Kivitalojen ENERGIATEHOKKUUSkivitalo.asiakkaat.sigmatic.fi/core/wp-content/... · 1. Kivirakenteen...
Transcript of Kivitalojen ENERGIATEHOKKUUSkivitalo.asiakkaat.sigmatic.fi/core/wp-content/... · 1. Kivirakenteen...
Betoniteollisuus ry
2010
KivitalojenENERGIATEHOKKUUS
2
Kivitalojen energiatehokkuus
Julkaisija: Betoniteollisuusry
Kustantaja: SuomenRakennusmediaOy
Taitto: OlliOrkoneva
ISBN 978-952-5785-72-2
Painopaikka: TammerprintOy Tampere2010
Kannenkuva: LämpöHelmi-paritaloKuopionasuntomessuilla
3
SiSältö
Esipuhe 5
1. Kivirakenteen ominaisuudet 61.1 Kivirakenteenyleisetominaisuudet 61.2 Kivirakennuksenterminenmassajaenergiankulutus 6 Massiivisuudenvaikutusonvarmistettututkimuksin 71.3 Sisälämpötilat 81.4 Rakennuksenvaipantiiveys 10
2. Energiatehokkuuden periaatteita 132.1 Energiatehokkuusdirektiivijasuomalaisetmääräykset 132.2 Sisäilmanlämpötilajaviihtyvyysjulkisissa
rakennuksissa 142.3 Rakennuksenvaippajailmanvaihto 15 Lämmöneristystalvella 15 Lämmöneristyskesällä 16 Ilmanvaihto 16 Betonilämpövarastona 182.4 Termoaktiivisetrakennejärjestelmät 192.5 Energialähteetjaniidenkäyttö 20 Maalämpöävaakaputkistonavulla 22 Energiapilaritjalämpökaivot 22 Pohjavesilämmönlähteenä 232.6 Termisenenergianvarastot 23
3. Kivitalon energiatekninen suunnittelu 263.1 Asuinrakennuksensuunnittelu 26 Lämmitys 27 Jäähdytys 27 Ikkunatjarakennuksensuuntaaminen 27 Rakennuksenmassajalämmöneristys 28 Ilmanvaihto 29
3.2 Toimisto-,liike-taijulkisenrakennuksensuunnittelu 29 Lämmitysjajäähdytys 29 Laatastorakenteet 30
4. Rakentaminen vuoden 2010 määräyksillä 32
5. Matalaenergiataloista passiivi- ja nollaenergia- taloihin 35
5.1 Kehitysaskeleet 35 Vuoden2012energiamääräykset 365.2 Harkkorakenteinenpassiivienergiapientalo 36 Keinotpassiivienergiatalonrakentamiseksi 36 Rakennustekniikkajapintamateriaalit 37 Talotekniikka 40
6. Energiatehokkuus ja hiilidioksidipäästöt (CO2) 41
7. Esimerkkirakennuksia 457.1 Suomi 45 RakennusliikeReposenmatalaenergiakerrostalo
MERA,Heinola 45 Ennätystiivisbetonielementtitalo,SuutarinenYhtiöt 45 PassiivienergiataloVillaLaine 46 LämpöHelmi,KuopionAsuntomessut 497.2 Muutmaat 51 Teknillistaloudellisenammattikorkeakoulunkirjasto
Dresden,Saksa 51 SairaskassaSchwenningerBKK:nhallintorakennus,
Villingen-Schwenningen,Saksa 53 VBIEcoPrefab-järjestelmäyliopistorakennuksessa
Groningenissa 55 Bayerintoimistorakennus,Belgia.ECHO 55 EsimerkkiThermoDeck-järjestelmästä:
Lärkträdet,Vara,Ruotsi 56
Viitteet 58
4 Kivitalojen energiatehokkuus
Kivitalot ovat kestäneet vuosisatoja, ja niillä on paljon annettavaa myös tulevaisuuden matalaenergiarakentamiselle. Talo Tikkanen, Espoo. Kuva: Parma Oy.
Kivitalojen energiatehokkuus 5
Rakentaminen jakiinteistötkuluttavat lähes40%Suo-messa vuosittain käytettävästä energiasta. Rakentamis-vaiheen osuus tästä on noin 10% ja kiinteistöjen käy-tön,huollon jakunnossapidonosuusnoin90%.KokoEuroopanalueellaenergiaasäästävätmatala-,passiivi- janollaenergiatalot kasvattavat osuuttaan. Tulevaisuudessakorkeatenergiansäästötavoitteetovatlakisääteisiä.
Betoni ja tiili ovat raskaina kivimateriaaleina omi-naisuuksiltaan erinomaisia rakennettaessa tulevaisuudenvähän energiaa kuluttavia rakennuksia. Kivimateriaalitsäästävät massiivisuutensa ansiosta sekä lämmitys- ettäjäähdytysenergiaa.Niilläsaadaanrakennuksiinhyvätiiveys
Esipuhe
jatasainensisälämpötila.Materiaalienkestävyys japitkäkäyttöikävarmistavatkokoelinkaarenaikaisenpienenko-konaisenergiankulutuksen.
Matala-,passiivi-janollaenergiatalottuleesuunnitel-lasiten,ettärakenne-jataloteknisetjärjestelmätmuodos-tavat toimivan kokonaisuuden. Rakennuksen arkkiteh-tuurin tuleepalvellamyösenergiansäästöä.Tämänäkyyesimerkiksi rakennusmassojen suuntauksessa, tilaratkai-suissa,ikkunoidenmäärässäsekäerilaisissaauringonvalonvarjostusratkaisuissa.
Betoniteollisuusry
6 Kivitalojen energiatehokkuus
1.1 Kivirakenteen yleiset ominaisuudet
Nykyaikainenkivirakennustehdäänbetonista,tiilestätaierilaisistaharkoista.
Betonionnykyisinenitenkäytettyrakennusmateriaa-li maailmassa.Tämän mahdollistaa raaka-aineiden hyväsaatavuuseripuolillamaapalloajayksinkertainenvalmis-tusteknologia.Siitätehdäänrakennuksenrunkojajajul-kisivuja,siltoja,patoja,teitäjamuitainfrarakenteita,pi-hakiviä,putkiajaharkkojasekämyöstaideteoksia.
Poltettutiilionyksimaailmanvanhimmistajakäyte-tyimmistärakennusmateriaaleista.Vanhimmattiiliraken-nuksetovatyli5000vuodenikäisiä.MyösSuomenvan-himmatrakennuksetontehtypoltetustatiilestä.
Poltettu tiilionyksimonipuolisimmista japarhaistarakennusmateriaaleistaniinsisälläkuinulkonakin.Täys-tiilitalot,pien-jakerrostalojensekäjulkistenrakennustenjulkisivut,muuratutsavupiiputjatulisijatovatkohteita,joissa tiilen erinomaiset ominaisuudet pääsevät oikeuk-siinsa.
Betonijatiiliovatkivipohjaisinamateriaaleinakestä-viä,lujiajavähänhuoltoavaativia.Kivirakennuksetsääs-tävätmassiivisinajatiiviinäenergiaakokoelinkaarenajanja niillä saadaan asuntoihin hyvä ääneneristävyys ja pa-loturvallisuus.Pitkäkäyttöikäyhdistettynä rakennuksen
1. Kivirakenteen ominaisuudet
Kivitalojen vahvuudet
• luonnonraaka-aineistavalmistettu
• terveellinensisäilmasto
• luja,kestäväjapitkäikäinen
• paloturvallinen
• energiaasäästävä
• hyvinääntäeristävä
• kokonaisedullinen
• materiaalitkierrätettäviä
muunneltavuuteen ja energiansäästöominaisuuksiin ta-kaavatsen,ettäkivitalotovatsamallasekäekotehokkaitaettäelinkaarikustannuksiltaanedullisia.
1.2 Kivirakennuksen terminen massa ja energiankulutus
Rakennusten lämmitykseen, valaistukseen ja jäähdytyk-seenkäytettyenergiaonlähes40%kokomaanprimääri-energiankulutuksesta.Rakennustenenergiankulutuksenpienikin vähentäminen alentaamerkittävästi hiilidioksi-dipäästöjä.
Kivitalojen energiatehokkuus 7
Massiivinenrakennusonyleensäsellainen,jossamas-saaonvähintään500kg/m2.Massantuleesijaitavaipanlämmöneristekerroksensisäpuolella.Massavoiollaväli-,ala-taiyläpohjissa,väliseinissäjaulkoseinissä.
Rakennusmateriaalien kyky varastoida ja vapauttaaenergiaalämpöävaraaviarakenteitahyödyntäenvaikuttaamerkittävästirakennustenenergiatehokkuuteen.Raskaa-namateriaalinabetonitoimiivarastonajahyödyntäänäinvapaitalämpökuormia,kutenauringonsäteilyä(aurinko-energia) sekä ihmisistä, valaistuksesta ja kodin-/kontto-rikoneistavapautuvaalämpöävarastoimallaniidenener-gianjaluovuttamallasitämyöhemminsisätiloihin.
Betonirakenteiset lämpöä varaavat rakenteet säästä-vät lämmitys- ja jäähdytysenergiaa.Nevähentävätmyösmerkittävästi sisälämpötilan vaihtelua ja kesän huippu-lämpötiloja.Lämpöävaraaviarakenteitavoidaankäyttääaktiivisesti esimerkiksi yöaikaisessa jäähdytyksessä tai il-malämmityksessä,jolloinlämmitysvoitapahtuavaraavas-tihalvemmallayösähköllä.
Esimerkiksi lattialämmitys toimii parhaimmin beto-nirakenteeseenasennettuna.Varautunutlämpösiirtyyta-saisestisisäilmaan.Betonilaattaansijoitetullalattialämmi-tyksellävoidaanlämmityksenjakäyttövedentarvitsemastaenergiastasaada80%edullisemmallayösähköllä.Samallasaadaanaikaantasainenlämmönjakojamiellyttävänläm-minlattia.
Massiivisuuden vaikutus on varmistettu tutkimuksin
Kivirakenteiden massiivisuuden vaikutusta on selvitettylukuisissa tutkimuksissa. Eurooppalaisissa tutkimuksis-
Termisesti raskas rakenne toimii lämpöenergiaa sitovana varastona. Materiaalit ovat tässä suhteessa hyvin erilaisia.
Mineraalivillajohtaajasitoohuonostilämpöä.Materiaalieisiisvarastoilämpöä,muttaeristäähyvin.
Teräkselläonhyvälämpökapasiteetti,muttasejohtaalämpöäliianhyvin.
Puullaonmyössuhteellisenhyvälämpökapasi-teetti,muttasejohtaalämpöähuonosti.Siksisetoimiienergiavarastonavuorokausirytmiinnäh-denliianhitaasti.
Betonilla ja tiilelläonhyvälämpökapasiteettijakeskimääräinenlämmönjohtokyky.Tämäyhdis-telmäsekäsuurirakenteidenominaispainoteke-vätnäistämateriaaleistaenergiaasäästäviä.
samassiivisillarakenteillaonsaatusäästöälämmitysener-giassakeskimäärin5–15%kevyisiin rakenteisiinverrat-tuna(tutkimustulostenääriväli1–20%)/1/.
Pohjoismaisessa tutkimuksessa /2/ massiivisen pien-talon lämmitysenergian kulutus oli 3–14% pienempikuinkevytrakenteisessapientalossa.Säästöolisuurempi,kunrakennuksenikkunapinta-alakasvoi.
Jäähdytysenergiankulutuksessamassiivisuudenvaiku-tusonsuurempi.Koneellisestijäähdytetyssämassiivisessa
8 Kivitalojen energiatehokkuus
rakennuksessakuluu20–50%vähemmänjäähdytysener-giaakuinerittäinkevyessärakennuksessa/1/,/2/.TTY:nraportissa todetaan, että massiivisissa rakennuksissa yö-tuuletusonedullista japienentää jäähdytysenergianku-lutusta20%jajäähdytystehoasuurimmillaan40%.Jois-saintapauksissa jäähdytysenergiaaeikulu lainkaan,kunkokokoneellinenjäähdytysvoidaanjättääpois.
Massiivisuudenvaikutuksensuuruusriippuukäytän-nössä monista tekijöistä, kuten massan sijoittelusta, ra-kennuksen suuntauksesta, ikkunoiden määrästä, ilmais-energioidenmäärästäsekäpintamateriaaleista.
Rakennustenenergiankulutus lasketaaneurooppalai-senstandardinENISO13790:2008/16/mukaan/17/.Massiivisen rakenteen lämpökapasiteetin vaikutus ote-taanlaskelmissahuomioonns.aikavakionavulla.
1.3 Sisälämpötilat
Rakentamismääräykset /15/ edellyttävät, että rakennussuunnitellaanjarakennetaansiten,etteivättilatlämpenehaitallisesti. Liiallisen lämpenemisen estämiseksi kesällätuleekäyttääensisijaisestirakenteellisiakeinoja.Määräyk-sissätodetaankin,ettävuorokautistenlämpötilojentasaa-miseentuleekäyttäärakenteidenlämmönvarauskykyäjatehostettuailmanvaihtoayöllä.Betonijatiilisopivathy-vintähäntarkoitukseen.
Kun rakennuksista tehdään yhä paremmin lämpöäeristäviäjatiiviimpiä,niissäilmeneekesällähelpostijääh-dytystarvetta.Mm.IEA:n(InternationalEnergyAgency)raportti/5/pitääluonnollistajapassiivistajäähdytystäen-sisijaisenakeinonaliiankorkeansisälämpötilanalentami-seen.
Rakennuksen sisäilman laatu paranee, kun massanlämpökapasiteettileikkaakorkeimmatkesänsisälämpöti-latpois.Massiivisuudenetuonsuhteellisestisuurin,kunikkunapinta-alaon suuri, ikkunaton suunnattu eteläänja rakennetaan muutenkin matalaenergiaratkaisu. Mas-siivisilla rakenteilla voidaan sisälämpötilanvaihteluita ja
Kivitalon ja kevytrakenteisen talon energiantarpeen jakauma.
Lämpöhäviöt
Ilmaisenergiat
Lämmitystarve
Kivitalojen energiatehokkuus 9
Harkkopientalon eri ratkaisuvaihtoehtojen vuotuiset ominaisenergiankulutukset. /18/
Hyvä lämmöneristys ja massiiviset sisärakenteet hidastavat talon viilenemistä lämpökatkon aikana. Ulkoilman lämpötila on –20 °C. /18/
Lämpökamerakuva paljastaa seinän ja yläpohjan välisen lämpövuodon. Kivitalossa myös yläpohja on syytä tehdä betonirakenteisena.
Massiivinen kivirakennus tasaa kesäajan sisälämpötilahuippuja 3–6 astetta ulkolämpötilaan nähden ja huippulämpötila viivästyy kuusi tuntia. Kevytrakenteisen rakennuksen tasaava vaikutus on pieni.
30°C
15°C päivä yö päivä yö
ulkoilma kevytrak.rakennus massiivinenrakennus
10 Kivitalojen energiatehokkuus
Betoni ja muuratun rakennuksen lämmönvarauskyvyn ansiosta
• rakennuksenilmaisenergiatsaadaanhyöty-käyttöön
• säästetään5–15%lämmitysenergiasta
• tasataanjaalennetaanliiankorkeitasisälämpö-tiloja3–6astetta
• voidaanpoistaajäähdytystarvekokonaan,taisäästetään20–50%jäähdytysenergiasta
• yöaikaistailmanvaihtoavoidaanhyödyntääpoista-maanjäähdytystarvepäivällä
• voidaansiirtäätoimistojenjamuidenliikekiinteistö-jenhuippulämpötilatajankohtaan,jolloinrakennusontyhjillään
• voidaansoveltaamatalalämpötekniikkaa(esim.maalämpö)edullisesti
• voidaanpienentäärakennuksenCO2-päästöjä
• voidaanpienentäätalotekniikaninvestointi-kustannuksia
•mahdollistetaanalhaisillalämpötiloillatoimivienjärjestelmienkäyttö
• saadaantoimivatratkaisutmatala-japassiivi-energiataloihin
erityisesti kesäisiä lämpötilahuippuja alentaa merkittä-västi. Jos rakennuksessa ei ole koneellista ilmastointia,korkeimmat sisälämpötilat kesällä ovat raskaassa kivira-kennuksessa3–6astettaalempiakuinvastaavassakevyt-rakenteisessatalossa/1/.
Pohjoismaisessa tutkimuksessa verrattiin massiivisenasuinrakennuksen jakevytrakenteisen asuinrakennuksenyötuuletuksenvaikutustajäähdytysenergiankulutukseen.Kun yötuuletus on kolminkertainen päivätuuletukseennähden,jäähdytysenergiankulutusväheneemassiivisessarakennuksessa noin kolmanneksella kevyeen rakennuk-seenverrattuna.
1.4 Rakennuksen vaipan tiiveys
Kivirakenteidenhyvätiiveysvähentääenergiankulutusta.Tiiveydenmerkityskasvaajatkuvastivaipanlämmöneris-tävyyden parantuessa ja ilmanvaihdon lämmöntalteen-otonkehittyessä.
Aiemmin ajateltiin, että rakennuksen vaipan pitäähengittää. Nykyisin puhdas sisäilma ja kosteudenpoistosisältäperustuukoneelliseen ilmanvaihtoon.Se taas toi-miihyvinvain,kunvaippaonerittäintiivis.
Rakennuksenn50-ilmanvuotoluvunpienentyessä1,0:llasäästyy noin 7% lämmitysenergiasta ja 4% kokonais-energiasta.
TTY:njaTKK:nAISE-tiiveystutkimuksessamitattiinpientalojenjaasuinkerrostalojentiiveyttä/3/.Tutkimuk-senselkeähavaintooli,ettäkivirakenteistenpien-jaker-rostalojenkeskimääräinenilmanpitävyysonhyvä(ka.2,3ja1,11/h)japarempikuinvastaavienpuurunkoistenta-lojen(ka.3,9ja2,61/h).
Kivitalojen energiatehokkuus 11
Betonielementeistätehdyssäpilottipientalossaonpääs-tyjotiiveydessätasollen50=0,1!Betonisissaasuinkerros-taloissa päästään huolellisella työllä ilmanvuotolukuun0,5jajopasenalle.Passiivienergiataloissaontavoitteenapäästävähintäänilmanvuotolukuun0,6.Tämäonnistuuhelpoitenjuurikivirakennuksissa,jossamateriaalitovatjoitsessääntiiviitä.
Betonirakenteidenmassiivisuuden ja tiiveydenhyötyonmerkittävä.Jo5prosentinsäästörakennuksenkäytön-aikaisessaenergiankulutuksessatarkoittaanykyrakennuk-sissanoin4prosentinsäästöärakennuksenkokoelinkaa-renaikaisessa energiankulutuksessa, koska käyttövaiheen
TTY:n ja TKK:n tiiveystutkimuksessa saadut pientalon keskimääräiset ilmanvuotoluvut n50
• kivitalo1kivirakenteisellayläpohjalla 1,4
• kivitalo1puurakenteisellayläpohjalla 2,3
• puutalo 3,9
• hirsitalotiiviimmälläsaumalla 4,1
• hirsitalo,perinteinen 7,9
1 mukanabetonielementti-sekäkevytbetoni-jabetoniharkkotalot
Tiiveys on välttämätön edellytys rakennuksen energia taloudellisuudelle. Kuvassa mitataan MERAtalon ikkunan tiiveyttä.
12 Kivitalojen energiatehokkuus
Ilmanvuotokohtien prosentuaalinen jakauma pientalojen (vasen) ja kerrostalojen (oikea) eri kerroksissa.
1.Ilmansulunläpiviennit,sähköasennukset
2.Ulkoseinäjaalapohjaliittymä
3.Ulkoseinäjavälipohjaliittymä
4.Ulkoseinäjayläpohjaliittymä
5.Ulkoseinäjaulkoseinäliittymä
6.Ovetjaikkunat
osuuskokonaiskulutuksestaonnoin80%.Säästöonsa-maasuuruusluokkaakuinrakennuksenkaikkienbetoni-rakenteidenvalmistukseenrakentamisvaiheessatarvittavaenergiamäärä.
Prosenttiosuus,%
Prosenttiosuus,%
Kunrakennuksentiiveyttäparannetaan,onhuomiotakiinnitettäväensisijaisesti ikkuna-jaoviliitoksiin,seinänjayläpohjanliitokseen,kattoikkunoihin,huoltoluukkui-hinjarakennusvaipanlävistyksiin.
Kivitalojen energiatehokkuus 13
2. Energiatehokkuuden periaatteita
2010: Rakennusten energiantarpeen pienentäminen määräyksillä noin 30 % nykytasosta
• Uudetmääräyksetvoimassa
2012: Rakennusten energiamääräysten kiristäminen edelleen 20 prosentilla
• Energiamuodototetaanhuomioon(primäärienener-giakertoimet).Määräyksetvalmistuvatvuonna2010.
EU:n tavoite 2015–2020: Kaikki uudisrakentaminen on erittäin energiatehokasta, lähes nollaenergiatasoa
• Vuositasollaostoenergiantarve0kWh/m2
Jäsenvaltioidenvelvollisuusonvahvistaarakennustenjarakennusosienenergiatehokkuudenvähimmäisvaati-mukset.Neolisiasetettavasiten,ettäsaavutetaanop-timaalinenratkaisurakentamiskustannustenjaelinkaa-renaikanasäästettyjenenergiakustannustenvälillä.Jäsenvaltiotvoivatkuitenkinasettaamyöskustannus-optimiaenergiatehokkaampiavaatimuksia.
2.1 Energiatehokkuusdirektiivi ja suomalaiset määräykset
EUon linjannut tavoitteekseen20%:nenergiansäästönvuoteen2020mennessä.
Marraskuussa2008Euroopankomissiojulkististrate-gisenenergiakatsauksensa.Yksiosastrategiaaolienergia-tehokkuusdirektiivin uudistaminen. Toukokuussa 2010EU:nparlamenttihyväksyiuudistetunrakennustenener-giatehokkuutta parantavan direktiivin. Kansalliset sää-dökset laaditaan kesään 2012 mennessä. Direktiivissäpainotetaanjulkisensektorintoimenpiteitä,energiatodis-tuskäytännön tehostamista sekä hiilidioksidipäästöiltääntaiprimäärienergiankulutukseltaanalhaistenjanollaener-giatalojenrakentamisenlisäämistä.
Direktiivi asettaa rakennusten energiankulutukselleminimivaatimuksetjaedellyttääniidennoudattamista.Seedellyttää myös energiatodistusta rakennuksilta. Raken-nustenpassiivisetlämmitys-jajäähdytyskeinottuleetut-kia.Lisäksidirektiivivaatii,ettäenergiansäästöeisaahei-kentääsisäilmanlaatua.Energiansäästöedellyttääjatkossakoko rakennuksen optimointia, jossa myös rakennus-materiaalien energiansäästöominaisuudet otetaan huo-mioon.
14 Kivitalojen energiatehokkuus
Sisäilman viihtyisyyteen oleellisesti vaikuttavat tekijät ovat
• ilmanlämpötila
• ympäröivienpintojenlämpötila
• suhteellinenilmankosteus
• ilmanvirtausnopeus
• ihmisenvaatetus
• toiminnanlaatu
Ihmisen ja ympäristön välisen lämmönvaihtelun aiheuttavat
• konvektio(lämmönluovutusjavarastoiminen)
• nesteenhaihtuminen(lämmönluovutus)
• lämpösäteily(lämmönluovutusjavarastoiminen)
• lämmönjohtuminen(lämmönluovutusjavarastoi-minen)
2.2 Sisäilman lämpötila ja viihtyvyys julkisissa rakennuksissa
Erilaisten julkistenrakennustenkäyttötarkoitukseteroa-vattoisistaan.Siltinäissätiloissaonvoitavatuottaaviih-
tyisä sisäilmasto. Tärkeimmät sisäilmastoon vaikuttavattekijätovathuoneenjaympäröivienpintojenlämpötilatsekäilmankosteus.Kuntyöprosessitmoninaistuvat,laa-tuvaatimuksetkasvavatjaihmistenvaatimustasonousee,huomaavattilojenkäyttäjätyhäherkemminsisäilmastonvirheet.
Rakennuksille laaditaan jatkossa energiatodistus, joka kertoo luokkana rakennuksen energiatehokkuuden. Parhaimmat talot tulevat olemaan A+ ja A++luokassa.
Kivitalojen energiatehokkuus 15
Sisäilmaston laatu eli terminen viihtyisyys vaikuttaasuoraan ihmisen suorituskykyyn ja työtyytyväisyyteen.Ympäristömielletäänviihtyisäksi,jossenlämpötilatun-tuusopivalta–eiliiankuumalta,eikäliiankylmältä.
Pienetkin sisäilmaston laatupoikkeamat tuntuvatusein kielteisiltä. Ihmisen kehon lämmönsäätelyyn vai-kuttavat aineenvaihduntaprosessit sekä lämmönvaihteluihmisenjaympäristönvälillä.Mukavaksikoettu lämpö-tilavaihteleeyksilöllisesti.
Ennenkaikkeatoimisto-jahallintorakennustensuun-nittelijanonotettavahuomioonrakennuksessatyöskente-levienmielipiteetviihtyisästäsisäilmasta.ISO7730-stan-dardissa esitetyt käytännöt pohjautuvat pitkäaikaisiintutkimuksiin.Niidentulostenperusteellavoidaanmääri-tellä”viihtyisäsisäilmasto”jasitämukaasiihentyytyväistenosuusfiktiivisessäkäyttäjäryhmässä.Tämämäärittelype-rustuuyleiskäsitykseenihmisenreaktioistalämpövaihtelui-hinjaseesitetäänPMV-indeksillä(predictedmeanvote).
Suunnitteillaolevillerakennuksillevoidaanvalitayksikolmesta ISO 7730 -standardin määrittelemästä muka-vuusluokasta. Korkeimmassa mukavuusluokassa tyyty-mättömienkäyttäjienmääräonvähäinen,muttatoisaaltamyösvaatimuksetovatkorkeammalla.
Vuodenaikojen väliset suurehkot sääolosuhteidenmuutokset asettavat erityisiä vaatimuksia rakennuksil-le.Kylminävuodenaikoinaonminimoitavalämpöhäviötjaasetettavalämmöntalteenottomaksimaaliselletasolle.Lämpiminä vuodenaikoina on sitä vastoin pyrittävä es-tämään lämmön siirtymistä tiloihin ja mahdollistettavalämmönsiirtopoistiloista.
Suunnitteluvaiheessa sattuneet virheet johtavat ener-giankulutuksenkasvuun,sillärakennusfysikaalisetpuut-
teet pakottavat käyttämään ylimääräisiä taloteknillisiäratkaisuja. Siksi rakennuksen sisäilma onkin keskeisessäasemassa rakennuksen kokonaisvaltaisessa suunnittelu-prosessissa, jossa ensisijaisesti pyritään luomaan järkeväyhdistelmä talotekniikan ja rakenteidenvälille.Panosta-minenenergiatehokkaisiinrakenteellisiinratkaisuihinonilmanmuutataloudellisempaajakestävämpääkuintalo-tekniikanlisääminen.
2.3 Rakennuksen vaippa ja ilmanvaihto
lämmöneristys talvella
Rakennuksenvaippatoimiisisä-jaulkoilmanvälisenära-jana,jokaerottaakäyttäjänjaympäristöntoisistaan.Siksivaipanonvarmistettava lämmöneristys sekä talvellaettäkesällä, päästettävä riittävästi päivänvaloa tiloihin ja es-tettävä ilmanvaihdosta aiheutuvia suunnittelemattomialämpöhäviöitä. Energiatasapainoa määriteltäessä lämpöävaihtavatpinnat(katto,perustuslaatta,julkisivu)ovatrat-kaisevassaasemassa.
Jotta lämpöenergiaa voidaan hyödyntää tehokkaas-ti talvella, on rakennuksenoltavahyvin eristävä.Hyvinsuunnitellenvoidaankivirakentamisellasaadaaikaanjopaläheskylmäsillattomiarakenteita.Lasipintojenmääräneitulisiylittää30%kokojulkisivusta.
Kivirakenteistenjulkisivuelementtiensisäpintojenläm-pötilaonkorkeampikuinlasipintojen.Lasipintojenkyl-mentyminentalviaikaansaattaaaiheuttaalämpötilanalen-tumistalattianläheisyydessä.
16 Kivitalojen energiatehokkuus
Tilapäiset ääriolosuhteet ovat seurausta seuraavien tekijöiden vaihtelusta
• ulkolämpötila
• auringonsäteilynvoimakkuus
• ilmanvaihdonmäärä
• henkilöistä,valaistuksestajalaitteistaaiheutuvatsi-säisetlämpökuormat
Sisätilojen lämpenemiseen vaikuttavat
• rakennuksensuuntaus
• ikkunapinta-alanosuusseinäalasta
• ikkunoidenauringonsäteilynläpäisy
• aurinkosuojaus,vuodenaikajavuorokaudenaika
lämmöneristys kesälläRakennusosienaiheuttamialämpöhäviöitäpystytäänny-kyäänvähentämäänjopaniinpaljon,ettälämpöenergia-häviötjohtuvatenäävaintuuletuksesta.Lisäksijulkistenrakennustensuuretsisäisetlämpökuormattekevätraken-nuksenlämmitystarpeestatoisarvoisenseikan.
Sisäilmansuurimmatongelmattulevatesillekuumienkesäkuukausienaikana.Valaistuksenjalaitteidenaiheut-tamat korkeat lämpökuormat nostavat päiväsaikaan eri-tyisestitoimisto-jahallintorakennuksienlämpötilaahuo-mattavasti.Toisaaltaaurinkokuumentaaentisestääntilo-ja, joissa julkisivun lasipintojen osuus on suuri. Kesälläsisätilojen epämiellyttävyys johtuu ylikuumenemista. Sepuolestaan rajoittaa käyttäjien työn tehokkuutta ja vai-kuttaakielteisestityötyytyväisyyteensekäsaaaikaantyö-turvallisuusongelmia.Auringonsäteilynkokonaisläpäisy-kerroin kertoo, kuinka paljon aurinkoenergiaa kaikenkaikkiaanpääseesisällerakennukseenvaloaläpäisevienra-kennusosien kautta. Lämmön johtumista lasipintojenläpivoidaanvähentääaurinkosuojilla.Nevahvistavatsä-teilynheijastumistapoispäinrakennuksestajavähentävätsäteilyn välittymistä tiloihin. Lämmön johtuminen ra-
kennukseenonuseinsuurintarakennuksenitä-jalänsi-puolella,jolloinauringonsäteetosuvatrakennukseenlä-hes vaakasuoraan. Rakennuksen etelänpuoleisen julki-sivunhuoneetvoivattalvellaylikuumentua,kunaurinkopaistaa matalalta. Silloin kiinteä aurinkosuoja ei riitä,vaantarvitaansiirreltävissäolevaaurinkosuoja.
Yhä tehokkaammat aurikosuojat voivatpimentää ti-lojajapeittäämuutenkinvapaatanäköalaa.Tilojenkäyt-täjätkorjaavatsillointilanteenkeinovalaistuksella–ener-giatehokkuudenjahuonelämmönkustannuksella.
Aurinko voi ylikuumentaa rakennuksen niitä tiloja,joissaonlasijulkisivu.Betonijulkisivuissaylikuumenemi-senvaaraonoleellisestipienempi.
ilmanvaihto
Rakennuksensisäilmanlaaturiippuurakennuksenilman-vaihdosta.
Talvellasuurinosarakennuksenlämpöenergiastapois-tuuilmanvaihdonkautta.Lämmitysenergiaatarvitaankinennen kaikkea tasaamaan ilmanvaihdon lämpöhäviöitä.Kesällä lämmenneet ilmamassat täytyy sisätilojen viih-
Kivitalojen energiatehokkuus 17
Kivitalon massiiviset osat tasaavat sisälämpötiloja varaamalla talvella auringon lämpöä ja kesällä yön viileyttä. Passiivitalo Salomaa, Kaarina / Lammikivitalot. Kuva: A1 Media.
18 Kivitalojen energiatehokkuus
tyvyyden vuoksi vaihtaa viileämpään ilmaan.Tarvittavailmanvaihto voidaan määritellä raikkaan ilman tarpeensekäsisäistenlämpökuormienperusteella.
Julkisissarakennuksissailmanvaihdonratkaisuinavoi-daankäyttääjokoluonnollistataikoneellistailmanvaih-toa. Luonnollisena ilmanvaihtotapana voidaan pitää ta-vanomaista,omientarpeidenmukaistaikkunatuuletusta,jolloinavataanjokoyksiikkunatairistivedonsaamisek-si useampi ikkuna. Luonnollisiksi tuuletusjärjestelmik-si luokitellaanmyöspainovoimainenkanavoitupoistoil-manvaihto sekä ilmanvaihto katossa olevien luukkujenkautta,jolloinkäytetäänhyväksilämpimänilmanpyrki-mystäkohotaylöspäin.Tämäilmanvaihtotapaeioleyksi-selitteinen,silläulkoisetjasisäisetääriolosuhteetsaattavataiheuttaa ilmanvaihdollisia ongelmia.Koska ikkunatuu-letusonnistuuvaintietystäkorkeudestaylöspäinjavaintietyillerakennustyypeille,ontuuletuksentehostajanataisenkorvaajanakäytettäväkoneellistailmanvaihtoa.Näilläjärjestelmilläonmerkittäviäetujailmanvaihdonohjailunja ilmanjakamisen suhteen ja ne mahdollistavat lämpö-energiantalteenotonkäytetystäsisäilmasta.
Yksimahdollinentapalämpöenergiantalteenottami-seksi on ilman johtaminen kaksoisjulkisivun välitilaan,jossakylmäulkoilmalämpiääennenkuinsetuloilmanajohdetaan sisätiloihin. Kesällä ilmamassat saattavat kui-tenkin lämmetävoimakkaastivarsinkin, josauringonsä-teilyn aiheuttama lämpöenergiakerääntyy sisälläoleviinaurinkosuojajärjestelmiin.Poistoilmanlämpöenergiavoi-daanmyöskäyttäähyödyksilämmönsiirtimien,lämmöntalteenottolaitteiden tai poistoilmalämpöpumppujenavulla.Näinsevoidaankäyttääraittiinilmanesilämmit-tämiseen.Termisestikorkealaatuisissarakennuksissavoi-
daanlämmitystarvehoitaakokonaanmenetelmillä,joillailmastasaatavalämpöenergiaotetaantalteen.
Sisäilmanvaihtojulkisissarakennuksissatapahtuusyr-jäyttämis- tai sekoitusilmanvaihdon periaatteella. Ra-kennuksissa, joiden välipohjissa on käytetty betonisiaontelolaattoja, voidaan tilojen ilmanvaihtoonkäyttää il-manpoistoalaatastonkautta.Ontelolaatoistavalmistetuis-sa välipohjissa on myös runsaasti asennustilaa teknisillelaitteilleilmanalaslaskettujakattojataikaksoisvälipohjaa.
Keskitetyissä tuloilmajärjestelmissäulkoilmavoidaanesikäsitelläilmaantaimaahanasennetussalämmönkeruu-putkistossa. Maahan asennetut lämmönkeruuputkistotovatjokorakennuksenalletaiympärillemaahanupotet-tujaputki-taikanavaverkostoja, joissasisäänotettavaul-koilmavirtalämpeneetaiviilenee.
Betoni lämpövarastona
Sisätilojen lämmönsäätelyssä rakennuksen lämmönva-rausominaisuuson ratkaisevan tärkeä.Siksimassiivistenrakennusmateriaalien lämmönvarauskyvyn ja järjestel-mien teknisten ominaisuuksien arviointi on järkevässärakennussuunnittelussa välttämätöntä. Betoni- ja muu-rattujenrakenteidenhyväälämmönvarastoimiskykyävoi-daan hyödyntää ns. passiivisesti tai erilaisilla aktiivisillajärjestelmillä.
Massiivistenpilareiden,seinienjavälipohjienansiostabetonisilla rakennuksilla on käytettävissään suuri pinta-aktiivinen lämpökapasiteetti. Betonielementeistä raken-netuillapinnoillaonsuuremmantiheydenjaparemmanlämmönjohtokyvynansiostajonkinverranparempiläm-mön vastaanotto- ja varastoimiskyky kuin massiivisilla
Kivitalojen energiatehokkuus 19
Ontelolaatan käyttäminen lämpövarastona TermoDeckjärjestelmässä.
muuratuillarakenteillajapinnoilla.Betonirakenteidenhy-vätlämmönjohto-ominaisuudetpääsevätparhaitenoikeuk-siinsa,jossisäilmapääseesuoraankosketuksiinbetonipin-nan kanssa. Betonirakenteiden itsesäätelyominaisuus ontodella hyödyllinen varsinkin tiloissa, joissa hetkellisestiesiintyysuurialämpökuormia.Ylilämpöimeytyymassii-visiinbetonirakenteisiin, jostasemyöhemminvapautuutakaisinilmaan.Tällaisiatilojaovatmm.toimisto-jahal-lintorakennukset, koulut, teatteri- ja elokuvasalit sekämuutnäyttely-jatapahtumatilat,joissaonkerrallapaljonihmisiä.
Betoninlämpöolojatasaavavaikutusrajoittaapäivisinlämpötilankohoamistajayöaikaanlämpötilanlaskualuo-vuttamallavarastoituneenlämpöenergianhitaastitakaisintiloihin,kunauringonsäteilystä,lämpimästäulkoilmasta,valaistuksesta, toimistolaitteista ja ihmisistä aiheutuneet
lämpökuormat ovat pienempiä. Kesällä kuumien helle-jaksojen aikana syntyvän lämpöenergian määrä on niinsuuri, etteivät betonirakenteet pysty varastoimaan kaik-kea tätä energiamäärää vaanniidenvarastot ”täyttyvät”.Silloinmassiivistenrakenteidensäätelytoimintorajoittuu.Betonirakenteiden täysiä ”lämpövarastoja” voidaan kui-tenkin tyhjentää sopivalla ilta- ja yötuuletuksella, mikätakaa betonirakenteiden jatkuvan aktiivisen toiminnanpäiväsaikaan.Julkisissarakennuksissa,joissalämmönsiir-rostajohtuvatlämpöhäviötovatvähäisetjailmastointionkontrolloitua,sisälämpötilatriippuvatratkaisevastiaurin-gonlämmöstä.
2.4 termoaktiiviset rakennejärjestelmät
Termoaktiivisten rakennejärjestelmien tehtävä on läm-mittää ja jäähdyttäätilojavähäisenpintaankohdistuvantehonavulla.Betoninvarauskyvynansiostanäillä järjes-telmillä onnistutaan muuttamaan rakenteen onteloissakulkevissaputkissakiertävännestemäisenvälittäjäaineenlämpötilaa vaiheittain, ympäristön lämpötilaa nähdenpäinvastaiseksi. Huoneen lämpötila laskee kesällä päi-väsaikaan,kunvälittäjäaineimeelämpöähuoneesta.Yö-aikaantaaspäivälläabsorboitunutlämminilmapalautuutakaisintilaan.Viileäyöilmasitoolämpöenergiaaitseen-säjakuljettaasenilmanvaihdonkauttapoisrakennukses-ta, jos seon tarpeen.Termoaktiiviset välipohjat tukevatbetoninitsesäätelyefektiäjahellekausinaneestävätsisäti-lojenlämpötilankohoamisenepämiellyttävänkorkeaksi.Talvellasisätilatvoidaanlämmittäänestemäisenvälittäjä-aineenkierrolla.
20 Kivitalojen energiatehokkuus
Termisesti aktivoitujen välipohjien etuja
• rakennuksenomaamassaakäytetääntermisenävaraajana
• uudistuviaenergiavarojavoidaanhyödyntää
• huonekorkeuttaeitarvitsemadaltaa
• alhaisetasennuskustannukset
• järjestelmäsekälämmitykseenettäjäähdytykseen
• vainvähäisiäbetonipintojenjailmanvälisiälämpötila-eroja
• lämmitysjajäähdytystapahtuvatsäteilynkautta(”kaminaefekti”)
• ilmanliikehdintäpienempääkuinilmastoiduissatiloissa
Betonilaatastoonasennetaanjokoputkiatailämmön-vaihtoputkistoja,joissanestemäinenvälittäjäainekiertää.Betonirakenteen aktivointia hallitaan säätelemällä välit-täjäaineen massavirtaa sekä tulolämpötilaa. Järjestelmänkäyttölämpötila säädetään lämmönlähteiden lämpötila-tasonjasisäilmanviihtyvyydenrajojenmukaan.Elemen-tin yläpinnalla lämpö siirtyy säteilynä ja konvektiona,minkä johdosta lämmitys- ja jäähdytysteho muuttuvat,kunilmakohtaavälipohjan.Siksielementinalapuoltaeisaapäällystäätaipeittää.
Huoneakustiikkaavoidaansensijaanparantaaasenta-mallaripustettusisäkatto.Koskasisäkattojenjavälipoh-jan etäisyys toisistaan on vapaasti valittavissa ja niidenasennukseentarvittavakosketuspinta-alaonvähäinen,eitermisestiaktivoitujenvälipohjientoiminnantehokkuusjuurimuutu.
Lämmönjakautuminenjalämpösäteilysisätiloissaedel-läkuvatullatavallaonmiellyttävää,koskalämpöäpoiste-taantilasta ja johdetaansinnekaikkienpintojenkautta.Josbetonivälipohjiinon asennettava askelääntä vaimen-tava eriste, voidaan rakentaa myös erillisiä lämmönsiir-tojärjestelmiä. Tällöin betonirakenteen aktivoinnin li-säksiasennetaan lämmönvaihtoputkistojamyös lattiaan.Tällainen lämpöeristys voi toisinaan olla jopa toivottuvaihtoehto, sillä järjestelmän säätely lattian ohuemmanmassakerroksen pienemmän varastoimiskyvyn ansiostahelpottuu.
Julkisissa rakennuksissa termoaktiivisten välipohjienansiostahuoneetovat”asennusvapaita”,sillälämmitys-jajäähdytysjärjestelmätovatvälipohjiensisällä.Seinustoillaoleviapattereitakaaneitermoaktiivisistavälipohjistajoh-tuen enää tarvita, mikä luo paljon uusia sisustuksellisia
mahdollisuuksia.Termoaktiivistenlämmitysjärjestelmientaloudellisuusonmoninkertaisestiparempikuintavallis-ten lämmitysjärjestelmien, silläniiden asennus-, käyttö-jahuoltokustannuksetovatalhaiset.
2.5 Energialähteet ja niiden käyttö
Uusiutuviaenergialähteitäkäytetäänniinulkoilmanläm-pötilan säätelemiseen (lämmittämiseen tai jäähdyttämi-seen) kuin rakennuksen lämmitys- ja jäähdytysjärjestel-missä.Niihinkuuluusekäluonnollisiaettäkeinotekoisiaenergialähteitä.
Uusiutuvien energialähteiden tehokas hyödyntämi-nen edellyttää, että niitä on riittävästi ja edullisesti saa-
Kivitalojen energiatehokkuus 21
Massiivisten rakenteiden käyttö rakennuksen lämpötilan tasaamisessa. TermoDeckjärjestelmän toiminta kesällä (ylempi kuva) ja talvella (alempi kuva).
22 Kivitalojen energiatehokkuus
tavilla. Niiden on myös uudistuttava riittävän tiuhaan.Lämmönvarauskapasiteetin on oltava mahdollisimmansuurijalämpötilatasonedullinen.
Luonnollisetenergialähteetovatvesi,maaperäjailma,jotkasaavat lämpönsäauringosta jamaansisuksista.Täl-lä lämpöenergiallaonyleensä erittäinalhainen lämpöti-lataso. Alhaisesta lämpötilatasosta johtuen luonnollistenenergialähteidenkäyttöjäähdyttämiseenonperiaatteessamahdollista, mutta lämpöpumpun käyttö lämmityksentueksilämpötilatasoanostattamaanontarpeen.Keinote-koisissaenergialähteissä–rakennuksenerinäisissäproses-seissa syntyneessä poistoenergiassa – on niiden korkeanlämpötilatasontakiaenemmänpotentiaalia.
Tyypillisiäkeinotekoisiaenergialähteitäovatpoistove-det,vedenkierrotjapoistoilma.
Luonnollisten energialähteiden tapaan myös proses-silämpöävoidaankäyttäävälittäjäaineenlämmittämiseentai jäähdyttämiseen ja sen käsittely lämpöpumpussa onmyösmahdollista.
Lämpöpumppuja, joiden tehtävänä on tasata tuule-tuksestajalämmönsiirrostajohtuvialämpöhäviöitä,käy-tetäänensisijaisestivesikiertoisissalämmitysjärjestelmissä,joidenkäyttölämpötilatovatalhaiset,kutentermisestiak-tivoiduissavälipohjissa.Kunlämmönlähteenjalämmön-käytön välinen lämpötilaero pienenee, lämpöpumpuntehokasvaa.
Maaperän vakaiden lämpötilaolosuhteiden ansiostarakennuksen lämmitys- ja jäähdytystarpeeseentarvittavalämpöenergiasaadaanjosuhteellisenmatalastasyvyydes-tä.Maalämmönvaihtimetvoidaanasentaa jokovaakata-soonmaanpinnanalapuolelle(lämmönkeruujärjestelmä)tai poraamalla maahan pystysuoraan (porakaivo). Läm-
pö kuljetetaan eteenpäin tavallisesti suolavedessä, jossaveteen liuenneet suolat toimivat jäätymisenestoaineena.Tämä mahdollistaa järjestelmän käytön myös talvipak-kastenaikaan.
Maanlämpöönvaikuttavatsekäaurinkoettämaansi-suksen lämpö. Kymmenen metrin syvyydestä eteenpäinlämpötilaonjokseenkinmuuttumaton.
Maalämpöä vaakaputkiston avulla
Vaakaputkistot ovat vaakatasoon asennettuja lämpö-pumppujärjestelmiä, jotka imevät maaperästä lämpöäsuurelta alueelta. Epäsuorat järjestelmät koostuvat put-kistossa kiertävästä, lämpöä kuljettavasta suolaliuokses-ta sekä järjestelmässäkiertävästäkylmäaineesta.Suorissakeruujärjestelmissäkylmäaine laitetaan suoraanputkiin,jolloinkokokeruusysteemionosalämpöpumppuproses-sia.Tässä lämmönkeruutavassa saavutettu tehoonperi-aatteessaparempi,muttatoisaaltamateriaali-jaasennus-kustannuksetkasvavattehonmukana.
Energiapilarit ja lämpökaivotJosmaalämpöjärjestelmäksivalitaanenergiapilarittailäm-pökaivo,voimaaperätoimiamyöskausittaisenalämmön-varaajana. Vaakatasoon asennettuun lämmönkeruuput-kistoonverrattuna,ontilantarvejayläpinnankokonaisalanäissäjärjestelmissähuomattavastipienempi,sillälämpöjohdetaansuuren,lämpötilaltaanvakaanalueenkautta.
Energiapilarit ja lämpökaivot koostuvatputkistoista,joka on täytetty joko suola- tai glykoliliuoksella, johonvuodenajanmukaan jokovarastoituu lämpöämaaperäs-
Kivitalojen energiatehokkuus 23
Maalämpöpumpun putkiston asentamisessa vaakatasoon maanpinnan alapuolelle on huomioitava
• asennetaankoyksittäisiäputkiavaiputkiverkostoja(putkienetäisyystoisistaan>0,6m)
• asennussyvyys>1,5m
•maanvesipitoisuusvaikuttaaratkaisevastilämmön-johtokykyyn
tätaijokapoistaaylimääräistälämpöämaaperään.Ener-giapilareidenkäyttökannattaaennenkaikkeasilloin,kunrakennuksen perustukset on joka tapauksessa paalutet-tava ja järjestelmääkäytetäänpääasiallisestikesällä jääh-dyttämiseen. Pilarit ulottuvat 20–30 metrin syvyyteenriippuenmaaperänkerrostumienrakenteestasekäkanta-vistarakenteistajanevoidaanasentaamyöselementtipaa-luina, joihinputketon integroitu.Kesällä energiapilaritvastaanottavat energiaa aktiivisista välipohja- ja ilman-jäähdytysjärjestelmistäjatakaavatnäinmiellyttävänsisäil-mailmaston.Jäähdytystehokesäkuukausienaikanakasvaaoleellisesti,jospohjavesipääseehuuhtomaanpilareita.Seestäämyöstehokkaastimaaperänjatkuvanlämpeneminenyksipuoleisenjäähdytyskäytönseurauksena,silläpoistettulämpöenergiavoidaanjohtaaedelleenpohjaveteen.
Pohjavesi lämmönlähteenä
Pohjaveden edut lämmönlähteenä ovat sen suhteellisenvakaa lämpötila sekä sen luonnollisen kierron ansios-tajohtuvanopeahkouusiutuminen.Järjestelmäkoostuu
virtaussuuntaannähdenensinolevastatulokaivostajasii-täsopivanmatkanpäässäolevastamenokaivosta.Tulokai-vostapohjavesi pumpataan ylös, johdetaan lämmönsiir-timenläpijalopultamenokaivonkauttatakaisinsamaanpohjavesikerrokseen.Pohjavedenkäyttölämmönlähteenäeiolekaikkiallamahdollista.Vedenuudelleenjäähdyttä-mistämaaperänkauttavoidaantehostaamyösbetonises-sa perustuslaatassa kiertävän nestemäisen välittäjäaineenavulla.Tässämenettelytavassaonkuitenkinhuomioitavase,ettäperustuslaatanjäähdytystehoonrajallinen.
Perustuslaattaanjohdettulämpövoidaanmyösvaras-toida siihen lähes kokonaan maahan johtamisen sijaan,kunjärjestelmämitoitetaanoikeinjakokovuodenjääh-dytysteho huomioiden. Perustuslaattaan varastoitunutlämpövoidaanottaakäyttööntalvella.Tämänlisäksipe-rustuslaatta säilyttää lämpötilaeron maaperään ja toimiinäin lämpöeristeenä. Oikealla lämmönsäätelyllä vuodenaikanasyntyväylilämpövoidaanjohtaaperustuslaataneriosiin ja näin saavuttaa laatan kaikkien alueiden ”termi-nen täyttyminen”. Jos tällaisen järjestelmän jäähdytyste-hoeiyksinäänriitä,voidaansenrinnallakäyttäämaape-rästäenergiaaottavaalisäjäähdytysjärjestelmää.Senavullamyös johdettu ja perustuslaattaan varastoitunut lämpösaadaantalvellakäyttöön.
2.6 termisen energian varastot
Perinteiset energiavarastot ovat massaltaan suuria, mo-noliittisiä rakenteita, jotkapystyvät varastoimaan suuriamääriäauringostataiilmakehästäperäisinolevaalämpöäja luovuttamaanvarastoituneen lämmön lämpöpumpunsisällä olevan putkiston nestemäiseen välittäjäaineeseen.
24 Kivitalojen energiatehokkuus
Perinteisessä massiivivaraajatekniikassa varaajina käyte-tyilläbetonirakenteillaeiollutminkäänlaistarakenteellis-tatoimintoa,vaannepystytettiinrakennuksenlähettyvil-leainoastaantermistäkäyttöävarten.Energiapilaritoimiiperiaatteessamassiivivaraajantavoin.Nykytekniikassapy-ritään betonista lämmönsiirrintä käyttämään termisentoiminnonohellamyösrakenteellisenaosana.Maanpääl-liset massiivirakenteiset varaajat ottavat lämpöenergiaamyös ilmasta jaauringonsäteilystä,kuntaasmaanalaiset
varaajat varastoivat lämpöä maaperästä ja pohjavedestä.Tyypillinen massiivivaraaja on esimerkiksi rakennuksenperustuslaatta,johononasennettuputkisto,jossalämpöäkuljettavanestemäinenvälittäjäainekiertää.Maanalaistenlämpövaraajien lämpöenergiaa tarvitaan ennen kaikkeasilloin,kunmaanpäälläolevienvaraajienenergiatasoonlaskenutliianalas.Näinvoidaansäilyttäätiettyenergiata-sojajärjestelmäänyhdistetynlämpöpumpuntehokkuus-lukuasaadaanparannettua.
Maan päällä energiavarastoina voivat toimia esimerkiksi meluvallit ja näkösuojaseinät sekä betoniset tasakatot.
Absorboijat
Lämmönkeruuputkisto
Lämpöpumppujavaraaja
Lämmityselementit
Kivitalojen energiatehokkuus 25
Passiivienergiatalo voi olla avara ja valoisa, kun materiaalin ominaisuudet käytetään tarkoin hyväksi. Passiivienergiatalo Salomaa, Kaarina / Lujatalo. Kuva: A1 Media
26 Kivitalojen energiatehokkuus
3. Kivitalon energiatekninen suunnittelu
Hyvä vaipan ilmanpitävyys ja ilmanvaihdon lämmöntalteenoton hyvä vuosihyötysuhde ovat talon pienen energiantarpeen edellytyksiä .
Tilojen laskettu lämmitysenergian kulutus vuodessa eri materiaaleista tehdyissä rakennuksissa. Perustaso vuoden 2000 normisto. /6/
3.1 Asuinrakennuksen suunnittelu
Kesällä betonin ja muurattujen rakenteiden terminenmassaauttaasäilyttämäänmiellyttävänsisäilmanlämpö-tilan.Kylmänäkautenarakenteidenterminenmassava-
rastoi auringosta aiheutuvia lämpökuormia ja vähentäälämmitysenergiantarvetta.
Arkkitehtuurissakäsitetäänpassiivinenaurinkosuun-nittelu ja termisen massan käyttäminen joskus sillä ta-voinväärin,ettäsejohtaaväistämättäepätavallisennäköi-siinasuinrakennuksiin,jotkaeivätsovikaupunkikuvaan.
Kivitalojen energiatehokkuus 27
Näinasiaeikuitenkaanole.Passiivisenaurinkolämmönhyödyntämiseenliittyvätratkaisutvoidaansuunnitellara-kennuksiin ilman merkittäviä vaikutuksia ulkonäköön,kustannuksiintaimyyntiarvoon.
lämmitys
Termistämassaavoidaankäyttäälämmityskaudenaikanapienentämäänlämmitysenergiankulutusta,kunpassiivi-sen aurinkoenergian käyttö otetaan suunnittelussa huo-mioon.Toimintaperiaateonsamakuinkesällä,paitsiettäauringonrakennukseenaiheuttamatlämpökuormatovathyödyllisiä.Aurinkolämpöälisätäänsuuntaamallaraken-nusjauseimmatikkunateteläänsekäantamallaauringonpaistaa sisään päivän lämpimimpänä aikana. Terminenmassavarastoilämpökuormatjaluovuttaanehitaastiyöl-lä,kunulkolämpötilalaskee.
Jäähdytys
Lämpimällä säällä betonin ja muurattujen rakenteidenterminenmassavarastoisisäisiälämpökuormia,auttaata-soittamaanlämpötilaajaylläpitämäänmiellyttäviäsisäil-maolosuhteita. Rakennuksen vaipan suuren lämmönva-rauskyvynansiostasuuriosalämmöstävarastoituu,muttaseinienjalattianpintalämpötilatkohoavatvainvähän.
Pintalämpötilatovatpäivälläilmanlämpötilaamata-lampia.Tämäsaaaikaansäteilyjäähdytysvaikutuksen.Ra-kennuksenvaipanvarastoima lämpöpoistetaanyöaikai-sella ilmanvaihdolla kierrättämällä viileää yöulkoilmaa.Näin varmistetaan, että talo voi seuraavanakin päivänäjälleen varastoida lämpöä. Tämä suunnittelumenetelmä
tunnetaanhyvinEuroopanlämpimimmissäosissa,mut-ta se tulee tärkeäksi myös Pohjois-Euroopan matala- japassiivienergiataloissa,kunkesäaikaisethuippulämpötilatpyrkivätnousemaan.
ikkunat ja rakennuksen suuntaaminen
Asuinrakennuksetonhyväsuunnataetelääntaisiitäkor-keintaannoin30°poiketen,jottaauringonrakennukseenaiheuttamatlämpökuormatvarastoituvatlämmityskaute-namahdollisimmanhyvin.Kesälläauringoltasuojaudu-taan esimerkiksi julkisivun ulokkeiden, parvekkeiden jaaurinkosuojienavulla.
Melko suuret etelään ja melko pienet pohjoiseensuunnatut ikkunat ovat hyvä lähtökohta energiansääs-tölle. Pohjoiseen suunnatut ikkunat aiheuttavat vuodenmittaanyleensänettoenergiahäviöitä.Eteläänsuunnattu-jenikkunoidenpinta-alanmitoituksessaonotettavahuo-mioonlasineristysominaisuudet,termisenmassanmääräjayleisetasuinrakennuksensuunnitteluvaatimukset.
Liian suuret ikkunat eivät ole perusteltuja. Niidenlämpöhäviöttalviöinäsaattavatollasuurempiakuinnii-denkykymaksimoida auringon rakennukseen aiheutta-mien lämpökuormien varastoituminen päivällä. Kesällänetaassaattavataiheuttaasisäilmanliiallistalämpenemis-tä. Ikkunapinta-alan tulisi riittävän päivänvalon vuoksiollakarkeastivähintään15%huoneenlattiapinta-alasta.Seeisaisikuitenkaanylittää40%julkisivunpinta-alasta,koskaliiallisialämpökuormiatailämpöhäviöitäonvältet-tävä.Tätäsuuremmatkinikkunapinta-alatovatmahdolli-sia,kunkäytetäänkolminkertaisiajaerikoispinnoitettujalaseja.
28 Kivitalojen energiatehokkuus
Huonejärjestysontärkeätekijäpassiivisenlämmityk-sen optimoimisessa. Eniten käytettyjen huoneiden tuli-si olla asuinrakennuksen eteläpuolella, jotta auringonrakennukseen aiheuttamista lämpökuormista saadaanlämmityskaudellasuurinhyöty.Esimerkiksikylpyhuone,aputilat, eteinenvarastot tulisipuolestaan sijoittaapoh-joispuolelle.
Rakennuksen sijoittaminen tontille vaikuttaa tavan-omaisenrakennuksenenergiantarpeeseenenemmänkuinpassiivienergiatalonenergiantarpeeseen/13/.Talonjaik-kunoiden suuntauksella vaikutetaan sekäpassiivisen au-rinkoenergian hyödyntämiseen että kesän jäähdytystar-peeseen.
Useimpien ikkunakokojen osalta valittömästi eteläänsuunnatunikkunanyläpuolellesijoitettu,noin0,5…1,5muloke estää korkealta paistavan auringon säteilyn kesänkuumimpana aikana. Lämmityskaudella ulokkeet eivätsuojaamatalaltapaistavaltaauringolta,jonkasäteilypää-seesuoraanrakennukseen.
Rakennuksen massa ja lämmöneristys
Sekärakennuksenlämpöävaraavatrakenteeteliterminenmassaettälämmöneristysovattärkeitätekijöitärakennus-tenenergiatehokkuudenoptimoinnissa.
Termisen massan tulisi sijaita pääasiassa lämmön-eristyskerroksen sisäpuolella. Myös raskaiden seinien,lattioiden ja alakattojen sisäpinnat tulisi jättää paljaik-si(maalatut,laatoitetuttairapatutpinnat)jasiisvapaik-si lämpövirralle.Sisätiloissakäytettävätpäällysteetkutenkipsilevyjamatottoimivateristävinäkerroksinajaestävätjossainmäärinlämpövirtaa.
Lämmönjohtuvuudenkannalta onhyvä, jos alapoh-janlämmöneristysonlaatanalapuolella.Ulkoseinienläm-möneristystulisiollabetonistataimuuratustarakenteestatehdynsisäkuorenulkopuolella.Sellaisessakinrakennuk-
0
10
20
30
40
50
60
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Läm
mity
steh
o, W
/brm²
Aika vuodesta, %
-5 0 +5 +10 +15 +20 -10 -20
Ulkoilman lämpötila, °C
Passiivienergiatalon lämmitystarve
Lämpökuorma
Viilennys ulkoilmalla
Passiivienergiatalon lisäviilennystarve
Passiivienergiatalon lämmitys ja viilennystarve.
Passiivitalon energiankulutuksen jakauma.
Kivitalojen energiatehokkuus 29
sessavoiollamerkittävämäärätermistämassaa,joslattiatovatbetoniajarakennuksessaonesimerkiksitakka.
ilmanvaihto
Kuumina päivinä ikkunat on pidettävä suljettuina, jot-ta lämmin ilma ei pääse rakennukseen.Auringolta suo-jautumisella rajoitetaan suoria auringon rakennukseenaiheuttamia lämpökuormia.Terminenmassa jäähdyttää.Kesäiltana,jolloinulkoilmanlämpötilalaskeesisälämpö-tilan alapuolelle, ikkunat avataan rakennuksen yöaikai-senilmanvaihdonjajäähdytyksentakia.Lämmityskaute-naikkunatpidetäänsuljettuinakokoajanjailmanvaihtotapahtuu tuuletusventtiilien kautta tai muuten hallittu-nataustailmanvaihtona.Mahdollisuuksienmukaanyöllävoidaankäyttäävaikkapakaihtimiataiverhojapienentä-määnikkunanlämpöhäviöitä.
Kesäajan optimaalisen toimivuuden takia huoneettulisisuunnitellasiten,ettäristituuletusonmahdollista.Ristituuletusyölläonerityisentehokaskeinojäähdyttäärakennusta.
Kunrakennuksessaonkoneellinenilmanvaihto,voi-daan massiiviset rakenteet sen avulla jäähdyttää tehok-kaasti viileällä yöilmalla.Viileys varastoituu rakenteisiinjavapautuuniistäpäiväsaikaan.
3.2 toimisto-, liike- tai julkisen rakennuksen suunnittelu
Rakennuksenmassiivisuussäästääyhtälaillatoimitilara-kennuksissasekälämmitys-ettäjäähdytysenergiaa.Esim.Terma-projektissa säästöksi toimistorakennuksissa saa-
tiin 4–7% lämmitys- ja 42–52% jäähdytysenergiassa,kun massaa hyödynnettiin passiivisesti /4/. Toimistora-kennuksissa betonin käyttö on oleellinen osa passiivistajäähdytystä.Riittäväänmassiivisuuteenpäästään yleensäkäyttämällälattialaatastoa,jossaonpaljasbetonipintaja/tai lattian alapuolinen ilmanvaihtojärjestelmä (asennus-lattia). Raskasrakenteisen toimiston sisäilman lämpötilamuuttuusilloinhitaastiulkoistenolosuhteidenmuuttu-essa,mikätasaasisälämpötilaalämpimälläjahellesäällä.
lämmitys ja jäähdytys
Toimisto-jaliikerakennuksissajäähdytystarveonyleensäpaljonlämmitystarvettasuurempi,koskavalaistus,laitteetjaihmisetaiheuttavatmerkittäviäsisäisiälämpökuormia.Siksiontärkeintä,ettäterminenmassatoimiihyvinke-sällä.Passiivisenaurinkosuunnittelunvaikutuslämmityk-seen voidaan myös rajoittaa toimistojen henkilökunnannormaalityöaikoihin.
Terminen massa pienentää huippulämpötiloja varas-toimallasisäisiälämpökuormiajasiirtäämyöshuippuläm-pötilojenajankohtaajopakuudellatunnilla.Toimistossatämäonerityisenhyödyllistä,koskalämpötilaonhuippu-arvossaan tavallisestimyöhään iltapäivällä tai illalla, jol-loin henkilöstö on lähtenyt toimistosta.Tässä vaiheessalämmityssyklionkäänteinen,koskaauringonrakennuk-seenaiheuttamatlämpökuormatovatpaljonpienempiäjaihmiset,laitteetsekävalaistustuottavathyvinvähänläm-pöä.Myöhemminillallaulkolämpötilalaskee,jollointuu-letuson tehokaskeinopoistaa toimistoonvarastoitunutlämpö.Sisälämpötilalaskee,jajäähdytyssyklijatkuuseu-raavanapäivänä.
30 Kivitalojen energiatehokkuus
Mm.norjalaisettoimistorakennuksiakoskevattilastotosoittavat, että koneellista jäähdytystä käyttävät toimis-torakennuksetkuluttavatnoin20%enemmänenergiaakuintalot,joissaeiolekoneellistajäähdytystä.Passiivinentilanjäähdytysonsiiserittäinkannattavaa.
Hyvinauringoltasuojatuissarakennuksissa,joissaonvähän ihmisiä, terminenmassayhdistettynä ikkunoidenkauttatapahtuvaanpainovoimaiseenilmanvaihtoonsaat-taariittäämiellyttäviensisäolosuhteidenluomiseenjalii-allisen lämpenemisen välttämiseen. Koneellista ilman-vaihtoatarvitaantyynemmälläilmallakasvattamaanjääh-dytystehoa.Yksi vaihtoehto on vesijäähdytysputkistojensijoittaminenlattianbetonilaatastonsisään.Olosuhteissa,joissaperinteisestäjäähdytyksestäeivoidakokonaanluo-
pua, voidaan termisellä massalla vähentää merkittävästienergiankulutustajasiirtääenergiankäyttöyöaikaan,jol-loinseonyleensähalvempaa.
Rakennuksissa, joissa on sekä paljaat kattopinnatettä lattian alapuolinen ilmanvaihto, voidaan hyödyn-tää250mm:n taipaksumpienbetonilaatastojen termis-tämassaa.
Yöjäähdytyksessätulisiulkolämpötilaahyödyntäämah-dollisimmanpitkälle,muttavälttääliiallistajäähdyttämis-tä,jokasaattaaaiheuttaapäivänalussaepämukavuuttataijopa lämmitystarvetta. Painovoimaisen ilmanvaihdonkäyttöätulisiharkitaainakunmahdollista,jottapuhalti-mienenergiankulutusolisimahdollisimmanvähäistä.
laatastorakenteet
Välipohjalaatasto on yleensä toimiston suurin terminenmassa,jasenpaksuusmäärääosittainjäähdytyksentoimi-vuuden.Laatastonpaksuustaasmääräytyypääosinjänne-välienjakuormitustenperusteella.Betonilaatastotvoivattoimiapassiivisestitaiaktiivisestienergiansäästäjinä.Seu-raavassaonesitettymuutamaesimerkki.
Näkyviin jäävä laatta, jossa on koneellinen lattian alapuolinen ilmanvaihtoToimistorakennuksissaasennuslattioitakäytetäänyleensäsähköistys- ja teleyhteyksien reitityksessä.Neovat käyt-tökelpoisiamyösilmanvaihdontoteutuksessa.Etujaovatkanavien tekemisen väheneminen ja ulostulojen helppouudelleensijoitustilajakoamuutettaessa.Lisäksiilmavir-taa myös välipohjalaatan yläpinnalla, jolloin laatan ylä-osankintermistämassaavoidaanhyödyntää.
Ontelolaattavälipohjaa käytetään aktiivisesti lämityksessä ja jäähdytyksessä. Kuvassa vesiputkisto. Kuva: ECHO.
Kivitalojen energiatehokkuus 31
Näkyviin jäävä ontelolaatta, jossa onteloissa käytetään koneellista ilmanvaihtoa.Ontelolaatoissa, joiden ontelokanavistoissa on koneelli-nen ilmanvaihto, on erinomainen ilman ja betonin vä-linen lämmönsiirto. Mikäli tarvitaan suurempaa tehoa,tuloilmavoidaanjäähdyttääkoneellisesti.Tekniikkakehi-tettiinalkuaanRuotsissatuotenimelläTermodeck.
Suomessa viimeisinkehitetty vastaava järjestelmäonParmaOy:nTerma-järjestelmä.Siinähyödynnetäänon-telolaatantermistämassaajohtamallatuloilmaonteloidenkautta.
Kerros(asennus)lattia mahdollistaa rakenteen ja talotekniikan integroinnin niin, että betonin lämmönvarauskykyä voidaan hyödyntää molemmin puolin rakennetta.
Näkyviin jäävä laatta, jossa on vesijäähdytys tai -lämmitysKun lattialaatastoa jäähdytetään vedellä ilman sijasta,jäähdytystehokasvaamerkittävästisuuremmanlämmön-siirtonopeuden ansiosta. Jäähdytys voi olla toiminnas-sa24 tuntiavuorokaudessa. Järjestelmä tehdäänyleensälaatan pinnasta noin 50 mm:n etäisyydelle sijoitetuil-lamuoviputkilla.Teknologiaa voidaankäyttää sekäpai-kallavaletuissa että elementtilaatastoissa. Vesikiertoisenjäähdytyksenvasteaikaonsuhteellisenlyhyt,koskavedenlämpötilanmuutoksestanoin30minuutinkuluttuaha-vaitaanmuutoslaatanpintalämpötilassa.Näinhyvääsää-tönopeuttaeiolehelpposaavuttaamuillajärjestelmillä.
Lattialämmitys,jokatoteutetaanbetonilaattaanasen-nettunavesiputkistonaantaatilaantasaisenlämmöntuoton.
Ontelolaatastossa asennettu vesijäähdytys ja lämmitysputkisto. Kuva: ECHO
32 Kivitalojen energiatehokkuus
RakentamismääräystenuudistetutosatC3,D2jaD3tuli-vatvoimaan1.1.2010.Esimerkiksibetonisissaulkoseinä-rakenteissa U-arvovaatimus 0,17 edellyttää minimissäänseuraavialämmöneristepaksuuksia
sandwich-seinässä240mmmineraalivillaataiEPS•eriytetyssäjarapatussaseinässä220mmmineraali-
villaataiEPS(styrox)• sandwich-seinässä180mmparemmaneristävyyden
EPStai150mmPUR
AlapohjarakenteidenU-arvoon0,16–0,17vaaditaan220–240mmEPSjayläpohjanU-arvoon0,09n.360mmmi-neraalivillaa.
Uusien pientalojen energiankäyttöä voidaan tehos-taamonin tavoin.Kun talo rakennetaanvähänenergiaakuluttavaksi,eimyöhemmintarvitsetinkiäasumismuka-vuudestaeikäpuhtaastajaterveellisestäsisäilmasta,vaikkaenergianhintanousisikin.
Rakennuksenenergiatehokkuudenparantaminenpie-nentääpaitsilämmityslaskuamyöshiilidioksidi-jamuitapäästöjä.
4. Rakentaminen vuoden 2010 määräyksillä
Matalaenergiatalon sisäkuorielementti 230 mm paksulla Thermisol Oy:n Platinaeristeellä. Kuva: LSLaatuseinä Oy
Kivitalojen energiatehokkuus 33
Betoniulkoseinärakenteiden eristevaihtoehdot 1.1.2010, Betonikeskus ry.
Sandwich, sisäkuori ≤ 80 mm, ulkokuori ≤ 70 mmEriste Huom. λdesignW/mK oletusansastus suosituseristepaksuusmm U-arvo2)mineraalivilla karmileveys210mm 0,037 diag.ansask600 2401) 0,17mineraalivilla 0,036 diag.ansask600 2401) 0,16mineraalivilla 0,036 diag.ansask1200 2401) 0,15EPS urittamaton 0,036 pistokas4kpl/m2 240 0,15EPS urittamaton 0,031 diag.ansask600 180 0,17EPS 0,031 pistokas4kpl/m2 180 0,17PUR/PIR karmileveys170mm 0,026 pistokas4kpl/m2 150 0,17PUR/PIR 0,024 diag.ansask600 150 0,17PUR/PIR 0,024 pistokas4kpl/m2 150 0,16
Eriytetty betonijulkisivu, sisäkuori ≤ 120 mmEriste Rakenneratkaisu λdesignW/mK kiinnikkeet suosituseristepaksuus U-arvo2) mm tuuletettu lievästi rakenne tuuletettumineraalivilla kovaeriste 0,036 kiinnike4kpl/m2 2201) 0,17 0,16vuorivilla eriste+tuulensuojavilla 0,036;0,034(ts) kiinnike4kpl/m2 220 0,16 0,16 30mm,karmileveys210lasivilla eriste+tuulensuojavilla 0,035;0,031(ts) kiinnike4kpl/m2 220 0,16 0,16 30mmEPS eriste+lasikuitukangas 0,036 kiinnike4kpl/m2 220 0,17 0,16EPS eriste+lasikuitukangas 0,031 kiinnike4kpl/m2 180 0,17 0,17 karmileveys210mmPUR/PIR eriste+Alu-pinta 0,024 kiinnike4kpl/m2 150 0,16 0,16 karmileveys170mm
Eristerapattu betonijulkisivu, sisäkuori ≤ 120 mmEriste Rappausratkaisu λdesignW/mK kiinnikkeetlamellivuorivilla ohuteristerappaus 0,041 ei 240 0,16/lasivillalasivilla rapattusandwich 0,037 kiinnike 220 0,17 6kplØ3mm/m2
mineraalivilla kolmikerrosrappaus 0,036 kiinnike4kpl/m2 220 0,17EPSohuteristerappaus 0,036 ei 220 0,16EPSohuteristerappaus 0,031 ei 180 0,17PUR/PIR ohuteristerappaus 0,024 ei 150 0,15 1)
eristepaksuudentehdasmitta,
U-arvossahuomioitu5mm:n
painum
a
2)VTT
tarkistanutU
-arvot
34 Kivitalojen energiatehokkuus
Energiaa säästävän talon ei tarvitse näyttää tavallisuudesta poikkeavalta. Villa Borg passiivienergiatalo Espoossa. Kuva: SPU Systems Oy
Kivitalojen energiatehokkuus 35
5.1 Kehitysaskeleet
Matalaenergiatalon laskennallinen lämmitysenergiankulutus 40–70 kWh/m2 ja asumisen kokonaisenergian-kulutus90–180kWh/m2.
Koska matalaenergiatalossa lämmitysenergian tarveon pieni, voidaan lämmitysjärjestelmää yksinkertaistaa.Matalaenergiatalossaikkunavetoaeisynny,koskaikkuna-pintojenlämpötilaonlähessamakuinhuonelämpötilan-kin.Senvuoksipatteritvoidaanjättääkokonaanpoisik-kunoidenalta.
Kivitalon rakenteet toimivat matalaenergiatalossalämpövarastona ja sisälämpötilanvaihtelun tasaajinake-sähelteillä. Kun rakennetaan matalaenergiataloa, on eri-tyisentärkeääsaadarakennuksenulkovaippailmatiiviiksi.Betonirakenteetonkehitettymyösmatalaenergiarakenta-mistavarten.
Suomen ilmastoon rakennettava passiivienergiatalomääritellään sen tilojen lämmitysenergian tarpeen, pri-määrienergiantarpeenjarakennuksenulkovaipanlämpö-teknistä laatuakäytännössäkuvaavanulkovaipan ilman-pitävyyden(n50-arvo)perusteellaseuraavasti:
•Tilojenlaskennallinenlämmityksenenergiantarve 20–30kWh/m2
•Rakennuksenlaskennallinenprimäärienergian kokonaistarve130–140kWh/m2
•Rakennuksenmitattuilmavuotolukun50enintään0,61/h
Passiivienergiatalokuluttaa vähän energiaa.Hyvän läm-möneristyksenansiostasiihenvoidaanrakentaayksinker-tainenjasitenedullinentalotekninenjärjestelmä.Yksin-kertaisenjärjestelmänkäytönjaylläpidonpitäämyösollahelppoa.
Vuoden2010normienmukaistataloapitäälämmittäänoinpuoletvuodesta,muttasuurimmanosanajastatar-vittavalämmitystehoonhyvinpieni.Passiivienergiatalos-salämmitystarvettaonvainnoin5%ajanvuodesta.Suu-rimmanosanvuodestataloapitääviilentää.
Kivirakenteinenpassiivienergiatalovaraa rakenteisiinrunsaastilämpöenergiaa.Varautuneenenergianjahyvänlämmöneristyksenansiostaseviileneehitaastikovallakin
5. Matalaenergiataloista passiivi-ja nollaenergiataloihin
36 Kivitalojen energiatehokkuus
pakkasella,vaikkalämmityskatkeaisi.Nollaenergiatalolleonolemassauseitaerilaisiamää-
ritelmiä. Suomen ilmastossa käyttökelpoisimman mää-ritelmän perusteella rakennuksessa tuotetun uusiutuvanenergianylijäämäonvähintäänyhtäsuurikuinkäytetynuusiutumattomanenergianmäärä.
Nollaenergiataloeivälttämättäpoikkearakennuksenapassiivitalosta.Eronaonvainenergiantuottamisenmu-kaantulokonseptiin.
Vuoden 2012 energiamääräykset
Vuonna2012energiamääräyksettullevatkiristymäänny-kyisestänoin20prosentilla.
Uusissamääräyksissä/22/annetaanraja-arvotraken-nustyypinkokonaisenergiankulutukselle(E-luku)kWh/(m2 a). E-luvulla tarkoitetaan energiamuotojen kertoi-millapainotettuarakennuksenvuotuistanetto-ostoener-gianlaskennallistakulutusta.
Laskenta tapahtuu standardin SFS-EN 13790 -las-kentaperiaatteidenmukaan.
Kivitalonmassiivisuusotetaantällöinlaskennassahuo-mioonrakennuksentehollisenlämpökapasiteetinmäärit-tämänaikavakionavullajakäytännössähyödyksisaatavatilmaisenergiatvähentävätostoenergiantarvetta.
Uudetmääräyksettulevatkorostamaankesäajanhuo-nelämpötilanhallintaa.Huonelämpötilalleannetaanjääh-dytysraja 25–27 astetta, jonka sisälämpötila saa ylittäävainlyhyenajankesällä.Määräysluonnostoteaa,ettäti-lojenylilämpenemistätuleeestääensisijassarakenteellisinjamuinpassiivisinkeinoinsekäkäyttämälläyötuuletusta.Tämäonnistuuparhaitenkivitaloissa.
Uusimääräysehdotustoteaarakennuksentiiveydestä,että kosteusteknisen turvallisuuden, hyvän sisäilmastonja energiatehokkuuden kannalta rakennusvaipan ilman-vuotoluvun q50 tulisi olla enintään 1 m3/h m2. Lasken-nanperusoletuksenakäytetäänarvoa2m3/hm2.Näihintiiveysarvoihinpäästääntutkimustenmukaankivitalossanormaalillahuolellisellarakentamistekniikalla.
5.2 Harkkorakenteinen passiivienergiapientalo
Keinot passiivienergiatalon rakentamiseksi
Seuraavassatarkastellaankehitysesimerkkinäharkoraken-teista pientaloa. Harkkorakenteisen passiivienergiatalonlähtökohtanaon turvallinen, terveellinen ja viihtyisä si-säilmasto. LVI-tekniikka suunnitellaan ja rakennetaanvastaamaantilojenlämmityksenpientähuipputehontar-vetta(10–20W/br-m2)sekähyödyntämäänmahdollisim-mantehokkaastiulkoilmaaviilennyksessä.Passiivienergia-talotarvitseevarsinaistalämmitystävasta,kunulkoilmanlämpötila on jatkuvasti alle –5...–10 °C.Toisaalta hyvälämmöneristyspienentääviilennystarvettakesällä.
Passiivienergiatalosuunnitellaankokonaisuutena.Ra-kennuksenrungonjatalotekniikantuleetoimiayhdessä.Niinpä tarvittavat lämmitys- javiilennystehotminimoi-daanilmanvaihdonlämmön-jakylmäntalteenotolla,sekärakenteellisin keinoin. Passiivienergiatalon vaippa on il-matiivis (n50<0,6 l/h). Rakennusmassa merkitsee hitaitasisätilanlämpötilamuutoksiasilloinkin,kunvuorokauti-nenulkoilmanlämpötilavaihteluonsuurta.Niinpämas-
Kivitalojen energiatehokkuus 37
san avulla voidaankäyttää tehokkaasti hyödyksihukka-lämpöäjaesimerkiksikevätaurinkoa.
Tehokkaimminmassatoimiilämpövarastona,kunseonjakautunutlaajoillepinnoillerakennuksensisällä.Sik-
sionedullistarakentaamyösharkkotalonväliseinät,väli-pohjatjayläpohjakivirakenteisena.
Passiivienergiatalon lämmitysjärjestelmä pitää suun-nitella jamitoittaavastaamaan todellista elihyvinpien-tätehon-jaenergiantarvetta.Niinpäsuunnittelunonko-konaan irrottauduttava perinteisistä peukalosäännöistä,jotkajohtavatvälittömästiylimitoitukseenjaturhansuu-riin investointikustannuksiin. Järjestelmien lämpöhäviötpitääminimoida,koskanelisäävätmerkittävästilämmi-tysenergiankulutustajatoisaaltajäähdytystarvetta.
Hyvä arkkitehtisuunnittelu merkitsee lyhyitä talo-tekniikan (esimerkiksi vesijohtojen, viemärien ja ilman-vaihtokanavien)reittejä,mistäseuraavatpienetrakennus-kustannukset ja järjestelmien lämpöhäviöt. Märkätilat,keittiöjaerillinenwcsijoitetaanlähekkäin.Ilmanvaihto-lämmityskojesijoitetaanyleensäulkoseinäävasten,jollointulo-japoistoilmajohdetaansuoraanseinänläpiulos.
Taloteknistenjärjestelmienosienjareititysmallientu-leeollatiedossajoarkkitehtisuunnittelunalkaessavarsin-kinilmanvaihdonvaatimientotuttuasuurempientilava-rausten määrittämiseksi. Ilmanvaihtokanavien vaatimaatilaalisääse,ettäniidenonoltavahyvinlämpöeristettyjä.Muuten menetetään järjestelmän kyky tarpeen mukaanlämmittäätaijäähdyttääsisäilmaa.
Rakennustekniikka ja pintamateriaalit
Passiivitalon lämmitystarvetta pienentäviä rakenteellisiakeinojaovatvaipaneliulkoseinien,yläpohjan,alapohjan,ovienjaikkunoidenerittäinhyvälämmöneristys,sekära-kennuksentiiveys.Lisäksiilmanvaihdonlämmöntalteen-otononoltavatehokas.
Harkkopientalon lämmitysenergian kustannus 50 vuoden aikana, kun lämmitysenergian hinta on aluksia 10 c/kWh. Passiivienergiatalon lämmityskustannus on 120 000 € pienempi kuin vuoden 2010 alussa voimaan tulleiden rakennusten energiamääräysten mukaan rakennetun talon. Jos energiakustannus on jakson alussa 5 c/kWh, eroa syntyy tarkastelujaksolla passiivitalon hyväksi yhä 60 000 €. Lähde: VTT/M. Saari
38 Kivitalojen energiatehokkuus
Rakennusliike Reponen Oy rakensi ATT:lle Helsinkiin Katariina Saksilaisen kadulle itse kehittämänsä konseptin mukaisen matalaenergiakerrostalon.
Kivitalojen energiatehokkuus 39
Normien 20032009 mukaisen asuinkerrostalon energiankulutuksen säästömahdollisuudet. /21/.
Kuva. Rakennusliike Reposen MERAmatalaenergiakerrostalon kumulatiivinen elinkaarikustannusero verrattuna Normikerrostalo 2005:een, kun energian reaalihinta nousee 3 %, 5 % tai 8 % vuodessa.
Liikaa lämpenemistä ja siten viilennystarvetta vä-hennetäänrajoittamallasisätiloja lämmittävääauringon-paistetta. Keinoina ovat kohtuullisen kokoiset ikkunat,auringonsäteilyä estävät lasit sekä rakenteellinen aurin-
gonsuojaus, kuten reilunkokoiset räystäät, varjostavatparvekkeetjalipatsekäsälekaihtimetjamarkiisit.
Kivipintainen lattia tuntuu paljaaseen jalkapohjaanviileältä.Siksikivilattioihinasennetaanlähesainalämmi-tys. Passiivienergiatalon lämmitettävien lattioiden mää-rä pitää kuitenkin minimoida, sillä niiden lämpökuor-mamerkitseesuurtasisätilojenviilennystarvetta.Toisaaltalattialämmitysedistäämärkätilojenkuivumistavarsinkinkesällä.Lattialämmitystätuleevälttäämuuallakuinmär-kätiloissa,janiissäkinpitäisilämmityksentehonollapie-nempikuin30W/m2.
Pienellä teholla lämpöä luovuttava tulisija sopii pas-siivienergiataloon.Tulisijantehoriittääkäytännössäkaik-kiinlämmitystilanteisiin,elitalonsaapidetyksilämpimä-näsähkökatkoksenkinaikana.Tulisijaarakennettaessaonmuistettava,ettäpalamisilmajohdetaantulisijaansuoraanulkoailmanvaihdostariippumattomasti.
40 Kivitalojen energiatehokkuus
talotekniikkaLämmityksessä hyödynnetään ensisijaisesti sähköä käyt-tävistä laitteista syntyvää lämpöä, joka on lämmityksenkannalta jo kertaalleen käytettyä energiaa. Näin passii-vitalo lämpiää suurimman osan vuotta kahteen kertaankäytettävälläsähköllä.
Passiivienergiatalossailmanvaihdontuloilmanlämpö-tilaa ja ilmavirtoja tuleevoidasäätäähuoneiden lämmi-tys- ja viilennystarpeiden mukaisesti. Ilmanvaihtoläm-mityksessähuoneidenlämpötilansäätöperustuulämmöntalteenottolaitteella tapahtuvaan tuloilman lämpötilansäätöön.Vainkovillapakkasillatarvitaanlisälämpöä,jokatuotetaan tuloilmaa lämmittämällä tai käyttämällä jota-kinmuutalisälämmitintä.Kuntarvitaansisäilmanviilen-nystä,järjestelmäkäyttääensisijaisestihyödykseenviileääulkoilmaa.
Passiivienergiatalossakäyttövedenjatilojenlämmittä-miseenkuluusamanverranenergiaa.Suunnittelussakes-kitytäänjärjestelmähäviöidenpienentämiseen.Osakäyt-tövedenlämmittämiseentarvittavastaenergiastavoidaanottaatalteenkäytetystävedestä,taihyödyntääesimerkik-siaurinkoenergiaajailmanvaihdonpoistoilmanlämpöä.Passiivienergiatalonsuunnittelussa ja rakentamisessaon-kin suositeltavaa varautua tulevaisuuden aurinkoener-giaratkaisuihin ja talon sijainnin ollessa suotuisa myöstuulivoimankäyttöön.
Sähköjärjestelmänsuunnitteluntavoitteenaonsähkönkulutuksenminimointi.Järjestelmätjalaitteetvalitaanjasijoitetaan asunnossa niin että ne toimivat tehokkaastijakuluttavatvähänsähköä.Valaistuksessahyödynnetäänmahdollisimmanpaljonluonnonvaloa.
Passivienergiatalon ja ilmanvaihtolämmityksen periaate /18/.
LTO
PHWC
KOH MH
OH MH
TH
ILMANVAIH
TOLÄMMIT
YSKONE
LTO
puhallin
suodatin
virtaussäädin
lattialämmitys
tuloilma
ulkoilma
poistoilma
siirtoilma
jäteilma
lämmityspatteri
äänenvaimennus
lämmöntalteenotto
takka
lämmönläpäisykerroin W/m2KU
jäteilma
U = 0,10…0,12
U =
0,6
…0
,8
U = 0,06…0,08
U =
0,10
…0
,13
ulkoilma
LTO
PHWC
KOH MH
OH MH
TH
ILMANVAIH
TOLÄMMIT
YSKONE
LTO
puhallin
suodatin
virtaussäädin
lattialämmitys
tuloilma
ulkoilma
poistoilma
siirtoilma
jäteilma
lämmityspatteri
äänenvaimennus
lämmöntalteenotto
takka
lämmönläpäisykerroin W/m2KU
jäteilma
U = 0,10…0,12U
= 0
,6…
0,8
U = 0,06…0,08
U =
0,10
…0
,13
ulkoilma
LTO
PHWC
KOH MH
OH MH
TH
ILMANVAIH
TOLÄMMIT
YSKONE
LTO
puhallin
suodatin
virtaussäädin
lattialämmitys
tuloilma
ulkoilma
poistoilma
siirtoilma
jäteilma
lämmityspatteri
äänenvaimennus
lämmöntalteenotto
takka
lämmönläpäisykerroin W/m2KU
jäteilma
U = 0,10…0,12
U =
0,6
…0
,8
U = 0,06…0,08
U =
0,10
…0
,13
ulkoilma
Kivitalojen energiatehokkuus 41
Betoni on maailman yleisin rakennusmateriaali, jonkavalmistuksessakäytetäänsementtiä.SementtionCO2-in-tensiivinen materiaali. Sementtiklinkkerin poltto tapah-tuukorkeassalämpötilassajakuluttaasitenvarsinpaljonenergiaa. Lisäksi sementtiklinkkerin poltossa tapahtuukemiallinenreaktio,kalkkikivenkalsinointi,jostaaiheu-tuunoin500kg:nCO2-päästö sementtitonniakohden.Kokonaisuudessaan portlandsementin CO2-päästöt ovatyleensä 700...850 kg sementtitonnia kohden. SementinCO2-päästöjä voidaan alentaa olennaisesti seostamallaportlandsementtiäseosaineilla,kutenmasuunikuonallajalentotuhkallasekämyöskalkkikivifillerillä.Sementinval-mistuksessatapahtuvakemiallinenCO2-päästöpalautuubetoninkarbonatisoituessa,elibetonirakenteetsitovatit-seensähiilidioksidia.Tätäreaktiotaeiainakaantoistaisek-siotetahuomioonbetoninLCA-laskelmissa.
Maailmanlaajuisesti sementinarvioidaanaiheuttavannoin5%CO2-päästöistä.Suuriosuus johtuuerityisestiKiinanjaIntianvaltavastarakentamismäärästä,SuomessasementinosuusCO2-päästöistäon1,5...2%.Suomalai-nen sementtiteollisuus aiheuttaanoin1miljoonan ton-ninCO2-päästötvuosittainjalisäksiSuomessakäytetääntuontisementtiä10...20%sementinkokonaismäärästä.
SementinosuusbetonirakenteidenvalmistuksenCO2-päästöistäonmerkittävä.Betonirakenteidenvalmistuksenpäästöistäyleensä60...80%aiheutuusementistä.Osuu-teen vaikuttavatmerkittävästi sementtimäärä ja -tyyppi,raudoituksenmääräjalaatu,valmistustapasekäraaka-ai-neidenjabetonintaibetonituotteenkuljetusmatkat.Rau-doituksen osuus betonirakenteiden CO2-päästöistä onyleensä10...25%javalmistuksessakäytettävänsähkö-jalämpöenergianosuus5...20%.Betoninvalmistamineneivaadisinänsäpaljoaenergiaa.
Betonirakenteiden valmistuksen CO2-päästöt ovatyleensäluokkaa250...350kgbetonikuutiometriäkohden.Arvoonsamaaluokkaakuinmuillakinkivipohjaisillara-kennusmateriaaleilla. Rakennusmateriaalien ekologisuu-denarvioiminenpelkästäänvalmistuksenCO2-päästöar-vonperusteellaonkuitenkinmahdotonta.Arviointituleeainatehdäkokorakennuksentasollajarakennuksenkokoelinkaarihuomioonottaen.Lisäksipitäisipystyävarmis-tumaansiitä,ettävertailtavatmateriaalittäyttävätsamattoiminnallisetvaatimukset.
Betonirakentidenosuusrakennuksenelinkaarenaikai-sistaCO2-päästöistäriippuuolennaisestiuseistatekijöis-tä, joista tärkeimpiä ovat betonirakenteiden määrä sekä
6. Energiatehokkuus jahiilidioksidipäästöt (CO2)
42 Kivitalojen energiatehokkuus
rakennuksenkäytönaikainenenergiankulutus.Lounamaa/20/ analysoi betonielementtien merkitystä toimistora-kennuksenjakerrostalonelinkaarenaikaisiinympäristö-kuormituksiin.Nykyisilläenergiankulutustasoillajapääs-töprofiileillarakentamisvaiheenosuuselinkaarenaikaisis-ta(50v)CO2-päästöistäolitoimistorakennuksella12%jakerrostalolla10%.Käyttövaiheenvastaavatarvotolivat84%ja87%.Betonielementtienosuuselinkaarenaikai-sista CO2-päästöistä oli toimistorakennuksessa 2,9% jakerrostalossa4,0%.Arvotvahvistavatkäyttövaiheendo-minoivan roolin rakennuksen ympäristökuormitustenkannalta. Sama tulee selkeästi esiin myös tutkimuksenherkkyystarkasteluissa, joissaverrattiineritekijöidenpa-rantamisenvaikutuksiaelinkaarenaikaisiinCO2-päästöi-hin.Rakennuksenlämmitys-jasähkönenergiankulutuk-sella on erittäin voimakas vaikutus, kun taas betonissakäytettävänsementintaiteräksenvaikutuksetovatmini-maalisia,kutenviereisensivunkuvakertoo.
Betonirakenteidenosuusrakennuksenelinkaarenaikai-sistaCO2-päästöistäonnykyiselläänvarsinpieni,luokkaa3...5%. Rakennusten energiankulutuksen vähentyessäosuustuleekuitenkinkasvamaan.Lisäksimyösenergiantuotanto tulee muuttumaan nykyistä vähäpäästöisem-mäksi ja siten se vähentää erityisesti rakennuksen käyt-tövaiheenCO2-päästöjä.Lounamaanlaskelmienmukaanvuonna2020uudentoimistorakennuksenkokonaispääs-tötvoisivattippuanykyisestä4500kg:staalle1500kg:aanrakennuksenbrutto-m2kohden. Samalla rakentamisvai-heen osuus CO2-päästöistä nousisi nykyisestä 12%:stanoin30%:iin.
BetonirakenteidenvalmistusaiheuttaaCO2-päästöjä,muttavastineeksibetonirakenteillaonvaikutuksiakäyttö-
vaiheen energiankulutukseen ja sitä kautta myös CO2-päästöihin.Massiivisinarakenteinabetonirakenteettasaa-vatsisälämpötilanvaihteluitajasitenalentavatrakennuk-sen lämmitysenergian sekä erityisesti jäähdytysenergiantarvetta. Eri tutkimuksien mukaan voidaan varovaisestiarvioida,ettämassiivisuudellasaavutettavaenergiansäästöonvähintään5%.Elikäytännössämassiivisuudellasaa-vutettusäästöenergiankulutuksessajaCO2-päästöissäonsamaa luokkaa kuin betonirakentamisen valmistuksestaaiheutuvaenergiankulutustaiCO2-päästö.
Mistä sementin CO2 päästöt syntyvät? Vihreä osa, reilu 50 % syntyy kalkkikiven kalsinoinnista, punainen fossiilisista polttoaineista ja valkoinen CO2neutraaleista polttoaineista.
Kivitalojen energiatehokkuus 43
Sähkön kulutuksen, lämmitysenergian kulutuksen, sementin ja teräksen ympäristökuormitusten alentamisen vaikutukset toimistorakennuksen elinkaaren aikaisiin CO2päästöihin /20/.
Rakennuksen hiilidioksiditaseen parantaminen
CO
2-päästöjenmuutos
Parannussuhteessareferenssitasoon
Sähkönkulutus
Lämmönkulutus
Sementinympäristökuorma
Teräksenympäristökuorma
44 Kivitalojen energiatehokkuus
Rakennusliike Reponen on kehittänyt oman MeraReponenmatalaenergiakerrostalokonseptinsa. Ensimmäinen sen mukainen kerrostalo valmistui Heinolaan huhtikuussa 2009.
Kivitalojen energiatehokkuus 45
7.1 Suomi
Rakennusliike Reposen matala- energiakerrostalo MERA, Heinola
energialla.VTT:naikaisempinavuosinakoeasunnostate-kemienmittaustenmukaan lämmityskustannusten sääs-töäkertyyyli70%normaalikerrostaloonverrattuna.
VTT aloitti kohteen energiankulutuksen seurannanjo rakennusaikana. Vuonna 2010 mitataan yksittäisistäasunnoista ja koko kerrostalosta sekä kokonaisenergianjavedenkulutustaettäerikseenlämmittämiseenjavedenlämmittämiseen käytettävää energiaa. Lisäksi seurataanasuntojensisä-jaulkolämpötilojajakosteutta.Jonytteh-dyt mittaukset antavat tuloksiksi passiivitasoa vastaavanenergiankulutuksen.
MERA-kerrostalon rakennuskustannukset ovat vain1,7%(noin27euroa/br-m2)korkeammatkuinNormi-kerrostalossa. Paremmin energiaa säästävien ratkaisujentakaisinmaksuaikaontällöinvain5–7vuotta.
Ennätystiivis betonielementtitalo, Suutarinen Yhtiöt
SuutarinenYhtiötontuonutmarkkinoilleenergiaasääs-tävät betonielementtirakenteiset passiiviomakotitalot.EnsimmäinenpientaloonrakennettuMäntyharjulle.
Talonulkoseinässäonbetonisandwich-elementit,joissaon250mmpaksupolyuretaanilämmöneriste.SeinänU-arvo
7. Esimerkkirakennuksia
Rakennuttaja AlkuasunnotOy
Rakennussuunnittelu VuorelmaArkkitehditOy, HeikkiVuorelma,AnttiVuopala
Talotekniikka Ilmanvaihtolämmitysjärjestelmä, SwegonILTO
Huoneistoala 1100m2
Kerrosala 1200m2
Huoneistoja 31kpl
HeinolalaisenRakennusliikeReponenOy:nkehittämänMeraReponen-konseptinmukainenensimmäinenmata-laenergiakerrostalovalmistuiHeinolaan29.4.2009.
Pitkällisenkehitystyönvaatineessakerrostalossaeiolelainkaanperinteistälämmitysjärjestelmää,vaanselämpe-neepääosinlaitteidenjaihmistentuottamastalämmöstäjailmanvaihtojärjestelmänlämmöntalteenotostasaadulla
46 Kivitalojen energiatehokkuus
onalle0,1.YläpohjarakenneontehtySPU-SystemsOy:nkehittämistä Passiivikatto-elementeistä, jotka on koottukertopuupalkeistajapolyuretaanilevyistätehtaalla.
TalonikkunatjaovetontoimittanutSkaalaIkkunatjaovetOy,lattialämmityksenUponorOyjailmanvaihtojär-jestelmänEnerventOy.
VTTonmitannuttalontiiveydenjan50ilmanvuoto-luvuksi saatiin 0,09 1/h. Yleinen tavoite passiivitalojentiiveydelleon0,6.”KyseessäonSuomentiiveinjatiettä-västimyösmaailmantiivein talo”, toteaaVTT:ntutkijaAnttiNikkanen.
Huipputiiveys on saatu aikaan hyvällä suunnittelul-lajahuolellisellatoteutuksella.Polyuretaanieristekiertääyhtenäisenä yläpohjasta seinään ja edelleen seinästä ala-pohjaan.Vaipanläpimenotonminimoitu.Ilmakanavistojasähköistysonasennettukatossaomallevyöhykkeelleenlämmöneristeensisäpuolelle.
Talon erittäin pieni lämmitysenergiankulutus perus-tuutehokkaastieristäväänvaippaan,massiivisiinlämpöävaraaviin betonisiin seinä- ja lattiarakenteisiin, huippu-tiiveyteen sekä tehokkaaseen lämmöntalteenottoon.Ta-losarjan rakennusten lämmitys voidaan tehdä maa- taiilmalämpöperustaisena. Lämpimän veden tuottoon voi-daanlisäksikäyttääaurinkokeräimiä.
Passiivienergiatalo Villa laine
VillaLaineenperusrunkorakenneontehtyWienerberge-rinvalmistamistakeraamisistarunkotiilistä,perinteisestämuuraustavastapoiketen5mmsaumapaksuudella,muu-rauskelkkaa hyväksikäyttäen. Ulkokehän kantavan run-gonlisäksimyösväliseinätontehtytiilistä.
Ulkoseinien eristys on tehty 2x120 mm paksuisistaSPU-AL-levyistä. Eri levykerrokset on asennettaessa
Tiivis betonielementeistä tehty passiivitalo (VTT:n mittaama ilmanvuotoluku n50= 0,09). Kuva: SuutarinenYhtiöt.
Kivitalojen energiatehokkuus 47
limitetty niin, että päällekkäisten levykerrosten saumateivätkohdistusamaankohtaan.Levyjenvälinenasennus-saumatiivistettiinsaumavaahdolla.Ulkokuorensidontaavarten asennettiin ruostumattomia tiilisiteitä 4 kpl/m2.Tiilisiteetonasennettu jälkikiinnityksenä levyjen lävitseporattujen, läpimitaltaan pari senttimetriä leveiden rei-kienkautta,jotkalopuksimyöstiivistettiinuretaanivaah-dolla. Eristeen ja julkisivumuurauksen väliin jätettiin30 mm ilmarako, jolla estetään ulkoapäin rakenteeseentulevankosteudentunkeutuminensisempiinrakenneker-roksiin.Varsinainenkuorimuurion85mmpaksutiilisei-nä.Ulkoseinärakenteenkokonaispaksuuson485mmjasenU-arvoon0,10W/m2K.
Rakenteessaeitarvitaerillistähöyrynsulkuatiiveydenvarmistamiseksi.Rakennukseltavaadittavan50ilmanpitä-vyys0,6l/hsaavutetaanhuolellisellatyölläjarakenteelli-sinkeinoin.
Rakennuksessa on ryömintätilallinen tuulettuva ala-pohja.Alapohjankantavalaattaon200mmpaksuonte-lolaatta,jonkapäälläon340mm(100+2x120mm)pak-suudelta SPU-AL-levyjä, joiden päälle on valettu vielä
100mmpaksupintalaatta.Alapohjaneristeetkohtaavatseinän eristeet ilman lämpökatkoja ja ryömintätilankinsuuntaanolevatkylmäsillatonsaatuminimoituamahdol-lisimmanpieniksi.KoskaalapohjaneristyksenU-arvoonjopahiemanvaadittuapassiivienergiatavoitetasoaparem-pieli0,07W/m2K,onrakennesekälämpö-ettäkosteus-teknisestikin hyvä. Myös varsinaisen ryömintätilan kos-teus- ja lämpötekninen toiminta varmistettiinniin, ettäsekä sokkelia että maata vasten on asennettu vähintään80mmpaksuuretaanilevykerros.
Kattorakenneontehtyuretaanieristeisenäilmanhöy-rysulkua. Sen eristys koostuu kolmesta SPU-AL-levy-kerroksesta, kokonaiseristepaksuudeltaan 410 mm, jolla
Rakennuttaja TimoLaine
Rakennussuunnittelu RIKaleviLehtiöLVIsuunnittelu LVI:SenewaOy,RistoPääjärvi
Sähkösuunnittelu SelegaSystemKy/Lasse Honkala
Huoneistoala 250m2
Bruttoala 250m2
Tilavuus 1020m3
Passiivitalo Villa Laineen etelään viettävä katto tarjoaa edulliset lähtökohdat energiaa säästäväille ratkaisuille.
48 Kivitalojen energiatehokkuus
päästään0,07W/m2KU-arvoon.Tiiveysonhoidettura-kenteellisestiSPU-AL-levyjäjavaahdotustahyväksikäyt-täenilmanerillistähöyrysulkua.
IkkunoissaonSkaalanAlfa2+2kaasutäytteisetavat-tavat lasit, joiden U-arvo on 0,79 W/m2 K. Ovet ovatsaman toimittajan erikoisovia. Isojen etelään ja länteensuuntautuvien ikkuna-aukkojen suunnittelussa ja toteu-tuksessaonotettuhuomioonkesäaikainenvarjostus.
Energiaratkaisuna on Savumax-savupiippuvaraajanympärille rakennettu energiantuotantoryhmä. Sen ko-koavanakeskusyksikkönätoimii720lvesisäiliöllävarus-tettu Savumax-savupiippuvaraaja, johon on yhdistettykatolle asennettu 17,5 m2 suuruinen aurinkolämpöke-rääjäryhmä,sekäolohuoneeseenSavumax-säiliönviereenmuurattumassiivinentulisija.Lisäksijärjestelmäänkuu-luutekniseentilaansijoitettutoinen800llämminvesiva-rausyksikkö.Savumaxonsuurellapystysuuntaisellavesi-säiliöllävarustettulämminvesivaraaja,jonkalävitsekulkeeyksikköön kuuluva happoteräksinen savuhormi. Vesiva-raajanvesilämmitetäänsuurimmanosanvuottaaurinko-paneelienkauttakerätynjavaraajaanjohdetunaurinko-energianavulla.
Pakkaskausina lämpö tuotetaan takan polttamises-tasyntyviensavukaasujenhukkalämmöllätaitarvittaessasähkövastuksin.Varaajallatuotetaanmyösasunnonläm-minkäyttövesi javesikiertoiseen lattialämmitykseen tar-vittava lämpöenergia. Lämpöä voidaan käyttää myösulkouima-altaan lämmittämiseen. Märkätilojen muka-vuuslattialämmityksenlisäksitaloonasennettiinvesikier-toinenlattialämmitysmyösmuihintiloihin.
Rakennuksen ilmanvaihto hoidetaan pyörivällä läm-mönsiirtimellä varustetulla Enervent Greenair sarjaan
kuuluvalla Pegasos ekoEDW ilmanvaihtokojeella. Lait-teenvuotuinenlämmöntalteenotonhyötysuhdeonjopa75–80%.
Talon kattomuotona on maaston muotoa mukaile-va vino-orsikatto ja sisähuonekorkeus kasvaa pohjoisensuuntaan,mikäkesäajan ilmanvaihtoa ja tuuletusta aja-tellenonoivallinenratkaisu.Lämpiäväsisäilmakerääntyytalonyläosiin,jostailmastointipoistaasen.Eteläänpäinlaskevalaajakattopintamahdollistaasamallamyösaurin-kopaneelienhyödyntämisenenergiantuotannossa.
Passiivienergiatiilitalonlämmitykseenjajäähdytykseentarvittavaenergiankulutuksentavoitetasoon20–30kWh/brm2 vuodessa ja tässä kohteessa peräti 17 kWh/brm2.Sekälämmityksenettälämpimänkäyttövedentuottami-seen käytetty primäärienergia voidaan tuottaa edullisinkeinoin aurinkolämmöllä ja polttopuiden polttamisestasyntyvälläsavukaasujenhukkalämmöllä.
Hyvästä tiiveydestä ja lämmöneristävyydestä johtu-en eristeen sisäpuoliset massiivirakenteet varaavat hyvinlämpöäitseensätalvikautenajatoisaaltanetoimivatmyösasuintilojenviilentävänäelementtinäkesäkaudella ilmanvarsinaista jäähdytystä. Passiivienergiataloissa massiivi-suudenkauttasaatavaenergiansäästöonjopa10–15%lämmityskaudellajajäähdytysenergiansäästöonvielätä-täkinmerkittävämpi.Myösjulkisivumuurauksenjailma-raonenergiaasäästävähyötyontutkittu(TKKjaTTY)jaesimerkiksimatalaenergiatalossasenU-arvoaparanta-vahyötyonjopa10%laskennalliseenarvoonverrattuna.
Koskapassiivienergiatiilitalon lämmitystarveon tal-vellakinpieni,tulisitulisijanollamassiivinenjaluovuttaalämpöähitaastijapienelläteholla.
Kivitalojen energiatehokkuus 49
lämpöHelmi, Kuopion Asuntomessut
LämpöPlusOy:nrakennuttamaLämpöHelmionmessu-taloKuopionAsuntomessuilla.Talossaonenergiatehok-kuushuomioituainarakenteistajalämmitysjärjestelmäs-tälähtienkodinelektroniikkaanasti.
Paritalon lämmitysratkaisuna on LG ElectronicsinThermaV-vesi-ilmalämpöpumppusekälisälämmönläh-teinä LG:n palkittuja ilmalämpöpumppuja. Betonimes-taritOy:ntoimittamiensandwich-seinäelementtienläm-möneristeenäon170mmPUR,U-arvo=0,14.Rakenteetovatmyöshyvintiiviitä.
LämpöHelmiparitalo Kuopion asuntomessuilla.
50 Kivitalojen energiatehokkuus
Dresdenin teknillistaloudellisen ammattikorkeakoulun kirjaston energiaratkaisuna on käytetty mm. aktivoitua betoniydintä. Arkkitehti: ReimarHerbst Architeckten. Kuva: Lothar Sprenger.
Kivitalojen energiatehokkuus 51
Massiivinen kivirakenne kerää lämpöä ja tasaa läm-mön vaihteluita talon sisällä, täten kivitalo on talvellalämmin ja kesällä viileä. LämpöHelmen lämpöeristeiksionvalittuSPU-eristeet, jotkaovatmarkkinoidentehok-kaimpia.
7.2 Muut maat
teknillistaloudellisen ammatti-korkeakoulun kirjasto Dresden, Saksa
aukeaanäkymäatriumiin,jokaon”läpinäkyvän”jaavo-naisenuudisrakennuksenyhteinentila.
Kaikkiluku-jatyöskentelytilatonsijoitettuauringos-tapoispäinolevillejulkisivuillesekäatriuminpuoleiselleseinustalle.Kaksikerroksisessalukusalissaympäriinsäkul-kevat ikkunarivit luovat näköyhteyden sekä viherpihal-le että seminaarirakennukselle. Julkisivunmassiivisuuttatuettiin valituilla materiaaleilla – siihen käytetään isoja,12cmpaksuja,läpivärjättyjäbetonielementtejä.Myössi-säpinnoissaonrunsaastibetonia.
Rakennuksenyhtenäinenrunkojasisälläsijaitsevaat-riuminolivatsyynäkirjastonrakentamiselleilmankella-ria,mikäpuolestaanmahdollistaaikkunatuuletuksenlä-heskaikissarakennuksenosissa.
Tavoite oli, että rakenteellisten ratkaisujen avulla il-mastointilaitteista voitaisiin pääasiallisesti luopua. Pe-rinpohjainen neuvottelu talotekniikan ja rakennusfysii-kan asiantuntijoiden sekä suunnittelijoiden välillä tukisuunnitteluprosessia ja mahdollisti kaikkien välttämät-tömienkomponenttienyhdistämisen innovatiiviseksi si-säilmakonseptiksi. Haasteeksi osoittautuivat läpinäkyvätaurinkosuojina toimivat luonnonkiven ja lasin yhdistel-mäelementitsekäaktiivisetrakenneosatsisäilmaratkaisunsuunnittelussajatoteutuksessa.
Rakennuksen keskellä sijaitsevan atriumin hormi-vaikutus tukee ristituuletusta. Atriumin suojaus suoral-taauringonpaisteeltatapahtuumoottoreillaohjailtavien,katonkorkeudessaolevienlamellienavulla.Lamellitliik-kuvat auringon suunnan mukana vertikaalisesta normi-asennosta auringon valolta ja säteilyltä suojaavaan hor-isontaaliseenasentoon.Lamellienväritys–taivastakohtiolevapuolitumma,sisäänpäinolevapuolivaalea–huo-
Arkkitehti ReimarHerbstArchiteckten
Rakennuttaja FreistaatSachsen
Käyttöala/Kerrosala 2189m2
Bruttotilavuus 16885m3
Ammattikorkeakoulun kirjasto on vuosina 2004–2006rakennettunelikerroksinen,tasakattoinen,teräsbetonistavalmistetturakennus.Julkisivutovatripustettuja,läpivär-jättyjä jahiekkapuhallettujabetonielementtejä.Välipoh-jatovatpaikallavalettujajakuorilaattaa,javäliseinätmuu-rattujajalevyseiniä.Rakennuksessaontasakatto.
Uudisrakennusonmuistaerilläänoleva,suorakulmai-nenrakennus, jossaonylösastiaukioleva, jokapuolel-taympäröityatrium.Nelikerroksisentasakattoisenraken-nuksen perustukset tehtiin teräsputkipaaluttamalla eikärakennukseenkaivettukellaria.Kirjastonkaikistatiloista
52 Kivitalojen energiatehokkuus
lehtii niiden lämpenemisestä ja tukee samalla atriumin”kaminaefektistä”johtuvaailmankohoamista.Samallala-mellienvaaleampialapuolihyödyntääatriuminpuoleisis-taikkunoistatulevaapäivänvaloa.
Matalallaolevatikkunatsuojaavatauringonvaloltajalämpösäteilyltä. Avattavien tuuletusluukkujen auringol-ta suojaavan lasin ja luonnonkivi-eristyslasi-yhdistelmä-elementtienvuorotteluhyödyntääpäivänvaloaoptimaa-lisestijasuojaasuoraltavalolta.
Säädettäväikkunatuuletustakaapuhtaanja lämpöti-lasta riippuvan ilmanvaihdon sekä yöaikaisen ja sääolo-suhteidenmukaisentuuletuksen.Ikkunataukaistaanau-tomaattisestiryhmittäintilojenlämpötilastajakosteudenmäärästäriippuen.
Sisäseinätja-katotovatpäällystämättömiäeivätkälat-tiatoleeristettyjä,jottanepystyisivätvarastoimaanläm-pöäsuhteellisennopeastijapitkilläaikaväleillä.
Sisäilmaratkaisuun kuuluvien muiden elementtienvälittömäänyhteyteen liitettiinbetoniytimenaktivointi-järjestelmä.Useatvedellätäytetytputket, jotkakulkevatbetonivälipohjissa, absorboivat lämpöä seinistä, lattiois-ta sekä katoista.Termisen hitautensa ansiosta betonivä-lipohjat luovuttavat absorboidun lämmön vasta jonkinajan kuluttua takaisin tiloihin. Rakennuksen vuotuinenlämmitystarveon56,6kWh/m².
Sairaskassa Schwenninger BKK:n hallintorakennuksen lasijulkisivu aurinkosuojineen. Arkkitehtitoimisto wulf & partner, Stuttgart. Kuva: Brigida Gonzalez.
Kivitalojen energiatehokkuus 53
Sairaskassa Schwenninger BKK:n hallintorakennus, Villingen-Schwenningen, Saksa
suojat.Neliikkuvatauringonsuunnanmukaisestioikeaanasentoon.Näinrakennussaasyvyyttäja–riippuenvuo-rokaudenajastajasäästä–erilaisenkuvanavoimuudestajaläpinäkyvyydestä.Näkymäuloseikuitenkaanestykoko-naan,vaikkaaurinkosuojatolisivatkokonaankiinni.
Eteisaulan ja atriumin sisäjulkisivut ovat myös ko-konaan lasia ja tämäantaa rakennukselle lisää läpinäky-vyyttä.
Ulko- ja sisäjulkisivuja,eteisaulaasekäatriuminkat-toa peittävät erilaiset lineaariset aurinkosuojarakenteet.Valonjavarjojenmuodostamatlinjatsekoittuvatainasil-lointällöinarkkitehtuurinkanssa,jolloinsaadaanaikaanmielenkiintoinen duaalisuus arkkitehtoonisen rakenteensekätoteutetunvalonohjailunvälille.Läpinäkyvyyttäonvieläjatkettukehittämälläuudentyyppinen,kokonaanla-sinenväliseinäsysteemi.
Lattiamateriaalivalinnoilla,katutasonliuskekivilattial-lajamuidenkerrostenparkettilattialla,onhaluttuvasta-painoasisä-jaulkojulkisivujenlasisuudelle.Materiaalienluonnollisuudenjabetonistavalmistettujenpintojenan-siostaonsaatuluotuaselkeämateriaali-japintakonsepti.
Rakennuksentehtävänäontarjotakäyttäjilleenopti-maalistamukavuuttamahdollisimmanpienin investoin-ti- ja käyttökustannuksin ja luonnonmukaisin keinoin.Muutamia toimintatiloja lukuun ottamatta ilmanvaihtohoidetaan ikkunatuuletuksella. Hallia reunustavia tilo-jatuuletetaanensisijaisestiyöaikaan,jolloinulkoilmaonviileämpää.Tuuletustatehostetaantoimistojentuloilma-aukkojensekähallinkatossaolevienpoistoilma-aukkojenavulla. Yötuuletusta voidaan tehostaa rakennuselement-tienaktivoinninavulla.Näissätiloissavoidaantätenvält-tyäylimääräistentuuletuskanavienasennukselta.
Arkkitehti wulf&partner
Rakennuttaja SchwennigerBKKK.d.ö.R.
Käyttöala/Kerrosala 7500m2
Bruttotilavuus 39560m3
Vuosina2003–2005rakennuksenrunkojavälipohjatse-käkattorakenneovatteräsbetonia.Rakennuksenei-kan-tavatväliseinätovatlasiajasiinäonalumiini-pilari-palkki-julkisivu.Toimistotilatympäröivätrakennuksenkeskeistäosaa,nelikerroksistasisääntulohallia,jokajatkuuavoime-na atriumina. Rakennuksessa on hallintotilojen lisäksikahvilajaparkkihalli.
Kauttaaltaanyhtenäinenkattostruktuurijaauringoltasuojaavatlamellithallinjaatriuminkatollaluovatportait-taisenkulunhallistapationkauttaulos.Katutasonkerroshaluttiinluodarakennuksensaumakohdaksiyhdistämäänsisääntulohalli ja toimistorivistöt. Belle étagessa sijaitseesisääntuloaula, eteishalli, tilaisuuksia varten oleva sali,asiakaspalvelutilatjakorkeatasoinentyöpaikkaruokala.
Ylimmäisissä kerroksissa toimistot ovat jaettu käytä-vienmolemmillepuolille.Myösjulkisivunrakennekoros-taarakennuksenrungollejapohjamuodolleannettuatee-maa–”ydinjakuori”.Julkisivunyhteneväntoteutuksennoudattamiseksi,on toimistohuoneidenkokokerroksenkorkuisen lasitetun julkisivun eteen asennettu aurinko-
54 Kivitalojen energiatehokkuus
Groeningenin yliopiston jäähdytyksessä käytetään alueen termisen energian varastointimahdollisuuksia sekä VBI:n uutta esivalmistettuihin rakenteisiin integroitua jäähdytys ja lämmitysjärjestelmää.
Maalämpöjatermisestiaktiivisetporapaaluthuoleh-tivatsuureltaosinrakennuksenriittävästälämmityksestäjajäähdytyksestä.Kesälläelementtijäähdytysyhdistetäänsuoraan porapaaluihin. Talvella lämpötilataso nostetaanlämpöpumpun avulla +25 °C asteeseen. Koko vuodenlämmitystarveonnoin50kWh/m².
Lämpöpumppuja voidaan käyttää kesällä jäähdytys-koneina ja jäähdytysilma voidaan ohjata keittiöön sekä
tilaan, jossa serverit sijaitsevat. Jos kylmäilman poten-tiaali heikkeneekesän loppuakohden, voidaan tarvitta-vajäähdytysenergiakorvatakäyttämälläjälkijäähdytintä.Jäähdytysprosessissaelementtijäähdytystävoidaankäyttääpäiväsaikaanlämpöpumpunkompressoristasaatavankyl-mäilmantukena,josyökäytölläeisaadakäyttööntarpeek-sikylmääilmaa.
Kivitalojen energiatehokkuus 55
Arkkitehti Arkkitehtitoimisto JürgenFranke
Rakennuttaja Cottbusinkaupunki
Käyttöala/Kerrosala 4554m2(koulurakennus) 1598m2(monitoimihalli)
Bruttotilavuus 4500m3
VBi EcoPrefab -järjestelmä yliopisto-rakennuksessa Groningenissa
Rakennuttaja Bayer,BelgiaArkkitehti ReginaldScheller
Urakoitsija VanRoey,Rijkevorsel
Bruttoala n.10000m2
Bayerin toimistotalon jäähdytys ja lämmitysjärjestelmä, Belgia. Järjestelmässä käytetään maalämpöä ja ontelolaatastoon asennettuja vesiputkia.
Groningeninvaltionyliopistonkampuksellaonsovellettuhollantilaisen Consolis-konserniin kuuluva VBI-yrityk-senkantavaan, esivalmistettuun rakenteeseen interoimiaVBIEcoPrefab-konseptinmukaisiajäähdytys-jalämmi-tysjärjestelmiä.
TheCenterofLifeSciences-rakennusvalmistuivuo-den2009lopullajaseonotettukäyttöönvuonna2010.Rakennuksessaontoimistoja,luentosaleja,laboratorioitajauseita tutkimustiloja.Yhdeksänkerroksisen rakennuk-senkokonaispinta-alaon34,000m2.Rakennusonhyvinfuturistinen siipineen janiidenvälisine siltoineen, jotkamuodostavatmaisemaanvirtuaalisenportin.
Rakennusonkytkettyalueellaolevaanenergianmassa-varastoon.VBI-konseptinmukainenrakennusmahdollis-taatermisenmassanjamuunputkituksenjaasennuksienintegroimisenlattiarakenteeseen.VBI-ilmastointilattiassakulkevatjäähdytys-jalämmitysputketonyhdistettyläm-pöpumppuun, jokapumppaakylmää tai lämmintäym-päröivästä maaperästä. Lattia toimii siis sekä lämmitys-ettäjäähdytyselementtinä.VBIilmoittaa,ettäsenavullatoteutettujenrakennustenenergiakustannuksetjäävätyli
60%alhaisemmiksikuinperinteisilläjärjestelmillä.Huo-neetovatkesälläkinmiellyttävänviileitä,jatalvisinniissäonkattolämmitys.
Bayerin toimistorakennus, Belgia. ECHO
BelgialainenbetonielementtivalmistajaEchoonkehittä-nyt ClimaDeck- aktiivisen lämmitys- ja jäähdytysjärjes-
56 Kivitalojen energiatehokkuus
telmän.Ontelolaatastoonvaletaanvesiputkisto,jollalaa-tastoakäytetäänaktiivisestilämmitykseenjajäähdytykseen.
Järjestelmäonrakennettumm.BayerintoimistotaloonBelgianDiegemissa.Rakennusonkooltaann.10 000m2.Ontelolaatastot on kytketty vesi-vesi-lämpöpumppuun,jokasaaenergiansa60:stä10metrinsyvyyteenmeneväs-täputkesta.Lisälämmitystä ja jäähdytystähoidetaanke-vennetyllä ilmastointilaitteella, jokamyössaaenergiansamaalämmöstä.
Esimerkki thermoDeck-järjestelmästä: lärkträdet, Vara, Ruotsi
Arkkitehti VaraByggkonsultAB
Rakennuttaja VaraBostäderAB
Urakoitsija TommyByggareAB
Vaippa ja ThermoDeck ABSträngbetong
Kerrosala 1350m2
netään ilmanvaihdossa, lämmityksessä ja jäähdytykses-säThermoDeck-järjestelmänmukaisesti.Rakennusläm-piää8,5kWmaalämpöpumpulla(95%),jotatäydentääkylmimpäänvuodenaikaansähköinen10kWlämpöele-mentti.Noinpuoletlämpimästävedestätuotetaanaurin-kokeräimillä.
Rakennuksessaonilmalämmitys,jokakykeneepuhal-tamaan49-asteistailmaa.KunThermoDeck-järjestelmääkäytetäänlämmitykseen,viilennykseenjailmanvaihtoon,elementinonteloissakulkenutkorvausilmaeiolekoskaanlämpimämpääkuin24–25oCtullessaanhuonetilaan.Yli-kuumenemisriskiä ei siis ole, ja lämpö jakautuukatostatasaisestikokoasuntoon.
Samoinkesälläylilämpövähenee,kunrakenteisiinke-rääntynyt lämpövoidaanviilentäänoin13-asteisellaul-koilmalla,jasevoiottaavastaanseuraavanpäivänlämpö-kuorman.
Hyvin eristetyn ja tiiviin rakennuksen aikavakioon hyvin korkea, jos siinä on myös on paljon termistämassaa. Aikavakio on silloin yli 350 tuntia. Ruotsalais-ten passiivitalokriteerien mukaan tällaisen rakennuksenmitoittavaulkolämpötilaavoidaan–18oC:sta–10oC:een,mikä vähentää merkittävästi tarvittavaa lämmityste-hoa.
Rakennuksenvaippakoostuuhyvineristetyistä(250mmEPS) sandwich-elementeistä. Laatan onteloita hyödyn-
Kivitalojen energiatehokkuus 57
Hyvin eristetyn, tiiviin ja massiivisen rakennuksen lämmitys voidaan mitoittaa selvästi alhaisemmalle teholle kuin aikaisemmin. Lärkträdet, Ruotsi
58 Kivitalojen energiatehokkuus
Viitteet:
/1/ Hietamäki T et al. Rakennusten massiivisuus. Keskeiset tutkimukset ja tulokset. Tampereen Teknillinen Yliopisto, Energia ja prosessitekniikan laitos. Raportti 174. Tampere 2003.
/2/ Nordic Thermal Mass Effect on Energy and Indoor Climate. Tampereen Teknillinen Yliopisto. Raportti 184. Tampere 2006.
/3/ Vinha, J. et al. Asuinrakennusten ilmanpitävyys, sisäilmasto ja energiatalous. TTY. Rakennustekniikan laitos. 2009.
/4/ Terma järjestelmäopas. Parma Oy. 2006.
/5/ Energy efficiency requirements in building codes, energy efficiency policies for new buildings. IEA. 2008.
/6/ Matalaenergiaharkkotalo. Pientalojen energiankulutuksen vertailulaskelmia. Tutkimusraportti RTE 627/05. VTT. Espoo 2005.
/7/ Matalaenergiaharkkotalo. Yleissuunnitteluohje. Tutkimusraportti RTE 3785/02. VTT. Espoo 2002.
/8/ General guidelines for using thermal mass in concrete buildings. European concrete platform. 2009.
/9/ Concrete for Energyefficient buildings. The benefits of thermal mass. European concrete platform. 2007.
/10/ Puu ja kivitalojen vertaileva asumistyytyväisyystutkimus 2008. Suomen Betonitieto Oy.
/11/ Betong för energieffectiva byggnader. En rapport från Betongforum. Sverige. 2009
/12/ Betonirakenteiden ympäristöominaisuudet. Betonikeskus ry. 2007.
/13/ Nieminen J. et al. Passiivitalo. PEP Promotion of European Passive Houses projektiraportti. VTT. 2008.
/14/ Suomen rakentamismääräyskokoelma RakMk C3. Rakennusten lämmöneristys. Määräykset 2010.
/15/ Suomen rakentamismääryskokoelma RakMk D3. Rakennusten energiatehokkuus. Määräykset ja ohjeet 2010.
/16/ EN ISO 13790:2008. Rakennusten lämpötekniset ominaisuudet. Lämmityksen ja jäähdytyksen energiantarpeen laskenta.
/17/ Suomen rakentamismääräyskokoelma RakMk D5. Rakennuksen energiankulutuksen ja lämmitystehontarpeen laskenta. Ohjeet 2007.
/18/ Passiivienergiatalo harkoista LVI tekniikan ratkaisumallit ja suunnitteluohjesuunnitteluohje. Tutkimusraportti VTTR_0849609. VTT 2009.
/19/ Energieeffizienz im Hochbau. Teil 1. Wirtschaftshochbau. BetonMarketing Deutschland. 2009.
/20/ Lounamaa, A. . CO2Emissions during the life cycle of Apartments and Office buildings – effects of precast concrete elements. Diplomityö, Teknillinen korkakoulu 2010.
/21/ RIL 2492009 Matalaenergiarakentaminen Asuinrakennukset. Suomen Rakennusinsinöörien Liitto RIL ry. 2009
/22/ Suomen rakentamismääräyskokoelman osien C4, D2, D3 ja D5 lausuntoversiot 28.9. 2010.