKAARIEDULLISTA. RAKENNUKSEN JA SISÄILMAN LAATU PARANEE JA ENERGIANKÄYTÖN PÄÄSTÖT VÄHENEVÄT TEHOKKAASTI. 24.11.26 23