Esimerkkilaskelmat 2018 Rakenteellisen energiatehokkuuden määräystenmukaisuuden osoittaminen 27.10.2017 1
Esipuhe Tässä raportissa esitettäät esimerkkilaskelmat käsitteleät ympäristöministeriön asetuksessa uuden rakennuksen energiatehokkuudesta 2018 oleaa rakenteellisen energiatehokkuuden määräystenmukaisuuden osoittamista. Asetuksen eloittaista säännöksistä käytetään tässä raportissa nimitystä määräys. Raportin soellusesimerkit ja esimerkkilaskelmat eiät sellaisenaan ole asetuksen määräysten tasoisia kannanottoja, jotka sitoisiat suunnittelua ja rakentamista. Rakenteellisen energiatehokkuuden laskimen ja esimerkkilaskelmien tarkoituksena on haainnollistaa määräystenmukaisuuden osoittamista ja selentää omalta osaltaan määräysten tulkintaa ja kohdentumista. Esimerkkilaskelmat on laatinut ympäristöministeriön toimeksiannosta Mikko Saari VTT Epert Serices Oy:stä. Työtä oat ympäristöministeriöstä aloneet ja ohjanneet rakennusneuos Pekka Kalliomäki ja ympäristöneuos Maarit Haakana. 2
Sisältö Esipuhe... 2 1 Johdanto... 4 2 Esimerkkilaskelmia... 5 2.1 Pientalot... 6 2.1.1 Maalämpöpumppulämmitys... 6 2.1.2 Suuri ikkunapinta-ala... 9 2.1.3 Hirsitalo... 12 2.2 Asuinkerrostalo... 15 2.2.1 Yleisten tilojen ilmanaihdossa on LTO... 15 3
1 Johdanto Ympäristöministeriön asetuksessa uuden rakennuksen energiatehokkuudesta 2018 sisältää uuden taan osoittaa rakennuksen energiatehokkuuden määräystenmukaisuus. Tässä raportissa esitetään asuinrakennusten rakenteellisen energiatehokkuuden määräystenmukaisuuden osoittamista esimerkkilaskelmin. Taulukossa 1 esitetään rakenteellisen energiatehokkuuden aatimukset. Vaihtoehtoisena menettelynä E-lukuaatimukselle on asetuksessa asuinrakennuksille annettu rakenteellisen energiatehokkuuden aatimukset. Näiden aatimusten täyttyminen osoitetaan pääosin lämpöhäiölaskelmilla, joissa käytettäät rakennusosien lämmönläpäisykertoimien, ilmanuotoluun ja poistoilman lämmöntalteenoton uosihyötysuhteen ertailuarot esitetään taulukossa 1. Lisäksi on täytettää ilmanaihtojärjestelmälle ja sen ominaissähköteholle sekä rakennuksen lämmitysjärjestelmälle asetetut aatimukset. Ilmanaihtojärjestelmän tulee olla koneellinen tulo- ja poistoilmanaihtojärjestelmä. Ilmanaihtojärjestelmän ominaissähköteho on enintään 1,5 kw/(m³/s). Rakennuksen lämmitysjärjestelmänä on käytettää kaukolämpöä, maalämpöpumppua tai ilma-esilämpöpumppua. Taulukko 1. Rakenteellisen energiatehokkuuden aatimukset asuinrakennuksille. Lämpöhäiöaatimuksen täyttymisen osoittamisessa käytettäät rakennusosien lämmönläpäisykertoimien, ilmanuotoluun ja poistoilman lämmöntalteenoton (LTO) uosihyötysuhteen ertailuarot. Lisäksi on täytettää ilmanaihtojärjestelmän ominaissähköteholle ja rakennuksen lämmitysjärjestelmälle asetetut aatimukset. Käyttötarkoitusluokkaan 2 kuuluat ähintään kolmen asuinkerroksen asuinkerrostalot. Muut asuinrakennukset kuuluat käyttötarkoitusluokkaan 1. RAKENNUSOSAT U-aro, W/(m² K) Ulkoseinä (käyttötarkoitusluokka 1) 0,12 Ulkoseinä (käyttötarkoitusluokka 2) 0,14 Yläpohja 0,07 Alapohja (ulkoilmaan rajoittua) 0,07 Alapohja (ryömintätilaan rajoittua tuuletettu) 0,10 Alapohja (maanastainen) 0,10 Muu maanastainen rakennusosa 0,10 Ikkunat 0,70 Ulko-oet ja tuuletusluukut 0,70 Kattoikkunat 0,70 Kattoalokuut 0,70 RAKENNUKSEN ILMANVUOTOLUKU q 50, m³/(h m²) 0,6 LTO:n VUOSIHYÖTYSUHDE η a, % 65 KONEELLISEN TULO- JA POISTOILMANVAIHTO- JÄRJESTELMÄN OMINAISSÄHKÖTEHO Enimmäisaro kw/(m³/s) 1,5 RAKENNUKSEN LÄMMITYSJÄRJESTELMÄ Rakennuksen lämmitysjärjestelmänä on käytettää Vaatimus Kaukolämpöä, maalämpöpumppua tai ilmaesilämpöpumppua 4
2 Esimerkkilaskelmia Seuraaissa esimerkkilaskelmissa esitetään käyttötarkoitusluokkien 1 ja 2 mukaisten rakennusten energiatehokkuusaatimusten täyttymistä rakenteellisen energiatehokkuuden menetelmällä. Käyttötarkoitusluokka 1) Pienet asuinrakennukset: Esimerkki 1: Esimerkki 2: Esimerkki 3: pientalo, jossa on maalämpöpumppu pientalo, jossa on suuri ikkunapinta-ala pientalo, jossa on hirsiseinät Käyttötarkoitusluokka 2) Asuinkerrostalo, jossa on asuinkerroksia ähintään kolmessa kerroksessa: Esimerkki 1: kerrostalo, jonka yleisissä tiloissa on LTO 5
2.1 Pientalot 2.1.1 Maalämpöpumppulämmitys Esimerkkikohteena on 1-kerroksinen pientalo, jonka maanpäällisten kerrosten kerrostasoala on 163 m². Lämmitysjärjestelmänä on maalämpöpumppu, joka täyttää rakenteellisen energiatehokkuuden aatimuksen. Ulkoseinien, yläpohjan ja ikkunoiden U-arot astasiat ertailuaroja. Sen sijaan rakenneteknisten syiden takia alapohjan ja oien U-arot oliat ertailuaroja huonompia. Ilmanpitäyyteen kiinnitetään huomiota rakennusaiheessa, mutta ennen rakennuksen käyttöönottoa mitattu ilmanuotoluku q 50 oli 1,0 m³/(h m²), mikä ylitti ilmanuotoluun ertailuaron. Koska rakennuksen iimeistelytyöt oli jo tehty, ilmanpitäyyttä ei pystytty enää parantamaan tiiistysteknisin keinoin. Vaipan ja uotoilman yhteenlaskettu lämpöhäiö ylitti ertailutason. Ylityksen takia ilmanaihdon lämpöhäiötä on pienennettää ertailutason alapuolelle. Rakenteellisen energiatehokkuuden määräystenmukaisuuden osoittamisessa käytetään ilmanaihtolaitoksen käyttöajoilla painotettua poistoilmairtaa. Poistoilmairtana käytetään asetuksen mukaista ominaisilmairtaa 0,4 dm³/s neliötä kohti. Lämmitetty nettopinta-ala on 147 m². Asetuksen mukaisesti ilmanaihto on käynnissä jatkuasti eli iikoittainen käyntiaikasuhde t on 1 ja uorokautinen käyntiaikasuhde t d on 1. Määräystenmukaisuuden osoittamisessa käytettää ilmairta q, p on q, p = 0,4 dm³/(s m²) 147 m² 24h/24h 7rk/7rk = 59 dm³/s = 0,059 m³/s Suunnitellulla koneellisella tulo- ja poistoilmanaihtojärjestelmällä ominaissähköteho on 1,0 kw/(m³/s), mikä on parempi aro kuin rakenteellisen energiatehokkuuden enimmäisaro 1,5 kw/(m³/s). Ilmanaihdon lämpöhäiötä pienennetään alitsemalla ertailutasoa parempi ilmanaihdon lämmöntalteenottolaite, jolla ilmanaihtojärjestelmän lämmöntalteenoton uosihyötysuhde on 75 %. Keittiön liesikuussa on tehokas rasasuodatin ja hyä kärynsieppauskyky. Liesikuun poistoilmairta johdetaan äljän kanaan kautta kokonaisuudessaan lämmöntalteenoton kautta ulos. Parannusten jälkeen rakennuksen yhteenlaskettu ominaislämpöhäiö on pienempi kuin ertailulämpöhäiö. täyttää rakenteellisen energiatehokkuuden aatimuksen. 6
Ympäristöministeriö, Rakenteellisen energiatehokkuuden laskin 2017 (ersio lokakuu 2017) Rakennuskohde Lue ohjeet Rakennuslupatunnus Rakennustyyppi Pääsuunnittelija Laskelman tekijä Päiäys Tulos: Pientalo 1 Esimerkki 1-kerroksinen pientalo, ikkunapinta-ala 15 % kerrostasoalasta. TÄYTTÄÄ RAKENTEELLISEN ENERGIATEHOKKUUDEN VAATIMUKSET Rakennuksen yleistiedot Laskentatuloksia 146 Rakennustilauus 522 rak-m³ Julkisiupinta-ala on 146 m² 146 Maanpäälliset kerrostasoalat yhteensä 163 m² Ikkunapinta-ala on 15 % maanpäällisestä kerrostasoalasta Lämmitetty nettoala 147 m² Ikkunapinta-ala on 17 % julkisiun pinta-alasta Käyttötarkoitusluokka (1 tai 2) 1 Lämpöhäiö on 99 % ertailutasosta Rakennuksen kerrosmäärä 1 kerrosta LÄMPÖHÄVIÖVAATIMUKSET Lämpöhäiöiden tasaus Pinta-alat, m² U-arot, W/(m² K) Ominaislämpöhäiö, W/K [A] [U] [H joht = A U] VAIPAN LÄMPÖHÄVIÖ Rakennusosat Ulkoseinä 113 113 0,12 0,12 13,6 13,6 Massiiipuuseinä 1) 0,12 Yläpohja 147 147 0,07 0,07 10,3 10,3 Alapohja (ulkoilmaan rajoittua) 0,07 Alapohja (ryömintätilaan rajoittua) 0,10 Alapohja (maanastainen) 147 0,10 0,12 14,7 17,6 Muu maanastainen rakennusosa 0,10 Ikkunat 24,5 24,5 0,70 0,70 17,2 17,2 Ulko-oet ja tuuletusluukut 2) 8,2 0,70 0,90 5,7 7,4 Kattoikkunat 0,70 Kattoalokuut 0,70 Yhteensä 440 440 61,4 66,0 1) Massiiipuuseinä, jonka keskimääräinen paksuus on ähintään 180 mm. 2) ILMANVAIHTOJÄRJESTELMÄN VAATIMUKSET Ilmanaihtojärjestelmänä on koneellinen tulo- ja poistoilmanaihtojärjestelmä Kyllä Ei Ulko-oiin ja tuuletusluukkuihin sisältyät myös saunpoisto-, uloskäynti- ja huoltoluukut sekä muut astaaat luukut. Ilmanuotoluku, m³/(h m²) Vuotoilmairta, m³/s Ominaislämpöhäiö, W/K [q 50 ] [q, = q 50 / 35 A/3600] [H uotoilma = 1200 q, ] VUOTOILMAN LÄMPÖHÄVIÖ Vuotoilmairta Koko rakennusaippa 0,6 1,0 0,0021 0,0035 2,5 4,2 Poistoilmairta, m³/s Ilmanaihdon LTO:n Ominaislämpöhäiö, W/K [q, p ] uosihyötysuhde, % [h a ] [H i = 1200 q, p (1-h a )] ILMANVAIHDON LÄMPÖHÄVIÖ Hallittu ilmanaihdon ilmairta Tilat, LTO-aatimus 0,059 65 75 24,7 17,6 Tilat, ei LTO-aatimusta 0 Ominaislämpöhäiö, W/K [H = H joht + H uotoilma + H i ] Rakennuksen lämpöhäiöiden tasaus Vertailuratkaisratkaisu Suunnittelu- Ominaislämpöhäiö yhteensä 89 88 Enimmäisarratkaisu Suunnittelu- Koneellisen tulo- ja poistoilmanaihtojärjestelmän ominaissähköteho, kw/(m³/s) 1,5 1,0 LÄMMITYSJÄRJESTELMÄN VAATIMUKSET Rakennuksen lämmitysjärjestelmänä on käytetty: Kyllä Ei Kaukolämpöä Maalämpöpumppua Ulkoilmasta eteen lämpöä siirtää lämpöpumppua 7
Rakennuskohde Pientalo 1 Rakennuslupatunnus Esimerkki Rakenteellisen energiatehokkuuden aatimustenmukaisuuden tarkistuslista Pinta-alat Vertailuikkunapinta-ala on 15 % yhteenlasketuista maanpäällisistä kerrostasoaloista, mutta kyllä ei kuitenkin enintään 50 % julkisiujen pinta-alasta Rakennusosien yhteenlaskettu pinta-ala sama molemmissa ratkaisuissa Ympäristöministeriö, Rakenteellisen energiatehokkuuden laskin 2017 (ersio lokakuu 2017) Rakennusaipan ilmanpitäyys kyllä ei Enimmäisaro Rakennusaipan ilmanuotoluun q 50 suunnitteluaro on enintään enimmäisaron suuruinen 4 1,00 Rakennuksen lämpöhäiöiden tasaus kyllä ei n ominaislämpöhäiö on enintään ertailuratkaisun suuruinen 89 W/K 88 W/K Rakennuksen ilmanaihtojärjestelmän aatimukset kyllä ei Ilmanaihtojärjestelmänä on koneellinen tulo- ja poistoilmanaihtojärjestelmä Enimmäisaro n ominaissähköteho on enintään enimmäisaron suuruinen 1,50 kw/(m³/s) 1,00 kw/(m³/s) Rakennuksen lämmitysjärjestelmän aatimukset Lämmitysjärjestelmänä käytetään kaukolämpöä, maalämpöpumppua tai ilmaesilämpöpumppua. Tarkistuslistan yhteeneto täyttää rakenteellisen energiatehokkuuden aatimukset kyllä kyllä ei ei Lisätietoja Rakennuksen lämpöhäiö Rakennuksen lämpöhäiön laskennasta löytyy lisätietoa asetuksesta ja Tasauslaskentaoppaasta 2017. Ilmanaihtojärjestelmän aatimukset Rakennuksen tulee olla arustettu koneellisella tulo- ja poistoilmanaihtojärjestelmällä. Lisätietoa asetuksesta ja Tasauslaskentaoppaasta 2017. Lämmitysjärjestelmän aatimukset Rakennuksen lämmitysjärjestelmänä on käytettää kaukolämpöä, maalämpöpumppua tai ilmaesilämpöpumppua. Energiaselitys Rakenteellisen energiatehokkuuden määräystenmukaisuuden tarkastelu ja osoittaminen on osa energiaselitystä. Huomautus Tässä esitetyt rakenteellisen energiatehokkuuden aatimukset koskeat asuinrakennuksia, joiden kerrosala on 50 m² tai enemmän. 8
2.1.2 Suuri ikkunapinta-ala Esimerkkikohteena on sama 1-kerroksinen pientalo, kuin kohdassa 2.1.1, mutta talossa on suuremmat ikkunat. Suuren ikkunapinta-alan takia talon aipan lämpöhäiö olisi 23 % suurempi kuin rakenteellisen energiatehokkuuden ertailuratkaisun. Lämmitysjärjestelmänä on ulkoilmasta eteen lämpöä siirtää lämpöpumppu, joka täyttää rakenteellisen energiatehokkuuden aatimuksen. Koska kohteessa on paljon ikkunapinta-alaa, saautetaan ikkunoiden parantamisella suhteessa suuri hyöty. Ikkunoiden U-aroa parannetaan ertailuarosta 0,7 W/(m²K) aroon 0,59 W/(m²K). Ulkoseinän U-aroa parannetaan ertailuarosta 0,12 W/(m²K) aroon 0,10 W/(m²K). Muiden rakennusosien U-arot oat ertailuarojen suuruisia. Vaipan ilmanpitäyyteen kiinnitettiin erityistä huomiota rakennusaiheessa. Ennen rakennuksen käyttöönottoa mitattu ilmanuotoluku q 50 oli 0,6 m³/(h m²), mikä on yhtä suuri kuin ilmanuotoluun ertailuaro. Vaipan ja uotoilman yhteenlaskettu lämpöhäiö ylitti ertailutason. Ylityksen takia ilmanaihdon lämpöhäiötä on pienennettää ertailutason alapuolelle. Ilmanaihtolaitoksen käyttöajoilla painotetun poistoilmairran määrittäminen esitetään kohdassa 2.1.1. Suunnitellulla koneellisella tulo- ja poistoilmanaihtojärjestelmällä ominaissähköteho on 1,4 kw/(m³/s), mikä on parempi aro kuin rakenteellisen energiatehokkuuden enimmäisaro 1,5 kw/(m³/s). Ilmanaihdon lämpöhäiötä pienennetään alitsemalla ertailutasoa parempi ilmanaihdon lämmöntalteenottolaite, jolla ilmanaihtojärjestelmän lämmöntalteenoton uosihyötysuhde on 75 %. Keittiön liesikuussa on tehokas rasasuodatin ja hyä kärynsieppauskyky. Liesikuun poistoilmairta johdetaan äljän kanaan kautta kokonaisuudessaan lämmöntalteenoton kautta ulos. Parannusten jälkeen rakennuksen yhteenlaskettu ominaislämpöhäiö on pienempi kuin ertailulämpöhäiö. täyttää rakenteellisen energiatehokkuuden aatimuksen 9
Ympäristöministeriö, Rakenteellisen energiatehokkuuden laskin 2017 (ersio lokakuu 2017) Rakennuskohde Lue ohjeet Rakennuslupatunnus Rakennustyyppi Pääsuunnittelija Laskelman tekijä Päiäys Tulos: Pientalo 2 Esimerkki 1-kerroksinen pientalo, ikkunapinta-ala 30 % kerrostasoalasta. TÄYTTÄÄ RAKENTEELLISEN ENERGIATEHOKKUUDEN VAATIMUKSET Rakennuksen yleistiedot Laskentatuloksia 146 Rakennustilauus 522 rak-m³ Julkisiupinta-ala on 146 m² 146 Maanpäälliset kerrostasoalat yhteensä 163 m² Ikkunapinta-ala on 30 % maanpäällisestä kerrostasoalasta Lämmitetty nettoala 147 m² Ikkunapinta-ala on 34 % julkisiun pinta-alasta Käyttötarkoitusluokka (1 tai 2) 1 Lämpöhäiö on 100 % ertailutasosta Rakennuksen kerrosmäärä 1 kerrosta LÄMPÖHÄVIÖVAATIMUKSET Lämpöhäiöiden tasaus Pinta-alat, m² U-arot, W/(m² K) Ominaislämpöhäiö, W/K [A] [U] [H joht = A U] VAIPAN LÄMPÖHÄVIÖ Rakennusosat Ulkoseinä 113 89 0,12 0,10 13,6 8,9 Massiiipuuseinä 1) 0,12 Yläpohja 147 147 0,07 0,07 10,3 10,3 Alapohja (ulkoilmaan rajoittua) 0,07 Alapohja (ryömintätilaan rajoittua) 0,10 Alapohja (maanastainen) 147 0,10 0,10 14,7 14,7 Muu maanastainen rakennusosa 0,10 Ikkunat 24,5 49,0 0,70 0,59 17,2 28,9 Ulko-oet ja tuuletusluukut 2) 8,2 0,70 0,70 5,7 5,7 Kattoikkunat 0,70 Kattoalokuut 0,70 Yhteensä 440 440 61,4 68,5 1) Massiiipuuseinä, jonka keskimääräinen paksuus on ähintään 180 mm. 2) ILMANVAIHTOJÄRJESTELMÄN VAATIMUKSET Ilmanaihtojärjestelmänä on koneellinen tulo- ja poistoilmanaihtojärjestelmä Kyllä Ei Ulko-oiin ja tuuletusluukkuihin sisältyät myös saunpoisto-, uloskäynti- ja huoltoluukut sekä muut astaaat luukut. Ilmanuotoluku, m³/(h m²) Vuotoilmairta, m³/s Ominaislämpöhäiö, W/K [q 50 ] [q, = q 50 / 35 A/3600] [H uotoilma = 1200 q, ] VUOTOILMAN LÄMPÖHÄVIÖ Vuotoilmairta Koko rakennusaippa 0,6 0,6 0,0021 0,0021 2,5 2,5 Poistoilmairta, m³/s Ilmanaihdon LTO:n Ominaislämpöhäiö, W/K [q, p ] uosihyötysuhde, % [h a ] [H i = 1200 q, p (1-h a )] ILMANVAIHDON LÄMPÖHÄVIÖ Hallittu ilmanaihdon ilmairta Tilat, LTO-aatimus 0,059 65 75 24,7 17,6 Tilat, ei LTO-aatimusta 0 Ominaislämpöhäiö, W/K [H = H joht + H uotoilma + H i ] Rakennuksen lämpöhäiöiden tasaus Vertailuratkaisratkaisu Suunnittelu- Ominaislämpöhäiö yhteensä 89 89 Enimmäisarratkaisu Suunnittelu- Koneellisen tulo- ja poistoilmanaihtojärjestelmän ominaissähköteho, kw/(m³/s) 1,5 1,4 LÄMMITYSJÄRJESTELMÄN VAATIMUKSET Rakennuksen lämmitysjärjestelmänä on käytetty: Kyllä Ei Kaukolämpöä Maalämpöpumppua Ulkoilmasta eteen lämpöä siirtää lämpöpumppua 10
Rakennuskohde Pientalo 2 Rakennuslupatunnus Esimerkki Rakenteellisen energiatehokkuuden aatimustenmukaisuuden tarkistuslista Pinta-alat Vertailuikkunapinta-ala on 15 % yhteenlasketuista maanpäällisistä kerrostasoaloista, mutta kyllä ei kuitenkin enintään 50 % julkisiujen pinta-alasta Rakennusosien yhteenlaskettu pinta-ala sama molemmissa ratkaisuissa Ympäristöministeriö, Rakenteellisen energiatehokkuuden laskin 2017 (ersio lokakuu 2017) Rakennusaipan ilmanpitäyys kyllä ei Enimmäisaro Rakennusaipan ilmanuotoluun q 50 suunnitteluaro on enintään enimmäisaron suuruinen 4 0,60 Rakennuksen lämpöhäiöiden tasaus kyllä ei n ominaislämpöhäiö on enintään ertailuratkaisun suuruinen 89 W/K 89 W/K Rakennuksen ilmanaihtojärjestelmän aatimukset kyllä ei Ilmanaihtojärjestelmänä on koneellinen tulo- ja poistoilmanaihtojärjestelmä Enimmäisaro n ominaissähköteho on enintään enimmäisaron suuruinen 1,50 kw/(m³/s) 1,40 kw/(m³/s) Rakennuksen lämmitysjärjestelmän aatimukset Lämmitysjärjestelmänä käytetään kaukolämpöä, maalämpöpumppua tai ilmaesilämpöpumppua. Tarkistuslistan yhteeneto täyttää rakenteellisen energiatehokkuuden aatimukset kyllä kyllä ei ei Lisätietoja Rakennuksen lämpöhäiö Rakennuksen lämpöhäiön laskennasta löytyy lisätietoa asetuksesta ja Tasauslaskentaoppaasta 2017. Ilmanaihtojärjestelmän aatimukset Rakennuksen tulee olla arustettu koneellisella tulo- ja poistoilmanaihtojärjestelmällä. Lisätietoa asetuksesta ja Tasauslaskentaoppaasta 2017. Lämmitysjärjestelmän aatimukset Rakennuksen lämmitysjärjestelmänä on käytettää kaukolämpöä, maalämpöpumppua tai ilmaesilämpöpumppua. Energiaselitys Rakenteellisen energiatehokkuuden määräystenmukaisuuden tarkastelu ja osoittaminen on osa energiaselitystä. Huomautus Tässä esitetyt rakenteellisen energiatehokkuuden aatimukset koskeat asuinrakennuksia, joiden kerrosala on 50 m² tai enemmän. 11
2.1.3 Hirsitalo Esimerkkikohteena on 1-kerroksinen pientalo, jonka maanpäällisten kerrosten kerrostasoala on 78 m². Lämmitysjärjestelmänä on ulkoilmasta eteen lämpöä siirtää lämpöpumppu, joka täyttää rakenteellisen energiatehokkuuden aatimuksen. Kohteessa olisi haluttu käyttää ulkoseinissä eristämätöntä massiiihirttä, mutta tällöin seinärakenteen U-aro olisi ollut 0,53 W/(m²K). Massiiihirsiseinä eristettiin ulkopuolelta niin, että seinärakenteen U-aro parani aroon 0,19 W/(m²K). Tämä ylittää selästi ertailutason. Tässä kohteessa aipan lämpöhäiötä pienennettiin alapohjassa, ikkunoissa ja oissa. Ryömintätilaan rajoittuan alapohjan U-aroa parannettiin ertailuarosta 0,10 W/(m²K) aroon 0,07 W/(m²K). Ikkunoiden U-aroa parannetaan ertailuarosta 0,7 W/(m²K) aroon 0,49 W/(m²K). Oien U- aroa parannetaan ertailuarosta 0,70 W/(m²K) aroon 0,62 W/(m²K). Yläpohjan U-aro astasi ertailuaroa. Rakennuksen aipan ilmauotojen minimoimiseksi kiinnitettiin työn laatuun erityistä huomiota ja rakennuksen ilmanpitäyys mitattiin ennen rakennuksen käyttöönottoa. Mittausten mukaan aipan ilmanuotoluun q 50 aroksi osoittautui 1,0 m³/(h m²), mikä on suurempi kuin ertailuaro. Vaipan ja uotoilman yhteenlaskettu lämpöhäiö ylitti ertailutason. Ylityksen takia ilmanaihdon lämpöhäiötä on pienennettää ertailutason alapuolelle. Poistoilmairtana käytetään asetuksen mukaista ominaisilmairtaa 0,4 dm³/s neliötä kohti. Lämmitetty nettopinta-ala on 71 m². Asetuksen mukaisesti ilmanaihto on käynnissä jatkuasti eli iikoittainen käyntiaikasuhde t on 1 ja uorokautinen käyntiaikasuhde t d on 1. Tasauslaskelmissa käytettää ilmairta q, p on q, p = 0,4 dm³/(s m²) 71 m² 24h/24h 7rk/7rk = 28 dm³/s = 0,028 m³/s Suunnitellulla koneellisella tulo- ja poistoilmanaihtojärjestelmällä ominaissähköteho on 1,0 kw/(m³/s), mikä on parempi aro kuin rakenteellisen energiatehokkuuden enimmäisaro 1,5 kw/(m³/s). Lämmöntalteenoton osalta alitaan käytettääksi ratkaisu, jonka uosihyötysuhde on erillisen selityksen mukaan 75 %, joka on parempi kuin rakenteellisen energiatehokkuuden ertailuaro 65 %. Keittiön liesikuussa on tehokas rasasuodatin ja kuun poistoilmairta johdetaan lämmöntalteenoton kautta ulos. Parannusten jälkeen rakennuksen yhteenlaskettu ominaislämpöhäiö on pienempi kuin ertailulämpöhäiö. täyttää rakenteellisen energiatehokkuuden aatimuksen 12
Ympäristöministeriö, Rakenteellisen energiatehokkuuden laskin 2017 (ersio lokakuu 2017) Rakennuskohde Lue ohjeet Rakennuslupatunnus Rakennustyyppi Pääsuunnittelija Laskelman tekijä Päiäys Tulos: Pientalo 3 Esimerkki 1-kerroksinen massiiihirsiseinäinen pientalo, ikkunapinta-ala 12 % kerrostasoalasta. TÄYTTÄÄ RAKENTEELLISEN ENERGIATEHOKKUUDEN VAATIMUKSET Rakennuksen yleistiedot Laskentatuloksia 103 Rakennustilauus 250 rak-m³ Julkisiupinta-ala on 103 m² 103 Maanpäälliset kerrostasoalat yhteensä 78 m² Ikkunapinta-ala on 20 % maanpäällisestä kerrostasoalasta Lämmitetty nettoala 71 m² Ikkunapinta-ala on 15 % julkisiun pinta-alasta Käyttötarkoitusluokka (1 tai 2) 1 Lämpöhäiö on 99 % ertailutasosta Rakennuksen kerrosmäärä 1 kerrosta Ulko-oiin ja tuuletusluukkuihin sisältyät myös saunpoisto-, uloskäynti- ja huoltoluukut sekä muut astaaat luukut. Ilmanuotoluku, m³/(h m²) Vuotoilmairta, m³/s Ominaislämpöhäiö, W/K [q 50 ] [q, = q 50 / 35 A/3600] [H uotoilma = 1200 q, ] VUOTOILMAN LÄMPÖHÄVIÖ Vuotoilmairta Koko rakennusaippa 0,6 1,0 0,0012 0,0020 1,4 2,4 LÄMPÖHÄVIÖVAATIMUKSET Lämpöhäiöiden tasaus Pinta-alat, m² U-arot, W/(m² K) Ominaislämpöhäiö, W/K [A] [U] [H joht = A U] VAIPAN LÄMPÖHÄVIÖ Rakennusosat Ulkoseinä 4 4 0,12 0,14 0,5 0,6 Massiiipuuseinä 1) 81 78 0,12 0,19 9,8 14,8 Yläpohja 75 75 0,07 0,07 5,3 5,3 Alapohja (ulkoilmaan rajoittua) 0,07 Alapohja (ryömintätilaan rajoittua) 71 0,10 0,07 7,1 5,0 Alapohja (maanastainen) 0,10 Muu maanastainen rakennusosa 0,10 Ikkunat 11,7 15,3 0,70 0,49 8,2 7,5 Ulko-oet ja tuuletusluukut 2) 5,7 0,70 0,62 4,0 3,5 Kattoikkunat 0,70 Kattoalokuut 0,70 Yhteensä 249 249 34,8 36,6 1) Massiiipuuseinä, jonka keskimääräinen paksuus on ähintään 180 mm. 2) Ominaislämpöhäiö, W/K [H = H joht + H uotoilma + H i ] Rakennuksen lämpöhäiöiden tasaus Vertailuratkaisratkaisu Suunnittelu- Ominaislämpöhäiö yhteensä 48 48 Poistoilmairta, m³/s Ilmanaihdon LTO:n Ominaislämpöhäiö, W/K [q, p ] uosihyötysuhde, % [h a ] [H i = 1200 q, p (1-h a )] ILMANVAIHDON LÄMPÖHÄVIÖ Hallittu ilmanaihdon ilmairta Tilat, LTO-aatimus 0,028 65 75 11,9 8,5 Tilat, ei LTO-aatimusta 0 Enimmäisarratkaisu Suunnittelu- Koneellisen tulo- ja poistoilmanaihtojärjestelmän ominaissähköteho, kw/(m³/s) 1,5 1,0 ILMANVAIHTOJÄRJESTELMÄN VAATIMUKSET Ilmanaihtojärjestelmänä on koneellinen tulo- ja poistoilmanaihtojärjestelmä Kyllä Ei LÄMMITYSJÄRJESTELMÄN VAATIMUKSET Rakennuksen lämmitysjärjestelmänä on käytetty: Kyllä Ei Kaukolämpöä Maalämpöpumppua Ulkoilmasta eteen lämpöä siirtää lämpöpumppua 13
Rakennuskohde Pientalo 3 Rakennuslupatunnus Esimerkki Rakenteellisen energiatehokkuuden aatimustenmukaisuuden tarkistuslista Pinta-alat Vertailuikkunapinta-ala on 15 % yhteenlasketuista maanpäällisistä kerrostasoaloista, mutta kyllä ei kuitenkin enintään 50 % julkisiujen pinta-alasta Rakennusosien yhteenlaskettu pinta-ala sama molemmissa ratkaisuissa Ympäristöministeriö, Rakenteellisen energiatehokkuuden laskin 2017 (ersio lokakuu 2017) Rakennusaipan ilmanpitäyys kyllä ei Enimmäisaro Rakennusaipan ilmanuotoluun q 50 suunnitteluaro on enintään enimmäisaron suuruinen 4 1,00 Rakennuksen lämpöhäiöiden tasaus kyllä ei n ominaislämpöhäiö on enintään ertailuratkaisun suuruinen 48 W/K 48 W/K Rakennuksen ilmanaihtojärjestelmän aatimukset kyllä ei Ilmanaihtojärjestelmänä on koneellinen tulo- ja poistoilmanaihtojärjestelmä Enimmäisaro n ominaissähköteho on enintään enimmäisaron suuruinen 1,50 kw/(m³/s) 1,00 kw/(m³/s) Rakennuksen lämmitysjärjestelmän aatimukset Lämmitysjärjestelmänä käytetään kaukolämpöä, maalämpöpumppua tai ilmaesilämpöpumppua. Tarkistuslistan yhteeneto täyttää rakenteellisen energiatehokkuuden aatimukset kyllä kyllä ei ei Lisätietoja Rakennuksen lämpöhäiö Rakennuksen lämpöhäiön laskennasta löytyy lisätietoa asetuksesta ja Tasauslaskentaoppaasta 2017. Ilmanaihtojärjestelmän aatimukset Rakennuksen tulee olla arustettu koneellisella tulo- ja poistoilmanaihtojärjestelmällä. Lisätietoa asetuksesta ja Tasauslaskentaoppaasta 2017. Lämmitysjärjestelmän aatimukset Rakennuksen lämmitysjärjestelmänä on käytettää kaukolämpöä, maalämpöpumppua tai ilmaesilämpöpumppua. Energiaselitys Rakenteellisen energiatehokkuuden määräystenmukaisuuden tarkastelu ja osoittaminen on osa energiaselitystä. Huomautus Tässä esitetyt rakenteellisen energiatehokkuuden aatimukset koskeat asuinrakennuksia, joiden kerrosala on 50 m² tai enemmän. 14
2.2 Asuinkerrostalo 2.2.1 Yleisten tilojen ilmanaihdossa on LTO Esimerkkikohteena on 3-kerroksinen asuinkerrostalo, jonka maanpäällisten kerrosten kerrostasoala on 1 330 m². Talossa on 17 huoneistoa. Lämmitysjärjestelmänä on kaukolämpö, joka täyttää rakenteellisen energiatehokkuuden aatimuksen. 37 m pohja 12 m pääty 9 m Ulkoseinät oat puuelementtirakenteisia ja niiden U-aro on 0,14 W/(m²K). Muidenkin aipan rakennusosien U-arot oat rakenteellisen energiatehokkuuden ertailuarojen mukaisia. Rakennuksen aipan ilmauotojen minimoimiseksi kiinnitettiin työn laatuun erityistä huomiota ja rakennuksen ilmanpitäyys mitattiin ennen rakennuksen käyttöönottoa. Mittausten mukaan aipan ilmanuotoluun q 50 aroksi osoittautui 2,0 m³/(h m²), joka on huonompi kuin rakenteellisen energiatehokkuuden ertailuaro 0,6 m³/(h m²). Vuotoilman lämpöhäiö ylitti ertailutason. Ylityksen takia ilmanaihdon lämpöhäiötä on pienennettää ertailutason alapuolelle. Rakenteellisen energiatehokkuuden lämpöhäiölaskennassa käytetään ilmanaihtolaitoksen käyttöajoilla painotettua poistoilmairtaa. Poistoilmairtana käytetään asetuksen mukaista ominaisilmairtaa 0,4 dm³/s neliötä kohti, koska ilmanaihto on asukkaiden ohjattaissa huoneistokohtaisesti. Todellinen suunniteltu ilmairta poikkesi tästä ilmairrasta. Lämmitetty nettopinta-ala on 1215 m². Asetuksen mukaisesti ilmanaihto on käynnissä jatkuasti eli iikoittainen käyntiaikasuhde t on 1 ja uorokautinen käyntiaikasuhde t d on 1. Lämpöhäiölaskelmissa käytettää ilmairta q, p on q, p = 0,4 dm³/(s m²) 1215 m² 24h/24h 7rk/7rk = 486 dm³/s = 0,486 m³/s Suunnitellulla koneellisella tulo- ja poistoilmanaihtojärjestelmällä ominaissähköteho on 1,5 kw/(m³/s), mikä on sama kuin rakenteellisen energiatehokkuuden enimmäisaro 1,5 kw/(m³/s). Asuinhuoneistojen ilmanaihto on toteuttu huoneistokohtaisilla tulo- ja poistoilmanaihtokoneilla, joiden lämmöntalteenoton (LTO) uosihyötysuhde on 75 %. Myös yleisten tilojen ilmanaihto on toteutettu hajautetuilla tulo- ja poistoilmanaihtokoneilla, joiden lämmöntalteenoton (LTO) uosihyötysuhde on 65 %. Koko rakennuksen ilmanaihdon lämmöntalteenoton uosihyötysuhde laskettiin ympäristöministeriö www-siuilta löytyällä LTO-laskimella (oheinen taulukko). LTO:n uosihyötysuhdetta määritettäessä ilmairtoina käytetään suunniteltuja ilmairtoja. Koko 15
rakennuksen ilmanaihdon LTO:n uosihyötysuhteeksi saadaan 73,5 %. Tätä aroa käytetään rakenteellisen energiatehokkuuden lämpöhäiölaskennassa. Rakenteellisen energiatehokkuuden lämpöhäiölaskelman mukaan rakennuksen ominaislämpöhäiö on 2 % pienempi kuin ertailulämpöhäiö. täyttää rakenteellisen energiatehokkuuden aatimuksen. Aputaulukot, joilla oidaan laskea lämpöhäiöiden tasauslaskennassa tarittaat keskimääräiset poistoilmairrat ja ilmanaihdon lämmöntalteenoton (LTO) uosihyötysuhteet, kun rakennuksessa on useita ilmanaihtokoneita ja niillä erilaisia käyttöaikoja. Taulukko 1. Poistoilman lämmöntalteenottoaatimuksen piiriin kuuluat lämpimien tilojen ilmanaihtokoneet Taulukko 2. Poistoilman lämmöntalteenottoaatimuksen piiriin kuulumattomat lämpimien tilojen ilmanaihtokoneet Taulukko 3. Poistoilman lämmöntalteenottoaatimuksen piiriin kuuluat puolilämpimien tilojen ilmanaihtokoneet Taulukko 4. Poistoilman lämmöntalteenottoaatimuksen piiriin kuulumattomat puolilämpimien tilojen ilmanaihtokoneet Rakennuskohde Rakennuslupatunnus Rakennustyyppi Pääsuunnittelija Laskelman tekijä Päiäys Asuinkerrostalo 1 Esimerkki 3-kerroksinen asuinkerrostalo, huoneistokohtaiset ilmanaihtokoneet, myös yleisissä tiloissa LTO TASAUSLASKENTA- LOMAKKEESEEN I Poistoilmairta, m³ Ilmanaihdon LTO:n l [q, p ] uosihyötysuhde, % [η a ] m a Taulukko 1. Lämpimät tilat 0,578 73,5 % Poistoilman lämmöntalteenottoaatimuksen Käyttötapa Mitoitus- Mitoitus- Käyttö- Käyttöajan Käyntiaikatekijät Käyntiajoilla Ilmanaihtokoneen h piiriin kuuluat ilmanaihtokoneet tuloilmairta poistoilmairta iimairta- keskimääräinen t d t w painotettu LTO:n uosihyötysuhde,sä Kone Palelualue m³/s m³/s kerroin poistoilmairta, m³/s h/rk rk/ko poistoilmairta, m³/s % [η a, ikone ] (m TK/PK1-17 Huoneistot Jatkua 0,468 0,493 1 0,493 24 7 0,493 75 % TK/PK18-20 Porras, hissi, arastot, VSS Jatkua 0,085 1 0,085 24 7 0,085 65 % Ympäristöministeriö, LTO-laskin 2017 (ersio maaliskuu 2017) 16
Ympäristöministeriö, Rakenteellisen energiatehokkuuden laskin 2017 (ersio lokakuu 2017) Rakennuskohde Lue ohjeet Rakennuslupatunnus Rakennustyyppi Pääsuunnittelija Laskelman tekijä Päiäys Tulos: Asuinkerrostalo 1 Esimerkki 3-kerroksinen asuinkerrostalo, myös yleisissä tiloissa LTO TÄYTTÄÄ RAKENTEELLISEN ENERGIATEHOKKUUDEN VAATIMUKSET Rakennuksen yleistiedot Laskentatuloksia 826 Rakennustilauus 4 220 rak-m³ Julkisiupinta-ala on 826 m² 826 Maanpäälliset kerrostasoalat yhteensä 1 330 m² Ikkunapinta-ala on 15 % maanpäällisestä kerrostasoalasta Lämmitetty nettoala 1 215 m² Ikkunapinta-ala on 24 % julkisiun pinta-alasta Käyttötarkoitusluokka (1 tai 2) 2 Lämpöhäiö on 98 % ertailutasosta Ilmanaihdon huoneistokohtainen ohjausmahdollisuus (0 tai 1) 1 Rakennuksen kerrosmäärä 3 kerrosta Ulko-oiin ja tuuletusluukkuihin sisältyät myös saunpoisto-, uloskäynti- ja huoltoluukut sekä muut astaaat luukut. Ilmanuotoluku, m³/(h m²) Vuotoilmairta, m³/s Ominaislämpöhäiö, W/K [q 50 ] [q, = q 50 / 20 A/3600] [H uotoilma = 1200 q, ] VUOTOILMAN LÄMPÖHÄVIÖ Vuotoilmairta Koko rakennusaippa 0,6 2,0 0,0136 0,0454 16,4 54,5 LÄMPÖHÄVIÖVAATIMUKSET Lämpöhäiöiden tasaus Pinta-alat, m² U-arot, W/(m² K) Ominaislämpöhäiö, W/K [A] [U] [H joht = A U] VAIPAN LÄMPÖHÄVIÖ Rakennusosat Ulkoseinä 580 580 0,14 0,14 81,2 81,2 Massiiipuuseinä 1) 0,14 Yläpohja 405 405 0,07 0,07 28,4 28,4 Alapohja (ulkoilmaan rajoittua) 0,07 Alapohja (ryömintätilaan rajoittua) 405 0,10 0,10 40,5 40,5 Alapohja (maanastainen) 0,10 Muu maanastainen rakennusosa 0,10 Ikkunat 199,5 199,5 0,70 0,70 139,7 139,7 Ulko-oet ja tuuletusluukut 2) 46,0 0,70 0,70 32,2 32,2 Kattoikkunat 0,70 Kattoalokuut 0,70 Yhteensä 1 636 1 636 321,9 321,9 1) Massiiipuuseinä, jonka keskimääräinen paksuus on ähintään 180 mm. 2) Enimmäisarratkaisu Suunnittelu- Koneellisen tulo- ja poistoilmanaihtojärjestelmän ominaissähköteho, kw/(m³/s) 1,5 1,5 Poistoilmairta, m³/s Ilmanaihdon LTO:n Ominaislämpöhäiö, W/K [q, p ] uosihyötysuhde, % [h a ] [H i = 1200 q, p (1-h a )] ILMANVAIHDON LÄMPÖHÄVIÖ Hallittu ilmanaihdon ilmairta Tilat, LTO-aatimus 0,486 65 73,5 204,1 154,5 Tilat, ei LTO-aatimusta 0 ILMANVAIHTOJÄRJESTELMÄN VAATIMUKSET Ilmanaihtojärjestelmänä on koneellinen tulo- ja poistoilmanaihtojärjestelmä Kyllä Ei Ominaislämpöhäiö, W/K [H = H joht + H uotoilma + H i ] Rakennuksen lämpöhäiöiden tasaus Ominaislämpöhäiö yhteensä 542 531 LÄMMITYSJÄRJESTELMÄN VAATIMUKSET Rakennuksen lämmitysjärjestelmänä on käytetty: Kyllä Ei Kaukolämpöä Maalämpöpumppua Ulkoilmasta eteen lämpöä siirtää lämpöpumppua 17
Rakennuskohde Asuinkerrostalo 1 Rakennuslupatunnus Esimerkki Rakenteellisen energiatehokkuuden aatimustenmukaisuuden tarkistuslista Pinta-alat Vertailuikkunapinta-ala on 15 % yhteenlasketuista maanpäällisistä kerrostasoaloista, mutta kyllä ei kuitenkin enintään 50 % julkisiujen pinta-alasta Rakennusosien yhteenlaskettu pinta-ala sama molemmissa ratkaisuissa Ympäristöministeriö, Rakenteellisen energiatehokkuuden laskin 2017 (ersio lokakuu 2017) Rakennusaipan ilmanpitäyys kyllä ei Enimmäisaro Rakennusaipan ilmanuotoluun q 50 suunnitteluaro on enintään enimmäisaron suuruinen 4 2,00 Rakennuksen lämpöhäiöiden tasaus kyllä ei n ominaislämpöhäiö on enintään ertailuratkaisun suuruinen 542 W/K 531 W/K Rakennuksen ilmanaihtojärjestelmän aatimukset kyllä ei Ilmanaihtojärjestelmänä on koneellinen tulo- ja poistoilmanaihtojärjestelmä Enimmäisaro n ominaissähköteho on enintään enimmäisaron suuruinen 1,50 kw/(m³/s) 1,50 kw/(m³/s) Rakennuksen lämmitysjärjestelmän aatimukset Lämmitysjärjestelmänä käytetään kaukolämpöä, maalämpöpumppua tai ilmaesilämpöpumppua. Tarkistuslistan yhteeneto täyttää rakenteellisen energiatehokkuuden aatimukset kyllä kyllä ei ei Lisätietoja Rakennuksen lämpöhäiö Rakennuksen lämpöhäiön laskennasta löytyy lisätietoa asetuksesta ja Tasauslaskentaoppaasta 2017. Ilmanaihtojärjestelmän aatimukset Rakennuksen tulee olla arustettu koneellisella tulo- ja poistoilmanaihtojärjestelmällä. Lisätietoa asetuksesta ja Tasauslaskentaoppaasta 2017. Lämmitysjärjestelmän aatimukset Rakennuksen lämmitysjärjestelmänä on käytettää kaukolämpöä, maalämpöpumppua tai ilmaesilämpöpumppua. Energiaselitys Rakenteellisen energiatehokkuuden määräystenmukaisuuden tarkastelu ja osoittaminen on osa energiaselitystä. Huomautus Tässä esitetyt rakenteellisen energiatehokkuuden aatimukset koskeat asuinrakennuksia, joiden kerrosala on 50 m² tai enemmän. 18