Rakennuksen energiantarve
Rakennuksen energiankulutus voidaan jakaa kolmeen osatekijään; lämmitysenergia, sähköenergia ja jäähdytysenergia. Energiatehokkuutta parannettaessa täytyy löytää keinoja ja ratkaisuja, joilla näitä kaikkia voidaan pienentää sisäilman laadusta, asumismukavuudesta ja turvallisuudesta tinkimättä.
Lämmitysenergian kulutus
Lämmitysenergia pitää sisällään tilojen lämmitysenergian kulutuksen ja lämpimän käyttöveden lämmitysenergian kulutuksen. Tilojen lämmitysenergian kulutuksen vähentäminen tapahtuu pienentämällä rakennuksen lämpöhäviöitä eli yksinkertaisemmin tekemällä lämmön pääsemisen pois rakennuksesta mahdollisimman hankalaksi.
Lämpöhäviöt voidaan jakaa kolmeen eri osatekijään:
- rakenteiden läpi johtuva lämpöenergia
- vuotoilman lämmityksen tarvitsema energia
- ilmanvaihdon lämmityksen tarvitsema energia
Nämä kolme asiaa vaikuttavat oleellisesti siihen, miten paljon rakennuksen sisätiloja tarvitsee lämmittää. Kun lämpöhäviöitä on pienennetty riittävästi, halutun sisäilman lämpötila on mahdollista saavuttaa ja pitää yllä normaalia pienemmällä lämmitysjärjestelmällä rakennuspaikkakunnalla ulkoilman olosuhteista riippuen.
Lämpökuormat
Lämpökuormilla voidaan kattaa suuri osa lämmitystarpeesta, jolloin energiatehokkaassa rakennuksessa lämmityskausi jää normaalia lyhyemmöksi. Lämpökuomat muodostuvat sisällä oleskelevista ihmisistö, tilojen ja käyttöveden lämmitysjärjestelmästä, valaistuksesta ja sähkölaitteista rakennuksen sisälle tulevasta lämpöenergiasta sekä ikkunoiden kautta rakennukseen tulevasta auringon säteilyenergiasta. Lämpökuormilla tarkoitetaan siis muulla tavalla, kuin säätölaitteilla ohjatulla lämmityksellä rakennuksen sisälle vapautuvaa lämpöenergiaa. Ilmaisia lämmönlähteitä on siis melko paljon ja energiatehokas rakentaminen mahdollistaa niiden tehokkaan hyödyntämisen.
Lämmitysjärjestelmä
Energiatehokkaassa rakennuksessa lämmitysenergian tarve on pieni, joten sen tuottaminen on mahdollista monilla eri lämmitysmuodoilla ja -järjestelmillä. Voisikin sanoa, että energiatehokkaassa rakennuksessa lämmitysjärjestelmän osalta vaihtoehdot ovat laajemmat verrattuna perinteiseen rakennukseen. Perinteisten lämmitysmuotojen ohella vaihtoehtoja on monia ja niitä on mahdollista myös yhdistää. Koska lämmitysenergiantarve on pieni, ympäristöystävällisemmät, ns. päästöttömät, vaihtoehdot tulevat entistä paremmin mahdollisiksi ja niillä on mahdollista kattaa suuri osa tarvittavasta energiasta. Tilojen lämmitysjärjestelmän ohella tulee miettiä myös lämpimän veden lämmitystarpeen kattamista.
Lämmitysjärjestelmää valittaessa varmista laskelmin, että lämmitysjärjestelmä on sopivan kokoinen kyseiseen tarpeeseen. Koska lämmitystarve on pieni, lämmitysjärjestelmän investoinnissa on mahdollista säästää. On kuitenkin huomioitava, että lämmitysjärjestelmä tulee suunnitella paikkakunnan mitoitusolosuhteiden mukaisesti. Myös lämmitysjärjestelmän energiamuotokerroin energialaskennassa kannattaa huomioida ja kiinnittää huomiota todelliseen energiankulutukseen, sillä energiakerroin suosii laskennassa uusiutuvan energian käyttöä ja esimerkiksi sähkö saa energiamuodoista rankimman energiamuotokertoimen.
Rakenteet
Mitä paremmin rakenteet on eristetty, sen vähemmän lämpöä pääsee karkaamaan rakenteiden lävitse. Rakenteiden läpi johtuvalla lämpöenergialla tarkoitetaan rakennuksen vaipparakenteen ja maaperän kautta ulkoilmaan johtumalla tapahtuvaa lämpöhäviötä.
Passiivitalon rakenne muodostuu tehokkaasta, hyvin suunnitellusta ja huolellisesti toteutetusta lämmöneristyksestä. Eristyksen lämmönjohtavuus vaikuttaa tarvittavaan eristyspaksuuteen siten, että mitä alhaisempi materiaalin lämmönjohtavuus on, sitä pienempi on tarvittava eristyspaksuus vastaavan eristävyyden mukaisiin passiivirakenteisiin. Hyvin suunnitellun passiivitalon rakenteen lämmöneristyksen läpi ei mene paikallisesti eristystä heikentäviä rakenteita, eli ns. kylmäsiltoja. Esimerkiksi ulkoseinärakenteen puurunko on katkaistu ulkopuolelta yhtenäisellä ja riittävän paksulla lämmöneristyskerroksella. Ensiarvoisen tärkeätä lämmöneristyksen optimaalisen toimivuuden kannalta on eristeiden huolellinen asentaminen siten, että eriste on tiiviisti kiinni sitä ympäröivissä pinnoissa.
On tärkeätä kiinnittää huomiota ikkunoiden ja ovien lämmöneristävyyteen sekä ikkunoiden määrään ja kokoon. Ikkunoiden lämmöneristävyys jää muiden vaipan osien eristävyyttä heikommaksi, jonka vuoksi liian suuri ikkunapinta-ala lisää lämpöhäviöitä. Toisaalta käyttämällä energiatehokkaita ikkunoita ja eristämällä rakenteet hyvin ikkunapinta-alaa ei millään tavalla ole syytä liiallisesti rajoittaa. Suunnittelussa täytyy löytää ratkaisu, joka on kokonaisuuden kannalta paras mahdollinen.
Ikkunoiden ja muiden rakenteiden liitoksien suunnitteluun ja toteuttamiseen tulee kiinnittää erityistä huomiota. Usein ikkunoiden karmirakenne on lasirakennetta heikommin eristävä. Yhdessä isommassa ikkunassa on vähemmän karmirakennetta, kuin kahdessa vastaavan kokoisessa. Tästä syystä kannattaa myös harkita, valitaanko monta pientä, vai yksi isompi ikkuna. Ulko-ovien eristävyys on mahdollista tehdä jonkin verran ikkunoita paremmaksi. Vaikka ikkunoiden ja ovien eristävyyteen panostetaan parhaalla mahdollisella tavalla, niiden kautta lämpöä karkaa ulos noin kymmenen kertaa enemmän kuin muun vaipparakenteen kautta pinta-alayksikköä kohti.
Vuotoilma
Rakenteiden ilmatiiviys ei ole hyödyksi pelkästään energiankulutuksen kannalta. Tiivis vaippa vähentää vedontunnetta sisätiloissa, takaa ilmanvaihdolle parhaan mahdollisen toimivuuden, sekä estää samalla epäpuhtauksien pääsemisen sisäilmaan. Rakenteen ilmatiiviys on tärkeätä myös parhaan mahdollisen ääneneristävyyden saavuttamiseksi. Jos rakenne ei ole tiivis, aiheutuu hallitsematonta ilmanvaihtoa, jota kutsutaan vuotoilmaksi.
Tiiviys
Vuotoilma voi kulkeutua joko ulkoilmasta sisälle tai sisältä ulos. Ulkoilma voi päästä sisälle rakenteissa olevien huonosti tiivistettyjen rakojen ja erilaisten rakenteiden läpivientien kautta. Mitä enemmän ulkoilmaa pääsee kulkeutumaan vaipparakenteiden lävitse, sen enemmän tarvitaan energiaa kyseisen ilman lämmittämiseen. Energiatehokkaassa rakennuksessa vaipan tuleekin olla mahdollisimman ilmatiivis. Ilmatiivis vaippa voidaan saavuttaa monilla eri rakenneratkaisuilla.
Tärkeätä on suunnitella hankalat liitoskohdat huolellisesti ja toteuttaa ne suunnitelmien mukaisesti sekä varmistaa ilmanvuotoluvun mittauksella, että rakenteen ilmatiiviys on riittävän hyvä energiatehokkaan asumisen kannalta. Lue lisää työ- ja asennusohjeista!
Ilmanvuotoluku q50
Ilmanvuotoluvulla q50 tarkoitetaan rakennuksen vuotoilmanvaihtuvuutta 50 Pascalin paine-erolla, yksikkönä m3/(hm2). Ulkovaipan ilmanpitävyys todennetaan tiiviysmittauksella ja vuotokohdat voidaan paikantaa mittauksen aikana lämpökameralla. Mittaus suoritetaan ennen sisätöiden aloittamista, jolloin havaitut puutteet on vielä helposti mahdollista korjata.
Sisälämpötilojen hallinta
Tehokkaasti lämmöneristetyssä ja tiiviissä rakennuksessa sisälämpötilat saattavat nousta kesäaikana korkeiksi, jos ikkunoiden suunnitteluun ja niiden aurinkosuojaukseen ei kiinnitetä huomiota. Etelään ja länteen päin suunnattujen ikkunoiden kautta rakennukseen tuleva auringon säteilyenergia vähennetään rakenteellisin keinoin, kuten lipoin, markiisein, kaihtimin ja sopivin auringonsuojalasein sekä välttämällä auringon säteilylle alttiita suuria ikkunapintoja. Yötuuletuksen tehostaminen on myös eräs keino, jota on mahdollista käyttää huonelämpötilojen kohoamisen estämiseksi kaikkein lämpimimpinä aikoina.
Sisäisten lämpökuormien pienentäminen kesäaikana on tärkeä keino, jolla voidaan vaikuttaa huonelämpötilaan. Valaistuksen ja sähkölaitteiden tarpeetonta käyttöä on vältettävä, jotta lämpökuormat saadaan pysymään kurissa. Liiallinen lämpeneminen estetään ensisijaisesti rakenteellisilla keinoilla ja vasta tämän jälkeen käytetään tarvittaessa jäähdytysenergiaa. Hyvin suunnitellut rakenteelliset keinot riittävät useassa tapauksessa sisäilman lämpötilan hallitsemiseksi eikä jäähdytysjärjestelmän käyttäminen tällöin ole tarpeellista. Sisäilman lämpötilan kohoaminen ei muodostu energiatehokkaassa rakennuksessa ongelmaksi, kun siihen kiinnitetään huomiota jo suunnitteluvaiheessa.
Ilmanvaihdon lämmityksen tarvitsema energia
Ilmanvaihdon lämmityksen tarvitsemalla energialla tarkoitetaan sisätiloihin johdettavan ulkoilman sisälämpötilaan lämmittämiseksi tarvittavaa lämpöenergiaa. Tiiviit ja hyvin eristetyt rakenteet mahdollistavat ilmanvaihdon energiatehokkaan toiminnan.
Ilmanvaihtuvuus on oltava riittävä sisätiloissa tuotettuihin epäpuhtauksiin verrattuna. Peruslähtökohtana on, että riittävän ilmanvaihdon saavuttamiseksi sisäilman on vaihduttava vähintään kerran kahdessa tunnissa. Tämä on suuri määrä ilmaa ja siksi sisäilmasta poistettavasta ilmasta kannattaa ottaa lämpö talteen mahdollisimman tehokkaasti. Toisin sanoen ilmanvaihtokone kannattaa varustaa mahdollisimman tehokkaalla lämmöntalteenottolaitteistolla.
Energiatahokkaan käytön kannalta ilmanvaihdon on oltava säädettävissä siten, että sitä voidaan pienentää tai tehostaa tarpeen mukaan. Riittävä ilmanvaihtuvuus on varmistettava, vaikka sisätiloissa ei olisi ihmisiä. Ilmanvaihtuvuuden tehostaminen on tarpeellista esimerkiksi suihkussa käynnin ja ruoanlaiton yhteydessä sekä silloin, kun sisällä oleskelee paljon ihmisiä.