Source: http://slideflix.net/doc/2072403/pohjois-karjalan-ammattikorkeakoulu--rakennusvalvonnan--e..
Timestamp: 2019-02-20 18:34:43+00:00
Document Index: 7964119

Matched Legal Cases: ['kko ', 'kko ', 'kko ', 'kko ', 'kko ', 'kko ', 'kko ', 'KKO ']

Download POHJOIS-KARJALAN AMMATTIKORKEAKOULU RAKENNUSVALVONNAN ENNAKOIVA LAADUNOHJAUS JA ENERGIATEHOKKUUS PIENTALOISSA
Ville-Veikko Hakulinen
RAKENNUSVALVONNAN ENNAKOIVA
ENERGIATEHOKKUUS PIENTALOISSA
Rakennusvalvonnan ennakoiva laadunohjaus ja energiatehokkuus pientaloissa
Opinnäytetyön tavoitteena oli tutkia ennakoivaa laadunohjausta, jonka Joensuun rakennusvalvonta on ottanut käyttöön. Opinnäytetyön tavoite oli selvittää mitä ennakoivalla laadunohjauksella voidaan saavuttaa ja miksi sitä tehdään. Tavoitteena oli myös selvittää pientalorakentamisen
energiatehokkuutta ja energiaratkaisuja. Rakennusvalvonnan ennakoivassa laadunohjauksessa
opastetaan rakennuttajaa energiatehokkuuteen ja tekniseen kestävyyteen rakennushankkeessa
rakennusluvan myöntämisen yhteydessä. Päätavoitteena ennakoivassa laadunohjauksessa Joensuun rakennusvalvonnan osalta on matalaenergiarakentaminen, ja opinnäytetyössä esitetään,
kuinka matalaenergiataso saavutetaan.
Työssä käydään läpi ennakoivan laadunohjauksen historiaa ja kuinka Joensuun rakennusvalvonta
soveltaa sitä. Opinnäytetyössä tutkittiin pientalorakentamisen energiatehokkuutta ja teknistä kestävyyttä ja esitettiin energiataselaskelma, pohjautuen uusiutuviin rakennusmääräyskokoelman
osiin. Opinnäytetyössä käytiin myös läpi työkaluja, joita hyödynnetään ennakoivassa laadunohjauksessa
Opinnäytetyön tulokseksi saatiin laaja selvitys ennakoivasta laadunohjauksesta ja energiatehokkuudesta. Matalaenergiataso saadaan opinnäytetyön tuloksien perusteella saavutettua edullisesti
kun rakennushankkeessa kiinnitetään huomiota ennakoivaan suunnitteluun ja työn laatuun.
rakennusvalvonta, ennakoiva laadunohjaus, energiatehokkuus, matalaenergia
Proactive quality control of supervision of building and energy efficiency of detached house
Supervision of building of Joensuu
The goal of this thesis was to research proactive quality control and energy efficiency for detached house. One priority of the thesis was to find out is quality control profitable. Proactive
quality control of supervision of building contains guidance of energy efficiency and technical
durability attached to the construction permission procedure. Main objective in proactive quality
control of supervision of building is low cost housing. How to achieve low cost housing level is
portrayed in this thesis.
The history of Proactive quality control of supervision of building is displayed in the thesis and
furthermore how proactive quality control is adapted to supervision of building of Joensuu. Energy efficiency policy and technical durability of housing was portrayed in the thesis and in addition energy level calculation was displayed in the thesis. A variety of tools and utilities which
are exploited in proactive quality control were represented in thesis.
As a result of thesis was obtained a comprehensive report of proactive quality control at energy
efficiency. Low cost housing is attained economically according to thesis that is paying attention
to projects proactive planning and quality of labour.
Supervision of building, proactive quality control, energy efficient, low cost housing
1 Johdanto ................................................................................................................... 5
Opinnäytetyön tausta .......................................................................................... 5
Opinnäytetyön tavoite ja rajaus .......................................................................... 5
Opinnäytetyön suoritus ....................................................................................... 6
Ennakoiva laadunohjaus ......................................................................................... 7
Ennakoivan laadunohjauksen kehitys tähän päivään ......................................... 7
Joensuun rakennusvalvonnan tavoitteet laadunohjauksessa .............................. 8
Matalaenergiatalo ............................................................................................... 8
Laadunohjausprosessi ......................................................................................... 9
Ennakoivan laadunohjauksen keskeiset asiat ................................................... 10
Ennakoivan laadunohjauksen vaikuttavuus ...................................................... 12
Työkaluja ennakoivaan laadunohjaukseen ......................................................... 13
Energiajuniori ja energiatodistus ...................................................................... 13
Laatukortit ........................................................................................................ 15
Lämpökuvaus ja tiiviysmittaus ......................................................................... 15
Suunnittelun aikainen ohjaus ja rakentajan polku ............................................ 17
Pientalon energiankulutus .................................................................................... 19
Suomen rakennuskannan energiankulutus ja lämmönjohtavuus ...................... 19
Rakennuksen ilmanpitävyys ............................................................................. 23
Rakennusvaipan lämpöhäviö ............................................................................ 24
Ilmanvuoto ja ilmanvuotoluku ......................................................................... 26
Ilmanvaihto ....................................................................................................... 27
Energiataselaskelma .............................................................................................. 29
Lähtötiedot ja laskentamenetelmä .................................................................... 29
Lämmitysenergian nettotarve ja lämpökuormat ............................................... 32
Järjestelmien energiankulutus .......................................................................... 34
E-luku ............................................................................................................... 36
Energiaratkaisut .................................................................................................... 38
Rakennuksen muoto ja sijoitus ......................................................................... 38
Ilmanvaihtojärjestelmä ja lämmöntalteenotto .................................................. 39
Lämmitysjärjestelmien kustannusvertailu ........................................................ 40
Tulokset................................................................................................................... 45
Pohdinta .................................................................................................................. 46
Lähteet............................................................................................................................ 47
Opinnäytetyö sai alkunsa, kun ryhdyin perehtymään rakennusvalvonnan ennakoivaan
laadunohjaukseen. Rakennusvalvonnan ennakoivassa laadunohjuksessa rakennusvalvonta ohjaa rakennushankkeeseen ryhtyvää rakennuksen teknisessä kestävyydessä ja
energiatehokkuudessa ja ohjeistaa rakennuttajaa, kuinka onnistunut rakennushanke suoritetaan. Ennakoivasti ohjaava rakennusvalvonta antaa paremman pohjan laadukkaammalle rakentamiselle kuin pelkät rakentamismääräysten antamat minimitavoitteet. Otin
yhteyttä Joensuun rakennusvalvontaan, jossa aihe herätti mielenkiintoa. Joensuun rakennusvalvonnasta tuli myös työn tilaaja. Rakennusvalvonnan ennakoivalla laadunohjauksella on saatu erinomaisia tuloksia Oulun kaupungin rakennusvalvonnassa. Oulun
kaupunki on saanut vähennettyä energiakulutusta ja hiilidioksidipäästöjä sekä rakennusmateriaaleista aiheutuneet päästöt ovat vähentyneet.
Opinnäytetyön tavoite ja rajaus
Opinnäytetyön tavoite oli selvittää miten rakennusvalvontaa voitaisiin kehittää paremmaksi palveluorganisaatioksi. Tutkimustyön tavoitteena oli esittää ennakoivaa laadunohjausta ja siinä käytettäviä työkaluja sekä energiatehokuutta.
Laadunohjausprosessissa rakennusvalvonta neuvoo rakennushankkeeseen ryhtyvää
energiatehokkuuteen ja laatutietoisuuteen koskevissa asioissa ja myös rakennushankkeen onnistuneessa läpiviennissä. Kokonaisenergian kulutusta ja energiaselvitystä tehtäessä tutkitaan vuonna 2012 uudistuvia rakennusmääräyskokoelman osia D3 ja D5.
Opinnäytetyössä olen käyttänyt luonnosvaiheessa olevaa D5 rakennusmääräyskokoelmaa, joka on päivitetty 27.10.2011. Opinnäytetyössä käsitellään myös energiatehokkuuden työkaluja, kuten Energiajuniori-ohjelma, lämpökuvausta ja laatukortteja. Opinnäytetyön pääpaino oli pientalojen uudisrakentamisessa.
Opinnäytetyön suoritus
Opinnäytetyön suoritin omatoimisesti ja yhteistyössä Joensuun rakennusvalvonnan
kanssa. Ohjaajana opinnäytetyössä toimi Joensuun rakennusvalvonnan rakennustarkastaja Jukka Hyttinen. Työn suorittamiseen sain tietoa ja opastusta olemalla osittain mukana rakennuslupakäsittelyissä ja rakennustarkastuksissa.
Ennakoivan laadunohjauksen kehitys tähän päivään
Rakennusvalvonnan ennakoiva laadunohjaus pohjautuu pitkälti niin sanottuun Oulun
malliin. Oulun rakennusvalvonnan kehittymistä on muovannut omat tavoitteet ja linjaukset ja jatkuvasti muuttuvat rakennusmääräyskokoelma. Oulun rakennusvalvonnan
tavoitteita ovat mm. rakennushankkeen lisäarvoa tuovat ratkaisut, kuntien ja toimintakentän tehokkaampi yhteistyö ja tarjota kuntalaisille tietoa rakennusasioissa. [1]
Rakennusvalvonnan ennakoiva laadunohjaus lähti Oulussa liikkeelle 2000-luvun alussa.
Laadunohjausta ryhdyttiin kehittämään Oulun rakennusvalvonnassa johdonmukaisesti.
Johdonmukaisessa kehittämisessä onnistuttiin melkeinpä sattumalla, koska silloin ei
tiedetty, että 2000-luvun lopulla rakentamisen painotus on energiatehokkuudessa ja palataan tiiveyteen ja kosteustekniikkaan. Laatutyö alkoi kosteudenhallinnalla, jota vietiin
eteenpäin vuosina 2001–2005. Pientalon teknistä laatua kehitettiin 2003–2007. Pientalon tekniseen laatuun liittyy kosteustekniikan lisäksi energiankulutus, sisäilman laatu ja
ympäristövaikutukset. Vuonna 2007 laatutyö eteni pientalon asuttavuuteen, jossa otettiin huomioon rakennusten aiheuttamat varjostukset ja rakennusten turhat tilat sekä ryhdyttiin kiinnittämään paljon huomiota energiatehokkuuteen. Vuodesta 2007 eteenpäin
laatutyön ydin on ollut energiatehokkuudessa. Energiatehokkuuden työkaluina Oulun
kaupunki on käyttänyt arkkitehtien ja insinöörien ohjausta, Energiajuniori-ohjelmaa,
laatukortteja ja rakennuksen vaipan tiiviysluvun tarkkailua.
Tavoitteet omakotitalon lämmitysenergian säästölle vuonna 2008 olivat 30 % ja vuonna
2009 35 %. Tavoitesäästötasot kertovat, että uudisrakentamisessa haluttiin päästä matalaenergiatasolle. Matalaenergiatalo kuluttaa noin 30- 35 % vähemmän lämmitysenergiaa
kuin pelkän rakennuslain edellyttämän tason talo. Ympäristöministeriö oli uusimassa
rakennusmääräyskokoelman osan C3, rakennuksen lämmöneristys vuonna 2010 ja Oulun rakennusvalvonta ryhtyi valmistautumaan uusiutuviin määräyksiin. Lämmöneristysmääräyksiä kiristettiin noin 35 % vuoden 2008 tasoon nähden. Vuonna 2009 Oulun
rakennusvalvonta asetti tavoitteen rakentamisen tuotannolle siten, että tehdään pääosin
matalaenergiataloja ja passiivitaloja koerakentajille. Lisäkorostusta vuoden 2009 alusta
annettiin kosteus- ja lämpötekniikan suunnittelulle, rakentamisaikaisen kosteuden hal-
linnalle, vaipan tiiveydelle ja soveltuville rakennetyypeille. Oulun rakennusvalvonta on
saanut laadunohjauksen tuloksena mittavia lämmitysenergian- ja hiilidioksiidipäästösäästöjä Oulun kaupungille. [1]
Joensuun rakennusvalvonnan tavoitteet laadunohjauksessa
Joensuun rakennusvalvonnan tavoite on tuoda tiedoksi jo suunnitteluvaiheessa hankkeeseen ryhtyvälle kaikki mahdolliset vaihtoehdot hankkeen laatuun liittyvissä valinnoissa.
Ohjausta annetaan myös onnistuneeseen ja energiatehokkaaseen hankkeen suorittamiseen. Suunnittelulla, oikeilla valinnoilla ja huolellisella rakentamisella on merkittävä
vaikutus talon energiatehokkuuteen, asumiskustannuksiin ja käyttömukavuuteen. Mallia
Joensuun rakennusvalvonta on saanut Oulusta, jossa ennakoivalla laadunohjauksella on
päästy hyviin tuloksiin.
Rakennusvalvonnan päätavoite laadunohjauksessa on, että rakennus täyttäisi matalaenergiatason. Matalaenergiatalo alittaa rakennusmääräyksien asettamat vertailuarvot,
joten rakentajaa halutaan ohjeistaa valitsemaan hyvät suunnittelijat ja panostamaan työn
suorittamisen laatuun. Lisäksi lupavaiheessa Joensuun rakennusvalvonta haluaa ilmatiiveysmittauksen lupaehdoksi. Ilmatiiviysmittaus on suoritettava ennen pinnoitustöitä ja
kun kaikki läpiviennit on tehty. Toimenpiteellä saadaan selkeä kuva talon tiiveyden
toimivuudesta. Matalaenergiatalolle hyvän ilmatiiveyden saavuttaminen on tärkein ehto.
Rakennusvalvonnan tavoite uudisrakentamisessa on saada ohjattua 60 % pientaloista
matalaenergiataloiksi. Joensuun rakennusvalvonta pitää myös rakentajailtoja, joissa
jaetaan tietoa korjausrakentamisesta, energiatehokkuudesta ja asioista, jotka on otettava
huomioon kestävää ja energiatehokasta taloa rakentaessa. Kutsu rakentamisiltoihin ja
laadunohjausiltoihin lähetetään Joensuun kaupungin tonttien luovutuksen yhteydessä
rakentamiseen ryhtyvälle. Rakentajailtatoiminnalla parannetaan rakentajan tietoisuutta.
Energiatehokkaan talon rakentaminen ei ole kustannuksiltaan merkittävästi suurempi
kuin tavallinenkaan pientalo. Kuten luvussa 2.2 käy ilmi, yksi päätavoitteista ennakoivassa laadunohjauksessa Joensuun rakennusvalvonnalla on energiatehokas matalaenergiatalo. Tekninen toteuttaminen matalaenergiatalolle ei ole hankalaa, koska käytetään jo
olemassa olevia hyviä ratkaisuja. Tärkeää matalaenergiatalon hankkeessa on hyvä suun-
nittelu, laadukas tekniikka ja toteutus ja rakenneratkaisut. Myös laadukkaisiin rakennusmateriaaleihin kannattaa panostaa. [3]
Alhaisen lämmitysenergiantarpeen matalaenergiatalossa takaavat ulkovaipan hyvä
lämmöneristävyys ja ilmanpitävyys. On ehdotonta, että lämpöenergiaa otetaan talteen
ilmanvaihdon lämmöntalteenottolaitteella. Energian tuotossa otetaan huomioon energiatehokkaita ratkaisuja kuten maalämpöpumppu. Maalämpöä voidaan käyttää lämmityksessä ja jäähdytyksessä. Rakennuksen käytössä otetaan huomioon sopivan sisälämpötilan säätö ja sisälämpötilan pitäminen tasaisena. Lämpimän veden käyttö on muistettava
pitää kohtuullisena ja katsoa, että lämmityskaudella tuuletus tapahtuu ensisijaisesti koneellisen ilmanvaihdon lämmöntalteenoton kautta.
Matalaenergiatalon kuuluu alittaa vuoden 2010 C3:n rakentamismääräyskokoelman
lämpöhäviöiden vertailuarvot. Matalaenergiatalo kuluttaa enintään 85 % rakennusmääräyskokoelman määräämistä lämpöhäviöistä. Matalaenergiatalon lämmitysenergian kulutus on Etelä-Suomessa 60 kWh/brm2 vuodessa ja 90 kWh/brm2 Pohjois-Suomessa
vuodessa. [3]
Ennakoivassa laadunohjauksessa täytyy ohjata rakennushankkeeseen ryhtyvää alittamaan rakennuslainsäädännön asettamat vertailuarvot. Tätä kautta päästään rakennushankkeessa energiatehokkuuteen ja energiansäästöön. Parhaiten matalaenergiatalon
määritykseen päästään vertaamalla sitä ns. normitaloon, jonka suunnitteluarvot täyttävät
vain C3 rakennusmääräyskokoelman minimiarvot. Taulukossa 1 esitetään vertailu normitalon ja matalaenergiatalon välillä. Taulukossa vertaillaan vaipan lämmönjohtavuutta,
ilmanpitävyyttä ja oikean ilmanvaihtokoneen mitoittamista.
Taulukko 1. Normitalon ja matalaenergiatalon suunnitteluarvojen vertailu [4, s.35]
Laadunohjausprosessi
Rakennusmääräysten vähimmäistasot eivät ohjaa rakennushanketta optimaaliseen energiatehokkuuteen. Rakennusvalvonnalla on hyvä mahdollisuus ohjeistaa lupavaiheessa
olevaa rakentajaa energiatehokkuudessa ja teknisessä laadussa. Ohjausprosessin tavoite
on, että rakennuttajat tekevät vapaaehtoisesti laadukkaampia valintoja rakentaessaan ja
tulevat laatutietoisemmiksi. Kohderyhmänä ennakoivalle laadunohjaukselle on pienrakennuttajaperheet, suunnittelijat, vastaavat työnjohtajat, talotoimittajat ja urakoitsijat.
Laadunohjaus tapahtuu laadunohjausilloissa, joissa asiantuntijat antavat ohjeistusta ja
neuvoa taloteknisissä asioissa.
Perinteisesti pientalohankkeessa pääpaino on ollut hankkeen kustannuksissa eikä hankkeessa ole huomioitu kunnossapito- ja energiakustannuksia. Laadunohjauksella annetaan rakennushankkeeseen ryhtyvälle elinkaarikustannusajattelua, jossa optimoidaan
hankkeen investointikulut sekä kunnossapito- ja energiakustannukset. Ohjausprosessilla
voidaan näin saada hankkeelle lisäarvoa, koska rakennuksen tekninen laatu paranee.
Teknisessä laadussa energiatehokkuuden lisäksi painotetaan ympäristöystävällisyyttä,
kosteuden kestävyyttä ja hyvää sisäilmastoa. Onnistunut laadunohjaus vaatii rakennusvalvonnalta hyviä perusteluja suosituksilleen rakennushankkeeseen, koska valinta jää
rakennushankkeeseen ryhtyvälle vapaaehtoiseksi. Pientalorakentajan kannattaa hakeutua laadunohjausprosessiin mahdollisimman nopeasti, eli heti tontin saamisen jälkeen.
Rakentajan on myös hyvä muistaa olla maltillinen valintoja tehdessä, sillä rakennusluvan myöntämisen jälkeen muutoksien ja korjauksien teko on vaikeaa. [5]
Ennakoivan laadunohjauksen keskeiset asiat
Tässä luvussa käydään läpi keskeisiä asioita, joita on esillä laadunohjausillassa. Laadunohjausillassa rakentajalle neuvotaan energiatehokkuutta ja taloteknisiä ratkaisuja.
Energianeuvonnan ja teknisten ratkaisujen lisäksi rakennusvalvonta esittää omia tavoitteita laadunohjauksen suhteen ja mihin laadunohjauksella pyritään. Laadunohjausillassa
käydään myös läpi ohjausprosessissa käytettäviä työkaluja kuten Energiajunioriohjelma ja laatukortit. [5]
Muuttuvat energiamääräykset ja energiatehokkuus asettavat haasteita rakennusalalle.
Matalaenergiarakentaminen näkyy myös talojen arkkitehtuurissa kun otetaan huomioon
rakennusten ikkunoiden suuntaaminen ja aurinkoenergian hyödyntäminen. Matalaenergiataso ei rajoita rakennushankkeessa käytettyjä rakennusmateriaaleja, vaan matalaenergiatalo voidaan rakentaa kaiken tyyppisistä materiaaleista. Keinot, joilla energiansäästöä saadaan aikaiseksi, ovat jo käytössä olevia ratkaisuja ja eivätkä vaadi uudenlaista arkkitehtuuria. Säästöä energiankulutukseen saadaan toteutettua neljällä eri keinolla,
lämmöneristeen lisääminen
entistä parempien ikkunoiden käyttö
tiiviimpi ulkovaippa
tehokkaampi lämmöntalteenotto poistoilmasta.
Suunnitteluohjeina energiatehokkaaseen taloon on noudattaa tehottomien hukkatilojen
poistoa, yksinkertaista muotoa, ja auringolta suojaamista jäähdyttämisen kannalta. Samat rakennustilat kannattaisi suunnitella mahdollisimman pienemmiksi, jolloin on vähemmän lämmitettävää aluetta ja myös investointikulut vähentyvät. Talon muodon
suunnittelussa voidaan huomioida rakenteiden massiivisuuskin. Kun rakennuksen vaipan muodostavat rakenteet tehdään massiiviseksi kevytrakenteisten sijaan, saadaan aikaan energiansäästöä jopa 20 %. Energiansäästötoimenpiteillä tehty matalaenergiatalo
kuluttaa noin 35 % vähemmän lämpöenergiaa vuodessa, kuin normitalo. Matalaenergiatalossa tilojen lämmitystarve jää paljon alhaisemmaksi kuin normitalossa. Yksi syy
tähän on, että matalaenergiatalo pystyy paremmin hyödyntämään sisäisiä lämpökuormia. Ikkunoiden suuntaamisella ja koolla ei ole suurta merkitystä matalaenergiatalon
energiankulutukseen, koska matalaenergiatalo tarvitsee lämmitystä vain kolmena kuukautena vuodessa, jolloin aurinko ei merkittävästi paista. Energiatehokkaan talon ikkunoiden hyvä lämmöneristävyys on kuitenkin tärkeää. [6]
Maankäytön suunnittelussa kaavoituksen ja rakennusvalvonnan tulisi toimia yhteistyössä ja tavoitteet suunnittelulle ja lupakäsittelylle tulisi olla yhdensuuntaiset. Maankäyttöja rakennuslaki asettaa edelleen samoja vaatimuksia kuin antiikin aikana: utilitas, firmitas, venustas – käyttökelpoisuus, lujuus, kauneus. Tämän päivän lakiin sovitettuna korostetaan enemmänkin rakennuksen kestävää käyttökelpoisuutta, huollettavuutta ja korjattavuutta. Rakennuksen kelvollisuus ympäristöön ja kaavoitukseen sekä kauneuden ja
sopusuhtaisuuden asettamat ehdot ovat haastavia. Esteettisiä asioita on vaikea määrittää,
mutta yhteisymmärrys ja tavoitteet saada ympäristö pitkäkestoiseksi ja kestäväksi antavat apua määrittämisessä. Maankäytön- ja rakennuslain yleinen tavoite on ekologisesti,
taloudellisesti, sosiaalisesti ja kulttuurisesti kestävä alueiden käyttö ja rakentaminen. [6,
s. 6]
Asemakaavan tavoitteena on turvallisen, terveellisen ja viihtyisän ympäristön luominen.
Kaavoittajan kannattaa asemakaavaa laatiessaan käyttää rakennustarkastajalta saatavaa
tietoa viimeaikaisten rakennuslupien yhteydessä esille tulleista ongelmista. Ongelmat
tulisi ratkaista kaavalla siten, ettei tulkinnanvaraisuutta tulisi. Kaavoittajan ja rakennustarkastajan on päätettävä mitkä asiat päätetään kaavalla pitävästi ja mitkä voidaan ratkaista rakennusvalvonnan ohjauksella lupavaiheessa. Rakennusvalvonnan ja kaavoituksen on oltava myös selvillä muoti-ilmiöistä uudisrakentamisessa, jotta rakentamista voi
ohjata oikeaan suuntaan ja välttää huonoja ratkaisuja. Rakennushankkeeseen ryhtyvää
on pyrittävä neuvomaan hankkeen suunnittelun käynnistyessä ja tämä edesauttaa myös
luvan käsittelyä. Viranomaisohjaus onnistuu tehokkaimmin kun päästään ohjaamaan
kokonaisen alueen rakennusten suunnittelua, kuten kunnan luovuttamien tonttien tonttialueilla. Tällöin voidaan sopeuttaa naapureiden hankkeita toisiinsa, jolloin katumaiseman kokonaisuuteen pystytään hyvin vaikuttamaan. [6, s. 8]
Oulun rakennusvalvonta käyttää työkaluna laadunohjauksessa pientalon laadun arviointia. Rakennusvalvonta on keksinyt tähtiluokitusjärjestelmän pientaloihin. Tähtiluokitus
arvioi pientalon teknistä laatua. Yksi tähti vastaa energiamääräysten vähimmäistasoa.
Maksimitaso tähtiluokitusjärjestelmässä on viisi tähteä. Kolme tähteä kuvaa edullista ja
tavoiteltavaa tasoa rakennushankkeessa. Pientalon teknisen laadun arvioinnissa tarkastellaan kohteen kosteudenkestävyyttä, sisäilman laatua, energiankulutusta ja ympäristövaikutuksia. Jokaista teknisen laadun osa-aluetta arvioidaan erikseen ja arvioinnin tulokset pohjautuvat ohjelman esittämiin kysymyksiin. Ohjelma opastaa rakentajaa laatutietoisemmaksi ja tekemään parempia valintoja rakennushankkeessa. Arviointia tehdessään rakentaja saa tietoa, mitä valintoja täytyy tehdä, jotta talohankkeesta saadaan teknisesti kestävä ja energiatehokas [8; 9]
Ennakoivan laadunohjauksen vaikuttavuus
Panostaminen energianeuvontaan uudisrakentamisessa on kustannustehokkaampaa kuin
että panostettaisiin kuluttavien rakennusten energiantuotantoon. Oulun kaupungissa
energianeuvonnalla on saatu hyviä tuloksia ja vuonna 2009 rakennetuissa omakotitaloissa lämmitysenergian säästö oli 37,4 % rakennusmääräyskokoelman minimitasoon
verrattuna. Rahallinen panos, jonka Oulun kaupunki on laittanut laadunohjaukseen, on
noin 100000 €/ vuosi. Vuonna 2009 laadunohjauksen tulos oli yli 24 miljoonaa euroa
säästöä. Tulos on verrattu tavanomaiseen rakentamiseen eli vain määräystason täyttävään uudisrakentamiseen. Säästö tuli vähentyneestä lämmitysenergian kulutuksesta ja
päästöistä koituneista säästöistä. Tulos on erittäin merkittävä verrattuna rahallisen panoksen määrään. Päästösäästön määrä on ollut vuosittain noin 5 miljoonan euron luokkaa. Tulokset säästöissä olisivat vain murto-osa ilman laadunohjausta rakennuslupaprosessissa. Oulun rakennusvalvonta on kattanut pienen panostuksen laadunohjaustoiminnalle lupamaksuilla. Ennakoiva laadunohjaus on hyvin kannattavaa ja siitä hyötyy rakennuttaja ja yhteiskunta. Vaikuttavuus laadunohjauksessa ei välttämättä näy heti, vaan
se vaatii vuosien työn. Ohjausprosessin jalkautuminen voi viedä hetken ja se vaatii riittävää osaamista ja sitoutumista. [5]
Työkaluja ennakoivaan laadunohjaukseen
Energiajuniori ja energiaselvitys
Päätyökalu matalaenergiatasoon ohjaamisessa on Energiajunioriohjelma, joka laskee
erilaisten rakenneratkaisujen, mm. eristepaksuuksien, ikkunoiden ja ovien, ilmanvaihtokoneen ja lämmitysmuodon sekä talon ilmatiiveyden vaikutusta talon energiankulutukseen. Ohjelman avulla saadaan asetettua omalle hankkeelle tavoitteet energiakulutukselle ja keinot millä kulutustasoon päästään. Palvelusta voi myös tulostaa rakennuslupahakemuksen liitteenä tarvittavan energiatodistuksen ja energiaselvityksen. Rakennusvalvonnan tarkoituksena on, että rakennuttaja kiinnittää huomiota energiankulutukseen ja
lämmitysmuotojen valintaan suunnittelun alkuvaiheessa. Rakennushankeeseen ryhtyvä
ja suunnittelija voivat tehdä yhteistyötä ja edetä ohjelman laskumalleilla energiankulutuksen tavoitteisiin. Suunnittelijan on helppo nähdä Energiajunioriohjelmaan tehdystä
tavoiterakennuksesta, millaisia rakenne- ja lämmitysmuotoratkaisuja hankkeessa tullaan
tekemään. Kuvassa 1 esitetään Energiajunioriohjelman näkymää. Arvoja syötettäessä
tavoitteena on ollut matalaenergiataso. [2]
Kuva 1. Energiajuniorin näkymä pientalokohteen arvoilla [10]
Vuodesta 2008 lähtien rakennuslupaa haettaessa on hakemukseen liitettävä energiaselvitys. Energiaselvityksen määräyksien mukaisuuden osoittaminen onnistuu energiajunioriohjelmalla. Energiaselvityksessä on esitettävä kaikki kuusi asiaa, jotka ovat [11]
1. rakennuksen lämpöhäviön määräysten mukaisuus
2. ilmanvaihtolaitteen ominaissähköteho
3. rakennuksen lämmitysteho
4. arvio kesäaikaisesta lämpötilasta ja tarvittaessa jäähdytysteho
5. rakennuksen energiankulutus
6. rakennuksen energiakulutus.
Ennakoivassa laadunohjauksessa käytetään perustyökaluna energiajuniori-ohjelmaa,
joka tuli esille luvussa 3.1. Energiajunioria käyttäessä voidaan mallia ja tavoitearvoja
ottaa laatukorteista. Laatukorteissa on matalaenergia- ja passiivitasoon vaadittavia arvoja, joita rakentaja voi käyttää energiajunioria täyttäessä ja päästä haluttuun tavoitetasoon. Laatukortit ovat Oulun kaupungin kehittämiä työkaluja ennakoivan laadunohjauksen avuksi. [12, 13]
Energiakortissa on esillä matalaenergiatason vaatimia arvoja. Energiakortissa on kaksi
matalaenergiatasoa ja kortti näyttää prosentuaalisesti kuinka paljon ne alittavat rakennusmääräyskokoelman vaatimustason. Näin ollen tämä ohjaa rakentajaa rakenneratkaisuissa, riittävän tiiveyden saavuttamisessa ja ilmanvaihtokoneen lämmöntalteenoton
vuosihyötysuhteen määrittämisessä. Energiakortti ohjaa säästämään tilojen lämmitykseen menevässä energiassa ja kokonaisenergian kulutuksessa. Esillä on myös maininta
matalaenergiatason lisäinvestoinnista verrattuna perustasoon ja takaisinmaksuaika vähentyneellä energiankulutuksella. Passiivitason vaatimukset ja lisäinvestoinnin määrä
verrattuna perustasoon ovat mainittu laatukortissa. Näkymä energiakortin ensimmäisestä sivusta on esitetty liitteessä 1.
Tiiveyskortti sisältää tietoa pientalon ilmatiiveydestä ja ilmavuotoluvun vaikutuksesta
lämmitysenergiantarpeeseen. Tiiveyskortissa on kyllä- tai ei-kysymyksiä liittyen talon
tiivistämisratkaisuihin ja läpivienteihin. Kysymyksiin vastattaessa ilmenee mikä on
pientalon mahdollinen ilmanvuotoluku. Matala- ja passiivienergiatasoon tarvitaan kortin
mukaisesti jälkimittaus valmistuneesta kohteesta. Tiiveyskortissa on myös esimerkkitiivistämisratkaisuja. Tiivistämistoimenpide ratkaisuja on betoni-, puu-, harkko- ja hirsirunkoiseen kohteeseen. Tiiveyskortti painottaa, että hyvän tiiveyden omaava kohde
säästää lämmitysenergiaa ja välttää kosteusriskejä. Tiiveyskortti näytetään liitteessä 2.
Lämpökuvaus on hyvä työkalu kuvaamaan uudisrakennuksen onnistuneisuutta. Kohteeseen voidaan tehdä tiiveysmittauksen lisäksi lämpökuvaus. Kohteen puutteet ja poik-
keamat esitetään raportissa lämpökuvina ja ongelmakohdat merkitään pohjapiirustukseen. Lämpökuvauksessa selviää rakennuksesta monta asiaa, kuten
rakennusten lämpöolosuhteita
vaipan ilmapitävyys
rakenteiden lämpötekninen toimivuus
talotekniikan puutteet ja viat.
Asunnon energiatehokkuuden toimivuus ei ole paljain silmin nähtävissä rakennuksen
pinnoista vaan laadun onnistuminen voidaan varmistaa pintoja rikkomatta ja aukomatta
lämpökuvauksella. Lämpökuvaustutkimuksen perusteella voidaan suositella korjaustarve ja korjaustapa. Lämpökamerakuvaus tarvitsee tuekseen kohteen lämpötila- paine- ja
kosteusmittaukset. [14, s. 11– 12]
Pintalämpötilojen mittaus perustuu rakennusmateriaalien pintojen lähettämään eli emittoimaan lämpösäteilyyn. Pinnan lähettämän lämpösäteilyn voimakkuus riippuu pintalämpötilasta ja pinnan emissiokertoimesta eli kyvystä lähettää lämpösäteilyä. Lämpökamerat mittaavat kuvatusta pinnasta tulevaa infrapuna-alueen kokonaissäteilyä, johon
sisältyy myös pinnasta heijastuva säteily. Kiiltävän ja heijastavan pinnan tarkka lämpösäteily on näin ollen vaikea määrittää, koska lämpösäteilyä tulee muistakin lämmönläheteistä. [14, s. 16]
Rakennus voidaan kuvata sekä sisä- ja ulkopuolelta. Perustapauksessa kohde kuvataan
sisäpuolelta. Rakenteet eivät ole koskaan tasalämpöisiä, eivätkä kaikki epäsäännöllisyydet pintalämpötiloissa tarkoita eristeellisiä tai rakenteellisia puutteita ja kuvauksessa on
huomioitava rakenteelliset kylmät sillat. Sisäpuolisessa lämpökuvauksessa kuvataan
rakennuksen nurkat, katon ja seinän sekä lattian liitokset ja läpiviennit. Rakennevirheet,
kuten puutteellinen eristys tai eristevirhe aiheuttaa pintalämpötilojen laskua. Kuvassa 2
havainnollistetaan eristyksen puutetta, jossa puhalluseriste ei ole täyttänyt kattolyhdyn
seinää kokonaan. Kuvassa 3 ilmenee ilmavuotoa ikkunasta, jossa on puutteellinen tiivistys. [14, s.22, 33, 36]
Kuva 2. Eristepuute [14]
Kuva 3. Ilmavuoto [14]
Ilmanvuotoluku, jota käytetään suunnitteluarvona rakennusmääräyskokoelman osan D3
mukaan on 4,0 1/ h. Jos rakentaja aikoo käyttää tätä pienempää lukua energialaskennassa, täytyy rakentajan perustella luvun saavutettavuus rakennusvalvonnalle. Tähän käytännössä tarvitaan tiiviysmittausta. Tiiviysmittauksen ohessa ilmavuodot voidaan paikantaa lämpökameralla. Matalaenergiatalon ilmanvuotoluku on alle 0,8 1/ h.
Rakennuksen ilmatiiviysmittaus tehdään siten, että rakennuksen ilmanvaihtoa varten
tehdyt läpiviennit, tulisijat ja hormit suljetaan tiiviisti teippaamalla. Ovien ja ikkunoiden
on oltava suljettu mittauksen ajaksi. Tiiviysmittaus tapahtuu sitä varten tehdyllä painekoelaitteistolla. Mitattavaan tilaan kuuluvat kaikki lämmitettävät ja jäähdytettävät tilat,
joissa on koneellinen ilmanvaihto. Ilmanvuotoluvun mittauksesta tehdään kirjallinen
raportti. [15]
Suunnittelun aikainen ohjaus ja rakentajan polku
Luvan myöntäminen on rakennusvalvonnalle työkalu, jonka avulla asetetaan vaatimukset rakentamiselle. Rakennusvalvonnan tehtävänä on myös huolehtia tarvittavasta rakentamisen yleisestä ohjauksesta. Yksi tärkeistä asioista viranomaisohjauksessa on todeta rakennushankkeeseen ryhtyvälle, että hän kykenee huomioimaan hankkeen vaati-
vuuden ja omaa edellytykset hankkeen toteuttamiseen. Maankäyttö- ja rakennuslaki
painottaa pääsuunnittelijan ja muiden suunnittelijoiden pätevyyden täyttämistä. Myös
rakennuksen kokonaissuunnittelusta ja laadusta on vastattava pätevän henkilön. Ammattiosaamista tarvitaan aina jos tarvitaan rakennuslupaakin. Tontin valintaakin tehdessä
täytyy käyttää pätevää henkilöä, jotta haluttu rakennus pystytään tontille toteuttamaan.
Yhteistyö rakentajan ja rakennusvalvonnan välille on hyvä syntyä ennen rakennuslupahakemusta. Rakennusvalvonta pystyy ohjaamaan rakentajaa suunnittelijoiden valinnassa ja kuinka edetä rakennushankkeessa. Rakentajan täytyy saada tietoa suunnittelijoihin
koskevista rakentamismääräyskokoelman osan A2 vaatimuksista ja tällöin ottaa ne asiat
huomioon suunnittelijaa valittaessa. Kun lupakäsittely on saatu mahdollisimman ennakkopainotteiseksi vähentää se kompromissien ja muutostöiden määrää luvan käsittelyssä.
[16, s. 24- 26]
Rakennushankkeen epäonnistumisen syyt ovat useasti ammattitaidon puutteessa sekä
rakennuksen suunnittelussa että toteutuksessa. Myös kiire ja liiallisuuksiin viety säästäminen ovat haitallisia asioita rakennushankkeen toteuttamiselle. Rakennusvalvontaviranomainen on velvollinen edistämään laadukasta suunnittelua ja rakentamistapaa. Liian
rutiininomainen rakentaminen ja vastaavasti liikanainen luottaminen viranomaisen velvollisuuteen korjata virheelliset ratkaisut rakentamisessa voivat johtaa ongelmiin. Vaikka suhde rakennusvalvontaan kestää koko rakennuksen toteuttamisen ajan, kaiken tarkastaminen ja virheratkaisujen löytäminen on viranomaiselle mahdotonta. Laadun varmistaminen ja virheiden ennalta ehkäisy onnistuu rakennuttajalle parhaiten hyvän pääsuunnittelijan nimeämisellä. Pääsuunnittelijalla täytyy olla resurssit koordinoida ja sovittaa koko rakennushanke sen laadun ja vaativuuden edellyttämällä tavalla. Rakennushankkeen suunnittelu koostuu monista suunnitteluosista, joiden yhteen sovittamiseen
tarvitaan pääsuunnittelijalta kiinnostusta ja kokemusta. [16, s. 68- 73]
Oulun rakennusvalvonta on kehittänyt Rakentajan polku-nimisen oppaan pientalorakentajille. Opas neuvoo mitä rakennushankkeen eri vaiheissa kannattaa tehdä ja missä järjestyksessä. Yhteensä Rakentajan polku sisältää kaksitoista vaihetta. Opas alkaa tontin
hankinnan neuvonnalla ja etenee aina rakennuksen käyttöönottoon asti. Rakentajan
polku selkeyttää rakentajalle rakennuslupahakemuksen kulkua ja viranomaistoimintaa.
Opas myös parantaa pientalorakentajan laatutietoisuutta rakennushankkeen valinnoissa.
Pientalon energiankulutus
Suomen rakennuskannan energiankulutus ja lämmönjohtavuus
Tässä luvussa tarkastellaan Suomen rakennuskannan energiankulutusta ja rakennuskannan lämmönjohtavuuden kehitystä. Ennakoivassa laadunohjauksessa on tärkeää tutustua
Suomen rakennuskannan energiankulutukseen ja rakennuskannan muotoon. Lämmitysenergian- ja sähköenergiankulutus on muuttunut suuresti vuosikymmenten aikana.
Myös uudisrakentamisen määrä on vaihdellut melkoisesti.
Suomen rakennuskannan koko oli vuonna 2010 noin 2000 milj. kuutiometriä ja noin
500 miljoonaa neliömetriä. Vuosittain rakennuskannassa tapahtuu noin 1,5-2 %:n kasvu
rakennuskantaan nähden ja rakennuksia poistuu käytöstä samaan aikaan noin 1 % verran. Rakennuskannassa tapahtuu täten kasvua 0,5-1 %:n verran vuodessa. Rakennuskannan kasvu on seurausta kaupungistumisesta ja talouksien perhekoon pienenemisestä.
Kuviossa 1 havainnollistetaan Suomen rakennuskantaa vuonna 2010. Kuviossa 2 esitetään Suomen uudisrakentamisen määrää aikavälillä 1950- 2010. [4, s. 15]
Kuvio 1. Suomen rakennuskanta vuonna 2010 [4, s. 16]
Kuvio 2. Suomen uudisrakentamisen määrä 1950 - 2010 [4, s. 16]
Suomen rakennuskannan energiankulutusta on lisännyt varustetason parantuminen, sähkölaitteiden lisääntyminen ja itse rakennuskannan kasvaminen. Energiansäästötoimia on
tosin tehty ja rakennustekniikan kehitys on johtanut lämmitysenergian laskuun 30 % 70luvun tasoon nähden. Kuviossa 3 esitetään sähköenergian käyttöä ja lämmitysenergian
ominaiskulutusta.
Kuvio 3. Sähköenergian käyttö ja lämmitysenergian ominaiskulutus [4, s. 15]
Suomessa rakennuskannan vuotuinen energiankulutus on laskelmien mukaan noin 160
TWh. Rakennustuotannosta ja rakennusmateriaalien valmistuksesta johtuvaa kulutusta
on vuosittain noin 20 TWh. Suomessa pientalon energiankulutuksesta noin puolet menee lämmitykseen, kolmannes kodin sähkölaitteisiin ja viidennes veden lämmitykseen,
kuten kuvio 4 osoittaa. [4, s. 47]
Kuvio 4. Pientalon energiakulutuksen osatekijät [4, s. 47]
Kuviosta 4 näkee, että lämmitysenergian lisäksi rakennukset kuluttavat myös sähköenergiaa. Lämmitysenergiakin tosin voi olla sähköenergiasta saatua, riippuen lämmitysjärjestelmästä. Suurin osa sähkönkulutuksesta kuluu valaistukseen, ruoan säilytykseen
ja valmistukseen sekä pyykin ja astioiden pesuun. Uusien ja vanhojen sähkölaitteiden
sähkönkulutusta kannattaa vertailla, koska uudet kodinkoneet kuluttavat jopa kaksi kertaa vähemmän sähköenergiaa. Uusista kodinkoneista tehdään energiatehokkaita ja ympäristöystävällisiä. [4, s. 47]
Pientalon energiamäärästä menee puolet lämmitysenergiaan. On tärkeää estää energiahäviötä, joka johtuu lämpövirtana rakennuksen vaipan kautta. Lämpö virtaa korkeamman lämpötilan alueelta matalammalle lämpötila alueelle. Lämpö siirtyy johtumalla
kiinteissä materiaaleissa, joissa lämpö välittyy molekyylien törmäyksien avulla. Konvektiossa lämpö siirtyy kaasun tai nesteen virtauksen mukana. Vaipan kautta menevään
energiahäviöön vaikuttaa suuresti vaipan rakennusosien lämmöneristävyys. Lämmöneristävyys voidaan määrittää RakMK C4:ssä olevilla laskentaohjeilla. Rakennusosan lämmönläpäisykerroin eli U-arvo, yksikkö W/m2K määritetään.
Lämmönläpäisykerroin lasketaan kaavalla
rakennusosan kokonaislämmönvastus ympäristöstä ympäristöön, m2K/W
RT kasvaa suuremmaksi eristekerrosten määrän ja paksuuden mukaan. Kaavasta 1 näkee, että kun RT suurenee, pienenee U-arvo. Mitä alhaisempi U-arvo, sitä paremmin
rakennusosa estää lämmönvirtaamista. [4, s. 29; 18, s. 5]
Kuviossa 5 esitetään U-arvon riippuvuutta eristeen paksuudesta. Eristeen paksuuden
lisääminen 250mm:n jälkeen ei alenna juurikaan U-arvoa. Kuviossa 6 näytetään ulkoseinän U-arvon kehitystä uudisrakentamisessa.
Kuvio 5. Eristepaksuus ja U-arvo [4, s. 29]
Kuvio 6. Ulkoseinän U-arvon kehitys Suomen uudisrakentamisessa [4, s. 30]
Ilmanpitävyyttä kuvataan ominaisuudella, jolla rakenteet estävät sen läpi meneviä ilmanvirtauksia. Energiatehokkuudessa on tärkeää kiinnittää huomiota rakennuksen ilmanpitävyyteen, koska hallitsemattomat ilmavuodot vaipan läpi aiheuttavat monenlaisia
ongelmia, kuten
energiankulutus lisääntyy
viihtyisyys huononee
ilmanvirtaukset ja vetoisuus kasvaa
paine-erot rakennuksen alueiden välillä suurenee
kosteuden ilmeneminen ja kerääntyminen rakenteisiin lisääntyy.
Tärkein kokonaistiiveyteen vaikuttava asia on ilmansulku. Ilmansulku on kerros, joka
estää rakenteen läpi meneviä ilmavirtauksia. Tuulensuoja on myös ilmanpitävyyttä parantava materiaalikerros. Ilman- ja höyrynsulku asennetaan lämmöneristyksen sisäpuolelle ja sulun tehtävänä on ehkäistä ilmavuodot ja vesihöyryn pääsy rakenteen sisään.
Lämmöneristyksen lämpimällä puolella olevien kerrosten höyrynvastuksen on oltava
viisi kertaa suurempi verrattuna rakenteen kylmällä puolella olevaa höyrynsulkua vastaan. Kylmällä puolella olevalla kerroksella tarkoitetaan tuulensuojaa. Jos höyrynsulus-
sa on reikiä, ovat ne erittäin haitallisia, koska kosteutta pääsee liikaa sisäilmasta rakenteisiin ja saattaa tiivistyä vedeksi tai jäätyä vesikatteen, ulkoverhouksen tai tuulensuojalevyn sisäpinnalle. Erittäin pienet reiät höyrynvastuksessa eivät nosta diffuusion kautta
tulevaa kosteuden määrää merkittävästi. Diffuusiossa kosteusvirta pyrkii tasoittamaan
sisä- ja ulkoilman kosteuseroa. Kosteusvirta etenee vaipparakenteessa menemällä rakennusmateriaalin pinnalta toiselle. [4, s. 31]
Rakennuksen puutteellinen tiiveys vaikuttaa myös suuresti energiankulutukseen. Lämpöenergia karkaa rakennuksen vaipan rei’istä. Kylmää ilmaa tulee myös rakennuksen
sisälle paine-erosta johtuen. Jos vuotokohtaa ei tukita, tapahtuu lämmön karkaamista
niin pitkään kuin tilaa halutaan lämmittää. Lämpimän ilman poistuminen talosta tapahtuu kolmella eri tavalla: [19, s. 19]
1. Ulkovaipan ilmanvuotokohdista
2. Ulkovaipan läpi johtumalla
3. Ilmanvaihdon kautta
Rakennusvaipan lämpöhäviö
Rakennusvaipan lämpöhäviössä tarkastellaan rakennuksen rakenteellisia osia, kuten
seiniä, ylä- ja alapohjaa, ikkunoita ja ovia. Vaipan lämpöhäviön laskennassa käytetään
rakennuksen sisämittojen pinta-aloja. Rakenteiden läpi virtaa jatkuvasti lämpöenergiaa
ulkoilmaan, johtuen sisä- ja ulkolämpötilojen lämpötilaerosta. Vastaavasti kesällä lämpöenergia voi virrata viileämpää sisätilaa kohti. Siirtyvä lämpöenergia on verrannollinen
sisä- ja ulkotilan lämpötilaeroon. Tarpeettoman korkea sisälämpötila lisää energiankulutusta siten, että 1 ˚C asteen nousu aiheuttaa vuodessa 5 % kasvun lämmitysenergian
kulutuksessa. Ikkunat ja ovet ovat suurimpia lämpöhäviön kohtia rakennuksen vaippaa
tarkastellessa. Käyttäjä pystyy vaikuttamaan ikkunoiden lämpöhäviöön säätämällä sälekaihtimia ja ikkunaluukkuja lämmityskausina. Verhojen avulla voidaan estää lämmönläpäisyä 30 % 3-lasisen ikkunan läpi. [20, s. 12; 4, s. 52]
On tärkeää, että liiallinen lämmönläpäisy ehkäistään suunnitteluvaiheessa riittävällä
eristepaksuudella ja laadukkailla ikkuna- ja oviratkaisuilla, koska lisäeristäminen on
kallista ja hankalaa ja vaatii ammattimiehen. Seiniä ei kannata eristää sisältä päin, koska
väliseinä katkaisee uuden eristeen ja höyrynsulun ja muodostaa kylmänsillan ja edistää
kosteuden tiivistymistä. Ulkoa päin eristäessä täytyy puurunkoisen rakenteen olla sel-
lainen, että se harvenee kerroksesta toiseen ulospäin mentäessä. Uloimmaksi eristekerrokseksi ei kannata laittaa tiiviitä eristelevyjä vaan kosteutta läpäiseviä eristelevyjä.
Tuuletusväli täytyy jättää ulkoverhouksen alle. Kun tiiveyttä halutaan parantaa on eristäminen vasta toisena tärkeysjärjestyksessä - ensimmäisenä on ilmavuodot. Ei ole hyötyä lisäeristää, jos ikkunoissa ja ovissa on suuret ilmavuodot ja täten suuremmat energialämpöhäviöt. [19, s. 36- 37]
Rakennuksen vaipan lämpöhäviön määrittäminen aloitetaan laskemalla rakenteiden Uarvot C4 rakentamismääräyskokoelman mukaan ja myös määritetään rakenteiden pintaalat, joista lämmön virtaaminen tapahtuu. Johtumishäviöt lasketaan D5 rakentamismääräyskokoelman mukaan kaavoilla 2- 4. [21, s. 17]
Q joht = Qulkoseinä + Qyläpohja + Qalapohja + Qikkunat + Qovi + Qmuu + Qkylmäsillat
Q ulkoseinä …Q kylmäsillat
johtumislämpöhäviöt rakennusvaipan läpi, (kWh)
johtumislämpöhäviöt rakennusosien läpi, (kWh)
Ulkoilmaan rajoittuvien ulkoseinien, yläpohjien, alapohjien, ikkunoiden ja ovien lämpöhäviöt lasketaan seuraavasti
Q rakosa = ∑Ui Ai (Ts – Tu ) Δt/1000
Q rakosa
johtumislämpöhäviö rakennusosan läpi, (kWh)
rakennusosan i lämmönläpäisykerroin, (W/m2K)
kerroin, jolla laatumuunnos kilowattitunneiksi
Rakennusosien liitosten aiheuttamien kylmien siltojen lämpöhäviöt lasketaan seuraavasti.
Qkylmäsillat = ∑ lkΨk (Ts – Tu ) Δt/1000
viivamaisen kylmäsillan lisäkonduktanssi, (W/ m K)
Ilmanvuoto ja ilmanvuotoluku
Kuten luvussa 2.2 mainitaan, ilmanvuotomittaus tulee olemaan lupaehtona haettaessa
rakennuslupaa. Matalaenergiatalossa ilmanvuotoluvun on alitettava 0,8 1/ h vertailuarvon (taulukko 1). Kosteusteknisen turvallisuuden ja energiatehokkuuden kannalta tulisi
ilmavuotoluvun q50 olla enintään 1 m3 /(hm2) (rakennuksen vaipan neliön läpi virtaa
yksi kuutio ilmaa tunnissa paine-eron ollessa sisä- ja ulkoilman välillä 50 Pa) [6; 20, s.
Pientaloissa suurimmat ilmanvuotokohdat ovat seinän ja yläpohjan liitoskohdassa ja
ovissa ja ikkunoissa. Jos seinän ja yläpohjan liitoskohtaan on jäänyt ilmavuoto, on tämä
hankala tukkia, sen sijaan ikkunoitten ja ovien vuotokohtia on helppo tukkia pellavariveellä ja liimapaperilla. Rakennusmateriaaleilla ja rakennustavalla ei ole suurta merkitystä ilmavuotoihin vaan työn laatu ratkaisee. Energiankulutus kasvaa lineaarisesti ilmavuotojen kasvaessa, mutta hyvä tieto on, että energiakulutus myös vähenee tilkitessä
vuotokohtia. Kuviossa 7 esitetään prosenttiosuutta ilmavuotojen sijaintikohdista. [19, s.
20- 23]
Kuvio 7. Ilmavuotojen sijainnit omakoti- ja kerrostaloissa [19, s. 23]
Rakenteiden vuotokohtien kautta sisään ja ulos virtaavan ilman lämmittämiseen kuluva
energia lasketaan rakentamismääräyskokoelman D5 mukaan kaavoilla 5-7. [21, s.2021]
Qvuotoilma = ρicpiqvuotoilma (Ts – Tu ) Δt/1000
vuotoilman lämpenemisen lämpöenergian tarve, (kWh)
ilman tiheys 1,2 kg/m3
ilman ominaislämpökapasiteetti, 1000Ws/(Kg K)
Vuotoilmavirta qvuotoilma määritetään kaavalla 6
rakennusvaipan ilmanvuotoluku, m3 /(h m2)
kerroin rakennuksen kerroksien mukaan, kerroin, joka muuttaa ilmavirran yksiköstä m 3/h yksikköön
Rakennuksen ilmavuotoluku q50 voidaan laskea ilmavuotoluvusta n50 kaavalla 7
q50 =
rakennuksen ilmavuotoluku 50Pa paine-erolla, 1/h
Energiatehokkuudessa on syytä kiinnittää huomiota pientalon ilmanvaihtoon ja lämmöntalteenottoon ja sen vuosihyötysuhteeseen. Tavoitetasoon, joka oli matalaenergiata-
so, on vaikea päästä ilman koneellista ilmanvaihtoa ja lämmön talteenottoa. Koneellinen
ilmanvaihto ja lämmöntalteenotto ovat välttämättömyys uudisrakentamisessa ja energiatehokkuudessa. Ilmanvaihtoa tarvitaan asuinrakennuksessa kolmesta eri syystä: [2: 19,
s. 38]
1. Ilmanvaihto on osa asuinmukavuutta ja se pitää ilman raikkaana eikä ilma pääse
tunkkaiseksi ja rupea haisemaan.
2. Ilmanvaihto vähentää asuintilan kosteutta, jota tulee monesta lähteestä, kuten
saunomisesta, ruoan laitosta ja pyykin kuivatuksesta. Yksi henkilö tuottaa noin
3-5 litraa vettä vuorokaudessa. Jos kosteus ei pääse poistumaan, alkaa se tunkeutua seiniin ja rakenteisiin aiheuttaen kosteusvaurioita ja mikrobikasvustoa.
3. Ilmanvaihto poistaa myös epäpuhtauksia asuintilan sisällä olevista rakennusmateriaaleista ja sisutuksesta ja huonekaluista. Ilmanvaihto tuo sisälle puhdasta ilmaa ja parantaa mukavuutta. Riittävä ilmanvaihto pitää myös radonkaasun määrää alhaisena.
Ilmanvaihdon lämmitysenergian nettotarve lasketaan rakennusmääräyskokoelma D5:n
mukaan kaavalla 8. Jos ilmankäsittelyprosesseihin sisältyy muutakin kuin lämmitystä
täytyy energiatarve laskea muulla tavalla. [8, s. 22]
Qiv = tdtVρicpiqv,tulo ((Tsp – ΔTpuhallin) –Tlto) Δt/ 1000
ilman ominaislämpökapasiteetti, 1000 Ws/(kg K)
sisäänpuhalluslämpötila, ºC
lämpötilan nousu puhaltimessa, ºC
lämmöntalteenottolaitteen jälkeinen lämpötila, ºC
Mikäli kaavalla 9 laskettu Tlto ylittää sisäänpuhalluslämpötilan, lämmöntalteenoton tehoa on säädettävä, ettei sisäänpuhalluslämpötilaa ylitetä. Lämmöntalteenoton jälkeinen
kuukauden keskimääräinen tuloilmalämpötila lasketaan D5 rakennusmääräyskokoelman
mukaisesti kaavalla 9. [21, s. 22]
Tlto = Tu +
ϕlto
lämmöntalteenotolla talteenotettu kuukauden keskimääräinen teho,
Lämmöntalteenotolla talteen otettu teho lasketaan kaavan 10 mukaisesti. [21, s. 23]
ϕlto = ηa, ivkone td tV ρi cpiqv, poisto (Ts − Tu)
ηa, ivkone
ilmanvaihtokoneen lämmöntalteenoton poistoilman vuosihyötysuhde, ilmanvaihtolaitoksen keskimääräinen vuorokautinen käyntiaikasuhde, h/24h
sisälämpötila, ºC
ulkolämpötila, ºC
Energiataselaskelma
Lähtötiedot ja laskentamenetelmä
Energiamääräykset uusiutuvat vuonna 2012 ja uutuutena on E-luku, joka on rakennuksen kokonaisenergiankulutusta vastaava luku. E-luku on määritettevä vastaavaisuudessa, joten sillä on merkitystä rakennusvalvonnan toimintaan ja tämän takia on tärkeää
tutustua uusiutuviin energiamääräyksiin. Luvussa 5 käydään läpi pääpiirteittäin kokonaisenergiankulutusta ja energiataselaskelmaa, perustuen luonnosvaiheessa olevaan D5
rakentamismääräyskokoelmaan ja myös D3 rakentamismääräyskokoelmaan. Kokonaisenergiankulutuksen laskenta aloitetaan säätietojen määrittämisellä. Ulkolämpötila ja
auringon säteilyarvot pystypinnoille määrittyvät myös kohteessa käytetyillä säätiedoilla.
Suomi on jaettu neljään säävyöhykkeeseen, kuten kuvassa 2 näkyy. Laskennassa käytetään rakennustyypin standardikäyttöä vastaavia asetusarvoja huonelämpötilalle ja ilmanvaihdon määriä rakentamismääräyskokoelman D3 mukaisesti. [20, s. 18, 29]
Kuva 2. Säävyöhykkeet [20, s. 29]
Rakennuksen pinta-alat ja tilavuus pitää selvittää ennen laskentaa. Tiedot löytyvät rakennuksen suunnitelmista. Rakenteiden lämmönjohtavuusarvoja käytetään lämpöhäviöitä laskettaessa. Luvun 4.3 olevissa kaavoissa esiintyi rakennusosan pinta-ala ja lämmönjohtavuus. Pientalon sekä rivi- ja ketjutalon käyttöaika on 24 tuntia vuorokaudessa
viikon jokaisena päivänä. Valaistuksen, laitteiden ja ihmisten energialaskennassa käytettävät sisäiset lämpökuormat nettoalaa kohden määräytyvät D3 mukaisesti. [21, s. 12; 20,
s. 19]
Rakennuksen ilmanvaihtojärjestelmän tyyppi ja mahdollisen lämmöntalteenoton vuosihyötysuhde on selvitettävä. Vuosihyötysuhteen arvoa voidaan käyttää kaikkina kuukau-
sina ja erilaisissa lämmityskausissa. Rakenteille täytyy valita ilmanpitävyysluokka. Hyvää ilmapitävyystasoa D5 rakentamismääräyskokoelman mukaan pientalolle on 1,0- 3,0
1/h. Tulo- ja poistoilmavirta ovat laskennassa määräyskokoelma osan D3 mukaan yhtä
suuret, joten ulkoilmavirta täytyy määrätä rakennuksen käyttötarkoitusluokan, D3 mukaisesti. [21, s. 21- 24; 20, s. 18]
Pien-, hirsi- ja ketjutalotyypit eivät tarvitse jäähdytysjärjestelmää rakentamismääräyskokoelman osan D3 mukaisesti. Lämmitysmuodon selvittäminen ja sähköntarve järjestelmien ja jäähdytyksen käyttöön täytyy määrätä rakentamismääräyskokoelman osan D5
mukaisesti. Uusiutuva omavaraisenergia, kuten varaava tulisija otetaan laskennassa
huomioon. Omavaraisenergia otetaan huomioon vähennyksenä laskettaessa ostoenergian määrää. Jos rakennuksessa on tulisija, voidaan lämmitettävään tilaan saatavaksi
lämmitysenergiaksi laskea enintään 2000 kWh vuodessa tulijaa kohden. [20, s. 10, 24;
21, s. 13]
Rakentamismääräyskokoelman osan D5 mukaisesti energiataselaskelma tehdään kuukausitasolla. Energiatasemenetelmässä rakennukseen kuukaudessa tuleva energiamäärä
on sama kuin kuukaudessa poistuva energiamäärä. Vuosikulutus on kuukausikulutuksien summa. Rakennuksen energiantarve koostuu tilojen ja ilmanvaihdon lämmitystarpeesta, käyttöveden lämmitystarpeesta, tilojen ja ilmanvaihdon jäähdytystarpeesta sekä
valaistuksen ja kuluttajalaitteiden sähköenergiantarpeesta. Lämmityksen nettotarve saadaan lämmitysenergiantarpeen, auringon säteilystä saadun energian, lämmöntalteenotosta saadun ja sisäisten lämpökuormien energian vähennyksenä. Kuviossa 8 on esitetty
ostoenergian taseraja ja sen muodostuminen nettoenergiatarpeista, järjestelmien kulutuksesta ja uusiutuvasta omavaraisenergiasta. [21, s. 12, 14]
Kuvio 8. Ostoenergian taseraja [21 s. 14]
Lämmitysenergian nettotarve ja lämpökuormat
Tässä luvussa tarkastellaan energiataselaskelman vaiheita ja laskuja pääpiirteittäin.
Energiataselaskenta aloitetaan lämmitysenergian nettotarpeen määrittämisellä. Lämmitysenergian nettotarve lasketaan kaavalla 10 rakentamismääräyskokoelman D5 mukaisesti. [21, s. 16]
Qlämmitys,tilat,netto = Qtila – Qsis.lämpö
Tilojen lämmitysenergian tarve lasketaan kaavalla 12 rakentamismääräyskokoelman D5
mukaisesti. Kaavassa esiintyvät Qjoht ja Qvuotoilma esitettiin luvuissa 3.2 ja 3.3. Lämmitysenergian tarvetta laskettaessa täytyy määrittää Q iv,tuloilma ja Qiv,korvausilma rakentamismääräyskokoelman D5 mukaan. [21, s. 16, 24- 25]
Qtila = Qjoht + Qvuotoilma + Qiv,tuloilma + Qiv,korvausilma
vuotoilman aiheuttama lämpöhäviö, kWh
Lämpökuormista tuleva energia, Qsis.lämpö hyödynnetään tilojen lämmityksessä. Lämpökuormien energia lasketaan kaavalla 13 rakentamismääräyskokoelman D5 mukaisesti.
[21, s. 35- 36]
lämpökuormien kuukausittainen hyödyntämisaste, rakennuksen lämpökuorma eli muun kuin säätölaitteilla ohjatun lämmityksen kautta rakennuksen sisälle vapautuva lämpöenergia, kWh
Hyödyntämisaste ηlämpö riippuu lämpökuorman ja lämpöhäviön suhteesta sekä aikavakiosta, joka on rakennuksen tilan sisäpuolisen tehollisen lämpökapasiteetin suhde ominaislämpöhäviöön. Rakennuksen eristeen sisäpuolinen lämpökapasiteetti vaikuttaa
lämmön varastoitumisen rakenteisiin ja vaikuttaa lämmitys- ja jäähdytysenergian kulutukseen. Tehollinen lämpökapasiteetti määräytyy rakennuksen tyypin ja koon mukaan
rakentamismääräyskokoelman D5 mukaisesti. Aikavakio on riippumaton rakennuksen
koosta ja on lämpökapasiteettia kuvaava suure. Rakennusten aikavakioiden suuruusluokka on 1-7 vuorokautta. Lämpökapasiteetti on rakennuksessa vakio, kun taas ominaislämpöhäviöön vaikuttaa tiiveys, ilmanvaihto ja lämmityskausien vaihtelut. [21, s.
35- 37]
Rakennukseen tulee lämpöenergiaa valaistuksesta, sähkölaitteista, ihmisistä ja ikkunoiden kautta tulevasta säteilyenergiasta. Lämpökuormia voi hyödyntää vain silloin, kun
on tarvetta lämmitykselle ja säädetään muuta lämmön tuottoa pienemmälle. Rakennuksen lämpökuorma lasketaan kaavalla 14, D5 rakentamismääräyskokoelman mukaisesti.
Lämpimän käyttöveden kierron ja lämpimän varastointiveden lämpöhäviöstä lämpökuormaksi tulevaksi osuudeksi käytetään laskennassa 50 %. [21, s. 35]
Qlämpökuorma = Qhenk + Qsäh + Qaur + Qlkv,kierto + Qlkv,varastointi
lämpökuorma, kWh
lämpimän käyttöveden kiertojohdon lämpöhäviöstä lämpökuormaksi tuleva osuus, kWh
lämpimän käyttöveden varastoinnin lämpöhäviöstä lämpö
Lämpimän veden lämmitysenergian nettotarve lasketaan kaavalla 15. Kylmän veden
lämpötilana käytetään 5 ºC ja lämpimän veden lämpötilana 55 ºC. Lämpimän käyttöveden kulutukseksi voidaan valita rakentamismääräyskokoelman osan D3 esitettyjä arvoja. Muissa tarkasteluissa lämpimän käyttöveden kulutus voidaan määrittää rakentamismääräyskokoelman osan D5 laskumalleilla.
Qlkv,netto = ρvcpvVlkv (Tlkv – Tkv)/3600 − QlkvLTO
QlkvLTO
kerroin, jolla suoritetaan laatumuunnos kilowattitunneiksi,
Järjestelmien energiankulutus
Lämmitysjärjestelmän energiankulutus lasketaan tilojen, ilmanvaihdon ja lämpimän
käyttöveden lämmitysenergian nettotarpeista. Lämpöä varastoidessa, jakaessa ja luovuttaessa tapahtuu lämpöhäviöitä, jotka täytyy ottaa huomioon järjestelmien energiankulutuksessa. Lämpöhäviöt otetaan huomioon rakentamismääräyskokoelma osa D5 esitetyissä järjestelmien energiakulutuksen laskentamenetelmissä. Lämpöhäviö ilmenee järjestelmän hyötysuhteessa, jolla järjestelmä voi varastoida, siirtää tai luovuttaa lämpöenergiaa. Kun tilojen, lämpimän käyttöveden ja ilmanvaihdon energiankulutus lämpöhäviöineen on laskettu, täytyy sen jälkeen laskea lämmitysenergian tuoton hyötysuhteen
vaikutus lämmitysjärjestelmän energian kulutukseen. Tilojen lämpöenergian tarve lasketaan kaavalla 16. [21, s. 38, 45]
Qlämmitystilat =
+ Qjakelu,ulos –Qomavarais,lämmitys,tilat
Qlämmitystilat
Qomavarais,lämmitys,tilat
tilojen lämmityksen lämpöenergian tarve, joka katetaan laskettavalla lämmön jakelujärjestelmällä, kWh/a
tilojen lämmitysenergian nettotarve, kWh/a
laskettavan lämmön jakelujärjestelmän hyötysuhde, laskettavan lämmön jakelujärjestelmän lämpöhäviö lämmittämättömään tilaan, kWh/a
mahdollisella uusiutuvan omavaraisenergian tuottojärjestelmällä tuotettu tilojen lämmitysenergia, kWh
Uusiutuvaa omavaraisenergiaa on esimerkiksi aurinkokeräimillä tuotettu lämpö. Uusiutuvat polttoaineet käsitellään osana uusiutuvaa ostoenergiaa. [21, s. 39]
Lämmitysjärjestelmän energiankulutus muodostuu lämmitysenergian Q lämmitys ja Wlämmitys,
jotka molemmat lasketaan erikseen. Lämmitysjärjestelmän energiankulutus lasketaan
kaavalla 17 rakentamismääräyskokoelman osan D5 mukaisesti. Jos rakennuksessa on
useampia lämmöntuottojärjestelmiä, lasketaan lämmitysenergian kulutus erikseen joka
järjestelmälle sen omalla hyötysuhteella ja järjestelmään kohdistuvalla lämmön tarpeella. [21, s. 45]
lämmitysenergian tuoton hyötysuhde tilojen, ilmanvaihdon
ja lämpimän käyttöveden lämmityksessä
Puhaltimien ja ilmanvaihtokoneiden sähkönkulutus lasketaan suunnitellun ominaissähkötehon, ilmavirran ja käyntiajan tulona kaavalla 18 rakentamismääräyskokoelma D5
mukaan. Koneellisessa tulo- ja poistoilmanvaihtojärjestelmässä ominaissähköteho saa
olla korkeintaan 2 kW/(m3/s) ja koneellisessa poistoilmanvaihtojärjestelmässä 1
kW/(m3/s). Ilmanvaihtokoneen ominaissähköteho lasketaan konekohtaisesti kaavalla 19
rakentamismääräyskokoelman osan D5 mukaisesti. [21, s. 53]
Wilmanvaihto = ∑SFP qv Δt + Wiv,muut
puhaltimen tai ilmanvaihtokoneen käyttöaika laskentajaksolla, h
Rakennuksen E-luku eli kokonaisenergiankulutus on laskettava. E-luku on rakennuksen
vuotuinen energiakertoimella painotettu kokonaisenergiankulutus rakennustyypin standardikäytöllä lämmitettyä nettoalaa kohden. E-luku saadaan, kun lasketaan ostoenergian
ja energiamuotojen tulot yhteen. E-luku täytyy määrittää D3 rakentamismääräyskokoelman lähtötiedoilla ja E-luku ei saa ylittää rakentamismääräyskokoelman osan D3
antamia arvoja. Energiamuotojen kertoimet ovat seuraavat: [20, s. 8- 9]
Rakennuksen ostoenergiankulutus lasketaan kaavalla 20. Ostoenergiaa laskettaessa uusiutuva omavaraisenergia on otettava huomioon ja se hyödynnetään kohteen teknisissä
järjestelmissä. Rakennuksen kokonaisenergiankulutus E-luku lasketaan kaavalla 25 rakennuksen ostoenergiankulutuksesta energiamuotojen kertoimia käyttäen. Qlämmitys ja
Wilmanvaihto esitettiin luvussa 4.3. [21, s. 15]
Eosto = Qlämmitys + Wlämmitys + Wilmanvaihto + Qjäähdytys + Wjäähdytys + Wkuluttajalaitteet + Wvalaistus
− Wkäytetty omasähkö
rakennuksen ostoenergiankulutus, kWh/(m2 a)
lämmitysjärjestelmän lämpöenergian kulutus, kWh/(m2 a)
lämmitysjärjestelmän sähköenergian kulutus, kWh/(m2 a)
ilmanvaihtojärjestelmän sähköenergian kulutus, kWh/(m2a)
Qjäähdytys
jäähdytysjärjestelmän lämpöenergian (kaukojäähdytyksen)
kulutus, kWh/(m2 a)
Wjäähdytys
jäähdytysjärjestelmän sähköenergian kulutus, kWh/(m2 a)
kuluttajalaitteiden sähköenergian kulutus, kWh/(m2 a)
valaistusjärjestelmän sähköenergian kulutus, kWh/(m2 a)
Wkäytetty omasähkö
rakennuksessa käytetty omavaraissähköenergia, kWh/(m 2a)
E-lukua määrittäessä ostoenergia voidaan esittää energiamuodoissa, jota rakennuksessa
käytetään. Ostoenergia kerrotaan energiamuotokertoimella kaavassa 21. E-lukua määrittäessä voi käyttää rakentamismääräyskokoelman osan D3 lähtötietojen ja tulosten esittämiseen tehtyjä lomakkeita, jotka ovat esitetty liitteessä 3. [8, s.15; 7, s.33- 34]
E = fkaukolämpöQkaukolämpö + fkaukojäähdytysQkaukojäähdytys + ∑ fpolttoaine,iQpolttoaine,i + fsähköWsähkö
rakennuksen energialuku, kWh/(m2 a)
kaukolämmön kulutus, kWh/(m2 a)
kaukojäähdytyksen kulutus, kWh/(m2 a)
Qpolttoaine,i
polttoaineen i sisältämän energian kulutus, kWh/(m2 a)
sähkön kulutus, josta on vähennetty rakennuksessa käytetty
omavaraissähköenergia, kWh/(m2 a)
kaukolämmön energiamuodon kerroin, -
kaukojäähdytyksen energiamuodon kerroin, -
fpolttoaine,i
polttoaineen i energiamuodon kerroin, -
sähkön energiamuodon kerroin, -.
Rakennuksen muoto ja sijoitus
Omakotitalojen koolla on suuri vaikutus sen lämmitysenergian kulutukseen. Pientaloissa vaipan lämpöhäviöt on suhteellisesti suurimmat. Pari- ja rivitaloissa vaipan osuus
pienenee, jolloin myös lämmönkulutus vähenee. Toinen tekijä lämmönkulutukseen rakennuksen koon ohella on tilankäytön suunnittelu. Hyödyllisintä on vähentää tarpeettomien lämmitettävien tilojen määrää ilman taloteknisten asioiden liiallista mutkistamista. Tarpeettomat tilat lisäävät vaippapinta-alaa ja lämmitettävää tilavuutta. Pientalon
turhaa lämmitettävää tilavuutta lisäävät [4, s. 28]
suuret käytävät
avarat portaat
osa varastoista
liian korkeat tilat.
Pientalon sijoittamisessa on kolme huomattavaa asiaa, jotka vaikuttavat energiatalouteen. Sijoittamisessa otetaan huomioon aurinkoisuus, tuulisuus ja korkeusasema. Pientalo kannattaa asettaa siten, että valtaosa julkisivuista suunnataan lounasta ja etelää kohti.
Näin saadaan valoisuutta ja eniten ilmaisenergiaa auringosta, varsinkin lämmityskauden
aikana. Eteläsivustalle tehdään myös piha ja puutarha. Kaavoituksessa on varmistettava,
ettei rakennus joudu muiden rakennusten varjostamaksi. Tuulensuojat kannattaa sijoittaa itä- ja pohjoispuolelle rakennusta, josta tuuli yleisimmin puhaltaa Suomessa lämmityskausien aikana. Luontevimmat ratkaisut tuulensuojaukseen ovat tuuliesteet, kuten
aidat, katokset ja rakennukset. Puita tuulenesteenä käyttäessä on havupuut istutettava
pohjois- ja itäpuolelle ja lehtipuut sijoitettava eteläpuolelle. Jos pientalo rakennetaan
rinteeseen, on tuulensuojauksen kannalta edullisinta sijoittaa rakennus etelärinteeseen.
Laaksopainanteisiin talon rakentamista tulisi välttää, koska siellä kylmä ilma jäähtyessään painautuu lähemmäksi maan pintaa ja patoutuu esteeseen ja eikä pääse välttämättä
rakennuksen yltä poistumaan. [4, s. 115]
Hyvän energiatehokkuuden saavuttamiseksi hukkaneliöiden määrää on vältettävä pientalorakentamisessa. Hukkaneliöiden välttäminen tapahtuu mm. massoittelun avulla, joka
tarkoittaa esimerkiksi pitkistä käytävistä luopumista. Liian pientä, alle 80-neliöistä taloa
ei kannata rakentaa vaan tilan suunnittelun täytyy pohjautua tontin ominaisuuksiin ja
tilan tarpeen mukaan. Pientalon energiataloutta voidaan parantaa sijoittamalla lämmitystä vaativat tilat rakennuksen keskiosaan ja lämmittämättömät tilat erillisiin rakennuksiin
tai talon kylmälle sivustalle. Rakennuksen kerrosluvulla ei ole merkittävää energiataloudellista kantavuutta. [4, s. 117]
Ilmanvaihtojärjestelmä ja lämmöntalteenotto
Koneellinen tulo- ja poistoilmanvaihtojärjestelmä poistaa likaantuneen sisäilman ja
suodatettu ja lämmitetty puhdas ilma viedään sisäilmaan. Tulo- ja poistoilmanvaihtojärjestelmässä saadaan myös hyöty poistoilman lämmöstä lämmöntalteenottolaitteella.
Koneelliset ilmanvaihtojärjestelmät ovat monivaiheisia ja antavat enemmän säätövaraa
kuin painovoimalliset järjestelmät. Ilmanvaihtojärjestelmä säädetään ihmismäärän ja
kosteuden määrän ja kosteuden syntymisen määrän mukaan, jotta ilmanvaihto on riittävä. Järjestelmän suodattimet on tarkistettava ja vaihdettava kahdesti vuoteen, koska kanavistossa olevat pieneliöt ja pöly aiheuttavat epäpuhtaan ilman. Koneellisen tulo- ja
poistoilmajärjestelmän ominaissähköteho on oltava enintään 2,0 kW/(m3/s). [4, s. 61;
20, s. 15; 19, s. 43]
Lämmöntalteenottolaitteilla saadaan poistoilman lämmöstä energiaa, jota käytetään tuloilman lämmittämiseen. Lämmöntalteenottojärjestelmän mallilla ja vuosihyötysuhteella on vaikutusta energiankulutukseen. Matalaenergiatasossa lämmöntalteenoton vuosihyötysuhteen on oltava vähintään 65 %. Rakennuslain asettama alhaisin vuosihyötysuhde on 45 % ilmanvaihdon lämmityksen vaatimasta lämpöenergiasta. Kaikkein tehokkain
lämmöntalteentottojärjestelmä on regeneratiivinen eli pyörivä lämmönsiirrin. Tällä järjestelmällä päästään noin 70- 80 %:n vuosihyötysuhteeseen. Laite soveltuu huoneistokohtaiseen ilmanvaihtoon, sitä ei suositella keskitettyihin ratkaisuihin ilmavirtojen sekoittumisen riskin takia. Muita energiatehokkaita lämmöntalteenottolaitteitta ovat ristivirta- ja vastavirtasiirtimet, joiden vuosihyötysuhde on noin 50- 70 %. Järjestelmässä
voi kytkeä kaksi lämmönsiirrinkennoa peräkkäin, jolloin saadaan vuosihyötysuhdetta
parannettua. Taulukossa 2 esitetään teoreettisia kustannuksia ja säästöjä mitä LTO- laitteella saa aikaan. [4, s. 43]
Taulukko 2. Suuntaa-antavia tuloksia lämmöntalteenoton kustannuksista ja säästöistä.
[19, s. 48]
Oikeanlaisen ilmanvaihtojärjestelmän ja lämmöntalteenottolaitteen mitoittaminen on
energiatehokkuuden kannalta edullista. Alitehoiseksi mitoitettu ilmanvaihtokone on
normaaliolosuhteissa täysiteholla ja kuluttaa enemmän energiaa kuin riittävän tehokas
ilmanvaihtokone. Ilmanvaihtokoneen puhaltimien moottoreiden on toimittava tasavirtatekniikalla vaihtovirtatekniikan sijaan. Ilmanvaihdon on ohjauduttava ilman laadun mukaan ja hyvin valitussa ilmanvaihtolaitteessa on CO2- ja RH- tunnistimet. Ilmanvaihtokanavissa on vältettävä pitkiä ja mutkaisia vetoja ja kanavien on hyödyllistä olla suurikokoisia. Suodattimien vaihto ja huolto kannattaa tehdä ajallaan, ettei äänitaso nouse
liian korkealle laitteessa ja sisäilma pysyy puhtaana. Oikeilla valinnoilla ja taitavalla
suunnittelulla saadaan pienenettyä ilmanvaihtolaitteen ominaissähkötehoa ja parannettua lämmöntalteenoton hyötysuhdetta. [11]
Lämmitysjärjestelmien kustannusvertailu
Luvussa 6.3 esitetään lämmitysjärjestelmien kustannusvertailu. Vertailu tehdään pelletin, sähkön ja maalämmityksen kesken. Kustannusvertailun tarkoituksena on selvittää
mikä kyseisistä lämmitysjärjestelmistä tulee kannattavimmaksi investoinniksi. Uudistuvat rakennusmääräyskokoelman energiamääräykset puoltavat uusiutuvia energianlähteitä, jotka tässä tapauksessa ovat maalämpö ja pelletti. Yhteisiä alkuarvoja laskennalle on
käytetty vuotuisen lämmitysenergian tarvetta 18000 kWh, vuotuisen poiston laskentakorkoa (i) 4 %, pelletin hinta 0,04 €/kWh ja sähkön hinta 0,11 €/kWh. Muuttuvien ja
kiinteiden kulujen tuloksia laskettaessa on otettu huomioon energiaratkaisun alkuinvestointi, tekninen käyttöikä, varaosien vuotuinen hinta hankintahintaan verrattuna ja järjestelmän hyötysuhde. Taulukossa 3 on esitetty kaikki muut arvot, joita laskennassa
käytetään. [22]
Taulukko 3. Laskennan alkuarvot. [22]
H [€]
Tekn. ikä
11000 alkuinvestointi
tekninen käyt22
töikä
10000 alkuinvestointi
tekninen käyt23
qi ,pelletti
varaosien vuotuinen osuus alkuinvestoinnista
Maalämpöpumpun hyötysuhde/ lämpökerroin
pellettikattilan hyötysuhde
Seuraavaksi määritetään energiaratkaisujen kiinteitä kustannuksia. Taulukon 4 tulokset
on saatu seuraavia laskentakaavoja käyttäen. Vuotuinen annuiteettipoisto lasketaan kaavalla 22. Varaosien ja huollon osuus vuodessa määritetään kaavalla 23. Vuotuiset kiinteät kustannukset lasketaan kaavalla 24. Kiinteät kulut yhteensä koko käyttöiän ajalta
lasketaan kaavalla 25. [22]
k = i(1+i)n / (1+i)n – 1 *H
Vuotuinen annuiteetti poisto
laskenta korko
investointi ja asennus
varaosat/huolto [€/a] = varaosat/100 *H
Yhteensä [€/a] = varaosat/huolto €/a + k
Yhteensä maksetaan [€] = €/a * lainan pitoaika
Taulukko 4. Kiinteät kustannukset. [22]
investoinnit ja asennus [€]
vuotuinen poisto, annuiteetti
varaosat/huolto [€/a]
yhteensä [€/a]
yhteensä maksetaan €
Maalämpöpumppu Pellettikattila
5 903,52
18 682,11
17 551,08
Taulukossa 5 näytetään muuttuvien kustannuksien muodostuminen lämmitysjärjestelmille. Sähköenergian hankintakulut vuodessa lasketaan kaavalla 26 ja maalämpöpumpun sähköenergian tarve kaavalla 27. Pellettien lämmitysenergian tarve lasketaan kaavalla 28 ja pellettien määrän tarve vuodessa määritetään kaavalla 29. Pelletteihin menevä kulu vuodessa saadaan kaavalla 30. [22]
S hköenergian hankinta [€/a] = s hköenergian tarve * s hkön hinta
Sähköenergian tarve maalämpö [kWh /a] = E *COP
Pellettien tarve [kWh /a] = E / η
Pellettien tarve [t/a] = pellettien tarve / qi ,pelletti
Pellettien kustannus [€/a] = pellettien tarve [t/a]/ Pelletin hinta
Taulukko 5. Muuttuvat kustannukset.
sähköenergian tarve [kWh/a]
sähköenergian hankinta [€/a]
pellettien tarve [kWh/a]
pellettien tarve [t/a]
pellettien kustannus [€/a]
20224,72
L mmön kiinte t kustannukset [€/kWh] = kiinte t yhteens [€/a]/E
Lämmön muuttuvat kustannukset [€/kWh] = muuttuvat yhteens [€/a]/E
L mpöenergian kokonaishinta [€/kWh] = kiinte t kustannukset + muuttuvat kustannukset [€/kWh]
L mmitysratkaisun kokonaishinta [€/a] = kiinte t kustannukset[€/a]+muuttuvat kustannukset[€/a]
TAULUKKO 6. Kokonaiskustannukset
lämmön kiinteät kustannukset
lämmön muuttuvat kustannukset [€/kWh]
lämpöenergian kokonaishinta
lämmitysratkaisun kokonaishinta [€/a]
Kokonaiskustannukset ovat suurimmat sähkölämmitysjärjestelmällä, johtuen suurista
muuttuvista kustannuksista verrattuna maalämpöpumppuun ja pellettilämmitysjärjestelmään. Kuviossa 9 havainnollistetaan pylväsdiagrammina muuttuvien ja kiinteiden
kustannuksien osaa kilowattitunnin kokonaishinnasta. Kuvio 10 on kustannuskuvaaja,
kun kiinteät kustannukset ovat vakio ja muuttuvat kustannukset vastaavat laskennassa
käytettyjä arvoja. Kuviosta 10 on nähtävissä, että mitä suuremmaksi lämmitystarve kasvaa sitä edullisemmaksi maalämpö ja pelletti tulevat sähköön nähden. [22]
Kuvio 9. Muuttuvat ja kiinteät kustannukset
M. lämpö
Kuvio 10. Kustannuskuvaaja
Tämän opinnäytetyön tavoitteena oli selvittää ennakoivan laadunohjauksen ajatusmallia
ja energiatehokkuutta pientaloissa. Tavoitteena oli myös tutkia onko laadunohjaus kannattavaa ja hyödyllistä. Tutkielmani osoittaa, että laadunohjausprosessi on hyödyllistä
Joensuun rakennusvalvonnalle ja rakennushankkeeseen ryhtyvälle. Tavoitteeni energiatehokkuuden selvittämisessä tuli täytettyä. Opinnäytetyöstäni ilmenee mihin asioihin
täytyy kiinnittää huomiota, kun rakennushankkeeseen ryhtyvä haluaa energiatehokkaan
Ennakoiva laadunohjaus on toiminut hyvin Oulun kaupungin rakennusvalvonnassa.
Laadunohjaus vaatii aktiivisuutta rakennusvalvonnalta ja pientä rahallista lisäpanostusta, mutta laadunohjauksen käyttöönotto on erittäin kannattavaa. Prosessin tarkoitus on
saada rakentaja laatutietoiseksi ja saavuttaa energian säästöä. Oulun kaupungin antamat
laskelmat tuloksista viittaavat onnistuneeseen ajatusmalliin. Joensuun rakennusvalvonnan laadunohjausilloissa läpi käytävät asiat ovat jo hyväksi todettuja ratkaisuja ja tästä
syystä luotettavia. Rakennusvalvonnan ohjausprosessiin kannattaa hakeutua, vaikka
rakentajalla on vankat käsitykset rakentamisesta. Rakennushankkeeseen ryhtyvän kannattaa vertailla omia käsityksiään laadunohjausilloissa käytäviin asioihin. Oulun kaupungin kehittämät laatukortit ovat selkeitä ja ymmärrettäviä ja ohjaavat energiatehokkuuteen. Laatukortit ja Energiajunior-ohjelma auttavat ymmärtämään, kuinka energiatehokas rakennushanke toteutetaan. Ohjausprosessissa painotetaan myös talon teknistä
kestävyyttä. Laatutietoisilla valinnoilla rakennushankkeen suunnittelussa saadaan parannettua talon teknistä kestävyyttä.
Uudisrakentamisen määrä on vaihdellut suuresti Suomessa. Uudisrakentamisen määrä
on ollut laskussa 2000-luvun puolivälistä saakka. Huipussaan uudisrakentaminen oli
1990- luvun alussa. Lämmitysenergian kulutus on vähentynyt jatkuvasti Suomen rakennuskannassa, johtuen rakennuslain ja rakennusmääräysten kiristymisestä. Sähkön käyttö
on kovassa nousussa, johtuen kasvavasta varustetasosta.
Ilmanpitävyys pientalossa vaikuttaa suuresti lämmitysenergiankulukseen. Tiiviys vaikuttaa myös talon viihtyisyyteen ja kosteudenkestävyyteen. Lämpöenergia poistuu pientalosta puutteellisen tiiviyden, vaipan lämpöhäviönä ja ilmanvaihdon vuoksi. Pientalon
suunnittelussa on hyödyllistä ottaa mainitut asiat huomioon. Ilmanvaihtojärjestelmän
valinnalla on suuri merkitys energiankulutukseen. Rakennuksen muoto energiatehokkuuden kannalta kannattaa suunnitella mahdollisimman yksinkertaiseksi ja turhia hukkaneliöitä kannattaa välttää. Yksinkertaisempi muoto ja pienemmät tilat kuluttavat vähemmän lämmitysenergiaa.
Energiankulutusta määritettäessä kävi selville mitkä asiat vaikuttavat pientalon kokonaisenergiankulutukseen. Uusituvat energiamääräykset johtavat siihen, että energiankulutusta halutaan vähentää ja toisaalta lämmitysjärjestelmissä halutaan tukea uusiutuvia
energianlähteitä. E-lukua määrittäessä kohteen ostoenergia kerrotaan energiamuotokertoimella. Energiamuotokerroin on pienin uusiutuvissa energialähteissä. Lämmitysjärjestelmien vertailussa maalämpö ja pelletti ovat vuosikustannuksiltaan edullisempia kuin
sähkö, kun lämmitysjärjestelmien lämmitysenergian tarpeena oli 18000 kWh.
Ennakoivassa laadunohjauksessa läpikäytävät asiat, kuten energiatehokkuus ja tekninen
kestävyys lisäävät asumisviihtyisyyttä ja asuntojen myyntiarvoa. Asukas hyötyy energiatehokkaasta talosta hyvän viihtyvyyden ja matalan energiakulutuksen takia. Hyvien
teknisten ratkaisujen ja energiatehokkaan rakennuksen myyntiarvo on selvästi parempi
kuin rakennuksen, jossa näihin asioihin ei ole kiinnitetty huomiota. Vähentynyt energiankulutus alentaa myös hiilidioksidipäästöjä merkittävästi. Hyötyä ennakoivan laadunohjauksesta saa asukas ja yhteiskunta.
Ennakoiva laadunohjaus syntyi Oulussa pitkän kehitystyön tuloksena ja laatutyötä kehitetään edelleen. Ennakoivan laadunohjauksen tulisi ensiksi jalkautua kunnolla Joensuussa, ennen kuin ohjausprosessia ruvetaan muokkaamaan ja kehittämään. Kun haluttuun
matalaenergiatasoon päästään Joensuussa, kannattaa Joensuun rakennusvalvonnan aloittaa passiivitalojen koulutusohjelma, kuten Oulussa on halukkaille rakentajille aloitettu.
Laadunohjaustyön onnistuminen Joensuussa näyttää todennäköiseltä Oulun kaupungin
tuloksiin pohjautuen. Laatutyöstä hyötyvät niin rakentaja, kunta ja rakennusvalvonta.
Ennakoivaa laadunohjausta voisi kehittää Joensuun rakennusvalvonnassa nimittämällä
henkilö, joka hoitaisi pelkästään energiatehokkuuteen ja tekniseen kestävyyteen liittyviä
asioita. Henkilö voisi neuvoa energiatehokkuudesta kiinnostuneita ja niitä, jotka eivät
päässeet tulemaan laadunohjausiltoihin.
Ohjausprosessiin kannattaisi hakeutua senkin takia, että sillä saadaan nopeutettua rakennuslupakäsittelyä. Rakennuslupakäsittely on mutkattomampi, jos rakennushankkeeseen ryhtyvä on laatutietoisempi ja panostaa hankkeen suunnitteluun. Tontin saaneelle
rakentajalle voisi olla eduksi, että rakennusvalvonnalta saisi jatkuvasti energiatehokkuuden neuvontaa tai jopa henkilökohtaista opastusta Energiajunior-ohjelmaan ja laatukortteihin. Joensuun rakennusvalvonnan tavoitteeksi asettama 60 %:n matalaenergiataso
on realistinen tavoite, koska matalaenergiatalotaso saavutetaan tiiviyden ja oikeanlaisen
ilmanvaihtojärjestelmän valinnalla. Rakennushankkeessa huomion kiinnittäminen tiiviyteen ja ilmanvaihtojärjestelmän valintaan ei tuo suurta lisäkustannusta urakkaan.
Oulun kaupungin tekemän laatukortin mukaan lisäinvestointia tulee noin 2000 €.
Mielestäni opinnäytetyön tulokset ovat luotettavia laadunohjauksen tutkimisessa, koska
käytin työssäni Oulun kaupungin antamaa tietoa ja ajatusmalleja. Energiatehokkuutta
tutkiessani käytin uutta kirjallisuutta ja ajan tasalla olevaa tietoa, joten tulokset sen osalta ovat varsin luotettavia. Energiatehokkuuden aihepiirissä voisi jatkossa tutkia, miten
passiivitalon energiatehokkuus saavutetaan ja miten laadunohjausprosessissa neuvotaan
passiivitalon rakentamista.
Suotuisaa Joensuun rakennusvalvonnalle on, että ennakoiva laadunohjaus saa näkyvyyttä toiminnalleen. Mediassa on ollut hyvin näkyvyyttä ennakoivan laadunohjauksen alkamisesta Joensuussa. Joensuun rakennusvalvonta tulee varmasti saamaan hyviä tuloksia laadunohjauksella ja edullista laatutyölle on, että tulokset ovat esillä. Hyvien tuloksien esittäminen lisää myös kiinnostuneisuutta laadunohjauksen toimintaa kohtaan.
Lisäyksenä ennakoivan laadunohjauksen toimintaan olisi, että rakennusvalvonta toimisi
vierailevana luennoitsijana ammattikorkeakoulun rakennustekniikan oppitunneilla. Rakennusvalvonnan toiminta ja sen laadunohjaus eivät ole välttämättä tuttuja asioita opiskelijoille. Energiatehokkuuden ja teknisen kestävyyden neuvonta tuleville insinööreille
olisi myös erittäin höydyllistä.
Mäkikyrö Tapani. Oulun rakennusvalvonnan linjaukset ja työkalut energiatehokkuuden parantamisessa. Ennakoivan laadunohjauksen luentomateriaali.
http://ylivieska.centria.fi/rdwood/images/TapaniMakikyro1.pdf, luettu
Hyttinen, J. Rakennustarkastaja. Joensuun rakennusvalvonta. Haastattelu
SPU – eristeet. Johdatus matalaenergiarakentamiseen.
http://www.spu.fi/energia_johdatus, luettu 24.10.2011.
Lappalainen, M., Energia- ja Ekologiakäsikirja. Suunnittelu ja Rakentaminen,
Helsinki, Rakennustieto Oy. 2010.
Joensuun kaupunki., Ennakoiva laadunohjaus, työkalut ja vaikuttavuus. Ennakoivan laadunohjauksen koulutus Joensuussa.
http://www.jns.fi/Resource.phx/sivut/sivuttekniset/rakennusvalvonta/laadunohjaus/ennakoivalaadunohjaus.htx, luettu
Joensuun kaupunki., Ilmasto- ja energiahaasteiden vaikutukset rakennusalalle.
Ennakoivan laadunohjauksen koulutus Joensuussa.
Rakennustarkastuskirja. Ympäristöministeriö ja Rakennustieto Oy, 2004.
Joensuun kaupunki., Energiamääräykset. Ennakoivan laadunohjauksen koulutus
Joensuussa. http://www.jns.fi/Resource.phx/sivut/sivuttekniset/rakennusvalvonta/laadunohjaus/ennakoivalaadunohjaus.htx, luettu
Oulun kaupunki., Pientalon tekninen laatu. Pientalon teknisen laadun arviointiohjelma. http://www.pientalonlaatu.fi/, luettu 6.2.2012.
Oulun kaupunki., Energiajuniori. Energiajunioriohjelma.
http://www.pientalonlaatu.fi/, luettu 29.10.2011.
Joensuun kaupunki., Energiaselvityksen sisältö. Ennakoivan laadunohjauksen
koulutus Joensuussa. http://www.jns.fi/Resource.phx/sivut/sivuttekniset/rakennusvalvonta/laadunohjaus/ennakoivalaadunohjaus.htx, luettu
Oulun kaupunki. Laatukortit. Pientalon tekninen laatu. 2010.
http://www.ouka.fi/rakennusvalvonta/oppaat/laatukortit.htm, luettu 2.12.2011
Sitra. Energialähettiläs edistää kuntien ennakoivaa laadunohjausta. 2010.
http://www.sitra.fi/fi/Ohjelmat/energia/hankkeet/Energialahettilas/Energialahettila
s.htm, luettu 8.12.2011
Paloniitty, S. & Kauppinen, T., Rakennusten lämpökuvaus. Helsinki, Rakennusteollisuuden Kustannus Oy, 2006.
Entec Oy. Tiiviysmittaus. Rakennuksen tiiviysmittaus.
http://www.entec.fi/tiiviysmittaus.htm, luettu 9.2.2012.
Ympäristöministeriö., Rakennustarkastuskirja. Ympäristöministeriö ja Rakennustieto Oy, 2004.
Oulun kaupunki., Rakentajan polku. Pienrakentajan opas. 2010
http://www.ouka.fi/rakennusvalvonta/Polku/, luettu 10.2.2012
C3 Rakennuksen lämmöneristys. Suomen rakentamismääräyskokoelma. Asuntoja rakennusosasto, 2003.
Laitinen J., Pieni suuri energiakirja. Into Kustannus Oy. 2010.
Ympäristöministeriö. D3 Rakennusten energiatehokkuus. Suomen rakentamismääräyskokoelma. 2012.
Ympäristöministeriö. D5 Rakennuksen energiankulutuksen ja lämmitystehontarpeen laskenta. Suomen rakentamismääräyskokoelma. Luonnos 27.10.2011.
http://www.finlex.fi/data/normit/29520-D5-190607-suomi.pdf, luettu 1.11.2011.
Hirvonen M., Energiaratkaisut. Pohjois-Karjalan ammattikorkeakoulu. Rakennustekniikan koulutusohjelma. Luentomateriaali.
http://moodle.pkamk.fi/course/view.php?id=3227, luettu 24.11.2011
Lähde: Oulun kaupunki. Laatukortit. Pientalon tekninen laatu. 2010.
http://www.ouka.fi/rakennusvalvonta/oppaat/laatukortit.htm
E-luvun laskennan lähtötietojen ja tulosten esittäminen
Lähde: Ympäristöministeriö. D3 Rakennusten energiatehokkuus. Suomen rakentamismääräyskokoelma. 2012.
ASUNTO-OSAKEYHTIÖN ENERGIATEHOKKUUDEN PARANTAMINEN Ville Isoniemi
ASUINPIENTALOJEN E-LUVUN LASKENTA Jukka Holmi
KARTOITUS LÄMMITYSENERGIAN, SÄHKÖN- JA VEDENKULUTUKSESTA