kivitalon energiatehokkuus kirja

58
Betoniteollisuus ry 2010 Kivitalojen ENERGIATEHOKKUUS

Upload: kivirakentaminen

Post on 12-Mar-2016

226 views

Category:

Documents


2 download

DESCRIPTION

Matala-, passiivi- ja nollaenergiatalot tulee suunnitella siten, että rakenne- ja talotekniset järjestelmät muodostavat toimivan kokonaisuuden. Rakennuksen arkkitehtuurin tulee palvella myös energiansäästöä.

TRANSCRIPT

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.